Het brein is een heilig ding, je kunt er niet mee spelen

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Nobelprijswinnaar Eric Kandel voor geheugenmoleculen, lsd voor katten, schelpdiertraining, Wenen in 1938 en Syrische vluchtelingen.

Freud woonde in een naburige wijk van Wenen, aan de Berggasse 19, en de toekomstige Nobelprijswinnaar had alle kans om hem op weg naar school te ontmoeten. In een biografische film die vroeg of laat verfilmd zal worden, zal deze ontmoeting zeker plaatsvinden - ergens op de achtergrond, als verplicht detail van het stadslandschap, zal zeker de vader van de psychoanalyse met een herkenbare baard en een sigaar flitsen. In 1938, toen de nazi's Freud dwongen Oostenrijk te verlaten, was Candel acht jaar oud.

Candelu is nu 87 en blijft werken aan de Columbia University in New York. Op de stoep van zijn kantoor verschijnt hij in een vlinderdas over een oogverblindend wit overhemd - alsof dit in het vooroorlogse Europa gebeurde. "Ik ben net uit Wenen gevlogen", zegt hij. En de verbeelding - automatisch, want precies deze tijd en deze plaats is gewijd aan "The Age of Self-Knowledge", het laatste boek dat door Kandel in het Russisch is vertaald, - laat een foto zien van Wenen van dienst honderd jaar geleden met zijn Secession, Klimt, Wittgenstein, Gödel en Webern, waar de professoren in de geneeskunde waren die zoiets als concertpianisten waren, anatomische theaters kaartjes verkochten voor autopsies, en een nieuwe modieuze Freudiaanse theorie van het onbewuste was populair bij kunstenaars.

Zowel Freud als Kandel waren gedurende hun hele wetenschappelijke loopbaan bezig met het geheugen - elk op zijn eigen manier. Waar is onze psyche van gemaakt? Voor Freud - van complexen, onderdrukte angsten, onderdrukte herinneringen. Voor Kandel - van een prionachtig CPEB-eiwit, onderdrukte genexpressie en sprongen in de concentratie van enzymen die "eiwitkinasen" worden genoemd in de processen van zenuwcellen. De wetenschap van de jaren 30 en 2010 spreekt verschillende talen over de hersenen, maar Kandel spreekt beide vloeiend.

Neurofysiologie interesseerde hem op de universiteit vooral omdat het hem de kans gaf om de problemen van de psychoanalyse op te lossen. “In 1957, toen ik voor het eerst begon te werken, moest ik af van het idee dat we een plek in de hersenen zouden kunnen vinden voor functies als het ego. Maar nu is bijvoorbeeld Freuds 'het', instinctieve driften, niet zo'n mysterie. We weten dat de hypothalamus hierin een belangrijke rol speelt. Ook de amygdala speelt een belangrijke rol. Dus beginnen we deze functies geleidelijk te relateren aan specifieke delen van de hersenen, zegt Kandel.

Op 36-jarige leeftijd moest hij kiezen - ofwel "het" of de fysiologie van zenuwcellen. Kandel kreeg het hoofd aangeboden van een van de meest respectabele psychiatrische afdelingen in de Verenigde Staten, waar psychoanalyse de belangrijkste methode was om met patiënten te werken, maar Kandel accepteerde het aanbod niet, zodat in plaats van het geheugen te onderzoeken in laboratoriumexperimenten op dieren. Voor deze studies krijgt hij in 2000 de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde.

Hoe kun je het geheugen van dieren bestuderen als ze geen herinneringen kunnen delen? Ze schrijven geen boeken, bladeren niet door hun kinderfoto's, duiken niet in archieven. Als ze hiertoe niet in staat zijn, dan is het waarschijnlijk nodig om in ieder geval iemand die erg op een persoon lijkt als proefpersoon te nemen. Chimpansee? Olifanten die - volgens een populair Engels kinderliedje - "nooit vergeten"? Wiens brein kan dienen als een goed model voor het onze - met zijn verdrongen herinneringen aan jeugdtrauma en de herinnering aan hoe je moet fietsen?

Kandel koos een onverwachte held voor de rol van het model: het weekdier Aplysia californica, ook wel de zeehaas genoemd, een wezen dat lijkt op een slak, maar slechts een halve meter of meer lang is en tot zeven kilogram weegt. Aplysia heeft helemaal geen hersenen in de gebruikelijke zin van het woord.

Boven Kandels bureau hangt een zwart-witportret van ten voeten uit van een schelpdier. In plaats van hersenen heeft Alysia vijf paar zenuwknopen met gigantische zenuwcellen - wat ze in feite leuk vond aan Candela: hoe groter de cel, hoe gemakkelijker het is om erin te kijken. Als ze bang is, laat Alysia een wolk gekleurde inkt los. Voor de wetenschap is het meest interessante dat het verband tussen reactie en stimulus niet voor eens en voor altijd vastligt - Aplysia weet nieuwe dingen te leren. Met andere woorden, een weekdier zonder hersenen kan onthouden. En als je kijkt naar het werk van haar zenuwcellen tijdens het memoriseren, besloot Kandel halverwege de jaren zeventig, zal het helpen te begrijpen hoe mensen zich herinneren.

Als we weten uit welke moleculaire delen herinneringen zijn samengesteld, kunnen we theoretisch rekenen op pillen voor vergeetachtigheid en pillen die helpen vergeten, zoals in de film "Eternal Sunshine of the Spotless Mind", waar ze naar een neurofysioloog gaan om te worden behandeld voor ongelukkige liefde. Over dit perspectief wordt voortdurend gesproken en geschreven, maar Candel houdt eerlijk gezegd niet van een dergelijke formulering van de vraagstelling van zijn werk.

“Ik ben niet geïnteresseerd in pillen. Waarom überhaupt interfereren met de hersenen? Waarom niet gewoon begrip, geen inmenging? Jij geeft om mind control, en ik om bewustzijn. Ik wil begrijpen hoe het geheugen op alle niveaus werkt, en begrijpen waar creativiteit vandaan komt."

* * *

Bloedcellen vernieuwen zich volgens het populairwetenschappelijke tijdschrift New Scientist volledig in 150 dagen: geen van de rode bloedcellen die een jaar geleden door onze aderen reisden, bestaat niet meer. De levensduur van een huidcel is twee weken. Zelfs botcellen leven slechts 10 jaar. De weefsels van ons lichaam zijn van korte duur: ze maken deel uit van de cyclus van constante verwerking. Als het lichaam zijn eigen bloed, huid en botten in een razend tempo verteert, welk biomateriaal kan dan gedetailleerde herinneringen van 80 jaar geleden bevatten?

In zijn boek "In Search of Memory" beschrijft Kandel in detail hoe in november 1938 de nazi-politie hun appartement binnenkwam en hen beval het pand te ontruimen - om voor onbepaalde tijd in een ander joods gezin te gaan wonen. De volgende paar pagina's vermelden de postzegels die de broer met zich mee heeft weten te nemen, en het verband om de vorm van de snor te behouden - het hoofd van de familie die hen beschermde gebruikte het als ze naar bed gingen, en de vernieling in het huis dat vonden ze toen ze terugkwamen.

Als dit alles op film was vastgelegd, zou het vanaf 1938 de tijd hebben gehad om uit te drogen en te barsten. Maar ergens in het hoofd slaan mysterieuze vergankelijke organische moleculen deze informatie beter op dan film.

De weekdier aplysia gaf een kans om dit probleem op zijn minst van een afstand te benaderen. Kandel begon met het onderzoeken van het kortetermijngeheugen, waar de indrukken van de laatste paar seconden leven. Een seconde is al erg lang naar de maatstaven van een zenuwcel, die gedurende deze tijd de tijd heeft om zichzelf honderden keren op te laden met elektriciteit en een elektrische impuls af te vuren op zijn buren. Waar komen, te midden van deze elektrische storm, duizend keer langzamere processen vandaan? Het kostte meer dan vijftien jaar om de causale verbanden hierachter te beschrijven.

De eerste is het hulpneuron, dat fungeert als een soort volumeknop voor elektrische kanonnen. De meest kwalitatieve analogie van deze "luidheid" in het weekdier is stress bij mensen, die emotionele reacties afstompt. Wat betekent "draai aan het handvat"? Om de moleculen van de neurotransmitter serotonine te isoleren, die als een sleutel in een slot in de receptoren liggen die op hen wachten op het oppervlak van de doelcel, en de processen daarbinnen beïnvloeden. Wat zijn deze processen? Synthese van speciale moleculen die "cyclisch AMP" worden genoemd en die veel langer in de cel leven dan elektrische impulsen. De snelheid van synthese wordt gecontroleerd door enzymen, het werk van enzymen wordt gereguleerd door genen, de activiteit van genen hangt af van het genregulerende netwerk - enzovoort: de keten van oorzaak en gevolg is lang.

Om de details te verduidelijken, was het nodig om de goudvis te ontleden en - dit is al door andere wetenschappers gedaan - de genetische lijn van gemuteerde vliegen af te leiden met de officiële naam "dunce" (dunce): ze konden zich niet herinneren hoe het rook voordat ze gewond raakten. En om erachter te komen hoe serotonine, dezelfde 'volumeregeling', zich bindt in de visuele cortex, gaf Kandel LSD aan katten: hij begon al in 1955 met deze stof te werken, voordat de eerste hippies het probeerden.

Hoe zit het met menselijke ervaringen? Dezelfde LSD, hoewel onderzoekers het al in de jaren zestig niet meer mochten gebruiken, keerde in de jaren 2000 terug naar het laboratorium samen met mescaline en psilocybine, waar gezonde vrijwilligers ze onder toezicht van wetenschappers innamen. En toen, en nu, is Kandel categorisch tegen: “Het menselijk brein is een heilig ding. Je kunt niet met hem spelen."

* * *

Toen het boek "In Search of Memory" in 2006 voor het eerst in het Engels werd gepubliceerd, schreef Kandel dat zelfs de meest routinematige operaties van onze hersenen - bijvoorbeeld het herkennen van gezichten en objecten - taken zijn van onvoorstelbare computationele complexiteit: computers ". Sindsdien is er iets veranderd: in 2012 bedacht een afgestudeerde student van de Universiteit van Toronto, Alex Krizhevsky, een neuraal netwerk dat, met een record laag foutenpercentage, erin slaagde 1,3 miljoen foto's per duizend klassen te classificeren in de ImageNet-competitie. Het was met name noodzakelijk om gekko's van leguanen te onderscheiden, en Yorkshire terriers van Norfolk-soorten - en het computerprogramma zelf leerde, zonder expliciete instructies, subtiele verschillen te vinden tussen hagedissensoorten en hondenrassen.

In 2014 begonnen gecompliceerde versies van dit neurale netwerk het probleem van beeldherkenning beter op te lossen dan een persoon. "Ze doen er uitstekend werk mee", knikt Kandel: nu moet je de superioriteit van een levend brein boven al het andere illustreren met iets nieuws. Waar is kunstmatige intelligentie nog inferieur aan natuurlijke intelligentie - en wat moet deze laatste nu doen om de hersenen te overtreffen?

“Denk creatief”, zegt Kandel. Neurale netwerken weten al hoe ze teksten vergelijkbaar met de gedichten van Letov moeten componeren en foto's opnieuw moeten tekenen in de stijl van Van Gogh, maar dit alles is volgens Kandel niet hetzelfde: "Imitatie is één ding, nieuwe stijlen bedenken is een tweede."

Het minst van alles kan worden vermoed dat een Nobelprijswinnaar niet in een dergelijke mogelijkheid gelooft. Zijn boek "The Age of Illumination" gaat over hoe je in het werk van een kunstenaar specifieke methoden voor het beïnvloeden van de hersenen kunt onderscheiden, het vermogen om op het juiste moment aan de juiste hefboom van de mechanismen van empathie te trekken. Kandel is een verzamelaar en een grote fan van de Weense art nouveau, daarom zijn de hoofdpersonen van zijn boek, de redenering over de aard van creativiteit die hij uitbreidt tot alle kunstenaars in het algemeen, Klimt, Schiele en Kokoschka.

Kokoschka's schilderijen "werken op de amygdala als een elektrische schok." De knooplijnen in zijn schilderijen herhalen de blikbewegingen die werden geschetst door de Sovjet-psychofysioloog Alfred Yarbus (hij bevestigde nauwsluitende contactlenzen verbonden met een bewegingsrecorder op zijn oogbollen). En de hoeken en vervormingen in expressionistische portretten zijn signalen die perfect worden gelezen door de talrijke gezichtsherkenningszones in de hersenen.

Realisme, met zijn streven om de geometrie van de driedimensionale wereld zo letterlijk mogelijk weer te geven, is in die zin niet de beste manier om onze hersenen tot empathie te dwingen. Met fotografische nauwkeurigheid heeft het geen zin om een persoon centimeter voor centimeter opnieuw te tekenen als er volledig onevenredige gebieden in de hersenen zijn die verantwoordelijk zijn voor de waarneming van gezichten, handen - en de rest van het lichaam.

Wat gebeurt er als we de klassieke schilderkunst nog verder verlaten? Kandel lijkt sceptisch te staan tegenover kunst na de jaren vijftig: het actionisme - zelfs de Weense, hoe warm hij ook voor Wenen staat - laat hem bijvoorbeeld onverschillig. Wat neurofysiologie te zeggen heeft over emoties als walging of angst waar Marina Abramovich en Valli Export mee werken,bij het doen van experimenten op hun eigen lichaam? 'Dat interesseert me niet,' zegt hij kort en verandert van onderwerp.

* * *

Welke politieke onderwerpen moeten de autoriteiten eerst met wetenschappers bespreken? Migranten, antwoordt Kandel meteen. "Trump heeft mensen uit verschillende landen de toegang ontzegd en ik vind het erg gevaarlijk", herinnert hij zich een presidentieel decreet dat het in januari voor burgers van Iran, Irak, Syrië, Jemen, Libië, Somalië en Soedan onmogelijk maakte om de Verenigde Staten binnen te komen. Staten. Het verbod, dat later door de rechtbank ongedaan werd gemaakt, was onvoorwaardelijk - zelfs degenen met een gezin in Amerika, een contract bij Microsoft of een afdeling van de Ivy League University stonden of stonden op het punt zich aan de grens te ontplooien.

Wat zou de wetenschap hiervan kunnen zeggen? Kandel zegt: "Ik zal je een persoonlijk voorbeeld geven." Nobelprijswinnaar - een migrant en de zoon van een migrant. Zijn familie moest Wenen bijna tegelijk met Freud verlaten. Maar eerst werd pater Kandel, samen met andere Weense joden, gedwongen om de anti-Anschluss-leuzen met tandenborstels van het trottoir te schrobben. Daarna namen ze de speelgoedwinkel van de vader over en droegen ze over aan de nieuwe Arische eigenaar. Toen werd Kandel zelf van de school gestuurd waar hij met niet-joodse kinderen studeerde, en overgeplaatst naar een nieuwe, alleen voor joden, aan de rand van de stad.

"Ik, een Amerikaanse beroemdheid, en ikzelf een migrant" is een populair argument: toen journalisten Sergey Brin, de mede-oprichter van Google, in januari aantroffen bij de demonstranten tegen het besluit van Trump, redeneerde hij op dezelfde manier. Maar als Brin in 1979 vanuit de USSR naar Amerika kwam als zoon van een professor in de wiskunde, dan viel de familie Kandel in 1939, volgens alle formele criteria, niet in de categorie immigranten die met open armen worden ontvangen. Zijn vader werd geboren in een klein Oekraïens stadje in de buurt van Lvov en had een onvolledige opleiding genoten. En Kandel zelf werd bij zijn aankomst in Amerika naar een religieuze school gestuurd - om Hebreeuws en Thora te studeren.

De dichtstbijzijnde analogie van deze situatie is nu een achtjarige Arabische jongen, de zoon van een ongeschoolde arbeider uit Syrië, die onmiddellijk na zijn verhuizing in een madrasah gaat studeren. Vanuit het oogpunt van Europees of Amerikaans rechts is dit het perfecte voorbeeld van iemand die onder geen beding in het Westen mag worden toegelaten.

Kandel is ervan overtuigd dat zijn zaak meer regel dan uitzondering is. Als mensen over de Amerikaanse wetenschap zeggen dat het het werk is van Europese immigranten, denken ze meestal aan beroemdheden als Einstein of Fermi die al in Europa hebben plaatsgevonden. Maar het waren er maar een paar: “De meeste immigrantenwetenschappers kwamen hier niet omdat de regering hoopte op hun toekomstige bijdragen aan de wetenschap. Velen van hen waren erg jong en waren bezig hun leven te redden: als zij, joden, in Europa waren gebleven, zouden ze gewoon zijn vermoord. Dit geldt met name voor Duitsland en Oostenrijk. Maar ze profiteerden van de Verenigde Staten en groeiden op in deze prachtige omgeving. En ze hebben alles bereikt wat ze wilden."