Wetenschappelijk onderzoek fascineert als er doorbraken worden bereikt met een kleiner of groter maatschappelijk belang. Dat gebeurt continu, vaak nog zonder enige ruchtbaarheid. Acht auteurs van sciencepalooza.nl gaven in de Groene Amsterdammer van 19 Augustus de contouren van de wetenschap in de toekomst aan – de nieuw op te zoeken grenzen. Van een donut bewandelende, lasso leggende mier tot dot de qubitskwantumcomputer. Vandaag deel twee en vanaf volgende week wekelijks op woensdag de bijdrage van één van de auteurs van sciencepalooza.nl aan de Groene Amsterdammer.

Diepe Technieken

door: Mark Geels

“Mijnheer Jansen, blijf rustig zitten, ik schuif nu de naald in uw arm. Vandaag neem ik 100 milliliter bloed af en morgen wordt uw ‘diepe 30-jaars screening’ ingezet. We zien u volgende week terug voor de uitslag. Even kijken, schizofrenie, Alzheimer, epilepsie en leukemie zitten standaard in uw pakket. We kijken ook even naar uw immuuncellen om het risico op gordelroos in te schatten en we voorspellen uw reactie op de nieuwe griepvariant. Kopje koffie?”

Science fiction? In het laatste decennium zijn de biomedische analysetechnieken revolutionair snel geëvolueerd en deze zullen in het komende decennium hun intrede doen in de medische diagnostiek en zorgverlening. Ik sta stil bij de volgende twee belangrijke ontwikkelingen.

Sequencen

Het in kaart brengen van genetische informatie (DNA) van een organisme (bacterie, hond of mens) gebeurt door middel van “sequencen”. Deze techniek is de laatste jaren extreem veel sneller, beter en goedkoper geworden. Dit heeft er toe geleid dat erfelijke informatie van grotere groepen dieren en mensen in kaart gebracht kon worden en daarmee is er onderscheidingsvermogen ontstaan om (zeldzame) genetische afwijkingen te detecteren en te koppelen aan ziektes. In 2007 rapporteerde de Wellcome Trust in Engeland dat in een grootschalig onderzoek onder 14.000 patiënten zeven ziektes geassocieerd bleken met specifieke genetische veranderingen (mutaties), waaronder bipolaire stoornissen, de ziekte van Crohn, reuma en diabetes.

Sorteren van immuuncellen

In ons bloed bevinden zich honderdduizenden verschillende afweercellen waarvan B- en T-cellen de belangrijkste zijn. Nieuwe sorteringstechnieken kunnen duizenden van deze afweercellen snel één voor één screenen en zo het immuunsysteem als het ware ontrafelen en de gewenste cellen eruit vissen. In 2009 werden op deze manier uit één HIV-patiënt twee nieuwe, ultrapotente antilichaam producerende B-cellen geïsoleerd terwijl er in de laatste 20 jaar op de conventionele manier (meer op geluk gebaseerd) in totaal slechts vier ontdekt waren. Deze antilichamen staan aan de basis van vaccin/therapie ontwikkeling. Daarnaast is ook denkbaar om met deze technieken in de toekomst te screenen op voorstadia van kanker/leukemie.

Beide “diepe” technieken hebben veel potentieel. Echter, er moet aan een aantal voorwaarden voldaan worden voordat zij op grote schaal kunnen worden toegepast. Allereerst moeten de gevonden targets gekwalificeerd worden (bijvoorbeeld, de combinatie van mutaties X, Y en Z geeft een kans van 84% op kanker).

Maatschappij

Ten tweede kan met behulp van deze kwalificatie de regulerende overheid de afweging maken tussen de uiteindelijke voordelen en de te verwachten risico’s. Bijvoorbeeld, is een grondige analyse zinvol bij de uitslag “2x verhoogde kans op ziekte A”, of pas bij 10.000x? Tenslotte dient deze discussie ook buiten de gezondheidsraad gevoerd te worden om de maatschappij goed voor te lichten.

Homo economicus krijgt hersens

door: Eva van den Broek

Sinds de crisis krijgt de economische wetenschap slechte pers: economische voorspellingen zijn onbruikbaar, de kapitalistische ideologie onmenselijk en mensbeeld te simplistisch. Dat beeld van het vakgebied klopt niet meer. De laatste jaren lichten economen de mens niet de portemonnee, maar de schedel.

Begrip van de psychologie achter economisch gedrag zou economische modellen en voorspellingen enorm kunnen verbeteren. Omdat economen sceptisch waren of psychologische parameters ooit direct gemeten konden worden, beperkten ze zich tot observeerbare keuzes. Daardoor scheidden in het begin van de twintigste eeuw de wegen van economen en psychologen en ontstond het behavioristische mensbeeld van de economen. Dat we overoptimistisch zijn, inconsistent in onze voorkeuren, gemakzuchtig en soms zelfs botweg dom, begreep Keynes al. Nu die systematische verschillen tussen ons en de Homo economicus in beeld gebracht zijn, stijgt onder economen de nieuwsgierigheid naar de oorzaken van dat irrationele gedrag. Intussen zijn de methodes om ‘in de hersens te kijken’ verbeterd: hersenscanners zijn de laatste vijftien jaar preciezer en goedkoper geworden. Voor een econoom is een kleurig plaatje van een hersendoorsnede een verademing na alle wiskundige formules. Maar biedt zo’n plaatje ook economisch inzicht?

Daarover verschillen de meningen. Het ene kamp noemt neuro-economie een overgewaardeerde hype. Beslissen doe je met je hersens, dat geven de tegenstanders toe, maar welk gebied daarbij betrokken is, vinden ze irrelevant voor economische voorspellingen. Anderen vinden dat kortzichtig. Het aanwijzen van hersengebieden die deel hebben aan een beslissing kan meer begrip en daarmee betere voorspellingen opleveren. We weten nu dat als een proefpersoon gevraagd wordt om iemand te vertrouwen, de hersengebieden actief worden die betrokken zijn bij emotionele reacties, bij het onderdrukken daarvan, en bij het maken van een afweging tussen verwachte kosten en baten. Het neurowetenschappelijk onderzoek bevestigt dus het oude economische denkraam: vertrouwen is een afweging tussen de motivatie om de ander een genoegen te doen en het risico dat je loopt om de investering te verliezen.

De laatste jaren waren veel studies in het jonge vakgebied vooral exploratief. Economische keuzes worden nu herleid tot bepaalde losse hersengebieden of specifieke neuronen. De economisch relevante kennis die dat oplevert is inderdaad beperkt. De verbanden tussen geactiveerde hersendelen zijn nog nauwelijks bekend. De komende jaren zal dat onderzoek worden uitgebreid, onder andere door de vergelijking tussen kunstmatige neurale netwerken en echte neurale structuren. Daarbij kan het nieuwste speeltje van neurowetenschappers, Transcraniale Magnetische Stimulatie (TMS) een grote rol spelen: een instrument met een gerichte magneet waarmee een specifiek deel van de hersenen tijdelijk overgestimuleerd, oftewel ‘uitgezet’ kan worden. Hoewel nu alleen de corticale (oppervlakkige) hersenstructuren bereikt worden, biedt de techniek spannende toepassingen. Voor een aantal studies werd het gebied voor morele oordeelsvorming uitgeschakeld; voor andere de sociale voorkeuren. Zo kan de onmenselijk rationele Homo economicus eindelijk echt worden bestudeerd.