Broca’s brain

32 jaar geleden was ik op reis in Amerika.
Wie mij kent weet dat dit voor mij een zeer gedenkwaardige reis was.
In New York kocht ik op Fifth Avenue Broca’s Brain, het schitterende boek van Carl Sagan.

Alhoewel het boek grotendeels  over wetenschapsfilosofie gaat, komt ook het werk van de Franse anatomist Paul Broca ter sprake.

Broca is het best bekend voor zijn onderzoek naar het lokaliseren van gebieden in de hersenen die samenhangen met bepaalde hersenfuncties.
Zo kon Broca in 1865 het motorisch spraakcentrum lokaliseren.
Dit is het hersengedeelte dat er voor zorgt dat we fysiek kunnen spreken. D.w.z. dat we de juiste keel-en mondbewegingen kunnen maken bij het uitspreken van woorden.
Het spraakcentrum dat verantwoordelijk is voor het begrijpen van taal werd een tiental jaar later door Wernicke ontdekt.
Broca kwam tot zijn ontdekking door onderzoek van hersenen van overleden mensen met een spraakstoornis. De fysiologische afwijkingen die hij in die hersenen vond, lieten hem toe het spraakcentrum vast te leggen.
Maar daarmee was nog niet bekend, hoe dat spraakcentrum precies werkt.
Hersenonderzoek op levende mensen is immers een moeilijke zaak omdat hersenscans te weinig details opleveren om de neuronenactiviteit te kunnen koppelen aan het uitspreken van woorden bijvoorbeeld.

In het oktobernummer van Science laten Amerikaanse wetenschappers weten dat ze een belangrijke stap gezet hebben in de opheldering van die werking.
Ze pasten daarvoor een bijzondere techniek toe: intercraniale electrofysiologie.
Bij die techniek worden flinterdunne elektroden zeer precies in de hersenen ingeplant en de hersenactiviteit wordt geregistreerd door het meten van spanningsvariaties.
Op die wijze ze erin geslaagd de opeenvolgende fasen van woordherkenning, grammaticale interpretatie en uitspreken, vast te leggen in specifieke delen van Broca’s gebied.
Ze deden hun onderzoek via leestesten bij mensen die geen enkel spraakgebrek vertoonden.
Voor de woordherkenning waren 200 milliseconden nodig, voor de grammaticale interpretatie 320 milliseconden en voor de spraakverwerking 450 milliseconden. Ze konden ook de precieze gebieden voor elk van die activiteiten lokaliseren. Ze lagen op een paar millimeter van elkaar!

Het bijzondere van dit verhaal ligt hem in het feit dat de drie mensen die de lees- en spraaktesten deden, epilepsiepatiënten waren die, op het moment van het onderzoek, werden klaargemaakt werden voor een hersenoperatie die hen moest afhelpen van hun kwaal.
Er werd dus gebruik gemaakt van de situatie waarbij al elektroden in de hersenen waren ingeplant ter voorbereiding van een chirurgische ingreep.
Zelfs in die precaire situatie waren die patiënten bereid om lees- en spraaktesten te doen.
Over zich opofferen voor de wetenschap gesproken…