Analyse Hersenpannen

Hoeveel brein heb je eigenlijk echt nodig?

Artsen staan soms versteld als ze zien met hoe weinig hersenweefsel bepaalde mensen toe kunnen. Het roept de vraag op: hoeveel brein heb je echt nodig? 

Een 44-jarige man komt bij de dokter. Hij heeft de laatste tijd weinig kracht in zijn linkerbeen. Op een MRI-scan zien de artsen een vrijwel lege hersenpan. Preciezer gezegd: in plaats van hersenen zien de artsen een schedel die voor 90 procent is gevuld met hersenvocht. Wat van de hersenen resteert, wordt door het vocht tegen het schedeldak geplet. De medici staan voor een raadsel: hoe kan iemand met zo weinig brein normaal functioneren? De 44-jarige Fransman heeft weliswaar geen hoog IQ (75), maar hij leidt een normaal leven als ambtenaar en ­vader van twee kinderen. 

Dat een groot brein niet per definitie een slim brein is, daar is de wetenschap het wel over eens. Maar zo nu en dan staan artsen versteld als ze zien met hoe weinig hersenweefsel sommige mensen toe kunnen. In juli haalden de lotgevallen van een 13-jarig jongetje het wetenschappelijk tijdschrift Cell Press. De puber kan gewoon horen en (vrijwel) gewoon zien, terwijl hij de hersengebieden die dat regelen moet missen sinds een operatie. Op zijn zesde werd eenderde deel van zijn rechterhersenhelft weggehaald vanwege epilepsie. Niet alleen zijn zicht en gehoor hebben er (weinig) onder geleden, ook zijn intelligentie is normaal gebleven.

De voorbeelden beperken zich niet tot kinderen, bij wie het brein flexibeler is dan bij volwassenen. In maart van dit jaar keken artsen op de eerste hulp in Noord-Ierland raar op toen ze op een CT-scan een luchtbel zagen ter grootte van een tennisbal in de hersenen van een 84-jarige man. De man had weinig klachten, behalve dat hij zo nu en dan het evenwicht verloor.

Al rond 1980 vroeg de Britse kinderarts John Lorber zich enigzins schertsend af: ‘Is ons brein wel echt nodig’? Lorber maakte scans van de hersenen van zeshonderd volwassenen die als kind al dan niet succesvol waren behandeld voor een waterhoofd. Bij een waterhoofd stokt de afvoer van hersenvocht, terwijl de aanvoer gewoon doorgaat. Om te voorkomen dat de hersenen  daardoor in de verdrukking komen, wordt het vocht operatief afgevoerd met een drain, soms zelfs met een pompje of ventiel. Lorber concentreerde zich op de zestig extreme gevallen waarin het hersenvocht niet goed was afgevoerd of bij wie de drain verstopt was geraakt in de loop der jaren,  met als gevolg dat de schedel voor 95 procent gevuld raakte met water.

De helft van deze mensen was, zoals je zou verwachten, zwaar gehandicapt. Maar wat Lorber versteld deed staan was dat de andere dertig mensen een normaal of zelfs bovengemiddeld IQ hadden en een gewoon leven leidden. Bij één geval (een wiskundestudent) was het hersenweefsel tussen de binnenkant van de schedel en de hersenkamers niet 4,5 cm dik is (zoals normaal is) maar slechts 1 millimeter.

De neurowetenschap nam de kinderarts niet erg serieus. En de opwinding die hij had veroorzaakt, ebde weg toen hij in 1996 overleed. Op YouTube is een documentaire te zien waarin Lorber wordt neergezet als een dappere buitenstaander die het vergeefs opneemt tegen de gevestigde neurowetenschap. 

Inmiddels is er, naar aanleiding van gevalsbeschrijvingen als hierboven in serieuze wetenschappelijke vakbladen, erkenning voor het feit dat mensen met een afwijkend brein toch, op alle fronten zelfs, normaal kunnen functioneren. En dat John Lorber dat als eerste aantoonde. ‘De relatief goede ontwikkeling van sommige kinderen met afwijkingen in het brein is in mysteriën gehuld’, schreven Duitse wetenschappers in 2007 in het Journal of Child Neurology onder de titel: ‘Hoeveel brein hebben we echt nodig?’ 

Zeldzaam

In de 25 jaar dat de hoogleraar acute neurologie Ivo Roos van het Amsterdams Universitair Medisch Centrum in de neurologie werkt, heeft hij het twee keer gezien. Een patiënt die ­ondanks een onttakeld brein goed functioneerde. ‘Het is heel zeldzaam hoor. In één geval ging het om een meisje van 11 met een groot herseninfarct. Een flinke taartpunt van haar hersenen stierf af omdat dat deel geen bloed meer kreeg. Ze raakte halfzijdig verlamd, kreeg problemen met taal en haar totale functioneren was ernstig aangedaan. Driekwart jaar later ging ze weer op de fiets naar school. Voor mij was dat bijzonder, ik ben geen kinderneuroloog en zulk opmerkelijk herstel zie ik bij volwassenen vrijwel nooit. Bij iemand van 25 jaar is het al niet meer mogelijk of ­uiterst onwaarschijnlijk dat hersenen zich zo aanpassen en functies die ver­loren zijn gegaan onderbrengen bij ­andere hersengebieden – een geweldig fenomeen om dat te zien.’

Ook herinnert hij zich een secretaresse in het ziekenhuis die, tot haar ­eigen verrassing, een zeer fors waterhoofd bleek te hebben. Nooit ergens last van gehad, op wat hoofdpijnklachten na. Maar dat heeft toch iedereen, redeneerde zij. Ze kwam pas naar de poli neurologie omdat een van de artsen voor wie ze werkte vond dat er een CT-scan gemaakt moest worden vanwege die hoofdpijn. En toen kwam het waterhoofd – hydrocephalus – aan het licht. Ze kreeg een drain en functioneert weer als vanouds. Zonder hoofdpijn.

‘Als het brein beschadigd raakt, kan het zich reorganiseren’, zegt de Nijmeegse neuropsycholoog Luciano ­Fasotti. ‘We zien op hersenscans vaak dat het hersenweefsel in de buurt van het beschadigde gebied erg actief wordt en taken overneemt. Het brein is adaptief. Dus iemand die na een beroerte slecht spreekt, kan na pakweg een jaar soms weer heel aardig uit de voeten.’

Internet

Roos vergelijkt de hersenen met een soort internet. ‘Aan de buitenste schil, net onder de schedel, staan de computers opgesteld, zeg maar de denkstations. Als je bedenkt dat je iets wilt optillen, begint daar de hersenactiviteit. Om het voorwerp ook echt op te tillen, moet het denkstation verbinding maken met hersengebieden die dieper in het brein ­liggen en waar onder andere de motoriek wordt geregeld. Laten we die verbindingen even zien als telefoondraden die in een soort steunweefsel hangen. Die telefoondraden en het steunweefsel, ook wel de witte stof, zijn minder essentieel. Als alleen die beschadigd raken, en niet de denkstations, kan het allemaal meevallen en zal bijvoorbeeld vooral wat traagheid in denken optreden.’

Bovendien is er in veel gevallen niet direct sprake van minder hersenweefsel, als het brein door een vocht- of luchtbel tegen de hersenpan wordt gedrukt, maar is het hersenweefsel slechts ingedikt. Ook in ingedikte vorm kunnen neuronen blijkbaar hun werk goed doen.

Hersenomvang en intelligentie

Hoe grillig de relatie is tussen intelligentie en de omvang van de hersenen blijkt uit een studie van de Canadese hersenonderzoekster Sandra Witelson uit 2006. Witelson bepaalde het IQ van honderd terminale kankerpatiënten. Na hun dood bracht ze nauwgezet de omvang van hun hersenen in kaart. Wat bleek? Hoe groter het brein, hoe groter de verbale intelligentie bij vrouwen en rechtshandige mannen. Bij linkshandige mannen is dat verband er niet. In de studie is ook een schatting gemaakt voor welk deel de verbale intelligentie bij vrouwen en rechtshandige mannen is toe te schrijven aan de hersenomvang. Dat bleek 36 procent. De resterende 64 procent schrijven ze aan de omgeving toe: denk aan onder meer opleiding en kwaliteit van voeding.

Ook het ruimtelijk inzicht is bij vrouwen beter naarmate hun hersenen volumineuzer zijn. Bij mannen niet. Het mannenbrein is gemiddeld 10 procent groter dan een vrouwenbrein van dezelfde leeftijd. Maar dat grootteverschil leidt niet tot betere intelligentiescores, zegt Witelson. Zij vond dat rechtshandige mannen een groter hersenvolume nodig hadden dan rechtshandige vrouwen om dezelfde score voor verbale intelligentie te behalen.

Aan de hersenen kun je overigens niet zien of ze van een man of een vrouw zijn. Iedereen heeft volstrekt unieke hersenen. Zelfs eeneiige tweelingen komen ter wereld met een verschillend brein.

‘Als zo’n vochtbel heel langzaam groeit en als dat op jonge leeftijd gebeurt – in de periode dat het brein zich nog ontwikkelt, maar de schedelnaden al wel dicht zitten – dan plooien de hersenen zich naar de bestaande, krappe ­situatie’, aldus Roos.

Blijft het probleem dat een grote bel water midden in het brein verhindert dat de denkstations rechtstreeks verbinding kunnen maken met andere hersengebieden. De witte stof daar, die voor de communicatie tussen de hersengebieden zorgt, is weg. Roos: ‘Dat klopt. De signalen moeten om dat water heen, een langere weg afleggen. Op die manier blijven de hersenfuncties ­intact, maar let op: als je hersenen zulke om­wegen moeten maken, kun je best aardig functioneren, maar nooit uitblinken. Alles kost meer inspanning en vooral meer tijd.’

Gedrag

Overigens past niet alleen het brein zich aan, de patiënt past ook zijn gedrag aan, is de ervaring van Fasotti. ‘Aan sommige patiënten met een beroerte, hersentumor of traumatisch hersenletsel zie ik aan de buitenkant weinig. Ze hebben geleerd te compenseren. Pas als je ze scherp observeert bij het uitoefenen van gerichte taken zie je dat ze toch echt trager zijn dan normaal.’

Dat een 84-jarige man hooguit wat onvast ter been is door een luchtbel in het brein, maar zich verder kiplekker voelt, verklaart de Amsterdamse neuroloog Roos als volgt: ‘Die luchtbel zit in dit geval achter het voorhoofd. Als het daar minder goed functioneert, heeft dat weerslag op je karakter, remmingen en impulsiviteit. Dat merk je niet zo snel als patiënt. De directe omgeving vaak wel en dan gaan de partners klagen.’

De luchtbel was ontstaan, zagen de artsen op een CT-scan, door een goedaardige tumor die het bot tussen de neus en de hersenen had aangetast. Door het gat dat zo ontstond, stroomde geleidelijk aan steeds meer lucht de hersenen binnen. ‘Als het om een jonge man was gegaan, had hij allang bij de dokter gezeten. Met hoofdpijn. Want zo’n bel drukt op de hersenen en als dat lang duurt komt er druk op de hersenvliezen te staan, wat pijnlijk is. Maar bij iemand van 84 is de hersenpan veel leger. Onze hersenen krimpen. Naarmate we ouder worden zit er meer hersenvocht en minder hersenweefsel. Bij een man van 84 vervangt zo’n luchtbel een deel van het hersenvocht en vult het de ruimte op die ­natuurlijk afgestorven hersencellen achterlaten.’

Blijft de vraag hoeveel hersenweefsel we minimaal nodig hebben. Volgens Roos is daar geen antwoord op te geven. ‘De omvang en het gewicht van de hersenen zegt weinig over de kwaliteit van het brein of het aantal verbindingen in de hersenen. En dat laatste is veel ­belangrijker als het gaat om ­intelligentie.’

Daar is Fasotti het mee eens. ‘We hebben een tijd gedacht dat mensen met een zwaarder brein beter bestand waren tegen letsel, zoals alzheimer. Tegenwoordig denken we dat mensen met ‘cognitieve reserve’ beter bestand zijn tegen zulke neurologische ziekten.’ Die ­reserve bouw je op door een stimulerende levensstijl. Denk aan fysiek actief zijn, levenslang leren en op allerlei ­manieren sociaal actief zijn. ‘De reserve die je daarmee opbouwt, biedt een ­zekere bescherming tegen neurologische ziekten, ongeacht de resterende hoeveelheid gezond hersenweefsel.’

Daarmee is de vraag hoeveel hersenweefsel we minimaal nodig hebben, nog steeds niet beantwoord. ‘Daar heeft de ­wetenschap nog geen antwoord op. Maar de ontwikkelingen gaan snel. Een paar jaar geleden konden we de witte stof in het brein nog niet in beeld brengen en nu maken we er prachtige plaatjes van’, aldus Fasotti. ‘Het antwoord komt hoe dan ook dichterbij.’

Verbetering: in een eerdere versie van dit artikel werden de getoonde scans MRI-scans genoemd. Het zijn CT-scans, waarop niet zowel vocht- als luchtbellen te zien zijn, maar alleen vochtbellen. Met uitzondering van de tweede afbeelding, waar lucht in het brein zichtbaar is. 

Meer informatie vind je op de website van radiopaedia.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.