Frenologie: van knobbels op het hoofd tot de geboorte van de neurowetenschap

erfgoede overtuigingen kunnen vaak grappig en bizar lijken, en geen enkele meer dan de mening die gedurende een groot deel van de 19e eeuw werd gehuldigd door iedereen, van de doorsnee burger tot belangrijke culturele figuren en vooraanstaande wetenschappers. Zij waren er allemaal van overtuigd dat het mogelijk was de persoonlijkheid van een individu te bepalen door de bulten op zijn hoofd te voelen.

Geduid als frenologie (het woord betekent ‘studie van de geest’), werd deze onzin geloofd door iedereen, van Karl Marx tot koningin Victoria, en het kwam voor in romans als Jane Eyre en ook in de Sherlock Holmes verhalen – Moriarty maakt een minachtende frenologische opmerking over Holmes wanneer de twee elkaar voor het eerst ontmoeten.

Populaire boeken over frenologie verkochten honderdduizenden exemplaren. Dit alles ondanks het feit dat het complete onzin is.

Franz Joseph Gall, de uitvinder van de frenologie

Voor het eerst bekend als cranioscopie, was frenologie het geesteskind van Franz Joseph Gall, een Weense arts.

In de jaren 1790 stelde Gall voor dat het karakter van een mens kon worden onderverdeeld in een aantal mentale vermogens, die elk door een bepaald orgaan in de hersenen werden voortgebracht.

Vooral beweerde Gall dat het mogelijk was om de relatieve grootte van deze organen vast te stellen door de vorm van de schedel te voelen (hij ging nooit in op het tamelijk voor de hand liggende probleem dat de benige schedel op sommige plaatsen dikker is dan op andere, en dat hij bedekt is met spieren en huid die het moeilijk maken om de vorm precies te meten).

Ondanks het feit dat de theorie van Gall volledig onjuist was, was Gall’s theorie gebaseerd op drie inzichten die nog steeds de basis vormen van ons begrip van het verband tussen hersenen, geest en gedrag.

Ten eerste was Franz Gall van mening dat ‘de hersenen het orgaan zijn van alle gewaarwordingen en van alle vrijwillige bewegingen’.

Ten tweede ging Gall uit van een lokalisatie van functies, in die zin dat zeer precieze delen van de hersenen verantwoordelijk waren voor verschillende aspecten van denken en gedrag.

Ten slotte legde Gall uit hoe de mens het merendeel van zijn psychische vermogens, en de onderliggende organen, met dieren deelde. Slechts acht van zijn 27 vermogens waren uniek voor de mens – wijsheid, poëzie en dergelijke.

Gall beweerde dat deze vergelijkende benadering hem in staat stelde ‘de wetten van het organisme’ te ontdekken, ook al was het verband tussen gedragingen bij dieren en bij mensen soms zwak – zo werd het vermogen van trots identiek geacht aan de neiging van berggeiten, vogels enzovoort om op hoge plaatsen te leven (het woord dat Gall gebruikte voor ‘trots’ was ‘hauteur’, wat ook ‘hoogte’ betekent).

Lees meer over de Victoriaanse geneeskunde:

• Joseph Lister en de grimmige realiteit van de Victoriaanse chirurgie
• Vijf snelle feiten over Victoriaanse kwakzalvers
• De Glimlachstelaars: 10 foto’s uit de geschiedenis van de tandheelkunde om je te laten kronkelen

In 1815 kreeg Gall ruzie met zijn frenologische collega Johann Spurzheim. Op het eerste gezicht leken de meningsverschillen triviaal – Spurzheim beschreef acht extra organen en faculteiten en introduceerde ook een andere reeks psychologische termen. Maar het geschil ging veel dieper.

Franz Gall had betoogd dat de vermogens aangeboren en vast waren, en dat ze, als ze in overmaat tot uiting kwamen, aanleiding konden geven tot minder gewenst gedrag, zoals wellust, vechten of bedrog.

Voor Spurzheim waren immorele of criminele gedragingen het gevolg van ervaring; opvoeding kon de omvang van de hersenorganen veranderen, en daarmee het gedrag.

De groeiende populariteit van de frenologie

Spurzheims positievere, zelfs therapeutische frenologie was de versie die tot de verbeelding begon te spreken in Europa en de VS.

In veel landen ontstonden er frenologische genootschappen. In het Verenigd Koninkrijk waren de eerste leden van deze genootschappen beroepsmensen en intellectuelen, maar deze groepen kwamen al snel in aanraking met de Mechanics Institutes en de Literature and Philosophical Societies die kenmerkend waren voor de groeiende industriesteden, waardoor de frenologie een echte massa-aanhang kreeg.

Ondanks – of misschien juist dankzij – deze populaire belangstelling waren intellectuelen en artsen nooit helemaal op hun gemak met de frenologie. In de Encyclopaedia Britannica spotte de arts Peter Mark Roget (later auteur van de gelijknamige Thesaurus) met wat hij noemde het ‘metafysische labyrint van de drieëndertig speciale vermogens waarin ze de menselijke ziel hebben geanalyseerd’.

Hij ging verder met het verwerpen van de suggestie van de frenologen dat schade aan de hersenen leidde tot veranderingen in de geestelijke vermogens, voordat hij concludeerde dat “niets als direct bewijs is gegeven dat de aanwezigheid van een bepaald deel van de hersenen wezenlijk noodzakelijk is voor het uitvoeren van de activiteiten van de geest”.

In privé konden wetenschappers nog openhartiger zijn: in 1845 schreef de Cambridge professor in de geologie, dominee Adam Sedgwick, een brief aan zijn collega Charles Lyell, waarin hij de frenologie beschreef als ‘that sinkhole of human folly and prating coxcombry’.

Vanaf het einde van de jaren 1840 begon de frenologie als sociale kracht af te nemen. De Londense Phrenological Society viel in 1846 uiteen, terwijl in Frankrijk de schuchtere, op het individu gerichte veranderingen die door veel frenologen werden bepleit, volstrekt ontoereikend bleken toen de golf van revoluties die in 1848 over het continent raasde, het land overspoelde.

De weg naar de neurowetenschap

Maar dat was niet het einde van de frenologie. Niet alleen bleef het voortbestaan als een ietwat frivool volksgeloof (een beetje zoals astrologie of kristallen nonsens vandaag de dag), bovenal onthulde de geavanceerde hersenwetenschap dat een van de belangrijkste postulaten van de frenologie – bepaalde functies zijn gelokaliseerd in bepaalde delen van de hersenen – waar leek te zijn.

Het eerste inzicht kwam in Frankrijk, waar de wetenschappelijke gemeenschap verenigd was in haar verzet tegen de frenologie, met het argument dat alle hersenactiviteit het gevolg was van het gehele orgaan, dat op een verenigde en ondeelbare manier functioneerde.

Dit standpunt – dat eerder voortkwam uit de filosofie van Descartes dan uit enig wetenschappelijk bewijs – werd in het begin van de jaren 1860 ernstig aan het wankelen gebracht, toen de vooraanstaande Franse chirurg Paul Broca de hersenen onderzocht van een reeks herseninfarctpatiënten die moeite hadden met spreken.

Tot zijn grote verbazing ontdekte Broca dat zij allemaal laesies hadden in hetzelfde frontale gebied van de hersenen, aan de linkerkant. In treffende frenologische bewoordingen kondigde Broca aan dat hij ‘het orgaan van het spraakvermogen’ had ontdekt.

Dit gebied van de hersenen, dat nu bekend staat als Broca’s gebied, regelt inderdaad de spraakproductie.

Een paar jaar na Broca’s ontdekking, in 1870, meldden twee jonge Duitse onderzoekers, Gustav Fritsch en Eduard Hitzig, dat dramatische effecten konden worden verkregen door de buitenste lagen van de hersenen van een verdoofde hond voorzichtig elektrisch te stimuleren.

Zij werkten aan de cortex, een hersengebied waarvan iedereen aannam dat het niet reageerde op stimulatie van welke aard dan ook. Verrassend genoeg ontdekten Fritsch en Hitzig dat elektrische stimulatie van een deel van de cortex de voorpoten in beweging bracht, van een ander deel het gezicht deed trillen, en van weer een ander deel de beenspieren deed bewegen.

In Londen paste David Ferrier, een 27-jarige neuroloog, deze techniek toe om een zeer nauwkeurige kaart van de cortex van de aap te maken, waarop te zien was hoe verschillende motorische en zelfs zintuiglijke vermogens, zoals horen, specifiek gelokaliseerd waren in kleine gebieden van de hersenen.

Dit waren geen psychologische ‘vermogens’, zoals de frenologen hadden aangenomen, maar veel basalere functies, waaruit op de een of andere mysterieuze manier complexer gedrag en zelfs gedachten zouden kunnen worden samengesteld.

Twee studies overtuigden Ferrier ervan dat ook de mens, ook een lokalisatie van functies in de hersenen vertoonde.

In 1874 werd in een ziekenhuis in Cincinatti een schandalig, maar nu vergeten experiment uitgevoerd door professor Roberts Bartholow. Bartholow’s patiënte, de 30-jarige Mary Rafferty, had een lelijke zweer op haar hoofdhuid die haar hersenen blootlegde.

Bartholow bracht elektroden in Mary’s hersenen in en merkte haar onwillekeurige bewegingen en gedragsreacties op wanneer hij de stroom aanzette, ongeveer zoals Fritsch en Hitzig hadden gevonden bij hun hond.

Hoewel Bartholow rapporteerde dat ‘haar gelaat grote ontreddering vertoonde, en ze begon te huilen’, ging hij door met de stimulatie tot ze een aanval kreeg. Hij herhaalde de procedure twee dagen later.

Korte tijd later overleed Mary. Bartholow kreeg veel kritiek op zijn onethische gedrag en hij werd gedwongen een semi-apologie te maken.

Lees meer over extreme experimenten in de wetenschapsgeschiedenis:

• Verboden geneeskunde: wat doen we als medische doorbraken onethisch zijn?
• Vijf experimenten die Mary Shelley’s Frankenstein zouden kunnen hebben beïnvloed

Draakadem, brakende slakken en duivenremedies: 8 bizarre medische verhalen uit de geschiedenis

Ferrier was geschokt door Bartholow’s studie, maar realiseerde zich dat het impliceerde dat mensen niet van andere dieren verschilden wat betreft hun hersenorganisatie.

Hij raakte hiervan verder overtuigd toen hij de overeenkomsten opmerkte tussen veranderingen in het gedrag van een van zijn apen nadat het voorste deel van zijn hersenen was verwijderd, en een eerder over het hoofd geziene opmerking in een verslag uit 1868 over een bedrijfsongeval dat in 1848 was overkomen aan ene Phineas Gage, een Amerikaanse spoorwegarbeider.

Gage raakte ernstig gewond toen een ijzeren staaf door het voorste deel van zijn schedel ging, maar hij herstelde wonderbaarlijk van zijn vreselijke verwondingen en maakte zelfs grote reizen voordat hij 12 jaar later overleed. Tijdens zijn leven was Gage bekend omdat hij het had overleefd.

Ferrier merkte op dat Gage, volgens het artikel uit 1868, na het ongeluk ‘onrustig’ en ‘oneerbiedig’ was geworden. Door deze anekdotische en oncontroleerbare bewering te combineren met zijn observaties van zijn aap, concludeerde Ferrier dat ‘de frenologen, denk ik, goede redenen hebben om de reflectieve vermogens in de frontale regionen van de hersenen te lokaliseren’.

Heden ten dage lezen studenten neurowetenschappen over Gage, maar ze leren niet hoe de effecten van zijn verwondingen werden geherinterpreteerd, noch kennen ze het verband met de pseudowetenschap van de frenologie.

renologie was bunkum, maar heeft wel de basis gelegd voor het begrip van de hersenfunctie in termen van de activiteit van bepaalde regio’s, iets waar nog steeds veel wetenschappelijk onderzoek naar wordt gedaan.

In hoeverre er werkelijk sprake is van lokalisatie van functies, en onze hersenen werkelijk een modulaire structuur hebben, waarbij verschillende processen in verschillende gebieden plaatsvinden, is een punt van discussie. Tot op zekere hoogte zijn we nog steeds bezig met het herhalen van de argumenten die de frenologie ons meer dan 150 jaar geleden heeft aangereikt.