Dit jaar is het tweehonderd jaar geleden dat Franciscus Cornelis Donders werd geboren. Het Donders Instituut viert dat met een wetenschapssymposium, publiekslezingen en een festival. Maar Frans Donders zelf heeft geen flauw benul gehad van het feit dat zijn experimenten het begin waren van de cognitieve hersenwetenschap.

Op het eerste gezicht is het vreemd dat het Nijmeegse instituut voor hersenwetenschap juist Franciscus Cornelis Donders (Tilburg 1818 – Utrecht 1889) zo hoog in het vaandel draagt. Donders was namelijk geen hersenwetenschapper, maar oogarts. Hij richtte in 1858 een ziekenhuis voor oogheelkunde op, het ‘Nederlandsch Gasthuis voor Behoeftige en Minvermogende Ooglijders’. In Nederland de eerste in haar soort.

Reputatie

Zes bedden telde de kliniek aan het Begijnehof in Utrecht aanvankelijk, maar dat werden er snel meer. Donders introduceerde namelijk de oogspiegel, waarmee artsen nu nog het netvlies van patiënten inspecteren. Dat maakte dat patiënten met onverklaarbare oogziekten al gauw voor hem in de rij stonden. Donders deed veel onderzoek naar oogfysiologie, vaak met instrumenten die hij zelf had laten maken. Hij verwierf als oogarts een grote reputatie.

Maar het is zijn psychologisch onderzoek dat zo belangrijk is geweest voor de hersenwetenschap. Hij was nieuwsgierig naar de werking van de hersenen. In zijn tijd wisten wetenschappers alleen via anatomisch onderzoek daar iets over. Donders was de eerste die psychische processen probeerde vast te leggen met behulp van experimenten. In 1865 startte hij onderzoek naar de snelheid waarop het brein prikkels verwerkt. Hij ontwikkelde daarvoor de zogenaamde noematachograaf, die trillingen van geluid kan registreren.

In een experiment zette hij twee mensen tegenover elkaar. De een kreeg de opdracht een klank als Ki te produceren, de ander moest die Ki-klank zo snel mogelijk herhalen. De noematachograaf legde beide klanken vast en ook de trillingen van een stemvork. In een vervolg- experiment vertelde de onderzoeksleider dat de eerste persoon zelf mocht weten of de klank Ki of Ka zou zijn. De tweede persoon moest maar afwachten wat het zou worden. Geen wonder dat die laatste nu wat trager reageerde. Met het verschil in reactietijd tussen de twee experimenten kon Donders de tijd berekenen die het de hersenen kostte om een keuze te maken. Het experiment is wereldberoemd geworden onder de naam subtractiemethode.

‘Hij was een van de founding fathers van de hersenwetenschap’

Donders schreef ook over de bloedstroom in de hersenen, waarbij het brein zuurstof uit het bloed opneemt en verbruikt. Samen met de subtractiemethode vormt dit de basis van de huidige technieken om in het brein te kijken, de neuroimaging technieken, zoals fMRI. Ze brengen de bloedstroom en de zuurstofopname in de hersenen in beeld, zodat je kunt zien welk deel van het brein het meest actief is.

[kader-xl]De feestelijkheden beginnen met een publiekslezing op 7 februari. Hersenonderzoeker Alan Sanfey en communicatiexpert Noelle Aarts vertellen in het Collegezalencomplex waarom het zo moeilijk is om duurzame beslissingen te nemen. In totaal zijn er vier publiekslezingen, in samenwerking met Radboud Reflects. Rond de geboortedatum van F.C. Donders, 27 mei, vindt het wetenschappelijk congres plaats, met onder meer Marcus Raichle, bedenker van technieken om de hersenen in beeld te brengen, Pim Levelt, grondlegger van de Nijmeegse psycholinguïstiek en psycholoog en geheugenspecialist Douwe Draaisma. Op 18 september volgt een festival in Lux over de ethische kanten van breinonderzoek. Meer informatie op de website van het Donders Instituut. [/kader-xl]

 

De resultaten van zijn experimenten met het brein verdwenen in de tijd van Frans Donders in een diepe la. Pas in de jaren zestig en zeventig van de twintigste eeuw haalden wetenschappers ze daar weer uit. Weer twee decennia later kregen deze technieken over de hele wereld een plek, maar dan alleen in de ziekenhuizen. Cognitief psycholoog Peter Hagoort stelde met collega’s een plan op voor een onderzoeksinstituut in Nijmegen zodat wetenschappers de technieken ook konden gaan gebruiken voor studies naar de werking van het brein. In 2002 werd het instituut door toenmalig koningin Beatrix geopend in het Trigongebouw.

Dat het onderzoekinstituut vernoemd moest worden naar F.C. Donders stond voor Hagoort al vroeg vast. ‘Hij was een van de founding fathers van de hersenwetenschap en een Nederlander.’ Daarbij is Donders vanwege zijn reactietijd-experimenten bekend onder hersenwetenschappers. ‘Ik wilde een naam die overal ter wereld geassocieerd wordt met neuroscience.’

Dertig landen

Het Donders Institute for Brain, Cognition and Behaviour is zestien jaar na de opening een vooraanstaand onderzoeksinstituut. Er werken zo’n zevenhonderd wetenschappers uit meer dan dertig landen. Van over de hele wereld komen onderzoekers af op de faciliteiten in het Trigongebouw die een kijkje geven in het brein: er staan drie MRI scanners, een MEG lab, een TMS lab en twee EEG-labs (waaronder een speciaal voor onderzoek met baby’s).

Als Frans Donders nu maar even mee had kunnen kijken.