Peer-review versus de idealistische wetenschapper

In april verscheen in het wetenschappelijke tijdschrift Nature een commentaar van de Nederlandse moleculair bioloog Hidde Ploegh, die werkt op het prestigieuze MIT-instituut in Boston. Deze gerenommeerde wetenschapper, die heeft gepubliceerd in de allerbeste tijdschriften, veegde de vloer aan met het huidige algemeen gebruikte systeem van het publiceren van onderzoeksresultaten: peer-review.

Voor de niet-wetenschappers onder de lezers een uitleg over dit systeem (zie ook eerdere artikelen op Sciencepalooza van Pleuni en Tim). Als onderzoeker heb je een idee, je bedenkt slimme experimenten om je hypothese te testen, en na jaren zweten in het lab, door databases graven of patiëntengegevens bekijken heb je genoeg gegevens verzameld. Je schrijft een mooi artikel en stuurt dit op naar een tijdschrift dat past bij jouw vakgebied, maar kijkt ook naar de kwaliteit. Wetenschappelijke tijdschriften worden geclassificeerd aan de hand van impact factors: hoe vaak artikelen uit zo’n tijdschrift geciteerd worden. Overtuigd als je bent van je mooie verhaal kies je een tijdschrift met een hoge impact factor.

Bij dit tijdschrift leest een editor het artikel door (nou ja, de samenvatting) en besluit of het interessant genoeg is. Zo niet, dan krijg je onmiddellijk bericht terug: rejected! Maar ach, je had wat hoog gegokt, dus je stuurt je artikel naar een ander tijdschrift met een iets lagere impact factor. Daar vindt de editor het wel interessant en die stuurt je artikel door naar een paar wetenschappers (de reviewers) uit (ongeveer) hetzelfde vakgebied die je artikel kritisch lezen, kijken of er geen fouten in zitten en die suggesties kunnen doen om het beter te maken (revisions). Vervolgens rapporteren zij aan de editor, die een besluit maakt: accept, reject of accept with revisions. Dit proces heet peer-review, en zo uitgelegd klinkt het als een goed systeem, maar er zitten nogal wat haken en ogen aan. 

Want een reviewer heeft altijd commentaar en stelt altijd extra experimenten voor die gedaan moeten worden om het artikel te kunnen publiceren. En dit is wat Hidde Ploegh hekelt - volgens hem zijn de review-commentaren lang niet altijd relevant, kosten ze de onderzoeker veel tijd en geld en levert het de wetenschap niet eens echt wat op. Maar ja, als je het niet doet, komt je artikel zeker niet in dat tijdschrift... dus schoorvoetend begeef je je weer naar het lab, werk je maanden aan de gesuggereerde experimenten en stuur je de gereviseerde versie op. Met de hoop dat het nu wel goed genoeg is, want zeker is dit niet: soms worden in de volgende ronde wéér experimenten voorgesteld. Dit proces kan zo een jaar duren - en nog steeds is er een kans dat je artikel wordt afgewezen.

De idealistische wetenschapper 

Zijn “we” (als wetenschappers) hier niet een beetje afgeweken van het originele doel van de wetenschap? Wilden we niet graag weten hoe iets werkt? Iets uitvinden, iets ontdekken, iets uitzoeken? Dat was gelukt - maar om het zo hoog mogelijk te kunnen publiceren dansen we naar de pijpen van de reviewers en de editors, en besteden we onze kostbare tijd en geld (van overheidsinstanties en goede-doelenfondsen) aan nutteloze experimenten. Moeten we niet terug naar de basis; vanuit nieuwsgierigheid gedreven iets uitzoeken en dat delen met vakgenoten? In plaats van iets nieuws zo lang mogelijk geheim houden om te voorkomen dat anderen er met dat idee vandoor gaan? Hierdoor creeëren we de mogelijkheid dat meerdere mensen hetzelfde werk doen terwijl er maar één de publicatie in het toptijdschrift kan krijgen. De snelste wint, maar of dit altijd de beste is, valt te betwijfelen.

Herzie het systeem! 

Volgens Hidde Ploegh zouden reviewers bij het voorstellen van experimenten ook moeten kijken naar de kosten die hieraan verbonden zijn en naar de relevantie van de experimenten voor de vergroting van de algemene kennis. De afgelopen jaren verschijnen er tijdschriften, zoals PLoS Currents, waarbij het review-systeem anders is: in principe kan alles gepubliceerd worden, zolang de experimenten maar goed gedaan zijn. Suggesties van de reviewers kún je uitvoeren als je dit wilt, en daarmee later je artikel updaten. Deze PLoS Currents, waarvan er nu vier bestaan, zijn een eerste indicatie dat het ook anders kan.

Zou dit het begin zijn van een nieuwe manier van publiceren, waarbij het delen van gegevens met elkaar, en het vergroten van de kennis over een onderwerp, belangrijker is  dan de impact factor? Zo zou het, volgens mijn idealistische idee van de wetenschap, eigenlijk moeten zijn... 

Dit artikel verscheen oorspronkelijk op Sciencepalooza

Niet roken tijdens de puberteit – nu wetenschappelijk bewezen!

In februari kopten de Volkskrant en het NRC: Rokende pubers hebben lange-termijn schade in hun hersenen. Ook het 8-uur journaal weidde er een item aan. Deze berichten waren gebaseerd op gepubliceerd onderzoek van Huibert Mansvelder en Sabine Spijker, van het CNCR in Amsterdam. Zij hadden onderzoek gedaan met “puberende” ratten en muizen die ze nicotine-injecties hadden gegeven, en hadden gedemonstreerd dat nicotine een lange-termijn effecten kon hebben op de hersenen.

Het leuke van wetenschapper én wetenschapsjournalist zijn, is dat je naar bijeenkomsten kunt gaan waarbij zulke onderzoekers een presentatie geven, en soms ook extra of nieuwe resultaten laten zien. Zo gaf Huibert Mansvelder op 30 mei in Lunteren het openingspraatje voor het jaarlijkse Nederlandse Neurowetenschappen (ENP)-congres en sprak ik later tijdens deze bijeenkomst Sabine Spijker persoonlijk, waardoor ik meer details over dit onderzoek te weten kon komen.

Het onderzoek met puber-ratten

In het onderzoek in Nature Neuroscience, dat de basis was voor alle media-aandacht begin dit jaar, richten de onderzoekers zich op het uitzoeken of er inderdaad een lange-termijn schadelijk effect is van nicotine. Nicotine uit sigaretten hecht zich aan “receptoren” (de beta-2-nicotine receptoren) in de hersenen, die voor het fijne (en verslavende) effect zorgen. Deze receptoren bevinden zich voornamelijk in een hersengebied dat de prefrontale cortex heet (PFC). Dit gebied van de hersenen ontwikkelt zich vrij laat, tot ongeveer het 20e levensjaar, maar pubers beginnen vaak op een vrij jonge leeftijd met roken. Om uit te zoeken of dit inderdaad schadelijk is, wendden deze onderzoekers zich tot het favoriete proefdier van de neurowetenschappen: de rat.

Voor dit onderzoek werden “puberende”-ratten (34 dagen oud) getraind voor een aandachtstest, waarbij de dieren in een kooitje met 5 lampjes zitten. Heel kort gaat één lampje aan, de rat moet dan naar dat lampje toelopen en daarna zo snel mogelijk naar de andere kant van de kooi, waar voedsel tevoorschijn komt - maar alléén als hij bij het juiste lampje is geweest. Nadat de ratten hierop getraind waren injecteerden de onderzoekers een hoeveelheid nicotine, dat overeenkomt met het roken van een sigaret, en werd de test herhaald. Dan bleek dat de ratten veel minder goed waren in deze taak: ze maakten vaker fouten en deden ook langer over het bereiken van het voedsel. Dit effect verdween niet nadat de ratten ouder werden, zelfs als de ratten 5 weken lang geen nicotine meer kregen, hadden ze als volwassen beestjes nog moeite met deze taak. Dit onderzoek werd door Volkskrant, NRC en de NOS opgepikt ter ondersteuning van het ontmoedigingsbeleid van roken onder jongeren. Maar de wetenschappers gingen na deze publicatie verder: ze wilden ook weten wat het mechanisme hiervan is.

Nieuw onderzoek: het mechanisme

Tijdens het congres werden nieuwe data gepresenteerd: de onderzoekers wilden namelijk zeker weten dat de beta-2 nicotine-receptoren belangrijk zijn voor dit effect. Hiervoor gingen ze over naar muizen, die makkelijk genetisch veranderd kunnen worden (in tegenstelling tot ratten). Ze maakten muizen die deze receptoren niet hebben, in deze muizen had nicotine inderdaad verder geen effect op de prestaties in de aandachtstest. Daarna brachten ze deze nicotine-receptoren weer terug bij deze muizen, maar alléén in de prefrontale cortex, het bewuste hersengebied. En inderdaad, het negatieve effect van nicotine op de aandachtstest kwam terug! Dus het zijn exact díe receptoren die het eerder beschreven effect van nicotine veroorzaken. Door dit onderzoek is nu ook de moleculaire basis van het schadelijke, lange-termijn effect opgehelderd, wat verdere implicaties zou kunnen hebben voor behandelen of voorkomen van zulke effecten. Door deze receptoren te verzwakken, met bijvoorbeeld medicijnen, kan voorkomen worden dat in de puberteit de permanente schade optreedt; bij volwassenen kan misschien de verminderde aandacht worden teruggebracht met versterkers van de receptoren.

Maar om nu dit onderzoek onmiddellijk zo te vertalen naar de humane situatie is gevaarlijk omdat knaagdieren niet hetzelfde zijn als mensen. Vragen uit de zaal over meeroken of over hoeveel sigaretten tijdens de puberteit schadelijk zijn, werden dan ook heel voorzichtig beantwoord. Zoals de vraag of die ene sigaret die je ooit als 14-jarige hebt uitgeprobeerd om stoer te zijn ook een schadelijk effect heeft... Het is nog te vroeg om hier uitspraken over te doen, maar de aanname dat roken niet alleen slecht is voor je longen, maar ook voor je hersenen, lijkt met deze studie wel wetenschappelijk onderbouwd.

Het geheime wapen van de Olympische Spelen

Bessensap is het jaarlijkse evenement georganiseerd door de Nederlandse Wetenschappelijke Organisatie (NWO) en de Vereniging van Wetenschapsjournalisten, waar onderzoekers en pers elkaar ontmoeten. Als zowel onderzoeker als journalist waren Lucas en ik hier bij. In het Museon in Den Haag was het een interessante dag vol verse wetenschap, debatten en kijkjes in journalistieke keukens, met als uitsmijter de uitreiking van de Spinozapremies van 2011, de hoogste wetenschappelijke onderscheiding van Nederland.

Eén van de vele presentaties was van Arnoud Greidanus, toproeier van de Nederlandse equipe (wereldkampioen in 2007) én promovendus bij de TU in Delft. Al eerder schreef ik over hoe de wetenschap Nederland moet helpen aan de ambitie om bij de top-10 van de sportlanden te gaan horen. De organisatie InnosportNL werkt hiervoor samen met universiteiten om wetenschappelijk onderzoek toe te passen in de dagelijkse praktijk van sporters, met als doel om sneller, beter of hoger te gaan dan de concurrent en volgend jaar tijdens de Olympische Spelen in Londen nóg meer medailles binnen te slepen.

Ondanks het feit dat de Nederlandse “vier” in 2008 grote kanshebber was op een medaille, lukte het de roeiers niet om de finale te bereiken. De schuld werd gelegd bij het wier, dat mogelijk aan de boot was blijven plakken (zie bijv. hier). Dat laten de roeiers zich natuurlijk niet nog een keer gebeuren, en wetenschappers uit Delft gaan hierbij helpen. Arnoud Greidanus vertelde in zijn presentatie over nieuwe technologie die ervoor kon zorgen dat de Nederlandse roeiers volgend jaar in Londen wél die felbegeerde medaille kunnen winnen.

Het oppervlak van de roeiboot beïnvloed de wrijving met het water en daarmee de snelheid. Met minder wrijving kan zomaar tot één seconde winst gemaakt worden op een olympische race. Dit lijkt weinig, maar aangezien de winnaar soms op een foto-finish moet worden bepaald, met verschillen van 0,1 seconde, is dit behoorlijk. Verschillende methoden voor wrijvingsreductie zijn ontwikkeld, zoals kleine luchtbelletjes, een soort haaienpak aan de buitenzijde van de boot en speciale hydrofobe (waterafstotende) en hydrofiele (wateraantrekkende) producten die op de boot worden gespoten. Hier zitten echter wat keerzijden aan: de luchtbelletjes werken goed in het laboratorium, maar zijn in de praktijk niet echt toepasbaar op roeiboten. De haaienvellen werken goed maar zijn, net als de haaienpakken van zwemmers, verboden bij wedstrijden. De hydrofobe/fiele producten worden wél toegepast, en deze werken ook. Voornamelijk omdat ze kleine krasjes in de boten kunnen opvullen, en er voor zorgen dat er minder vuil aan de boot blijft hangen. Dat zorgt voor minder wrijving dus voor meer snelheid.

De onderzoekers in Delft gaan nu een stapje verder met super-hydrofiele en hydrofobe coatings die nóg beter zijn. Hierbij baseren ze zich op voorbeelden uit de biologie, zoals de (ruwe) bladeren van de vrouwenmantel, waar altijd zo mooi druppels water op blijven liggen als het geregend heeft. Door een optimale combinatie van de waterafstotende eigenschappen van de plant en zo min mogelijk ruwheid zullen deze nieuwe producten ervoor zorgen dat er bijna helemaal geen vuil meer aan de boten zal blijven hangen. Volgens Greidanus kunnen de roeiers dus zonder problemen met wier afstevenen op die felbegeerde medaille. Helaas zal het product voor Londen nog niet uitontwikkeld zijn, dus moeten ze tot de volgende spelen wachten om het echt in de praktijk te kunnen toepassen.

Het is mooi om te zien hoe Greidanus zijn passie (roeien) combineert met wetenschappelijk onderzoek. Ik vind nog steeds de ambitie om Nederland in de Top-10 van sportlanden te krijgen een beetje ambitieus. Maar dit onderzoek heeft ook nog andere toepassingen; in de toekomst kunnen ook scheep- en luchtvaart profiteren van dergelijke gelen en coatings, waardoor met minder energie dezelfde transporten gedaan kunnen worden. Wetenschap helpt hierbij dus niet alleen de olympische droom.

Dit artikel verscheen op wetenschapsblog Sciencepalooza

De MRI-scanner: niet voor geblesseerde amateursporters!

In een claustrofobisch smalle buis, met een machine om je heen die zoveel herrie maakt dat de muziek op de koptelefoon nauwelijks herkenbaar is, 20 minuten doodstil blijven liggen. Dit moet tijdens een MRI-scan, veel gebruikt voor de diagnose van allerlei ziektes en kwalen: van agressieve tumoren tot onschuldige maar vervelende spierscheuren. Vorig jaar lag ik in zo’n apparaat vanwege een pijnlijke schouder na een val met de racefiets. En ik ben niet de enige: een kleine steekproef bij mijn triathlonvereniging demonstreert dat veel amateur-sporters jaarlijks in een MRI-scanner belanden om te kijken naar vocht in de knie, botscheurtjes en peesverrekkingen. Maar is een MRI wel altijd nodig?

MRI staat voor magnetic resonance imaging en zoals de naam zegt is het apparaat een magneet, maar dan een hele grote en sterke. Huidige MRI-scanners in ziekenhuizen zijn minstens 5000 maal sterker dan een koelkastmagneetje. De techniek is gebaseerd op het feit dat een menselijk lichaam voornamelijk uit water bestaat; door het sterke magneetveld krijgen bepaalde deeltjes in de waterstofatomen een andere richting en dit kan gedetecteerd worden door de scanner. Voornamelijk bij zacht weefsel waarin veel waterstofatomen voorkomen, zoals de hersenen, tumoren, spieren en bindweefsel, is MRI geschikt om veranderingen te zien.

Omdat MRI in principe niet-invasief is (niet schadelijk voor de patiënt, in tegenstelling tot voor röntgenfoto’s of CT-scans waarbij röntgenstraling wordt gebruikt), is de opkomst van MRI in de medische wereld enorm snel gegaan. Harde getallen zijn moeilijk te vinden, maar sinds de eerste scan in 1973 werden er in 2005 met de ongeveer 10.000 MRI-units wereldwijd zo’n 75 miljoen scans per jaar gemaakt. Het gebruik van MRI is sindsdien alleen nog maar verder toegenomen. Waar eerst alleen grote academische ziekenhuizen beschikten over een MRI-machine, heeft nu elk provinciaal ziekenhuis er wel één of meer. In 2009 installeerde marktleider Philips bijvoorbeeld de honderdste MRI-machine in Nederland (en als we de nieuwsberichten eerder deze maand mogen geloven een heleboel in Polen, maar dat terzijde).

De reden voor deze sterke opkomst zijn alle voordelen van MRI ten opzichte van oudere technieken. Met één scan is van alles te zien: of die hoofdpijn misschien veroorzaakt werd door een tumor of bloeding; of een verschoven ruggenwervel tot rugpijn leidde; en of een pijnlijke knie na een potje voetbal komt door een gescheurde knieband. Huisartsen en specialisten verwijzen vaak door voor een MRI. Ook gaan mensen steeds vaker uit eigen beweging naar één van de commerciële MRI-centra die als paddenstoelen uit de grond schieten voor een “total-body-scan” of voor gerichte vragen over klachten zonder tussenkomst van een arts (zoals Pre-Scan, PrivateScan of het MRI-centrum).

Maar terug naar de sporter met de pijnlijke knie, heeft voor hem het maken van een MRI-scan wel nut - zal hij hierdoor sneller genezen? Vaak is de uitslag van zo’n scan dat er niets aan de hand is en wordt rust voorgeschreven om de kwaal te verhelpen. Maar zelfs als de scan wél een gescheurde pees laat zien, zoals bij mij het geval was, is rust de enige oplossing. Iets wat zonder MRI-scan ook zou zijn geadviseerd.

 
Door de enorme vraag naar MRI-onderzoek is de wachttijd voor een (niet-commerciële) scan vaak lang, tot enkele weken. Wordt MRI te vaak toegepast? Zo’n scan is niet goedkoop: de apparaten kosten minimaal 600.000 euro en moeten altijd door gespecialiseerde radiolaboranten worden bediend. Daarna heeft de radioloog er nog een flinke klus aan om al die foto’s door te werken en te beoordelen. En vaak is het antwoord, zeker bij sporters, dat er niets aan de hand is. Is de MRI-scan verworden tot een dure manier om het zekere voor het onzekere te nemen en mensen gerust te stellen?

Ondertussen kopen ziekenhuizen, betaald door de zorgverzekeraars, nieuwere en sterkere MRI-scanners om de wachtlijsten aan te kunnen. Alleen door verdere technische ontwikkelingen van de scanners en snellere manieren om het beeldmateriaal te beoordelen kan MRI worden tot de screeningsmethode die het nu beoogt te zijn. Tot die tijd zouden MRI-scans vooral op basis van ernstige indicaties (zoals een potentiële tumor) moeten worden gedaan. Mensen die puur voor de zekerheid een MRI-scan willen kunnen terecht bij de commerciële centra. Ook al die amateursporters die op hun vrije zaterdag pezen scheuren en spieren verrekken.

Dit artikel verscheen op de opiniepagina van de Volkskrant en op wetenschapsblog Sciencepalooza