Wereldwijde crisis: Vloek én zegen

Wat een sluipmoordenaar zoals de klimaatcrisis niet lukt, lukt een overal aanwezige scherpschutter als het coronavirus wel degelijk: politici zetten de samenleving op slot, burgers blijven zo veel mogelijk binnen en bedrijven liggen plat. Welke impact heeft zo’n mondiale ramp op de wetenschap? En wat kunnen eerdere ingrijpende gebeurtenissen ons daarover vertellen?

Oorlog en wetenschap verweven

Wetenschaps- en universiteitshistoricus Ab Flipse van de VU Amsterdam maakt een onderscheid tussen twee soorten crises: natuurrampen (waaronder hij ook pandemieën rekent) en oorlogen. Allebei hebben ze gevolgen voor de wetenschap, maar oorlogen het meest: ‘Oorlog is altijd sterk verweven met wetenschap’, zegt hij. ‘Tijdens de Eerste Wereldoorlog speelden chemici een belangrijke rol bij de ontwikkeling van gifgassen. En in de Tweede Wereldoorlog leverden kernfysici een huzarenstukje met het pijlsnel ontwikkelen van een bruikbare atoombom.’

Plannen versneld uitgevoerd

Natuurrampen zoals aardbevingen en overstromingen leiden er vaak toe dat bestaande plannen versneld ontwikkeld en uitgevoerd kunnen worden. Flipse: ‘In Nederland gaat het dan vaak over water. Zo werd tijdens de Eerste Wereldoorlog besloten om een deel van de Zuiderzee in te polderen, omdat de aanvoer van goederen naar Nederland terugliep en er een voedseltekort dreigde. In diezelfde periode vond ook een grote stormvloed plaats, waardoor allerlei kustplaatsen werden getroffen. Als reactie werd een stevige wetenschappelijke commissie opgetuigd.’ Deze Staatscommissie Zuiderzee – waarvan de bekende natuurkundige Hendrik Lorentz voorzitter werd – modelleerde de gevolgen van de aanleg van een Afsluitdijk. ‘Plannen waarover politici eindeloos hadden gepraat, konden nu worden gerealiseerd. In 1933 was de Afsluitdijk klaar.’

Kennis in eigen huis

‘Na de Tweede Wereldoorlog werd er, dankzij wetenschappelijke doorbraken zoals de atoombom, ook veel verwacht van wetenschappelijke samenwerking in vredestijd’, zegt Flipse. Niet alleen toegepaste wetenschap was nodig – TNO bestond al sinds 1932 – maar ook zuivere, fundamentele wetenschap. In 1950 werd ZWO opgericht, de Nederlandse Organisatie voor Zuiver Wetenschappelijk Onderzoek, de voorloper van het huidige NWO.

‘Het was een algemeen heersend gevoel dat een sterke wetenschappelijke sector wezenlijk bijdroeg aan de wederopbouw en de welvaart. Nederland moest niet afhankelijk zijn van anderen, maar zelf alle kennis in de volle breedte in huis hebben’, zegt Flipse. De Koude Oorlog droeg daar ook aan bij en zette een rem op internationale wetenschappelijke samenwerking.

Russische kunstmaan Spoetnik

Politieke en militaire aardverschuivingen hebben een sterke invloed op de richting die wetenschappelijk onderzoek inslaat, volgens Flipse. ‘Denk bijvoorbeeld aan de lancering van de Russische kunstmaan Spoetnik in de jaren vijftig. Als reactie daarop werd er in Amerika vol ingezet op ruimteonderzoek en computeronderzoek. De geschiedenis laat zien dat wetenschap vaak in dienst staat van politiek. Na 9/11 ging er veel geld naar veiligheids- en terrorismeonderzoek. Een ander voorbeeld zijn de investeringen van de overheid in islamstudies vanwege zorgen over radicalisering in moslimkringen. Aan de VU kon daardoor een Centrum voor Islamitische Theologie worden opgezet, inclusief een imamopleiding, waarvan de overheid een matigende werking verwachtte.’

Echo’s bij coronapatiënten

In de huidige coronacrisis zijn alle blikken gericht op de geneeskunde. Het Nederlandse kabinet maakte onlangs 192 miljoen euro over voor de ontwikkeling van een coronavaccin. Een politiek besluit dat direct samenhangt met de coronacrisis. Maar ook ander geneeskundig onderzoek komt door COVID-19 in een stroomversnelling. Zoals het onderzoek van Chris de Korte, hoogleraar medische ultrageluidstechnieken, Radboud Institute for Health Sciences. De Korte werkt al een paar jaar aan de automatische analyse van beelden die zijn gemaakt met een draagbaar echoapparaat. Samen met hoogleraar acute geneeskunde Frank Bosch onderzoekt hij of daarmee ook COVID-19 gediagnosticeerd kan worden. Zo ja, dan zou dit op termijn de CT-scan kunnen vervangen. Zo’n echoapparaat is goedkoper en patiëntvriendelijker dan een CT-scanner, hoeft niet na elke meting schoongemaakt te worden en kun je makkelijk vaker inzetten om de ontwikkeling van de ziekte te volgen. Maar heeft een echo ook dezelfde waarde als een CT-scan? De Korte: ‘Wij hebben gedurende drie weken bij 85 coronapatiënten echo’s van hun longen gemaakt. Toen we de echo- en CT-scanresultaten vergeleken, bleken die goed overeen te komen.’ Elke echo bevat zo’n honderd afbeeldingen, het gaat in totaal dus om zo’n tachtigduizend plaatjes. De Korte is nu bezig om met behulp van deep learning deze echobeelden automatisch te analyseren. Hij verwacht al op korte termijn een systeem dat automatisch kan detecteren. Doordat de coronapandemie vermoedelijk nog een tijdje aanhoudt, zullen er nieuwe patiënten bij komen. ‘Hoe meer data, hoe beter het systeem werkt. Voorlopig hoeven we niet stil te zitten.’

Onzekerheid over zenderen

Trekvogels steken met gemak grenzen over, maar voor onderzoe­kers in coronatijd is dat een stuk lastiger. Gedragsbioloog Jan van Gils van het NIOZ (Nederlands Instituut voor Onderzoek der Zee) heeft een Vici-beurs en zou vanaf 15 april met zijn team drie weken lang in Mauritanië vijftig kanoeten van miniatuurzendertjes voorzien. Centrale vraag van zijn onderzoek: wat betekent de opwarming van het Noordpoolgebied voor de kanoet, het vogeltje dat voor de klimaatver­andering fungeert als de kanarie in de kolenmijn? Kanoeten broeden op het noordelijkste puntje van Siberië, waar de sneeuw elk jaar een dag eerder smelt. Door die verschuiving arriveren ze zo laat dat hun kuikens na de voedselpiek worden geboren. De kleine kanoeten groeien minder en blijven kleiner, óók hun snavel­tjes. Daardoor kunnen ze tijdens hun overwintering in Afrika en in de Waddenzee niet goed bij hun favoriete voedsel: ingegraven schelpdieren. Inmiddels is de populatie al meer dan gehalveerd. Van Gils: ‘Wij willen weten waarom ze niet eerder uit Afrika vertrekken en de zenders zouden daar antwoord op kunnen geven. Zo weten we dat de rosse grutto wel op tijd in Siberië arriveert, doordat ze korter in de Waddenzee blijft. Maar ze begint wel met minder brandstof aan de trek.’ Vanwege de coronacrisis werd de expeditie naar Mauritanië afgeblazen. ‘We zijn zwaar gefrustreerd’, zei Van Gils begin mei. De volgende fase in de dataverzameling zou vanaf 10 mei beginnen, wanneer de gezenderde kanoeten in het Duitse Waddengebied arriveren. Dat plan moest logischerwijs worden aangepast en Van Gils wist hoe: ‘Dan gaan we dáár in Duitsland de kanoeten zenderen.’ Hij maakte zijn voorstel honderd procent coronaproof. Aanvankelijk keurde de NIOZ-directie het af, maar in tweede instantie kon team Van Gils alsnog naar de Duitse Wadden. Nu maar hopen dat de onderzoekers de vogels achterna kunnen naar Siberië.

Hommels & hoorimplantaten

Neurowetenschapper Martijn Agterberg, Donders Instituut Radboud Universiteit, heeft achter zijn huis een mobiel lab geparkeerd waarin een doos met Wageningse hommels staat. Dat lab rijdt hij normaal gesproken – zonder hommels – naar Duitsland. Daar doet hij voor zijn vergelijkend onderzoek metingen bij Duitse kinderen die een ander hoorimplantaat dragen dan Nederlandse. Omdat coronamaatregelen zijn patiëntonderzoek onmogelijk maken, gaat hij nu hommels conditioneren. Horen is eigenlijk kijken met je oren. Gezonde oren kunnen de richting van geluiden lokaliseren, waardoor je je kunt oriënteren. Als je aan een oor doof bent, kun je dat richtinghoren niet. Hommeloren staan op antennes. Wat Agterberg wil weten, is of hommels de antennes bewegen waarop die oren zitten. En zo ja: hoe doen ze dat? ‘Als ik dat begrijp, kan ik sensoren ontwikkelen die richtingsgevoelig zijn en zó klein, dat ze in de processor van een hoorimplantaat passen. Die richtingsgevoeligheid zou de kwaliteit van het horen flink moeten verbeteren.’ Hij heeft een imkerpak gekocht, in zijn lab een trainingsopstelling gebouwd en is aan de slag gegaan. ‘Mijn droom is om met de helft van de kosten en de helft van de impact – want kinderen hebben dan nog maar één implantaat aan één oor nodig – een betere uitkomst te krijgen.’

In omgedraaide volgorde

Ze had het precies uitgedacht: eerst in het lab experimenteel onderzoek doen en pas dan een model ontwikkelen en testen op data. Maar de coronacrisis gooide roet in het eten. Anne-Catherine Dieudonné, UD engineering geology aan de TU Delft, kan voorlopig nauwelijks het lab meer in. Dieudonné doet onderzoek naar het zelfherstellend vermogen van klei: scheuren en breuken sluiten vanzelf weer. ‘Als we beter inzicht hebben in deze processen, kunnen we het ontwerp en onderhoud van onze op klei gebaseerde infrastructuur beter en duurzamer maken. Daardoor zullen dijken veiliger worden en bijvoorbeeld ook de eindberging van radioactief afval.’ Dieudonné besloot bij gebrek aan eigen data eerst een theoretisch model te ontwikkelen op basis van data uit de literatuur. Dat werkte onverwacht goed. ‘Goede modellen hebben een fysische basis die experimenteel bepaald kan worden. Andersom kunnen modellen helpen bij het ontwerpen van een experimentele opstelling en inzicht geven in het verloop van experimenten. Mijn voorlopige theoretische model zal niet perfect zijn, maar het zal wel bijdragen aan het ontwerp van experimenten. Dat vergroot de kans op succes. Bovendien gaat het in een later stadium verbeteren van een model gemakkelijker en sneller en het is goedkoper dan achteraf een experimentele opstelling veranderen.’