Roger W. Sperry, misschien wel de belangrijkste hersenwetenschapper van de vorige eeuw, ging altijd verder met het gevoel: “Probeer het. En lees de literatuur pas nadat je je waarnemingen hebt gedaan. Anders kun je verblind worden door reeds bestaande dogma’s.” Dat is ongetwijfeld een parafrase van wat hij wel honderd keer tegen mij zei, en dat is hoe wij te werk gingen in die heerlijke zorgeloze en onderzoekende dagen op Caltech. “Probeer het.”

Het Sperry laboratorium draaide op volle toeren met experimenten van allerlei aard op de zogenaamde “gespleten hersenen” (1). Katten en apen waren de voornaamste dieren, en de resultaten waren duidelijk en meeslepend. Train één kant van de hersenen op een zintuiglijke taak, en de andere kant wist er niets van. De standaardvoorbereiding bestond erin het optische chiasme doormidden te verdelen, zodat informatie die aan één oog werd blootgesteld alleen werd geprojecteerd naar de ipsilaterale hersenhelft. Dergelijke dieren zouden gemakkelijk een taak leren en zouden gemakkelijk in staat zijn de taak uit te voeren door het oorspronkelijk ongetrainde oog. Wanneer echter naast de middellijn van het chiasme ook het corpus callosum en de voorste commissuur werden doorgesneden, trad het split-brain fenomeen op. In deze toestand bleef de ongetrainde hemisfeer onwetend van de taak geleerd door de andere hersenhelft. Het was alsof er twee mentale systemen samenwoonden in één hoofd. Hoe fascinerend deze bevindingen ook waren, ze leken onsamenhangend in de context van menselijk gedrag. Kan een linkerhand niet weten wat de rechter vasthoudt? Belachelijk.

In 1960, had ik het geluk om bij Caltech te verschijnen op een zomer National Science Foundation (NSF) beurs om te studeren met Sperry. Ik werd naar het laboratorium getrokken door mijn belangstelling voor de kwestie van neurale specificiteit. Van het een kwam het ander, en voor ik het wist begon ik de volgende zomer aan de graduate school van Caltech. Mijn eerste opdracht was het voorbereiden van een reeks studies voor een menselijke patiënt, W.J., die werd bewerkt door een neurochirurg, Joseph E. Bogen, om het corpus callosum door te snijden voor de behandeling van ernstige epilepsie.

Terugkijkend op die eerste dagen, is het moeilijk om het avontuurlijke karakter van ons project te overschatten. Niemand dacht dat de patiënt het bewijs zou leveren dat de geest kon worden gesplitst. Weken eerder was een geval van callosale agenese, een geboorteafwijking waarbij het corpus callosum geheel of gedeeltelijk ontbreekt, door het laboratorium gekomen en leek er niets bijzonders aan de hand te zijn. Vanuit een ruimer gezichtspunt hadden noch Sperry, noch ik, een zo groen als een pas afgestudeerde student, enige noemenswaardige ervaring met het onderzoeken van patiënten, ook al was een van ’s werelds grootste neurobiologen erbij betrokken. Voor anderen leek het misschien een dwaas spel en een verspilling van tijd. Maar dat was het niet, want bij Caltech was de houding altijd, “probeer het.”

Dus ging het avontuur verder. Eerst, niet verrassend, bevestigden preoperatieve testen dat de twee hersenhelften van W.J. normaal met elkaar verbonden waren: elke hand wist wat er in de andere zat, en elke visuele cortex sloot naadloos aan op de andere. De gedachte alleen al dat het anders kon, was vreemd. Toen alle studies waren afgerond, legden we het werk terzijde en gingen we verder met andere onderzoeksprojecten waarin niet-menselijke primaten geheugensystemen bestudeerden, corticale paden die betrokken waren bij oog-hand coördinatie, en nog veel meer. Een paar maanden later veranderden onze interesses weer naar het geval W.J. De Tweede Wereldoorlog veteraan was mooi hersteld van zijn operatie en was klaar om opnieuw te worden getest.

De grote test kwam op een heldere zonnige Pasadena dag. W.J. werd naar de ingang van het biologiegebouw op San Pasquale Avenue gerold. Nog herstellende van een operatie, gebruikte W.J. een rolstoel om zich te verplaatsen. Hij droeg nog steeds zijn helm, die hij droeg om zich te beschermen tegen mogelijke valpartijen door aanvallen. Zou deze veteraan uit de Tweede Wereldoorlog, die bewusteloos was geraakt door een klap van de kolf van een Duits geweer na een parachutesprong achter de vijandelijke linies, een diep geheim onthullen? Het leek niet waarschijnlijk. De ochtend begon bescheiden genoeg. Er was geen tromgeroffel toen we het gebouw binnenkwamen. In feite werd ik alleen gelaten om de tests te doen. Testen die verbijsterend bleken te zijn. Tot op de dag van vandaag is dat zo. Hier is hoe ik het moment onlangs beschreef (2):M.S.G.: Fixeer je op de stip.W.J.: Bedoel je het kleine stukje papier dat op het scherm is geplakt? Ja, dat is een punt …. Kijk er goed naar: Oké.

Ik zorg ervoor dat hij recht naar de stip kijkt en flits hem een afbeelding van een eenvoudig voorwerp, een vierkant, dat gedurende precies 100 milliseconden rechts van de stip is geplaatst. Doordat het daar is geplaatst, wordt het beeld naar zijn linkerhersenhelft geleid, zijn sprekende hersenen.Wat zag je? Een doos. Goed, laten we het nog eens doen. Fixeer de stip: Bedoel je het kleine stukje plakband? Ja, dat bedoel ik. Fixeer nu.

Wederom flits ik een plaatje van een ander vierkantje, maar dit keer links van zijn gefixeerde punt, en dit beeld wordt uitsluitend doorgegeven aan zijn rechterhersenhelft, een halve hersenhelft die niet spreekt (2). Door de speciale operatie die W.J. had ondergaan, konden zijn rechterhersenen, waarvan de verbindingsvezels met de linkerhersenhelft waren doorgesneden, niet langer communiceren met zijn linkerhersenen. Dit was het beslissende moment. Hartkloppingen, droge mond, vroeg ik, M.S.G.: Wat heb je gezien? Niets. M.S.G.: Niets? Je zag niets? Niets. Mijn hart ging tekeer. Ik begin te zweten. Heb ik zojuist twee hersenen gezien, dat wil zeggen, twee geesten die afzonderlijk in één hoofd werkten? De ene kon spreken, de andere niet. Was dat wat er gebeurde? W.J.: Is er nog iets anders dat je wilt dat ik doe? Ja, een ogenblikje.

Ik vind snel een paar nog eenvoudigere dia’s die slechts enkele kleine cirkels op het scherm projecteren. Elke dia projecteert één cirkel, maar op verschillende plaatsen op elke proef. Wat zou er gebeuren als hem gewoon werd gevraagd alles aan te wijzen wat hij zag? Bill, wijs gewoon aan wat je ziet: Op het scherm? Ja en gebruik de hand die je geschikt lijkt: Oké.M.S.G.: Fixeer de stip.

Een cirkel wordt geflitst rechts van de fixatie, waardoor zijn linkerhersenhelft het kan zien. Zijn rechterhand stijgt van de tafel en wijst naar de plaats waar de cirkel op het scherm heeft gestaan. Wij doen dit gedurende een aantal proeven waarbij de geflitste cirkel aan de ene of aan de andere kant van het scherm verschijnt. Het doet er niet toe. Wanneer de cirkel rechts van de fixatie is, wijst de rechterhand, bestuurd door de linkerhersenhelft, er naar. Wanneer de cirkel links van de fixatie is, is het de linkerhand, bestuurd door de rechterhersenhelft, die er naar wijst. De ene of de andere hand zal naar de juiste plaats op het scherm wijzen. Dat betekent dat elke hemisfeer een cirkel ziet wanneer die zich in het tegenovergestelde gezichtsveld bevindt, en dat elke hemisfeer, los van de andere, de arm/hand die zij bestuurt, kan leiden om een reactie te geven. Alleen de linkerhersenhelft kan er echter over praten. Ik kan mezelf nauwelijks bedwingen. Oh, de zoetheid van ontdekking.

Zo begint een lijn van onderzoek die, twintig jaar later, bijna op de dag, zal worden bekroond met de Nobelprijs (3).

Het verslag van de bevindingen van die dag, evenals vele andere dag bevindingen, werd voor het eerst gemeld in een nu klassieke paper gepubliceerd in PNAS in 1962 (4). Het was het artikel dat 50 jaar van intens onderzoek startte naar de hersenmechanismen die ten grondslag liggen aan de menselijke bewuste ervaring. Alle kennis die daarna is geopenbaard, is het product geweest van het idee om “het gewoon te proberen”, dat in dat artikel werd belichaamd.

Toen de bevinding dat een chirurg schijnbaar twee geesten kon creëren uit één langzaam onze eigen geest binnensijpelde, kreeg de gedachte dat het bewustzijn zelf bestudeerd kon worden door psychobiologen, zoals wij allen in die tijd werden genoemd, meer aanhang. Aanvullende patiënten werden bestudeerd, en hoewel ze steeds de oorspronkelijke bevindingen bevestigden, verschafte elk nieuwe inzichten. Niet alleen het visuele systeem werd gesplitst, maar het werd ook duidelijk dat hetzelfde gold voor het somatosensorische systeem, het motorische systeem, en, nog verbazingwekkender, de perceptuele/cognitieve systemen van de linker- en rechterhersenhelft. We werkten in een koortsachtig tempo. Het was als vissen in een volgelopen vijver. Elke keer dat we in het onbekende doken, vingen we een vis.

Naarmate de jaren verstreken, volgden vele getalenteerde jonge wetenschappers hun opleiding bij Caltech, en kwamen andere senior onderzoekers op bezoek om de patiënten te bestuderen. Ik verhuisde naar de Oostkust en begon, opnieuw met geluk, een nieuwe reeks patiënten te testen van de Dartmouth Medical School. Kennis over het soort mentale processen dat geïntegreerd kon worden over de grote kloof die door de operatie was ontstaan, zoals emotionele processen en aandachtsprocessen, voegde iets toe aan de basis van hoe te denken over de onderliggende biologie van bewuste ervaring. Over het geheel genomen onthulden de tientallen studies de parallelle en gedistribueerde organisatie van het menselijk brein, ook al bleef het gevoel van psychologische eenheid van de patiënt intact.

Waren de oorspronkelijke bevindingen het product van een perfecte storm? Zeker de Caltech cultuur voor ontdekking, risico, en intellectueel avontuur was voelbaar. Ik woonde toevallig in een huis waar jaren eerder Howard Temin, Matt Meselson en Sidney Coleman woonden. Richard Feynman kwam vaak op onze feestjes, en op een gedenkwaardige avond kwam Feynman naar me toe en zei: “Je mag mijn hersenen splijten als je me daarna natuurkunde kunt garanderen.” Lachend zei ik: “Ik garandeer het.” Feynman stak razendsnel zowel zijn linker- als zijn rechterhand uit om te schudden op de deal! De sfeer van verwachting om belangrijk werk te doen tijdens die dagen van ontdekking was niets zoals ik ooit eerder of sindsdien had ervaren.

Hier zijn we 50 jaar later met een ware Who’s Who in de biologie die pogingen hebben gelanceerd om uit te vinden hoe te denken over de biologie van het bewustzijn (zie Innerlijke Werkingen: Het ontdekken van de gespleten geest op p. 18097). Francis Crick en Gerald Edelman, Wolf Singer, en Jean Pierre Changeux, om er een paar te noemen, hebben allen bijgedragen en aangedrongen op de zoektocht naar begrip. Ik weet dat zij allen naar Sperry en het split-brain werk keken voor inspiratie. Vandaag de dag is het nog steeds een uitdaging om na te denken over de vraag: wat betekent het dat men de geest kan splitsen?