Delen:
10 waaghalzige wetenschappers die zichzelf hebben veranderd in cavia's
Soms heeft innovatie een hoge prijs. We kunnen niet altijd verwachten nieuwe inzichten te verkrijgen in onszelf of in de wereld om ons heen zonder offers te brengen. Het goede nieuws is dat er altijd mensen bereid zijn geweest om zichzelf op het spel te zetten voor de vooruitgang van de hele mensheid.
10 John Scott Haldane
De Schotse wetenschapper John Scott Haldane onderzocht de fysiologie van de ademhaling. Hij leerde over de effecten die verschillende gevaarlijke gassen kunnen hebben op het lichaam en de geest, vaak door te experimenteren met zichzelf (en soms zijn zoon). Een dergelijk geval vond plaats in 1893, toen hij zichzelf opsloot in een luchtdichte doos, liefkozend "de kist" genoemd, en binnen bleef gedurende acht uur. Hij ademde steeds opnieuw dezelfde lucht en merkte op wat voor gevolgen dit op hem had. Hij ontdekte dat zuurstofarm maken van het bloed het vermogen om kooldioxide te vervoeren verhoogt, een eigenschap die tegenwoordig bekend staat als het Haldane-effect.
Vervolgens onderzocht hij gevaarlijke gassen in mijnen. Hij gebruikte kleine dieren en ontdekte dat de dodelijke boosdoener koolmonoxide is. Om zeker te zijn, vergiftigde hij zichzelf ook met koolmonoxide in een afgesloten kamer om te zien of de effecten de verwachte effecten waren. Uiteindelijk kwam hij op het idee om kleine dieren (met name kanaries) als gasdetectoren te gebruiken, omdat hun lichaam veel sneller werd aangetast.
Toen de Eerste Wereldoorlog uitbrak, begonnen de Duitsers gifgas als een wapen te gebruiken. Haldane werd naar de frontlinie gebracht om het betreffende gas (chloor) te identificeren en een oplossing te vinden. Nogmaals, zijn eigen lichaam was het eerste dat werd gebruikt voor experimenten, en zijn inspanningen leidden hem ertoe om het eerste gasmasker te ontwikkelen.
9 David Pritchard
Terwijl hij eind jaren tachtig in Papoea-Nieuw-Guinea werkte, maakte Dr. David Pritchard een paar interessante opmerkingen over de lokale bevolking. De Necator americanus parasiet, gewoonlijk de mijnworm genoemd, was een probleem voor de bevolking, maar het had enkele onverwacht positieve bijwerkingen. Patiënten die besmet waren met de parasiet hadden minder kans op problemen met auto-immuunziekten, met name astma en hooikoorts.
Toen hij thuiskwam bij de Universiteit van Nottingham, wilde de arts zijn idee testen en kijken of er een echt verband tussen de twee factoren was. Hij had echter een probleem. Hookworms zijn behoorlijk gevaarlijk. In die tijd waren ze verantwoordelijk voor 65.000 doden in de tropen en honderdduizenden gevallen van bloedarmoede. De ethische commissie van de Britse National Health Service stond hem niet toe menselijke proefpersonen te gebruiken, tenzij ze wisten dat het veilig was.
Dus Pritchard deed het enige wat hij kon doen: hij gebruikte zichzelf als een proefkonijn. Hij infecteerde zichzelf met 50 haakwormen om een veilige testtechniek te ontwikkelen onder laboratoriumomstandigheden. Hij concludeerde uiteindelijk dat alle volgende deelnemers zouden moeten worden geïnfecteerd met slechts 10 parasieten - voldoende om goede gegevens op te leveren zonder ze in gevaar te brengen. Pas in 2006 stond de National Health Service hem toe om een studie uit te voeren met mensen.
8Moran Campbell
Dr. Moran Campbell was een vooraanstaand onderzoeker naar ademhalingsproblemen en uitvinder van het Ventimask, een product dat nog steeds wordt gebruikt. Terwijl hij alle aspecten van de ademhaling bestudeerde, zijn zijn experimenten met betrekking tot dyspnoe hier het vermelden waard.
Dyspnoe is de kortademigheid die we ervaren als onze ademhaling verminderd is. In bepaalde situaties, zoals zware lichamelijke inspanning, is het normaal. Echter, dyspnoe lijkt ook vaak wanneer het niet zou moeten, en Campbell wilde precies zien wat de verbinding was tussen de conditie en de ademhalingsspieren.
Om dit te doen, kwam hij met een experiment om zijn eigen ademhalingsspieren onder extreme omstandigheden te testen. Om te beginnen verlamde hij zijn hele lichaam, behalve zijn onderarm die curare gebruikte, een veelgebruikt gif dat werd gebruikt voor gifpijltjes en pijlen. Op deze manier zou hij zijn lichaamsbewegingen niet kunnen beheersen, maar hij zou ook volledig wakker zijn voor het hele experiment. Naderhand was Campbell aangesloten op een gasmasker omdat hij niet zelfstandig ademde. Toen was het beademingsapparaat uitgeschakeld. In de volgende minuten was Campbell langzaam verstikkend om te zien hoe zijn lichaam zou reageren.
Het experiment was niet eens bijzonder nuttig. Door zijn eigen bekentenis verklaarde Campbell later dat verlamming met curare (of geparagealiseerd, zoals hij het uitdrukte) niet leek op verlamming door langdurige of ischemische contractie.
7Horace Wells
Zoals Dr. Campbell liet zien, heeft niet elk zelfexperiment een positief, definitief resultaat. Het kan echter soms nog erger worden, zoals in het geval van Horace Wells, een tandarts die als een van de eersten het gebruik van anesthesie in de tandheelkunde introduceerde. Specifiek, hij pionierde het gebruik van lachgas (lachgas) als een pijnstiller voor gebruik tijdens het trekken van tanden. Om de werkzaamheid van het gas te testen, gebruikte hij het als verdoving en liet hij een van zijn eigen tanden uittrekken.
Het proces bleek aanvankelijk vrij succesvol en Wells voerde nog enkele extra extracties uit zonder complicaties. Naderhand vond hij dat het eindelijk tijd was om zijn show naar de grote tijd te brengen. Hij organiseerde een demonstratie in het Massachusetts General Hospital, maar het gas werd niet goed toegediend en zijn patiënt begon te huilen van de pijn.
Nu een schande tandarts, Wells verhuisde naar Europa om zijn onderzoek voort te zetten. Toen hij terugkeerde naar Amerika, ontdekte Wells dat stikstofoxide uit was, en ether en chloroform waren binnen. Dus begon hij te experimenteren met chloroform, op de beste manier die hij zelf kende. Helaas was het effect van langdurige blootstelling aan chloroform op dat moment nog niet bekend. Na een week lang het gas te hebben ingeademd, werd Wells behoorlijk kwaad. Op een gegeven moment gooide hij een container zwavelzuur op twee prostituees. Dit heeft hem in de gevangenis gegooid.
Toen zijn geest eindelijk terugkeerde, werd hij zo overweldigd door schuld dat hij zelfmoord pleegde.
6Maurizio Montalbini
Wij mensen functioneren met een circadiaans ritme. We zijn overdag actief en onze interne biologische klok is gebaseerd op een tijdshorizon van 24 uur dankzij externe stimuli. Maar wat zou er gebeuren als er geen externe signalen waren? Dat was de vraag van de socioloog Maurizio Montalbini. Om het te beantwoorden, moest hij volledig geïsoleerd zijn - dus ging hij een paar jaar in een grot wonen.
Hij deed dit eerst in december 1986. Hij bracht zeven maanden door in de grotten van Frasassi en brak daarmee het wereldrecord voor volledige isolatie in het proces. Hij herhaalde dit experiment nog twee keer - één keer in 1992 en één keer in 2006. Hij bracht een volledig jaar door en 260 dagen, respectievelijk, geïsoleerd in een grot.
Zoals Montalbini liet zien, veranderen het menselijk lichaam en de geest wanneer er geen externe factoren zijn die informatie bieden over het tijdstip van de dag of het verstrijken van de tijd. Allereerst begon de tijd veel sneller voor hem te gaan. Montalbini dacht altijd dat hij veel minder tijd in de grotten doorbracht dan hij eigenlijk deed. Hij verloor ongeveer 14 kilogram (30 lb) de eerste keer dat hij dit deed. Zijn lichaam was gewend om 50 uur per keer wakker te blijven en daarna voor vijf uur in slaap te vallen.
5Lazzaro Spallanzani
Niet alle experimenten hoeven gevaarlijk te zijn. Sommigen van hen zijn gewoon raar (en een beetje vies). Neem Lazzaro Spallanzani. De Italiaanse bioloog uit de 18e eeuw bestudeerde verschillende onderwerpen, waaronder echolocatie en biogenese. Het is echter zijn werk om lichaamsfuncties te onderzoeken die hem hier een plek geven.
We hebben veel geleerd over de spijsvertering dankzij Spallanzani. Tot zijn tijd was de geaccepteerde waarheid dat de spijsvertering een zuiver mechanisch proces was, trituratie genaamd. Hij liet ons zien dat er een chemische reactie bij betrokken was. Concreet toonde hij het proces van voedsel wordt afgebroken door maagzuur in de maag. Hij gebruikte verschillende dieren voor zijn experimenten. Om maagsapmonsters te verkrijgen liet hij de dieren overgeven of schoof een spons vastgebonden aan een koord in hun keel.
Bij andere gelegenheden wilde hij de effecten van maagsappen op voedsel in verschillende stadia zien. Dit gebeurde ofwel door regurgitatie, door het voedsel op natuurlijke wijze te laten passeren of door het dier open te snijden om de maaginhoud op te nemen. Daarna zou hij eventuele veranderingen in de voedselmonsters opmerken, zoals gewichtsverlies.
Hij voerde deze experimenten uit op verschillende dieren ... en één mens: hijzelf. Hij slikte monsters ingepakt in linnen zakken of houten buizen en braakte ze na een tijdje uit. Wanneer de behoefte zich voordeed, slikte hij hetzelfde monster meer dan eens.
4Jack Barnes
Ongeveer 50 jaar geleden had Australië te maken met een gevaarlijke aandoening, het Irukandji-syndroom. Het veroorzaakte hoofdpijn, misselijkheid, braken en buikpijn. Onbehandeld, het kan zelfs dodelijk zijn. Om het te behandelen, moesten we eerst weten wat het veroorzaakte, en Dr. Jack Barnes dacht dat hij een redelijk goed idee had: de dooskwal.
Tegenwoordig weten we dat veel soorten kwallen behoren tot de dodelijkste wezens op aarde, dus we vermijden ze ten koste van alles. Maar Dr. Barnes nam de kwallen in kwestie, een klein beestje van ongeveer 2,5 centimeter (1 in) in diameter, en liet hem steken om te zien of hij het Irukandji-syndroom ontwikkelde. Omdat hij niet tevreden was met slechts één proefpersoon, prikte hij ook zijn zoon en een lokale badmeester voor de zekerheid.
Alle drie werden ze ziek en moesten ze naar het ziekenhuis worden gebracht, waar ze volledig hersteld waren. De kleine kwal was inderdaad de boosdoener die alle problemen veroorzaakte en later werd genoemd Carukia barnesi in Barnes's eer. Later zou ontdekt worden dat verschillende andere soorten kwallen ook Irukandji-syndroom kunnen veroorzaken.
3Donald Unger
Donald Unger was ooit een kind dat, zoals velen van ons, herhaaldelijk werd uitgescholden door zijn moeder omdat hij zijn knokkels had gebroken. Ze waarschuwde hem dat dit artritis zou veroorzaken, en uiteindelijk bevond hij zich in een positie waarin hij deze claim op de proef kon stellen. Elke dag kraakt hij de knokkels op slechts zijn linkerhand en niet op het recht. Hij wilde zien of er aan het einde van het experiment een merkbaar verschil was.
In eerste instantie klinkt dit niet bijzonder bizar of bizar - gewoon elke dag je knokkels kraken. Wat echter uniek is, is de lengte van het experiment: 60 jaar.
Zes decennia lang hield Dr. Unger vast aan zijn routine om te zien of knokig knetteren inderdaad artritis veroorzaakt. Toen hij eindelijk een eind aan zijn test maakte, nam hij uitgebreide röntgenfoto's van zijn handen en vond geen significant verschil tussen hen. Voor zijn inspanningen ontving Dr. Unger in 2009 de Ig Nobelprijs voor de geneeskunde.
2Jesse Lazear
Gele koorts is nog steeds een van de gevaarlijkste ziekten die de mensheid treft, maar het was vroeger veel erger. In 1900 kreeg een groep van vier wetenschappers die de Reed-commissie werd genoemd de opdracht de aandoening te bestuderen. Toen wisten we niet eens zeker wat de oorzaak was van gele koorts. Algemene consensus zei dat de ziekte werd overgedragen via direct contact, maar niet iedereen was overtuigd. Dus gingen de vier mannen naar Cuba, een broedplaats voor het virus, en gingen aan de slag.
Onder die mannen was jonge arts Jesse Lazear, die zich specialiseerde in tropische ziekten zoals gele koorts en malaria. Een Britse wetenschapper met de naam Sir Ronald Ross had net ontdekt dat malaria werd overgedragen door muggen, dus Lazear kwam de Commissie redelijk zeker in dat muggen ook verantwoordelijk waren voor gele koorts. Hij was niet de eerste die dit dacht. De Cubaanse wetenschapper Carlos Juan Finlay had hetzelfde idee gehad. Waar Finlay's experimenten echter faalden, zou Lazear's slagen.
"Ik denk eerder dat ik op het spoor ben van de echte kiem," schreef Lazear aan zijn vrouw. Slechts 17 dagen later was hij dood. En dat komt omdat, buiten medeweten van zijn collega's, Lazear zich had laten besmetten met gele koorts om de link te leggen tussen het en muggen.
Zijn offer was niet tevergeefs, omdat zijn werk een cruciale stap was in het vinden van een behandeling voor gele koorts.
1Henry Head
Dr. Henry Head was een Engelse neuroloog die baanbrekend werk verrichtte dat het somatosensorische systeem bestudeerde. Hij richtte zich met name op nociceptie, wat het gevoel van pijn is. Hij begon met het herstellen van patiënten met zenuwbeschadiging als proefpersonen. Hij ontdekte echter al snel dat hun gebrek aan medische kennis hem behoedde voor het soort nauwkeurige, objectieve antwoorden die hij van zijn vrijwilligers vroeg. Dus hij vond een beter proefpersoon - hijzelf.
Er was slechts één probleem. Hij had geen zenuwbeschadiging om te observeren. Eenvoudige oplossing - een snelle operatie en twee afgehakte zenuwen in de linkeronderarm van het hoofd, en het probleem was opgelost.
Dr. Head bracht vervolgens de volgende vier jaar door met het documenteren van zijn herstel. Elk weekend reisde hij naar de kamer van zijn collega in Cambridge en onderging een onderzoek van zijn aangetaste en onaangetaste armen om de verschillen op te merken.
Head volgde zorgvuldig alle sensorische veranderingen die hij doormaakte zodra zijn radiale zenuwen doorsneden waren. Uiteindelijk ging hij als een van de eersten over sensorische dissociatie praten door te speculeren over het bestaan van twee verschillende sensorische systemen, die hij de epicritische en protopathische systemen noemde.