Geheimen van de schedel

Ons FleX-ray Lab herbergt een uniek röntgenapparaat dat 3D-scans maakt van de meest uiteenlopende voorwerpen. Hierdoor worden details onthuld die bij normale scans verborgen blijven. In deze serie tonen we voorbeelden van wat er in het lab gebeurt. Deel 3: sporen van malaria.

Publicatiedatum
17 augustus 2023

Had malaria, net als de pest, een grote impact op het leven in Nederland in de middeleeuwen? Daar zijn sterke aanwijzingen voor. Osteoarcheoloog Rachel Schats van de Universiteit Leiden onderzoekt duizend jaar oude skeletten op sporen van de ernstige ziekte, die tegenwoordig vooral in de tropen grote delen van de bevolking treft.

De skeletten met aanwijzingen voor deze ziekte komen vooral uit het waterrijke westen van Nederland, waar toen nog veel moerasgebieden lagen. Ideale omstandigheden voor muggen, de verspreiders van de malariaparasiet. Via muggenbeten dringen deze parasieten het lichaam binnen, waar ze zich in de rode bloedcellen nestelen. Die gaan daardoor stuk, wat leidt tot bloedarmoede.

Gaatjes

Bloedarmoede laat sporen na op de botten, met name in de oogkassen. Daar ontstaan gaatjes (zie foto), cribra orbitalia genaamd. Schats speurt naar deze gaatjes, om zo een beeld te krijgen van de omvang en de verspreiding van malaria in Nederland. Maar cribra orbitalia kan ook andere oorzaken hebben. Hoe weet je dan of een skelet daadwerkelijk bloedarmoede had? “Met het blote oog kan ik dat niet met honderd procent zekerheid beoordelen”, zegt Schats. En zo kwam de onderzoeker bij CWI terecht, waar negen oogkassen zijn gescand in het FleX-ray Lab.

Schats wilde de interne botstructuur bekijken, zeg maar de binnenkant van het bot. Die structuur ziet er bij bloedarmoede anders uit dan bij andere aandoeningen. Tijdens het scannen kon ingezoomd worden op het binnenste van het bot dat de oogkassen vormt. Zo kreeg de Leidse onderzoeker 3D-zicht op de mate van poreusheid (het aantal kleine gaatjes in het bot).

Close up of a skull fragment with cribra orbitalia (tiny holes)
Cribra orbitalia (tiny holes) in een fragment van een oogkas

Veel scans in korte tijd

Een van de uitdagingen bij het scannen van de oogkassen waren de instellingen van de CT-scanner. Die moesten bij elk exemplaar exact hetzelfde zijn. CWI-onderzoeker Francien Bossema: “Dat was nodig om de resultaten goed met elkaar te kunnen vergelijken. Vanwege de hoge resolutie die we wilden bereiken om de kleine gaatjes goed zichtbaar te maken, moesten we enorm inzoomen op de oogkassen. Daardoor waren voor een deel van de schedelfragmenten twee scans nodig, die later digitaal aan elkaar geplakt werden. We moesten dus veel scans maken. En dat moest allemaal op 1 dag gebeuren.” “We vonden het ethisch gezien beter om de schedelfragmenten niet in het CWI te laten”, vult Schats aan.

Schedelfragment in de scanner
Schedelfragment in de FleX-ray scanner

Publicatie

“Het scannen is voor mij erg waardevol gebleken”, vertelt Schats. “In de meeste gevallen zijn er zeker aanwijzingen voor bloedarmoede, ook al zien de gaatjes er aan de buitenkant anders uit. In 2022 heb ik de resultaten op een conferentie gepresenteerd en ik ben nu een publicatie aan het schrijven.”

Wat wil Schats uiteindelijk bereiken? “Dat we een beter beeld krijgen van de gezondheid in deze regio tijdens de middeleeuwen. Iedereen denkt bij de middeleeuwen meteen aan de pest. Maar van andere ziektes hebben we geen goed beeld omdat er te weinig geschreven bronnen zijn uit die tijd. Mogelijk was malaria echt een chronische ziekte met een grote maatschappelijke en economische impact.”

Contact

Ben je geïnteresseerd in ons onderzoek, het FleX-ray Lab, of wil je met ons samenwerken? CWI's Computational Imaging groep kan je alles over het Lab vertellen. Neem contact op via seewhatsinside@cwi.nl

Kijkje in de botstructuur van een oogkas