Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Om gesjoemel tegen te gaan, controleren onderzoekers al jaren elkaars werk. De Nederlandse microbioloog Elisabeth Bik specialiseert zich als een van de weinigen in wetenschappelijke fotofraude: ze zoekt naar gemanipuleerde microscopiebeelden en eiwitfoto’s.
Dat werk wordt lang niet door iedereen gewaardeerd. Vorig jaar maart analyseerde Bik het onderzoek van de Franse microbioloog Didier Raoult. In die studie concludeerde hij dat hydroxychloroquine een positief effect op coronapatiënten kan hebben, vooral als dit gepaard gaat met antibiotica. Maar Bik ontdekte al snel dat er van alles rammelde aan dit onderzoek en maakte er melding van. Daar was Raoult niet van gediend en de Fransman heeft haar nu aangeklaagd voor intimidatie en afpersing.
Bik wordt door de wetenschappelijke gemeenschap echter erg gewaardeerd en wereldwijd hebben wetenschappers middels een open brief kenbaar gemaakt de microbioloog te steunen. KIJK sprak Elisabeth Bik in 2019 al over haar belangrijke werk. Lees hier het gehele interview.
Beeldmanipulatie
“Ik heb er net een gevonden.” Fotodetective en wetenschapper Elisabeth Bik klapt haar laptop open en klikt op een wetenschappelijke publicatie. Even scrollen en daar zijn ze: foto’s van in plakjes gesneden rattenweefsel. Bik wacht even, om haar interviewer de kans te geven de fout zelf te spotten. De lange stilte verraadt dat ondergetekende hopeloos faalt. Dan wijst ze op een heel dun reepje onder in een foto. En naar een ander reepje op een foto ernaast. “Kijk, die overlappen precíes”, zegt Bik.
Dat is een fors probleem, want de twee foto’s zouden uniek moeten zijn. Ze zijn namelijk elk afkomstig van een apart experiment, het ene met een behandelde rat en het andere met een onbehandelde. Maar de overlap wijst erop dat de wetenschappers slechts één celweefselfoto hebben gemaakt van een en dezelfde rat, die afbeelding vervolgens in stukken hebben geknipt en het nieuwe deel als tweede experiment hebben gepresenteerd. “Dat experiment heeft waarschijnlijk nooit plaatsgevonden”, concludeert Bik.
Met haar geoefende oog voor beeldmanipulatie doet Bik de laatste jaren stof opwaaien in wetenschapsland. Zo publiceerde ze in 2016 een analyse waarin ze maar liefst 782 wetenschappelijke studies aanwijst met problematische afbeeldingen die knip- en plakwerk of erger bevatten. In minstens tientallen publicaties waren die fouten zo ernstig dat de betreffende tijdschriften besloten om ze terug te trekken.
Sinds dit jaar gaat Bik fulltime op zoek naar probleemplaatjes en deelt ze haar vondsten geregeld op Twitter en haar blog Science Integrity Digest. Bik, die al achttien jaar in de Verenigde Staten woont en daarvan vijftien aan de Stanford- universiteit als microbioloog werkte, is even in Nederland, waar we haar in een koffiebar spreken.
“Ik dacht dat iedereen heel zuiver bezig was en aan good science deed”
Biks zorgen over de echtheid van biomedische foto’s in cel- en proefdieronderzoek raken aan een groter probleem binnen de wetenschap: een deel van al het gepubliceerde onderzoek blijkt niet te kloppen. Wanneer onderzoekers resultaten van collega’s uit eerder onderzoek controleren en proberen te herhalen, lukt dat verrassend vaak niet. Zo wisten kankerbiologen van het zogeheten Reproducibility Project slechts vijf van de veertien bekeken laboratoriumstudies compleet te bevestigen. En de rest alleen gedeeltelijk, of helemaal niet.
Good science
Bik begon niet als wetenschapscriticus. Eerder het tegenovergestelde. “Ik dacht dat iedereen heel puur en zuiver bezig was en aan good science deed”, zegt ze, met een licht Amerikaans accent. “Dat er niet gelogen werd.” Dat beeld kantelde direct na enkele verhalen en verslagen over wetenschapsfraude. Bijvoorbeeld van onderzoekers die hele stukken tekst uit teksten van anderen knipten en die in hun eigen studies plakten. Puur plagiaat. “Dat wetenschappers bewust zo te werk zouden gaan, dat was nooit in me opgekomen.”
Bik nam de proef op de som. Uit een groot wetenschappelijk artikel van haarzelf pakte ze een mooie zin en kopieerde die in de wetenschappelijke zoekmachine van Google. Al gauw bleek dat deze zin ook in ander werk opdook. “Dus ik dacht gelijk: dat is mijn zin. Wie heeft die gestolen? Iemand heeft mijn zin in haar onderzoek gezet.”
Vrijwel alle zinnen in het artikel bleken geplagieerd uit ander werk, vertelt Bik. Ze begon meer en meer artikelen te controleren. Toen zag ze in een daarvan iets opvallends: een vlekje op een foto van een eiwit-analyse. “Dat vlekje herkende ik van een eerder plaatje in het artikel. Het bleek ook echt hetzelfde plaatje, maar dan omgedraaid.” En dat terwijl het gepresenteerd werd als een compleet nieuwe eiwit-analyse. Dat mag niet, en nadat Bik het tijdschrift en de onderzoeksinstelling op de hoogte bracht van deze fout en andere misstanden in het artikel, werden ze verwijderd.
“Het is net als een raadsel oplossen, dat vinden we allemaal leuk”
Al gauw ging Bik meer studies onder de loep nemen. Ze begon bij een willekeurig bekend wetenschappelijk tijdschrift – PLOS One in dit geval, want dat bladert makkelijk – en had binnen no time beet. Wéér een gekopieerde foto. “Ik heb daar kennelijk oog voor, dacht ik. En, daar moet ik eerlijk over zijn, het geeft ook wel een kick als je iets vindt. Het is net als een raadsel oplossen, dat vinden we allemaal leuk.”
4 procent
Bik besloot ook dat ze medestanders moest vinden om te voorkomen dat ze een roepende in de woestijn zou worden. “Heel veel mensen geloofden me niet”, zegt ze. Onder de mensen die aanvankelijk achterdochtig reageerden, bevonden zich Arturo Casadevall en Ferric Fang, twee biomedische onderzoekers die zelf tijdschriften leiden. Maar ook in hun bladen ontdekte Bik foute afbeeldingen. Nadat ze die aan Casadevall en Fang liet zien, raakten de twee ervan overtuigd dat Bik iets op het spoor was: hier hadden ze nota bene zelf overheen gekeken.
En dus kwam er een samenwerking, vervolgt Bik. Die mondde uit in een wetenschappelijke publicatie in het blad mBio. Daarvoor bestudeerde Bik maar liefst 20.000 wetenschappelijke artikelen. Telkens als ze een foutje ontdekte, checkten Casadevall en Fang haar bevindingen. Zulke fouten zagen ze in 782 van de 20.000 artikelen. De conclusie: ongeveer 4 procent van de biomedische studies bevat een afbeeldingsfout. “Het echte percentage problematische afbeeldingen is waarschijnlijk veel groter dan dat”, zegt Bik. Ze kan immers niet álles zien.
Twee derde van alle ‘foute’ afbeeldingen uit dat onderzoek zijn volgens Bik extra problematisch. Denk aan een microscoopfoto die in stukken is geknipt en als meerdere experimenten wordt gepresenteerd, of een foto waarin duidelijk gemanipuleerd is. Ze vermoedt dat er in veel gevallen opzet in het spel is, al valt dat volgens haar niet meer te achterhalen. “Het trekt zeker in twijfel of de studie eerlijk is uitgevoerd.”
Gekopieerde of gekantelde afbeeldingen hoeven niet per se te betekenen dat er iets grondig mis is. Veel biomedisch beeldmateriaal lijkt op elkaar en een foutje is zo gemaakt. “Stel: je hebt vierduizend vakantiefoto’s en je wilt er daarvan honderd in een Hema-fotoboek zetten. Per ongeluk zet je dezelfde ondergaande zon er twee keer in. Dat kan gebeuren.”
Pixels
Met een geoefend oog zijn de meeste foute foto’s te weren, blijkt uit Biks onderzoek. Als mensen van wetenschappelijke tijdschriften er speciaal op letten, zoals onder andere bij The Journal of Cell Biology gebeurt, worden de ergste gevallen er vaak wel uitgepikt. Daar glippen tien keer zo weinig gesjoemelde afbeeldingen door de barricades.
Helaas blijft dat volgens Bik “vreselijk veel werk” dat “niet te automatiseren valt”. Computers kunnen alleen zoeken op precies overlappende beeldpunten: de pixels. Zelfs een subtiele bewerking maakt computers al blind, want een knip of verschuiving schopt de pixelstructuur voor ze onherkenbaar in de war. Terwijl zo’n manipulatie met enige kijkervaring nog wél zichtbaar is. “Ik heb nog geen software gezien die beter is dan het menselijk oog.”
Digitale beeldherkenningstechnieken worden gelukkig wel steeds beter. Bik heeft samengewerkt met het Amerikaanse defensie-onderzoeksinstituut DARPA en zag daar bijzondere technieken voorbijkomen. Zo is er software die kan herkennen of een afbeelding door meerdere camera’s is samengesteld. “Elk fototoestel heeft bepaalde pixels die zwakker of sterker zijn. Normaal zie je dat niet zo, maar als je honderden foto’s vergelijkt, zullen sommige pixels altijd wat zwakker zijn dan de omringende pixels. Je kunt dan herkennen welke camera voor een foto is gebruikt, of dat een deel van de afbeelding van een andere camera komt.”
“Je weet niet of er de volgende keer iemand met een molotovcocktail langs je huis rijdt”
Fotodetective
Bik klapt haar laptop weer open en zoekt naar een onderzoek. Intussen vertelt ze dat ze inmiddels bekendheid geniet als fotodetective en dat ze die reputatie koestert. “Ik krijg elke dag mails van mensen die een bepaalde studie niet vertrouwen en aan mij vragen of ik wil kijken.”
Uit nieuwsgierigheid doet ze dat bijna altijd wel, ook als het om nieuwe onderwerpen gaat. Ze wijst naar een foto op haar laptop, afkomstig uit een nanodeeltjesstudie. “Hier is gewoon zes keer hetzelfde balletje gefotografeerd, en niemand die het ziet.” Op het plaatje zijn meer nanodeeltjes bij elkaar te zien dan in werkelijkheid het geval moet zijn geweest. Pas wanneer Bik de extra balletjes in de foto omcirkelt, kan ook een ongeoefend oog het gesjoemel zien. “Ik heb het idee dat in heel veel papers over nanodeeltjes wordt gemanipuleerd.”
Door alle tips krijgt Bik soms ook vreemd onderzoek onder ogen van hoog aangeschreven bronnen, zoals een “raadselachtige” Harvard-studie. “Ze hadden daar kankercellen, en er kwam dan een Chinese alternatieve therapeut in het lab. Die nam de kankercellen uit de incubator, zette ze in een kamertje, deed de deur dicht en bestraalde ze dan met zijn gedachten. Daarna waren het geen kankercellen meer, maar gezonde. En niemand mocht erbij zijn.” Ze lacht: “Dat is toch geen wetenschap?”
Lab ontmanteld
Niet iedereen reageert positief op Biks onthullingen. Dat zijn dan vooral de onderzoekers wiens werk in twijfel wordt getrokken. “Eén keer stuurde een plantenonderzoeker een boze e-mail aan mijn baas en al mijn collega’s op Stanford, waarin hij mij ervan beschuldigde dat ik dit onder werktijd zat te doen – wat niet zo was – en misbruik maakte van het universiteitsgeld. Hij eiste dat ik onmiddellijk zou stoppen.” Biks collega’s gingen daar gelukkig niet op in.
Op andere momenten kreeg Bik te maken met directere aanvallen. Zo zette een anonieme onderzoeker haar privéadres op het wetenschappelijke discussieplatform PubPeer, vertelt ze. De website haalde het op haar verzoek snel weg. Toch raakt het haar: “Je weet niet of er de volgende keer iemand met een molotovcocktail langs je huis rijdt.”
Spannend vindt ze het ook. Toen ze onlangs in het prestigieuze blad Nature op bij elkaar geplakte eiwitfoto’s stuitte, heeft ze die met “trillende handen en een bonkend hart” aangegeven bij de hoofdredactie. Ze vindt het doodeng dat een blad met zoveel invloed dat soort afbeeldingen over het hoofd ziet.
“Iedereen moet een kans krijgen om zijn werk te corrigeren”
Dat de emoties soms hoog oplopen, vindt Bik overigens logisch. “Ik kan echt schade aanrichten en iemands carrière breken. Het is niet alleen dat er een lab wordt ontmanteld of een studie wordt teruggetrokken, of dat alleen de onderzoeker die heeft gefraudeerd, wordt geraakt. Alle andere mensen daar kunnen worden meegetrokken, besmet en getraumatiseerd. Die moeten vaak op zoek naar ander werk. Dat zijn toch wel ingrijpende zaken.”
Sommige wetenschappelijke fraudes lopen op de ergst denkbare manier af. “Een bekend voorbeeld waar ik niet bij betrokken ben geweest vond plaats in Japan, aan het RIKEN-instituut. Dat ging om stamcelonderzoek, en in dat onderzoek werd toen ook afbeeldingsmanipulatie ontdekt. Een van de betrokken auteurs heeft zich een paar weken later opgehangen het trappenhuis van het instituut.”
Eerlijke vergissing
Om te voorkomen dat de vlam in de pan slaat, gaat Bik voorzichtig te werk: ze legt haar bevindingen altijd aan de onderzoekers zelf voor. “Iedereen moet een kans krijgen om zijn werk te corrigeren.” Er niets mee doen is geen optie, vindt ze. “Ik kan niet de andere kant op kijken. Het enige dat ik kan doen, is ervan uitgaan dat het een honest mistake kán zijn.”
Dat is over het algemeen ook precies het verweer dat ze te horen krijgt: “Oh sorry, it was an honest mistake.” In ernstigere gevallen wordt Bik daar een beetje sarcastisch van, wanneer er bijvoorbeeld talloze foto’s zijn verknipt en gekopieerd. Lachend: “Ik zeg dan tegen ze: ‘Ik heb nog wat meer van die honest mistakes gevonden.’” In deze gevallen ziet Bik zichzelf echt als een soort detective. Op zoek naar de “sporen die domme boeven achterlaten”, zoals ze het zelf omschrijft.
“Het is belangrijk werk”, vindt ze. “Elke studie is weer gebaseerd op eerder onderzoek. Als daar fouten of opzettelijke fake-dingen in staan, dan kan een ander een flink deel van zijn hele carrière eraan besteden om dat experiment te reproduceren, maar het nooit voor elkaar krijgen. Science builds upon science.”
Dit interview staat ook in KIJK 12/2019.
Lees ook:
Tekst: Ronald Veldhuizen
Beeld: Michel & Co