Een Stradivarius is echt anders
Medisch informaticus dr. Berend Stoel meet met CT-scans de
dichtheid van longen met emfyseem. Een Amerikaanse vioolbouwer
die de Investigative Radiology leest vroeg hem de houtdichtheid
van Stradivariussen en Guarneri's te vergelijken met die van
moderne violen.
Het scan-experiment met violen bezorgde medisch informaticus
dr. Berend Stoel in een klap de status van Stradivarius-expert.
Maar ook van brenger van een muzikale inconvenient truth: zelfs
onze violen klinken slechter dan vroeger, doordat Bush het
klimaatprobleem niet aanpakt.
Gelijkmatig
`Terwijl we toch echt niets over het klimaat beweren', zegt
Stoel, die de mediahype wel verwacht had, maar toch
verbouwereerd is door de uitwassen ervan. Samen met vioolbouwer
Terry Borman scande hij drie Guarneri's, twee Stradivariussen,
en acht moderne topviolen. Hij constateerde een objectief
verschil in de houtdichtheid: die bleek in de oude violen
gemiddeld niet hoger of lager te zijn dan in de moderne, maar
op jaarringniveau wel twee keer zo gelijkmatig verdeeld.
Cremona
Waaraan danken de violen uit het Cremona van rond 1700, de
Stradivariussen en Guarneri's, hun mythische faam? En hoe komt
het dat vioolbouwers van nu, met al hun kennis en middelen, de
klank ervan niet kunnen evenaren? Is het de lak? De vorm? Het
hout? Ligt het aan speciale procedés om het hout te bewerken?
Of zit het uiteindelijk toch allemaal tussen de oren?
Houtdichtheid
Een van de hypotheses luidt dat het klankverschil te maken
heeft met een verschil in houtdichtheid. `Niet zo vreemd', zegt
Stoel: `Die dichtheid heeft invloed op de manier waarop
trillingen zich voortplanten in het materiaal.' Ook is in dit
verband al eens geopperd dat het koudere klimaat rond 1700
zorgde voor een langzamere groei van bomen, en daardoor een
hogere gemiddelde houtdichtheid.
Stradivariussen en Guarneri's
Om vast te stellen of er inderdaad verschil in houtdichtheid is
tussen de klassiekers uit Cremona en moderne violen, riep Terry
Borman, een Amerikaanse vioolbouwer, Stoel te hulp. Borman had
een artikel van hem gelezen in het blad Investigative
Radiology, dat ging over dichtheidsmetingen met CT-scans van
longen met emfyseem. De vioolbouwer stelde voor een scanner af
te huren in het New Yorkse Mount Sinai ziekenhuis, en een
aantal Stradivariussen en Guarneri's van zijn klanten te
vergelijken met moderne violen. De bouwers daarvan, waaronder
hijzelf, betrekken allemaal hun hout - esdoorn en spar - uit
dezelfde Europese bossen als de grote meesters van Cremona
deden.
Gelijkmatige dichtheid
Het resultaat van het experiment viel 2 juli te lezen op de
website van het wetenschappelijke open access blad PloS ONE, en
was meteen wereldnieuws: er zijn inderdaad objectieve
verschillen tussen de achttiende-eeuwse violen uit Cremona en
de violen van nu.
Voorjaarshout
De gelijkmatigheid zit hem in de verhouding tussen de dichtheid
van het voorjaarshout en van het hout dat later in het jaar is
gevormd. In de oude violen is die verhouding veel
evenwichtiger. Stoel: `Er was één moderne viool die het ook
had. Daarvan hebben we de maker opgebeld, en dat hout bleek te
zijn bewerkt met water. We weten dat de Cremonese bouwers dat
niet deden.'
Vingeroefening
Of het nu wel of niet het klankverschil kan verklaren -
`natuurlijk nooit volledig', zegt Stoel - , het objectieve
verschil is een feit. Vioolbouwer Borman wil de nieuwe kennis
gaan gebruiken om zijn violen nog beter te maken, door selectie
of bewerking van zijn hout. Stoel: `Als wetenschapper vind ik
het vooral mooi dat we iets zo subjectiefs als de klank van een
viool toch objectief kunnen meten. Bovendien was het voor mij
een prachtige vingeroefening, die aangeeft hoe ongelooflijk
reproduceerbaar en gevoelig deze meting is. En dus ook: hoe
goed we longemfyseem kunnen meten.'
Vioolbouwer Terry Borman en medisch informaticus Berend Stoel
(r.) bij de scanner in New York. Voor hen ligt zo'n 12 miljoen
dollar aan violen.
Erfelijk longemfyseem
Stoel is sectieleider `longen en botten' in de onderzoeksgroep
medische beeldverwerking van het LUMC. Samen met longarts dr.
Jan Stolk heeft hij de afgelopen 15 jaar gewerkt aan een manier
om met CT-scans de longdichtheid te meten van patiënten met
erfelijk longemfyseem, als objectief en reproduceerbaar
alternatief voor longfunctiemetingen.
Beelden selecteren
Stoel: `Bij longemfyseem verdwijnt longweefsel. Je mag dus
aannemen dat de dichtheid van het weefsel afneemt. Wij meten
die longdichtheid met röntgenstralen. Hoe meer die stralen
geabsorbeerd worden, hoe hoger de dichtheid. Het is mijn taak
om de instelling van de CT-scanner zo te bepalen dat hij die
dichtheid het beste kan meten. Uit de CT-data kan ik de longen
automatisch selecteren en de metingen uitvoeren. Inmiddels
lopen er klinische trials. Mijn computerprogramma wordt
gebruikt om aan te tonen of bepaalde behandelingen effect
hebben.'
Weke delen
Stoel, die zelf saxofoon en piano speelt, maar ooit ook vijf
jaar viool, vond het verzoek van de vioolbouwer leuk en
spannend. `Hout heeft, net als de weke delen in een lichaam,
van zichzelf een lage dichtheid. Maar violen zijn geen longen,
dus heb ik in mijn vrije tijd een nieuw computerprogramma
geschreven. Dat was best lastig. Longen hebben alleen al veel
meer volume dan boven- en onderbladen van violen. Dat betekent
dus veel meer voxels.'
New York
Na in de CT-scanner van het LUMC experimenten te hebben gedaan
met losse boven- en onderbladen van onafgemaakte violen, vloog
Stoel vorig jaar naar New York. Eerst herhaalde hij de Leidse
experimenten, en stelde, op basis van berekeningen, het beste
protocol vast. De volgende dag namen Borman en Stoel met vier
violen - elk goed voor zo'n 3 miljoen dollar - een taxi naar
het Mount Sinai ziekenhuis. Stoel: `We konden kiezen: of de
zaak maximaal beveiligen, of helemaal niet. We kozen voor het
laatste.' In een andere sessie werd een vijfde oude viool
gescand. In totaal scande Stoel drie Guarneri's en twee
Stradivariussen.
Oppervlak selecteren
Stoel: `We scanden ze, ik brandde de data op cd, en schreef een
computerprogramma om alle informatie eruit te halen. Uit de
data moest ik een origineel, niet gerepareerd en zo groot
mogelijk oppervlak selecteren. Dat moest op iedere viool
hetzelfde oppervlak zijn. Snaren en fijnstemmers mochten we er
helaas niet afhalen. Het viel niet mee, maar lukte uiteindelijk
wel.'
Bush
Maar waar komt die homogeniteit van het hout nu door? En hoe
zit dat dan met dat koude klimaat van de vroege achttiende
eeuw? Stoel: Eigenlijk kunnen we alleen maar speculeren over de
oorzaak van de verschillen die we hebben gevonden.' `Sommige
journalisten halen er van alles uit, en relateren onze
resultaten aan de `kleine ijstijd' van de zeventiende en
achttiende eeuw. Op een Amerikaanse site stond zelfs in een kop
dat Bush er eigenlijk de schuld van is dat we nu geen mooie
violen meer bouwen, door te weinig aan de klimaatproblematiek
te doen. Maar dat van die ijstijd beweren we helemaal niet. We
vonden nu juist niet die hogere gemiddelde houtdichtheden die
daar volgens de hypothese op zouden wijzen.
300 jaar
`Wat ik zelf denk? Ik denk, maar dat is natuurlijk een vaag
vermoeden, dat het hem zit in die ouderdom van 300 jaar.
Misschien was de gemiddelde dichtheid vroeger inderdaad wel
hoger, en is die door de eeuwen heen minder geworden, terwijl
de homogeniteit wel intact is gebleven.'
Links
+ Berend C. Stoel, Terry M. Borman,
A Comparison of Wood Density between Classical Cremonese and
Modern Violins, PLoS ONE July 2008 - Volume 3 - Issue 7
+ Radiologie in het LUMC: Orthopaedics and Pulmonology
+ Vioolbouwer Terry Borman
(8 juli 2008/HP)
Universiteit Leiden