Samenvatting Neuropsychologie PDF

Preview

Summary

........

Description

NEUROPSYCHOLOGIE SAMENVATTING 3de Bachelor – Klinische Psychologie Academiejaar: 2019 – 2020 Boa Mansongkram

prof. dr. Wim Fias

INHOUDSTABEL HOOFDSTUK 0 – INLEIDING

pagina 3

HOOFDSTUK 1 – HET CENTRALE ZENUWSTELSEL

pagina 7

HOOFDSTUK 2 – METHODEN

pagina 28

HOOFDSTUK 3 – HEMISFERISCHE SPECIALISATIE VAN FUNCTIES

pagina 61

HOOFDSTUK 4 – VISUELE WAARNEMING: OBJECTHERKENNING

pagina 73

HOOFDSTUK 5 – SPATIALE COGNITIE (VERWERKING)

pagina 95

HOOFDSTUK 6 – AANDACHT

pagina 116

HOOFDSTUK 7 – GEHEUGEN EN LEREN

pagina 141

HOOFDSTUK 8 – HERSENONTWIKKELING EN PLASTICITEIT

pagina 157

HOOFDSTUK 9 – EXECUTIEVE FUNCTIES

pagina 174

Pagina 2 van 194

HOOFDSTUK 0 – INLEIDING 0.1.

Wat is neuropsychologie?

Neuropsychologie is de studie van de neurale basis van gedrag. Dit gaat terug op het verschil dat Descartes maakte tussen lichaam en geest (cfr. artsen en psychologen). Deze twee stromingen zijn naar elkaar beginnen toegroeien en zo is de neuropsychologie ontstaan. Het is zo’n unitaire wetenschap geworden dat we vaak niet meer kunnen zeggen of het nu neurologie of psychologie is. Vaak is het contextueel afhankelijk welk aspect het meeste belang krijgt (bv. meer belang voor neurologisch aspect in ziekenhuizen). Bij het psychologische aspect ligt onze focus op mentale vaardigheden en hoe deze ondersteund worden door het brein (geest – wetenschap). Bij het neurologische aspect is er voornamelijk focus op het brein en een zoektocht naar de mentale functies van bepaalde hersengebieden (hersenen (lichaam) – wetenschap). Neuropsychologie is een beetje een misleidende term; er zit een meervoud in vervat, dus eigenlijk zou ‘cognitieve wetenschappen’ een betere term zijn.

0.2.

Multi-disciplinair

De neurowetenschappen zijn meervoudig; het is een multi-wetenschap. Er is een input vanuit meerdere domeinen, namelijk: • Psychologie • Anatomie • Fysiologie • Neurologie • Computerwetenschappen • Ingenieurswetenschappen • Statistiek • Filosofie

0.3.

Multi-method benadering

De neuropsychologie is ook een wetenschapsdomein waar verschillende onderzoeksmethoden naast elkaar gebruikt worden (multi-method benadering). Elk van deze (onderzoeks)methodes heeft zijn sterktes, maar ook zijn zwaktes. Het voordeel hiervan is de zwakte van één techniek te combineren met een sterkte van een andere techniek (zo vullen de verschillende methoden elkaar aan). Single-cell recording = het gedrag van enkelvoudige neuronen meten. Er wordt een elektrode in de hersenen gebracht tot vlakbij één specifiek neuron, dit neuron kan dan gemeten worden aan een zeer hoge temporele snelheid (1/sec). De spatiale resolutie is ook goed, want er wordt specifiek één neuron gekozen. Voordeel: zeer goede spatiale en temporele resolutie. Nadeel: slechts één neuron van de zovelen (als men maar één neuron bekijkt, gaat men maar een zeer klein aspect van de werkelijkheid onderzoeken).

Pagina 3 van 194

Functionele beeldvorming (PET, fMRI, ERP, MEG) PET en fMRI = ze maken gebruik van het feit dat wanneer een deel van de hersenen actief is, energie nodig heeft voor die activiteit. Deze energie wordt via de bloedbaan vervoerd; ze gaan dus de bloedbanen bekijken die de energie naar de juiste plaats brengen. Bij PET wordt er een radioactieve tracer in de bloedbaan gebracht. Doordat het bloed stroomt kan met het zo via de tracer volgen. Bij fMRI gaat men de eigenschappen van het bloed gaan meten van buitenaf en lokaliseren in de hersenen. Voordeel bij beiden: veel meer neuronen, grotere vaststelling van activiteit in de hersenen ( = we kunnen de hersenen in zijn geheel bekijken). Nadeel bij beiden: de spatiale resolutie is beperkt (3 kubieke cm) + de temporele resolutie is ook beperkt (PET 1/min & fMRI paar/sec) (= slechte spatiale en temporele resolutie). ERP en MEG = meten via elektroden langs buiten. Dit is het registreren van elektrische activiteit (die tot buiten doordringt). Voordeel: het gaat heel snel; sample rate van 1000/sec. Nadeel: spatiaal zeer slecht. De elektroden zitten langs de buitenkant en de signalen moeten van binnen naar buiten komen. De elektriciteit gaat geleid worden door verschillende substanties in de hersenen; het is dus zeer moeilijk om te zeggen waar precies in de hersenen het signaal ontstaan is (opp. van 10 vierkante cm). Dit zijn puur correlationele methoden (neuronen worden actief in bepaalde situaties). We weten dat er een samenhang is, maar we kunnen er niet uit afleiden of bepaalde delen ook effectief causaal verantwoordelijk zijn. Om dit te onderzoeken moeten er bepaalde delen uitgeschakeld worden om dan te gaan kijken wat de consequenties zijn. Letsel-studies (patiënten, TMS) Patiënten = kijken naar mensen bij wie een bepaald deel is uitgeschakeld door een letsel en kijken wat voor effecten dat heeft (bv. Wernicke, Broca, …). TMS = hersenstimulatie. We gaan langs buiten magnetische pulsen afsturen op bepaalde zones in de hersenen. Zo kunnen we bepaalde delen verstoren en zo kijken wat er gebeurt. Voordeel: goede spatiale en temporele resolutie (wel rekening houden met geleiding). Gedragsstudies = experimenten, vragenlijsten etc. De letsel- en gedragsstudies zijn een convergerende benadering. De methoden gaan elkaar aanvullen (cfr. sterktes en zwaktes combineren).

Pagina 4 van 194

0.4.

Multi-populatie

De neuropsychologie maakt gebruikt van een multi-populatie; we kunnen verschillende populaties gaan bekijken. • Mensen – dieren • Jong – oud • Single-case – groepsstudies • Gezonde personen – personen met hersenschade

0.5.

Multi-level benadering

Binnen de neuropsychologie kunnen we kijken naar het functionele niveau of naar het neurale niveau. Het functionele niveau is theoretisch. Enerzijds kunnen we de twee met elkaar in contact brengen (bv. zijn er neuronen die na het verdwijnen van de stimulus toch nog actief blijven?). Anderzijds kan je het gedrag van de neuronen pas verstaan als je weet wat hun invloed op het gedrag is. Het neurale niveau is dus wederzijds beperkend (= het aantal theorieën kan gereduceerd worden door naar het andere niveau te kijken). Door naar én hersenen én gedrag te kijken kunnen we betere informatie verzamelen en betere theorieën ontwikkelen. Integratie is dus een enorme meerwaarde!

0.6.

Doelstellingen • • •

Basis geven om je te kunnen oriënteren in de steeds groeiende wereld van de neuropsychologie (cfr. systematiseren – oriënteren) Beseffen wat de meerwaarde is van de multi-benadering Kritische geest aanscherpen (cfr. kritische houding)

Hoe gaan we dit doen? In de neuropsychologie gaan we verschillende gedragsaspecten benaderen vanuit verschillende methoden en op verschillende niveaus.

0.7.

Relevante voorbeelden neuropsychologie

Voorbeeld: de effecten van kindermishandeling op de structuur van de hersenen. Artikel: “The effect of childhood maltreatment on brain structure, function and connectivity” Bij verbaal misbruik: bepaald gebied (dichtbij Wernicke) gaat kleiner zijn. De verbinding richting Brocagebied zal ook verstoord zijn. Bij fysiek geweld: abnormaliteiten in de visuele gebieden + ook verstoring richting de frontale gebieden. Bij zowel verbale agressie, fysieke agressie en seksueel misbruik: er is meer of minder volume in bepaalde hersendelen bij deze kinderen. Voorbeeld: de socio-economische status bij kinderen/jongeren kan een effect hebben op de structuur van de hersenen. Artikel: “The Neuroscience of Socioeconomic Status: Correlates, Causes and Consequences” Hoeveel hersenmassa hebben jongeren uitgezet in functie van het inkomen? Hierbij is er een duidelijk systematisch verband (logaritmisch verband). Lager inkomen van de ouders: kleinere hersenmassa. Hoger inkomen van de ouders: grotere hersenmassa (de structuur van de hersenen gaat beter ontwikkeld zijn).

Pagina 5 van 194

Voorbeeld: reclame (voorkeur voor product). Artikel: “Choice from Non-Choice: Predicting Consumer Preferences from Blood Oxygenation LevelDependent Signals Obtained during Passive Viewing” We gaan het keuzegedrag voor bepaalde producten bekijken via scans. Is een patroon van hersenactiviteit voorspelbaar voor het kopen van een bepaald product? Het gaat hier minder over uitspraken over individuen en meer over groepen; in dit geval kan je dat dus beter gebruiken. Voorbeeld: hersenscans gebruiken bij (personeels)selectie (HR). Artikel: “Uitzendbureau scant hersens personeel” Zo kunnen mensen niet liegen bij een sollicitatie etc. Maar is dit wel mogelijk? We moeten hier voorzichtig mee zijn: op groepsniveau kan men dit doen, maar op individueel niveau is het moeilijk om betrouwbare uitspraken te doen.

0.8.

Examen • • •

0.9.

40 meerkeuze vragen (nadruk op de methoden!) De focus ligt op de psychologische kant Je moet een aantal hersengebieden weten maar niet op gedetailleerd niveau

Handige links bij het studeren • • • • •

Human brain atlas – http://www.med.harvard.edu/AANLIB/home.html Neuronames – http://braininfo.rprc.washington.edu Brain museum – http://brainmuseum.org/index.html Brain facts – http://faculty.washington.edu/chudler/facts.html Apps: Brain Tutor, 3D Brain en BrainView

Pagina 6 van 194

HOOFDSTUK 1 – HET CENTRALE ZENUWSTELSEL 1.1.

Terminologie: oriëntatie • •

• •

Anterieur/posterieur of rostraal/caudaal = voor en achter Dorsaal/ventraal of superieur/inferieur = boven en onder (denk bij dorsaal/ventraal aan dieren: buik onderaan en rug bovenaan) Mediaal/lateraal = buitenkant en binnenkant Gebruikt in relatieve en absolute zin: bv. superieur betekent niet dat het altijd gaat over iets aan de bovenkant van het lichaam, het kan ook gaan over iets dat boven iets anders ligt

Van 3D naar 2D Onze hersenen zijn 3-dimensionaal, we gaan dit omvormen naar een 2-dimensionaal beeld door sneden te maken. Deze snedes nemen we om te kijken waar er juist activatie is. Er zijn 3 soorten sneden: • Sagitaal (lateraal-mediaal) = snede van voor naar achter • Coronaal (posterieur-anterieur) = snede van links naar rechts • Horizontaal/transversaal (inferieur-superieur) = plat middendoor Sagitale sneden

Pagina 7 van 194

Coronale sneden

Horizontale of tranversale sneden

Pagina 8 van 194

Pagina 9 van 194

Rendered, inflated brains en flatmaps Recent (laatste tien jaar) zijn er ook nieuwe manieren gekomen om de hersenen voor te stellen. Het is namelijk nadelig dat je van snede naar snede moet gaan om een totaalbeeld te krijgen. Een oplossing is door grafische technieken de activaties die op een 3-dimensionaal beeld worden weergegeven. Het nadeel hiervan is wel dat je van buitenaf niet goed gaat kunnen zien wat er in de sulcus ziet (je hebt in de diepte er geen goed zicht op). Een manier om dit op te lossen is het werken met inflated rates (= softwarematig opgeblazen hersendelen). Men gaat hierbij kijken hoe diep een activatie gaat; het meer aan de oppervlakte afbeelden waardoor je een beter zicht krijgt.

Maar er blijven nog steeds dingen die we niet kunnen zien. Een andere techniek wordt ontwikkeld om aan de tekortkoming(en) tegemoet te komen, namelijk flatmaps: men gaat eerst de hersenen oppompen en dan erin ‘knippen’ en het totale oppervlak gaan uitstrijken (= ‘ballon’ in stukken snijden en als vlakke delen naast elkaar leggen). Het vraagt heel wat oefening om dan te weten wat waar juist ligt, maar eens je dit beheerst krijg je wel een beter zich op waar de activatie juist plaatsvindt.

Pagina 10 van 194

1.2.

Het zenuwstelsel

Neuronen zijn de kleinste bouwstenen, en deze samen vormen het zenuwstelsel. Er zijn verschillende soorten neuronen. Elk neuron heeft een input- (dendrieten), verwerkings- (cellichaam) en output-kant (axon). Verschillende neuronen zijn verbonden via synaptische verbindingen. Elektrochemische communicatie binnen neuronen verlopen volgens elektrische processen. Elektrochemische communicatie tussen neuronen verloopt via chemische neurotransmitters. Het zenuwstelsel delen we op in het centraal zenuwstelsel en het perifeer zenuwstelsel.

Het centraal zenuwstelsel: de hersenen en het ruggenmerg. Het perifeer zenuwstelsel: alles wat niet behoort tot de hersenen en het ruggenmerg (bv. de weg die de sensoren afleggen voor die in het ruggenmerg komen). Dit delen we verder op in het autonome en het somatische zenuwstelsel. Het autonome houdt zich bezig met de spijsvertering, de hartslag, … (het deel waarover we weinig controle hebben). Het somatische: naar de spieren.

1.3.

Centraal zenuwstelsel

We zien dat de hersenen goed verpakt zijn in een harde schedel, omdat onze hersenen van levensbelang zijn. Hetzelfde geldt voor het ruggenmerg dat beschermd wordt door de wervelkolom. Tussen hersenen en schedel bevindt zich het cerebrospinaal vocht. Een belangrijk doel is van dit vocht is extra bescherming van de schedel om “schokken” op te vangen zodat de hersenen als ware niet tegen de schedel knallen. Het laat toe om een stuk zwelling of impact te absorberen. Bijkomende functie is aan- en afvoer van voedings- en afvalstoffen. Het ventriculair systeem laat ook toe om bij zwelling of schokken te absorberen.

Pagina 11 van 194

1.3.1. Het ruggenmerg We zien een duidelijke structuur; bij het ruggenmerg is er een hoge mate van efficiënte organisatie: je moet van de hersenen naar heel het lichaam en terug. Het ruggenmerg en zenuwen zijn dus systematisch georganiseerd. Dit uit zich in het feit dat alle zenuwbanen netjes geordend zijn: de zenuwbanen die het ruggenmerg verlaten komen op een bepaalde plaats in het lichaam terecht = dermatoom. Een dermatoom is een gebied dat vanuit een bepaalde baan uit de wervelkolom wordt bezenuwd. Dit zijn dus delen van de huid waarvan zenuwen via dezelfde plaats het centraal zenuwstelsel binnengaan. Dit betekent dat als er schade is aan een deel van het ruggenmerg, alle onderliggende functies ook beschadigd zijn. We zien grijze stof (= cellichamen) en witte stof (= dendrieten en axonen). De cellichamen worden bijeen gehouden en de uitlopers worden apart gehouden. Langs de ventrale witte stof banen passeren de motorische banen (= van de hersenen naar buiten toe). Hier gaat dus informatie van de hersenen naar de rest van het lichaam. Dit is gescheiden van de dorsale witte stof banen (= sensorische banen) die informatie van het lichaam naar de hersenen sturen (= alles van buiten naar de hersenen toe). We kunnen dan op basis van een puur functionele analyse nagaan waar er juist een probleem zit, bv. als er een probleem van motorische aard is, weet je al dat je aan de ventrale kant moet gaan kijken.

Pagina 12 van 194

1.3.2. De delen van de hersenen De thalamus en de hypothalamus vormen samen het diencephalon. Het midbrain, de pons en de medulla vormen samen de hersenstam.

De hersenen bestaan uit de achterhersenen (hersenstam + cerebellum), de middenhersenen en de eindhersenen (diencephalon + basale ganglia + limbische systeem + groothersenen; cortex).

1.3.2.1.

De achterhersenen

Medulla: controle van basale functies De medulla bevat de cellichamen van de craniale zenuwen. Deze laten toe om je mond, lippen, tong etc. te bewegen. De craniale zenuwen verbinden de hersenen met verschillende delen van het hoofd en organen. Deze craniale zenuwen zijn zowel sensorisch als motorisch en zorgen voor controle over hoofd en organen. Vaak zien we bij hersentrauma dat er als gevolg van de zwelling van de hersenen een groot risico is op overlijden doordat de medulla onder druk komt. De medulla zorgt ook voor het kruisen van motorische banen. De nervus vagus is het meest belangrijke deel van de medulla, deze zorgt voor controle over vitale functies en reflexen. De controle over o.a. ademhaling kan verstoord worden door verstoring van de nervus vagus. De nervus vagus is ook van belang omdat het de target is van heel veel behandelingstechnieken, bv. nervus vagus stimulatie. Hierbij gaat men dan van buitenaf de nervus vagus stimuleren (bv. bij behandeling van epilepsie, zware angststoornissen etc.). Het probleem hierbij is dat niemand precies weet wat de onderliggende actiemechanismes zijn; het lijkt dus te werken maar niemand weet waarom.

Pagina 13 van 194

Pons: een doorschakelstation De pons is als het ware een brug tussen het cerebellum en de rest van de hersenen. De pons bevat de superior olive: dit is het doorschakelstation voor informatie vanuit de oren naar de hersenen. De pons bevat ook de locus coeruleus (een neurotransmitter kern die met noradrenaline werkt). Deze zal bepaalde circuits in de hersenen reguleren; het gaat vooral het arousal-stress niveau reguleren. De locus coeruleus is dus gerelateerd aan stress, arousal, paniek, regulatie trade-off exploreren/exploiteren. Het is ook belangrijk voor adaptief gedrag: bv. op zoek moeten gaan naar nieuwe mogelijkheden om aan voedsel te geraken of bij de oude manier blijven.

1.3.3.2.

De middenhersenen

Middenhersenen: oriëntatie door licht en geluid Tectum: heeft een sensorische functie. Het tectum bevat de superieure colliculi en de inferieure colliculi. De superieure colliculi is voor visuele input en de inferieure colliculi voor auditieve input. Dit zijn echter zeer basale niveaus van verwerking. Tenslotte zijn er ook (oculo)motorische oriëntatiereacties. Tegmentum: vanuit het ventraal tegmentaal gebied hebben we 2 wegen: mesolimbisch subsysteem en mesocorticaal systeem. Vanuit het substantia nigra is er dan nog het nigrostriatale subsysteem. Dit gebied (tegmentum) is verantwoordelijk voor dopaminerge neurotransmitters en is betrokken in het leren (beloning, motoriek, executief functioneren). Tegmentum is dus belangrijk voor het dopaminerge systeem: dopamine speelt niet enkel een belangrijke rol bij het aansturen van de motoriek, maar ook bij beloning. Daarom zijn veel verslavingen het gevolg van een verstoord dopamine systeem.

Pagina 14 van 194

Reticulair Activatie Systeem Deze loopt door de 3 delen van de hersenstam (cfr. medulla, pons en middenhersenen). We zien hier ook neurotransmitter-kernen gerelateerd aan de neurotransmitter serotonine. De reticulaire formatie zorgt voor de algemene graad van activatie (’s nachts rustig worden en ’s ochtends terug wakker worden etc.). Het reticulair activatie systeem zorgt dus voor arrousal en algemene aandacht en voor regulatie van de slaap-waakcyclus. De raphé nuclei bevinden zich overal in de hersenen. Dit zijn kernen die zorgen voor de aanmaak van serotonine. De neurotransmitters zijn stoffen die de algemene werking van bepaalde circuits gaan reguleren. Serotonine is er zo eentje, en deze is dus belangrijk voor de neuronale circuits die betrokken zijn bij de regulatie van het gemoed.

Cerebellum: vloeiende bewegingen Het cerebellum (= de kleine hersenen) heeft te maken met de precisie en coördinatie van motoriek. Het is een weinig begrepen structuur, ondanks dat het een belangrijke rol speelt. Meer en meer zien we ook dat het cerebellum ook een rol speelt bij de vloeiendheid en coördinatie van mentale processen (cfr. laterale delen). Men veronderstelt dat op cognitief vlak het systeem voorspellingen probeert te maken over wat er allemaal gaat gebeuren: verschillende mentale processen gaan met elkaar gecoördineerd worden. Bij beschadiging aan deze delen zien we de neiging dat processen niet vloeiend verlopen. Bv. diersoorten die gekarakteriseerd worden door snel gedrag zullen een veel groter cerebellum hebben dan dieren die het erg op hun gemak doen. Het cerebellum construeert forward models (cfr. coördinatie). Het gaat een voorwaarts model construeren: we sture...