Nieuws

Stress-les in corona-tijd

27 december 2020 Actueel, BiB Public

Hoe stress-stofjes ons lijf, brein en lijden beïnvloeden
Facemask in christmastree

Aangescherpte maatregelen waarin social distancing, corona-testen en quarantaine centraal staan. De COVID-19 pandemie raakt ons direct of indirect allemaal. De fysieke, mentale en maatschappelijke consequenties hebben voor veel mensen één ding gemeen: stress. Daarom een mini stress-les, om wat meer ‘stressless’ door deze soms nare periode te komen.

Wat is stress?
Het definiëren van stress is niet makkelijk. Als we de definitie van stress opzoeken in de Dikke van Dale dan staat er ‘aanhoudende geestelijke druk’ (1). Op zich klopt deze beschrijving, maar het omvat alleen niet de biologische aspecten van stress. Een meer biologische omschrijving zou stellen dat als iemand een negatieve ervaring heeft, ‘de prikkel’ zorgt voor een lichamelijke verandering; er ontstaat spierspanning in ons lijf. Ook de beleving van controle speelt een rol, namelijk of je het idee hebt dat je genoeg controle hebt over wat er gebeurt (2). Samen zorgen deze factoren ervoor dat er stress ontstaat. Of een stimulus als negatief of positief wordt ervaren, verschilt per persoon. Zo zal een persoon die gewend is om voor een publiek te staan en die daarbij controle heeft over bijbehorende prikkels, bijvoorbeeld stilte in de zaal, minder of geen podiumangst hebben dan iemand die niet gewend is om op een podium te staan.

Van het zenuwstelsel naar de bijnieren
Stress in ons lichaam wordt aangestuurd door ons zenuwstelsel; het sympathisch zenuwstelsel, wat ervoor zorgt dat er energie in ons lichaam vrijkomt (3). Stel je voor: je staat op het treinstation en iemand pakt je tas af. Door de schrik wordt het sympathisch zenuwstelsel geactiveerd; je hartslag gaat omhoog, je ademhaling versnelt en de hoeveelheid glucose in het bloed neemt toe. Ook wordt er een signaal naar de bijnieren gestuurd, die vervolgens adrenaline uitscheiden (2). Een toename van adrenaline in je bloed bereidt je lichaam voor op actie. Dit is van essentieel belang voor de bekende fight or flight reactie (4), de directe reactie op een spannende of stressvolle situatie (2).

Vechten of vluchten
Op het moment dat je tas is afgepakt, krijg je een rush van adrenaline. In alle gevallen van een schrikreactie bereid adrenaline je voor op één van de volgende reacties: je kan terugvechten (fight) en je tas terugpakken, je kan van angst ‘bevriezen’ (freeze) of doordat je bang wordt van de betreffende dief zet je het op een rennen (flight). Dat is niet het enige wat het sympathisch zenuwstelsel doet in een stressvolle situatie; het stuurt ook een signaal naar de hersenen, waar de hypothalamus op reageert. Dit gebiedje reguleert het autonome zenuwstelsel en het hormoonstelsel; het stuurt een signaal naar de hypofyse, een klier aan de voorkant van je hersenen die hormonen uitscheidt. Deze stuurt weer een signaal naar de bijnieren, zodat het hormoon cortisol vrijkomt. De vrijgekomen stofjes adrenaline en cortisol zorgen er samen voor dat het lichaam prioriteiten stelt en dat energie wordt vrijgemaakt voor de organen die we in een stressvolle situatie het hardst nodig hebben. Dit kan bijvoorbeeld energie zijn voor je spieren zodat je weg kan rennen. Als het gevaar is geweken, dan dalen de niveaus van adrenaline en cortisol weer en schakelt het lichaam weer terug naar de oorspronkelijke afstemming. Dit netwerk van de hypothalamus, hypofyse en bijnieren wordt de HPA-as genoemd, van het Engelse hypothalamus-pituitary-adrenal glands (2).

Acute versus langdurige stress
In sommige gevallen is stress niet acuut, maar kan het langdurig aanwezig zijn. Denk bijvoorbeeld aan langdurig conflict met je partner, een lange tijd werkloos zijn of het juist extra druk hebben op het werk. Dit zijn allemaal mogelijke gevolgen van de COVID-19 pandemie(5). In deze gevallen kunnen mensen voor een langere tijd stress ervaren; chronische stress. De stressreactie van zowel onze hersenen en het lichaam kunnen dan nadelige effecten hebben op ons slaappatroon, de voedselvertering, immuunsysteem, hart en onze emoties (6). De langdurige stress houdt ons zenuwstelsel in de zogenaamde ´stress stand’. Hierdoor blijft het lichaam cortisol aanmaken en ontstaat er een (te) hoog gehalte van cortisol in het lichaam. Als dit te lang aanhoudt, dan schaadt cortisol de hersenen. Zo lijkt uit enkele stress onderzoeken dat zelfs het aantal hersencellen en hersenvolume kan verminderen. Daarbij lijkt het (cognitief) functioneren beïnvloed te worden (7), zoals het geheugen(8).

Ook is er onderzoek gedaan met muizen dat laat zien dat de structuur en functie van verschillende hersengebieden kan worden aangepast door chronische stress. Dit geeft inzicht in hoe stress kan bijdragen aan stress-gerelateerde aandoeningen zoals cognitieve disfunctie en depressie (2); verhoogde levels cortisol worden ook gezien bij mensen met een depressie.

Stress verminderen met sport en mindfulness
Het is van groot belang voor het menselijke lichaam om langdurige stress te voorkomen of te verminderen. Uit onderzoek blijkt dat je daarvoor een paar dingen kan doen. Eén daarvan is fysieke activiteit, zoals bewegen of sporten (9). Dan produceren onze hersenen bepaalde stofjes; endorfines. Deze werken verdovend en zorgen voor een goed gevoel door de ontspannende werking ervan (10). Daarnaast zorgt beweging ook voor een vermindering van stresshormonen zoals cortisol en adrenaline (11). Kortom, met sport verminder je stresshormonen en verhoog je een ontspannend hormoon.

Een ander anti-stress middel dat zeer populair is geworden, is mindfulness. Deze vorm van ‘stilstaan in het hier en nu’ betekent dat je bewust bent van je omgeving en aanwezig bent in het heden. Dit omvat ook je gedachten en het accepteren van je gevoelens. Voor alle doelgroepen is er wel een cursus; voor kinderen, ouderen of zwangere vrouwen. Naast cursussen zijn er ook speciale apps, boeken en coaches. Ook wetenschappers doen onderzoek naar het effect van mindfulness, zoals de relatie met stress. Er zijn een aantal onderzoeken die aantonen dat mindfulness een positieve invloed heeft op (chronische) stress. Een aantal studies lieten zien dat na het beoefenen van mindfulness cortisol in het lichaam afnam (12). Mindfulness lijkt ook te helpen bij angst, depressie en pijn (13).

Er zijn dus zowel psychische als biologische factoren die samen het hele plaatje van stress schetsen. In stress die lang aanhoudt schuilt een gevaar, want chronische stress is niet gezond.

En lang aanhoudende stressoren zijn er genoeg met de COVID-19 pandemie. Gelukkig zijn er ook nog manieren binnen handbereik om hier beter mee om te kunnen gaan en ons lichaam uit die ‘stress stand’ te halen.

Over de auteur
Wendelien Bergmans begon haar studie psychobiologie aan de Universiteit van Amsterdam. Tijdens haar bachelor werd haar interesse voor de hersenwetenschappen, voornamelijk richting de neuropathologie en onderzoek op micro- en moleculair level. Hierna studeerde ze verder met de master neurobiologie waar in haar onderzoeksprojecten altijd een immunologisch aspect te vinden was. Wendelien gelooft in het belang van het communiceren van wetenschap naar iedereen in de maatschappij.

 

Referenties:

  1. Van Dale. (n.d.). Retrieved from https://www.vandale.nl/gratis-woordenboek/nederlands/betekenis/STRESS
  2. Nelson, R., 2011. An Introduction To Behavioral Endocrinology. 4th ed. Sunderland: Sinauer Associates, pp.581-591.
  3. https://www.apa.org. 2018. Stress Effects On The Body: Nervous System. Retrieved from https://www.apa.org/helpcenter/stress/effects-nervous
  4. Cafasso, J. (2005, December 29). Adrenaline Rush: Everything You Should Know. Retrieved from https://www.healthline.com/health/adrenaline-rush
  5. Heisz, J.J. & Marashi, M. (2020, May 21). The chronic stress of coronavirus is affecting your mental health. Here’s how exercise can help. Retrieved from https://theconversation.com/the-chronic-stress-of-coronavirus-is-affecting-your-mental-health-heres-how-exercise-can-help-137963
  6. 5 Things You Should Know About Stress. (n.d.). Retrieved from https://www.nimh.nih.gov/health/publications/stress/index.shtml
  7. Bernstein, R. (2016, July 26). The Mind and Mental Health: How Stress Affects the Brain. Retrieved from https://www.tuw.edu/health/how-stress-affects-the-brain/
  8. Cohut, M. (2018, October 25). How does stress affect the brain? Retrieved from https://www.medicalnewstoday.com/articles/323445
  9. Physical Activity Reduces Stress. (n.d.). Retrieved from https://adaa.org/understanding-anxiety/related-illnesses/other-related-conditions/stress/physical-activity-reduces-st
  10. Madell, R. (2004, August 13). Exercise as Stress Relief. Retrieved from https://www.healthline.com/health/heart-disease/exercise-stress-relief
  11. Exercising to relax. (2011, February). Retrieved from https://www.health.harvard.edu/staying-healthy/exercising-to-relax
  12. Garland, E. L., Hanley, A. W., Baker, A. K., & Howard, M. O. (2017). Biobehavioral Mechanisms of Mindfulness as a Treatment for Chronic Stress: An RDoC Perspective. Chronic Stress.
  13. Goyal M, Singh S, Sibinga EMS, et al. Meditation Programs for Psychological Stress and Well-being: A Systematic Review and Meta-analysis. JAMA Intern Med.2014;174(3):357–368.

 

> Lees verder


Het Alice in Wonderland syndroom

20 december 2020 Actueel, BiB Public

Tussen 2013 en 2020 hebben vrijwilligers van Brein in Beeld columns geschreven voor het magazine EOS Psyche en Brein, met toestemming van P&B zullen we een aantal columns plaatsen op onze website.

‘Drink mij’ stond er met mooie, grote letters op gedrukt. […] ‘Wat een gek gevoel!’, dacht Alice, ‘het lijkt wel of ik als een verrekijker in elkaar schuif!’ […] een klein koekje, waar krenten op zaten, die de woorden ‘Eet mij’ vormden. […] ‘nu ga ik uit elkaar als de grootste verrekijker van de wereld! Dag voeten!’.” 

Bovenstaande passages komen uit het boek “Alice in Wonderland”, geschreven door Lewis Carroll in 1865. Het beschrijft hoe Alice groeit en krimpt nadat ze iets drinkt of eet. Ze beschrijft deze ervaringen als een verrekijker die in en uit elkaar schuift. Bijna 100 jaar later, in 1955, ontmoet de psychiater dr. John Todd een aantal jonge patiënten die dezelfde ervaring hebben. Al snel wordt de term “Alice in Wonderland syndroom” (AWS) gebruikt voor deze aandoening. Maar wat is er aan de hand bij patiënten met AWS?   

Patiënten met AWS ervaren een verstoring in het visueel waarnemen van objecten of (delen van) hun eigen lichaam. Handen of voeten kunnen als veel kleiner worden waargenomen (micropsia) waardoor de rest van hun lichaam als buitenproportioneel groter wordt ervaren. Lichaamsdelen kunnen ook als veel groter worden waargenomen (macropsia) waardoor de patiënt de rest van zijn lichaam als veel kleiner ervaart. Objecten kunnen dichterbij (pelopsia) of verder weg (telopsia) lijken dan ze daadwerkelijk zijn, wat invloed heeft op de eigen waarneming binnen een ruimte. Maar niet alleen de visuele waarneming is aangedaan, ook kan er een verstoring van auditieve waarneming optreden. Stemmen kunnen bijvoorbeeld dichterbij (luider) of verder weg (zachter) klinken dan ze daadwerkelijk zijn. Vooral kinderen lijken gevoelig te zijn voor AWS, maar waar komt deze verstoring in het waarnemen vandaan? “‘Curieuzer en curieuzer!’ riep Alice.”  

Bij nader onderzoek blijkt er niets mis met de ogen of oren van patiënten met AWS, er lijkt eerder een verstoring in de informatieverwerking in de hersenen te zijn. Al snel werd door dr. Todd een verband gelegd tussen AWS en migraine. Waar sommige mensen met migraine lichtgevoelig zijn of ‘sterretjes zien’ (visuele aura’s), hebben mensen met AWS een verstoring in de ruimtelijke waarneming. Van migraine aura’s wordt gedacht dat ze een gevolg zijn van een neuronale over-stimulatie (verhoogde activiteit van zenuwcellen) gevolgd door neuronale onderdrukking (stilvallen van zenuwcellen). Meestal gebeurt dit binnen de visuele hersenschors, waardoor visuele aura’s relatief vaker voorkomen. Echter, bij patiënten met AWS wordt gedacht dat dit gebeurt in een hersengebied belangrijk voor ruimtelijke oriëntatie en het bijeenbrengen van zintuigelijke informatie (de pariëtale hersenschors). Dit zou een verklaring zijn waarom patiënten een veranderde perceptie hebben (zien, horen, voelen) ten opzichte van hun lichaam en omgeving.  

Uit dagboekaantekeningen van Lewis Carroll blijkt dat hij zelf ook last had van migraines. Wat tot speculatie heeft geleid of zijn aura’s misschien van het type AWS waren. En dat hij zijn ervaringen gebruikte in het schrijven van zijn wereldbekende boek. Echter, neurowetenschappers hebben meer ‘verborgen’ neurologische aandoeningen gevonden in zijn boek. Zoals depersonalisatie, het gevoel hebben niet jezelf te zijn, en prosopagnosia, het niet kunnen herkennen van gezichten. Of we dit allemaal kunnen toeschrijven aan de schrijver, valt te betwijfelen. Of misschien had de Kat toch gelijk: ‘we zijn hier allemaal gek. Ik ben gek. Jij bent gek.’ ‘Hoe weet u dat ik gek ben?’ zei Alice. ‘Dat moet je zijn,’ zei de Kat, ‘anders zou je niet hier gekomen zijn.’ 

Verschenen in het juni 2018 nummer van EOS Psyche en Brein.

Over de auteur:

Laura Jonkman is assistent professor bij het Amsterdam UMC – locatie VUmc en houdt zich bezig met neurowetenschappelijk onderzoek naar de ziekte van Alzheimer, Parkinson en multiple sclerose met behulp van MRI en microscopie.

> Lees verder


De wonderlijke ontwikkeling van het brein

13 december 2020 Actueel, BiB Public

Tussen 2013 en 2020 hebben vrijwilligers van Brein in Beeld columns geschreven voor het magazine EOS Psyche en Brein, met toestemming van P&B zullen we een aantal columns plaatsen op onze website.

Als neurowetenschappelijk onderzoeker ben ik dagelijks bezig met het beter begrijpen van de hersenen. Toch blijf ik mij iedere dag weer verwonderen hoe die 1,5 kilo aan zenuwcellen ons hele bestaan zijn. Ze reguleren onze ademhaling en hartslag, ze laten ons horen, zien en ruiken, ze laten ons verdriet en blijdschap voelen, gebeurtenissen herinneren waar we graag aan terug denken. Dit allemaal door de samenwerking van ‘een paar’ (nou ja, ongeveer 86.000.000.000.000) cellen. Soms sta ik wel eens stil bij hoe ingenieus het brein zich vanaf de geboorte blijft ontwikkelen, én hoe kleine veranderingen grote consequenties kunnen hebben. 

Bij de geboorte zijn de meeste zenuwcellen die ons brein ooit zal hebben al aanwezig. De groei die ons brein vanaf de geboorte meemaakt, komt voornamelijk door glia cellen. Dit zijn cellen die ervoor zorgen dat zenuwuitlopers voorzien worden van een isolatielaag. Hierdoor kunnen zenuwcellen beter met elkaar communiceren. Op ongeveer tweejarige leeftijd heeft het brein al 80% van de grootte van een volwassen brein en op zesjarige leeftijd is dit 95%. Toch zijn er nog grote verschillen tussen een kinder, puber en volwassen brein. 

Het bereiken van het maximale breinvolume ligt op 10,5 jaar voor meisjes en 14,5 jaar voor jongens. Hierna neemt het breinvolume weer af. Dit lijkt jong, maar kleiner worden in volume staat hier (nog) niet gelijk aan ‘aftakeling’. Het is een periode in de pubertijd waarin de hersenen zich reorganiseren. Weinig gebruikte verbindingen tussen zenuwcellen worden weggesnoeid, zodat andere verbindingen zich sterker kunnen ontwikkelen. Het brein ontwikkelt zich ook niet over alle gebieden gelijk. Als eerste zijn de sensorische (waarneming) en motorische (beweging) gebieden ‘af’ en als laatste de prefrontale cortex (plannen, motivatie, oordeelsvermogen). Dit verklaart onder andere waarom pubers soms moeite hebben met het plannen van hun huiswerk en de gevolgen van hun acties te overzien. 

Als het brein zich op een andere manier ontwikkelt, kan dit voor problemen zorgen. Uit MRI onderzoek van kinderen met autisme spectrum stoornissen (ASS) blijkt dat in de eerste jaren een versnelde groei van het brein plaatsvindt. Door deze ‘wildgroei’ aan zenuwcellen is het voor het brein moeilijk om de juiste verbindingen te maken. Vooral de lange afstand verbindingen met het cerebellum (fijne motoriek), de amygdala (emotionele regulatie) en de prefrontale cortex zijn aangedaan. Dit komt overeen met de kenmerken van ASS, waarbij beperkingen op het gebied van sociale interactie op de voorgrond staan.  

Sommige onderzoekers denken zelfs dat aanleg voor ouderdomsziekten zoals de ziekte van Alzheimer (krimpen van de hersenen door verlies van zenuwcellen) mogelijk al tijdens de ontwikkeling aanwezig is. Zo werd bij 239 gezonde kinderen tussen de 4 en 20 jaar de dikte van de enthorinale regio gemeten, een gebied dat de hippocampus (geheugen) met de rest van het brein verbindt. Deze dikte werd vervolgens gelinkt aan genen die bekend staan de kans op Alzheimer te vergroten of te verkleinen. Resultaat van het onderzoek was dat kinderen met het gen dat de kans op Alzheimer vergroot, al een dunnere enthorinale regio hadden (minder zenuwcellen) dan kinderen met het gen dat de kans op Alzheimer verkleint.  

 De werking van het brein is magisch interessant, maar ook hoe het zich over de jaren heen ontwikkelt blijft mij verwonderen, elke dag maar weer.  

Verschenen in het november 2015 nummer van EOS Psyche en Brein.

Over de auteur:

Laura Jonkman is assistent professor bij het Amsterdam UMC – locatie VUmc en houdt zich bezig met neurowetenschappelijk onderzoek naar de ziekte van Alzheimer, Parkinson en multiple sclerose met behulp van MRI en microscopie.

> Lees verder


Het nutteloze met het aangename verenigen

6 december 2020 Actueel, BiB Public

Tussen 2013 en 2020 hebben vrijwilligers van Brein in Beeld columns geschreven voor het magazine EOS Psyche en Brein, met toestemming van P&B zullen we een aantal columns plaatsen op onze website.

 Een paar weken geleden kreeg ik een link toegestuurd, “Cookie clicker – een leuk spelletje” stond erbij. Ik klikte op de link en kreeg een rond chocolate chip koekje te zien. De bedoeling was om op dit koekje te klikken en zo meer koekjes te genereren. Ad infinitum. Als je 100 koekjes verzameld had, kon je een ‘aardige oma’ inhuren om mee te helpen nog meer koekjes te maken. Met 3000 koekjes zelfs een fabriek. Een uur later had ik 37 oma’s, 21 fabrieken en 3 laboratoria om 67 meer koekjes te produceren bij elke klik. Voor deze prestatie kreeg ik een insigne. En ik bleef verder klikken.  

 Het spelletje gaat eigenlijk nergens over; met meer koekjes kun je ‘hulp’ kopen om de koekjes productie verder omhoog te schroeven om zo nog meer hulp te kunnen kopen. Meerdere spelletjes draaien om deze vicieuze cirkel waarbij het spel nooit ten einde komt of uitgespeeld wordt; Bejeweled Blitz (punten verzamelen door juwelen te matchen) en Farmville (gewassen oogsten, planten en weer oogsten). Maar wat gebeurt er toch allemaal met ons brein dat we deze spelletjes blijven spelen? 

 Een eerste antwoord op deze vraag komt voort uit onze drang te verzamelen; het verzamelen van koekjes, gewassen, punten en prestatie insignes. Verzamelen wordt vaak geassocieerd met positieve emoties zoals plezier en opwinding, wat een motivatie is om te blijven verzamelen en deze emoties te blijven ervaren. De verzameling moet alleen steeds groter worden om hetzelfde plezierige effect te verkrijgen; waar je eerst blij was met 1.000 punten/koekjes, wordt het al snel een drang om de 1.000.000 te halen of zelfs de 1.000.000.000. Binnen onze hersenen is het de gyrus cinguli anterior die hier verantwoordelijk voor is. Dit is hetzelfde hersengebied dat een rol speelt bij obsessieve compulsieve stoornissen (OCS) waarbij pathologisch verzamelen een voorbeeld van een dwanghandeling is. Maar waar er bij pathologische verzamelaars negatieve consequenties zijn zoals een huis vol ‘troep’, blijven deze bij online spelletjes vaak beperkt tot het verliezen van tijd 

 Een tweede antwoord kan gezocht worden in het valse gevoel van prestatie en de beloning die hieraan gekoppeld wordt. Een highscore in Bejeweled Blitz, een paar miljoen koekjes, een volgebouwde boerderij; allemaal zeer belangrijk voor de speler (maar niet zo zeer voor een buitenstaander). Het spel speelt hier mooi op in door statistieken bij te houden over de behaalde scores en een beloning in de vorm van prestatie insignes te geven waardoor het idee ontstaat dat er daadwerkelijk iets gepresteerd is. Daarnaast wordt een beloning waar (gevoelsmatig) meer moeite voor gedaan moet worden, of langer duurt voordat het binnen is, meer gewaardeerd dan korte termijn beloningen. Binnen onze hersenen is het de nucleus accumbens dat hier verantwoordelijk voor is, het associeert het behalen van een beloning aan positieve emoties wat motiveert om door te spelen en een grotere beloning na te jagen. 

 Een derde antwoord, dat voortkomt uit de eerste twee is het competitieve karakter van mensen welke beloning geeft een plezierig gevoel en de motivatie om door te blijven spelen? Vaak is dit toch de drang om ergens de beste in te zijn; de beloning van de hoogste score door het meest verzameld te hebben. Er staan internetfora vol met highscores waarbij mensen elkaar steeds proberen te overtreffen. Hier komt dan ook een strategisch element bij kijken tijdens het spelen waar ik mijzelf ook op betrapte – koop ik nu 2 oma’s met 200 koekjes of wacht ik tot ik 3000 koekjes heb gespaard en koop ik een fabriek waardoor het spel nog sneller zal gaan? Kan ik een manier vinden om zo snel mogelijk zoveel mogelijk koekjes te produceren? Dit strategisch denken en vooruit plannen zetten het frontale deel van je hersenen aan het werk waardoor zo’n spelletje toch minder doelloos en meer als een mentale oefening gezien kan worden. 

 Na een (te lange) tijd spelen heb ik het toch voor elkaar gekregen om het kruisje in de rechter bovenhoek van mijn scherm aan te klikken. Het spelletje ging uit en in plaats van virtuele oma’s en koekjes, ging ik op bezoek bij mijn oma met een lekker koekje bij de thee. Misschien wel twee.  

Verschenen in het mei 2014 nummer van EOS Psyche en Brein.

Over de auteur:

Laura Jonkman is assistent professor bij het Amsterdam UMC – locatie VUmc en houdt zich bezig met neurowetenschappelijk onderzoek naar de ziekte van Alzheimer, Parkinson en multiple sclerose met behulp van MRI en microscopie.

> Lees verder


Mythe of waarheid: rust in je hoofd

22 maart 2020 Actueel

Deze week (16 t/m 22 maart) is Brain Awareness Week. Er vinden deze week echter vanwege COVID-19 geen evenementen plaats. Wij verrassen u daarom graag deze week elke dag met een nieuw artikel over het thema ‘mythes over het brein‘. Vandaag deel 7:  over de hersenen in ruststand.

Als onderzoeker naar de hersenziekte multiple sclerose (MS), is één ding zeker: tijdens je onderzoek ga je enorm veel gebruik maken van MRI scans. MS patiënten weten (helaas) maar al te goed hoe het is om in een MRI scanner te liggen; heel lang stil liggen, veel herrie en dat alles in een hele kleine ruimte. Men doorstaat deze periode van herrie met het doel om meer inzicht te krijgen in het ziekteproces.

Tot voor kort konden we alleen “gewone” MRI’s maken waarop we de hersenen en de specifieke hersenstructuren in kaart brengen. Zien de hersenen er hetzelfde uit bij MS patiënten als bij gezonde mensen? Zien we de witte vlekken die voor MS zo specifiek zijn? Dit type scan is van enorme waarde voor diagnostiek en voor de neuroloog. Als onderzoekers zijn we echter naast de anatomische informatie van de “gewone” MRI scan óók bijzonder geïnteresseerd in de functie van de hersenen.

Image result for resting state fmri

Sinds het begin van de jaren negentig kunnen we de functie van de hersenen bekijken met behulp van “functionele”  MRI (fMRI). Welk hersengebied staat “aan” als ik mijn vinger beweeg? Of welke hersengebieden zijn actief als ik iets moet onthouden? Tegenwoordig is het daarnaast met name heel hip om het brein in kaart te brengen tijdens rust, ook wel resting-state fMRI genoemd. Tijdens mijn promotieonderzoek raakten proefpersonen vaak enigszins van slag door de instructie die ik ze gaf om het brein in rust te kunnen meten. De instructie luidt als volgt: “Wilt u uw ogen sluiten, proberen om aan niets in het bijzonder te denken en niet in slaap vallen?” Na de eerste verwarring lukt het gelukkig bijna iedereen om niet te gaan tellen, niet te bedenken wat voor avondeten er gehaald moet worden of wat er precies op het programma staat voor het weekend (ik scande altijd op vrijdag precies rond etenstijd, extra lastig om met een knorrende maag niet aan eten te denken).

En terwijl de hersenen “stand-by” staan en iedereen denkt dat er niets te meten is, is het tegenovergestelde het geval. Er is namelijk wel degelijk activiteit meetbaar van de hersenen in rust! Op de fMRI beelden van gezonde mensen tijdens rust zien we clusters van actieve hersengebieden die elk afzonderlijke functionele netwerken vormen (bijvoorbeeld netwerken voor zien, horen of geheugen). Deze netwerken geven weer hoe goed bepaalde delen van de hersenen met elkaar verbonden zijn, ook wel functionele connectiviteit genoemd. Een belangrijke vraag is of deze zogenaamde resting-state netwerken anders zijn bij MS patiënten dan bij gezonde proefpersonen. Bij mensen met MS wordt in een heel vroeg stadium van de ziekte een verhoogde activiteit tussen bepaalde netwerken en de hersenschors gemeten. De hersenschors, ook wel cortex genoemd, is vooral betrokken bij de verwerking van informatie van en naar andere delen van de hersenen en dus enorm belangrijk. Wereldwijd wordt tegenwoordig veel onderzoek gedaan met resting-state fMRI bij allerlei hersenaandoeningen en worden de zogenaamde “breinen” in rust uitgebreid onder de loep genomen.

Maar wanneer in het dagelijkse leven bevindt het brein zich nou eigenlijk in de “resting-state”? Als onderzoeker stopt het werk eigenlijk nooit, er zijn altijd nieuwe ideeën die zomaar opborrelen op de meest interessante momenten. In de trein of bus, tijdens de afspraak bij de tandarts, tijdens het sporten en héél vaak vlak voor het slapen gaan. De absolute staat van rust wordt eigenlijk nooit bereikt. Misschien is het ultieme ‘resting-state” gevoel beter vergelijkbaar met mindfulness, het “zijn” in het hier en nu. Maar goed, dat is speculatie en is een onderwerp voor een column an sich…

Deze column is (in aangepaste vorm) eerder verschenen op msweb.nl.

Over de auteur:

Hanneke Hulst is assistent professor bij Amsterdam UMC (VUmc) en houdt zich bezig met onderzoek naar cognitieve stoornissen bij MS en de behandeling hiervan. Daarnaast zet zij zich, als manager van stichting Brein in Beeld en lid van De Jonge Akademie, in voor het begrijpelijk maken van (neuro)wetenschappelijke kennis voor iedereen.

 

> Lees verder


De hersenen van een zombie – van fictie naar werkelijkheid?

21 maart 2020 Actueel

Deze week (16 t/m 22 maart) is Brain Awareness Week. Er vinden deze week echter vanwege COVID-19 geen evenementen plaats. Wij verrassen u daarom graag deze week elke dag met een nieuw artikel over het thema ‘mythes over het brein‘. Vandaag deel 6:  de hersenen van een zombie – van fictie naar werkelijkheid?

De meeste Hollywood films zijn een romantisering van de werkelijkheid; de Titanic zonk, maar mensen hebben het nog steeds over het vlot van Jack en Rose. Soms komt de werkelijkheid wel heel dichtbij, denk aan Contagion, over een besmettelijke epidemie, die momenteel veel bekeken wordt. Verder van ons bed zijn de zombiefilms, Night of the Living Dead, Dawn of the Dead, maar ook de serie The Walking Dead. In de meeste zombiefilms overlijden mensen om vervolgens weer ‘tot leven te komen’ als zombie. Het observeren van deze zombies is voor een neurowetenschapper een leuke oefening: aan de hand van hoe een zombie zich gedraagt, wat kunnen we zeggen over de veranderingen die hebben plaatsgevonden in de hersenen?

Afbeelding van Xandra_Iryna via Pixabay

Het eerste wat opvalt is het lopen. Een traag en wijd looppatroon met stijve benen en slepende voeten. Dit zou kunnen betekenen dat het cerebellum (de kleine hersenen) is aangedaan. Dit deel van de hersenen zorgt voor coördinatie en fijne motorische bewegingen. Wanneer het cerebellum niet goed meer functioneert kan ataxie optreden, een stoornis in de aansturing van motoriek waardoor balansproblemen ontstaan en een onsamenhangend verloop van beweging plaatsvindt.

Het volgende wat opvalt is een gebrek aan communicatie. In geen enkele film kunnen zombies praten (alleen kreunen) en lijken ze ook niets te begrijpen van wat er tegen hen gezegd wordt. Ze kunnen daarentegen wel horen. Wanneer er een luid geluid is veranderen ze massaal van richting (naar het geluid toe). Er vindt dus enige verwerking van (auditieve) sensorische informatie plaats in de hersenen. Echter, de hersengebieden belangrijk voor begrip van taal (gebied van Wernicke in de linker temporaalkwab) en spreken van taal (gebied van Broca in de linker frontaalkwab) lijken niet meer intact.

Het probleemoplossend vermogen van een zombie is zeer beperkt. Als ze in een val lopen zijn ze niet in staat een plan te bedenken om er weer uit te komen. Het frontale deel van de hersenen is onherstelbaar beschadigd. Dit betekent niet dat zombies geen doel hebben, ze lijken erg gericht op het vinden van voedsel: mensen. Ze hebben altijd honger, wat op een stoornis van de hypothalamus kan duiden. De hypothalamus is een kleine kern in de hersenen belangrijk voor de regulatie van hongergevoel, slaap-waak ritme (een zombie ooit zien slapen?) en seksuele opwinding (gelukkig geen zombiebaby’s).

Het opvallende aan bovenstaande observaties is dat deze allemaal bij anderszins gezonde mensen kunnen voorkomen. Er zijn mensen met balans, spraak- en slaapproblemen. Wat maakt een zombie dan zo anders dan een mens? Naast het feit dat zombies wel héél weinig intacte hersenfuncties over lijken te hebben, moeten we denk ik ook naar de hersenstam kijken. Deze reguleert deels alle bovenstaande functies, maar hiernaast ook het autonome zenuwstelsel, dit wil zeggen de ademhaling, hartslag en bloeddruk (alle afwezig bij zombies). Hiernaast speelt de hersenstam ook een rol bij bewustzijn, een interessante vraag is dan ook: hebben zombies een besef van zichzelf en hun omgeving?

Het effect van horrorfilms hoeft niet beperkt te blijven tot angst of plezier. Het kijken van een zombiefilm kan zelfs educatief zijn: we leren observeren en denken over hersenfuncties en -beschadigingen en welke gevolgen deze kunnen hebben voor de ‘patiënt’. Misschien is film kijken tijdens de opleiding neurowetenschappen zo’n slecht idee nog niet. Maar of we een zombie pandemie kunnen verwachten? Met zoveel hersenschade lijkt die werkelijkheid wel heel ver weg.

Deze column is (in aangepaste vorm) eerder verschenen in het 2016 nummer van EOS psyche en brein.

Over de auteur 

Laura Jonkman is assistent professor bij het Amsterdam UMC – locatie VUmc en houdt zich bezig met neurowetenschappelijk onderzoek naar de ziekte van Alzheimer, Parkinson en multiple sclerose met behulp van MRI en microscopie.

 

> Lees verder


Het brein van een man is echt anders dan dat van een vrouw; mythe of waarheid?

20 maart 2020 Actueel

Deze week (16 t/m 22 maart) is Brain Awareness Week. Er vinden deze week echter vanwege COVID-19 geen evenementen plaats. Wij verrassen u daarom graag deze week elke dag met een nieuw artikel over het thema ‘mythes over het brein‘. Vandaag deel 5:  het brein van een man is echt anders dan dat van een vrouw; mythe of waarheid?

In 1992 publiceerde John Gray het boek ‘Mannen komen van Mars en Vrouwen van Venus’ (1). Anno 2020 horen we nog steeds dergelijke uitspraken over vermeende grote verschillen tussen beide seksen. Vaak worden man-vrouw verschillen uitgelegd als biologische verschillen, omdat onze genetische samenstelling gedeeltelijk anders is. Mannen hebben een X- en een Y-chromosoom, terwijl vrouwen twee X-chromosomen hebben. Dit wordt ook wel als argument gebruikt om verschillen in capaciteiten tussen mannen en vrouwen aan te geven (2). Dat beeld wordt versterkt, omdat er uit een aantal onderzoeken bleek dat vrouwen bijvoorbeeld beter zijn in multitasken, terwijl mannen beter bleken te zijn in navigeren (3-4). Misschien klinkt dit als een interessante uitleg, maar zijn deze verschillen wel te verklaren door geslachtschromosomen? En in hoeverre worden vrouwelijke en mannelijke capaciteiten bepaald door de verschillen die we in de hersenen en de genen vinden? Is er überhaupt een verschil tussen de hersenen van de twee geslachten?

Photo by Tim Mossholder on Unsplash

Wat is het verschil tussen het brein van de XX en de XY?
De vraag “Is er een verschil tussen het mannen- en vrouwenbrein”, kan zowel met “ja” als met “nee” beantwoord worden. Als we puur naar hersenscans kijken, lijkt het verschil niet zo groot. Die verschillen zijn er vooral op het gebied van de connecties tussen bepaalde hersengebieden (5). Daarnaast, is het grootste verschil dat mannen grotere hersenen en hersenkamers hebben. Daarentegen hebben vrouwen meer grijze stof (7), die voornamelijk uit neuronen bestaat. Dit is overigens niet de enige hersenstof; de hersenen hebben ook witte stof, bestaande uit gemyeliniseerde axonen die de hersengebieden met elkaar verbinden. Naast dit verschil in de anatomie van de hersenen van mannen en vrouwen is het vooral opvallend dat er tussen vrouwen zelf (en ook tussen mannen zelf) grote verschillen bestaan. Deze verschillen zijn soms nog wel groter dan tussen mannen en vrouwen (6). De studie die deze claim maakte, onderzocht meer dan 1400 hersenscans. Op deze scans keken onderzoekers naar hersengebieden met de grootste verschillen tussen mannen en vrouwen, zoals de hoeveelheid grijze stof of de dikte ervan. Zelfs als in eerste instantie leek dat er een groot verschil was tussen de hersenscan van de man en de vrouw, bleek er nog altijd meer verschil te zijn binnen een groep dan tussen een groep (6).

Wat is het effect van geslachtshormonen op gedrag?
Hormonen lijken een duidelijk effect te hebben op ons gedrag. Zo heeft het ‘mannen-hormoon’ testosteron, dat ook aanwezig is in het brein, een duidelijk effect op het gevoel voor richting; testosteron blijkt het gevoel voor richting te kunnen verbeteren (8-9). Het toedienen van testosteron aan vrouwen zou daarom kunnen leiden tot een beter gevoel voor richting (10-11). Andere studies verklaren echter, dat het verschil in succesvol navigeren vooral te maken heeft met de (cultureel) aangeleerde strategie die mannen en vrouwen gebruiken. Zo maken vrouwen bijvoorbeeld gebruik van oriëntatiepunten, zoals een bepaalde straatnaam en het zien van een kerk. Mannen maken meer gebruik van afstanden en de kardinale richting; Noord, Oost, Zuid, West (12). Opvallend is dat als oriëntatiepunten overvloedig aanwezig zijn, beide groepen even goed presteren (12). Het is dus nog geen uitgemaakte zaak wat meer effect heeft; hormonen of de strategie die de seksen inzetten. Beide lijken een rol te spelen en zouden elkaar ook weer kunnen beïnvloeden.

In hoeverre speelt de omgeving een rol bij gedragsverschillen? 
Omgevingsfactoren hebben een gedeelde rol, samen met genetische componenten, als het gaat om gedragsverschillen tussen mannen en vrouwen. Dit wordt uitgelegd in het nature-nurture debat, waarin de vraag centraal staat wat de oorsprong is van ons gedrag en wat de impact is van de genen en van onze omgeving. Het lijkt erop dat het verschil in gedrag tussen mannen en vrouwen niet alleen te maken heeft met de hormonen of de X- en Y-chromosomen, maar ook met cultureel aangeleerde aspecten. Onze hersenen kunnen zich namelijk zowel aanpassen door ervaring die we opdoen als door leren.  Door dit samenspel van kennis opdoen, maken we steeds nieuwe connecties in het brein, wat ons gedrag uiteindelijk ook weer beïnvloedt.

Een antwoord op de vraag of het mannenbrein en vrouwenbrein wezenlijk van elkaar verschillen, ligt genuanceerd; er zijn verschillen, maar die zijn er ook binnen groepen van vrouwen of mannen zelf. Er is één ding dat zeker is, namelijk dat het om meer gaat dan alleen de biologische verschillen. Het is een samenspel van meerdere factoren en dat is ook precies wat je tot een uniek persoon maakt.

Bronnen
1. Gray, J. Men are from Mars, women are from Venus : a practical guide for improving communication and getting what you want in your relationships. 286 (1992). doi:10.1136/bmj.e746
2. TEDxJaffa — Daphna Joel — Are brains male or female? – YouTube. Available at: https://www.youtube.com/watch?v=rYpDU040yzc.
3. Boone, A. P., Gong, X. & Hegarty, M. Sex differences in navigation strategy and efficiency. Mem. Cogn. 46, 909–922 (2018).
4. Stoet, G., O’Connor, D. B., Conner, M. & Laws, K. R. Are women better than men at multi-tasking? BMC Psychol. 1, 18 (2013).
5. Ingalhalikar, M. et al. Sex differences in the structural connectome of the human brain. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 111, 823–828 (2014).
6. 
Joel, D. et al. Sex beyond the genitalia: The human brain mosaic. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 112, 15468–15473 (2015).
7. 
Het verschil tussen mannen- en vrouwenhersenen – NPO Radio 1. Available at: https://www.nporadio1.nl/wetenschap-techniek/3813-over-het-verschil-tussen-mannen-en-vrouwenhersenen-2.
8. Lawton, C. A. Strategies for indoor wayfinding: The role of orientation. J. Environ. Psychol. 16, 137–145 (1996).
9. 
Goyette, S. R., McCoy, J. G., Kennedy, A. & Sullivan, M. Sex differences on the judgment of line orientation task: A function of landmark presence and hormonal status. Physiol. Behav. 105, 1045–1051 (2012).
10. 
Spritzer, M. D. et al. Effects of testosterone on spatial learning and memory in adult male rats. Horm. Behav. 59, 484–496 (2011).
11. 
Aleman, A., Bronk, E., Kessels, R. P. C., Koppeschaar, H. P. F. & Van Honk, J. A single administration of testosterone improves visuospatial ability in young women. Psychoneuroendocrinology 29, 612–617 (2004).
12. 
de Goede, M. Gender differences in spatial cognition. Proefschrift (2009). 

 
Over de auteur:

Irina Scheer is haar studie gestart aan het University College Roosevelt waarin ze haar focus legde op vakken binnen de psychologie, life sciences en neurowetenschappen.

Momenteel volgt ze het NEURASMUS master programma. In het eerste jaar volgde ze de studie Medische Neurowetenschappen in Berlijn, en nu – in het tweede jaar, aan de VU in Amsterdam – volgt ze de Fundamentele Neurowetenschappen track.

Ze is momenteel voornamelijk geïnteresseerd in het circuit van het brein, en loopt nu stage bij het Erasmus MC waar wordt gekeken naar de invloed van het cerebellum op leer en motorisch gedrag.

> Lees verder


Personen met een psychische aandoening zijn levensgevaarlijk; bangmakerij of harde werkelijkheid?

19 maart 2020 Actueel

Deze week (16 t/m 22 maart) is Brain Awareness Week. Er vinden deze week echter vanwege COVID-19 geen evenementen plaats. Wij verrassen u daarom graag deze week elke dag met een nieuw artikel over het thema ‘mythes over het brein‘. Vandaag deel 4:  personen met een psychische aandoening zijn levensgevaarlijk;  bangmakerij of harde werkelijkheid?

Maniae was een groep geesten uit de Griekse mythologie. Deze groep geesten was volgens de oude Grieken verbonden met waanzin en krankzinnigheid. Wanneer de Maniae achter een persoon aan gingen, dan was deze persoon buiten zinnen. Sinds de oude Grieken hebben we veel geleerd en heeft de wetenschap ons beeld over psychische problemen veranderd. Er wordt al honderden jaren onderzoek gedaan naar psychische problemen en tegenwoordig hebben we een handboek (DSM 5) waarin psychische aandoeningen en de bijbehorende symptomen staan beschreven. Ondanks al die vergaarde kennis zijn er nog menig misvattingen rondom psychische stoornissen.

Afbeelding van Free-Photos via Pixabay

Mensen met een psychische aandoening zijn (niet) gevaarlijk?
Vaak heerst het idee dat iemand die worstelt met een psychische stoornis niet goed kan functioneren in de maatschappij. Bijvoorbeeld dat personen met een ernstige psychische aandoening, zoals een psychotische stoornis of een persoonlijkheidsstoornis, gewelddadig en gevaarlijk zijn. Het is begrijpelijk waar dit idee vandaan komt. Er is een scala aan films en tv-series waarin de criminele hoofdpersoon een psychische stoornis heeft. Maar in feite wordt maar een klein percentage van de geweldsmisdrijven gepleegd door mensen met een psychische aandoening (1, 2). Dat betekent dat het merendeel van deze misdrijven helemaal niet wordt gepleegd door iemand die psychisch beperkt is. Ook studies die kijken naar het risico van gewelddadigheid bij mensen met een psychische aandoening laten zien dat hier geen sterk verband is. Het blijkt dat in de gevallen waar wel een verhoogd risico op geweld is, factoren zoals drugsmisbruik en verslaving een cruciale rol in spelen (2, 3). Er is dus geen reden om aan te nemen dat iemand met een ernstig psychisch probleem per definitie ook gevaarlijk is.

Het sociale kompas van een sociopaat
Een andere onbegrepen groep in de maatschappij zijn sociopaten; die worden vaak als kwaadaardig gezien. Dat is niet helemaal waar (4). Sociopaten vallen binnen de groep antisociale persoonlijkheidsstoornissen, wat herkenbaar is aan o.a.: impulsiviteit en onberekenbaarheid, moeite om zich te binden, zijn vaak werkloos en worden snel boos. Sociopaten zitten aan de extremere kant binnen de groep met zware psychische problemen.  Het morele kompas van een sociopaat is zó anders, waardoor een sociopaat zich vaak oneerlijk en minder empathisch opstelt, maar dat betekent nog niet dat deze persoon erop uit is om een ander kwaad te doen. Daarmee zijn ook niet alle sociopaten criminelen (5). Ze kunnen een baan hebben, vrienden en zich (op hun eigen manier) hechten aan anderen (6).

Een baby heeft geen psychische aandoening
Verder bestaan er over het ontstaan van psychische stoornissen nog misvattingen. Word je er mee geboren? Of komt het door een slechte opvoeding? Helaas is dit niet zo simpel gesteld. Hoe het exact zit, daar zijn wetenschappers nog niet over uit. Over het algemeen wordt gedacht dat het een samenkomst is van meerdere factoren. Zo kan een traumatische ervaring zorgen voor psychotisch of depressief gedrag (7), maar het lijkt er vooral op dat genetische aanleg een rol speelt (8).

Al met al omvat het begrip psychische stoornissen een heel breed scala aan beperkingen. Sommige klein, sommige tijdelijk en sommige nog onbegrepen. De ene psychische stoornis is de andere niet en zelfs wanneer het een bepaalde psychische stoornis betreft zijn de exacte klachten en beperkingen erg persoonsgebonden. Het belangrijkste is om te onthouden dat het voor iedereen anders is; het negatieve beangstigende beeld dat vaak geschetst wordt, is gebaseerd op uitzonderlijke gevallen en gebeurtenissen. Het is eerder uitzondering, dan regel.

Bronnen
(1) Fact vs myth: mental illness & violence. (2017, February 9). Retrieved March 10, 2020, from https://www.sane.org/information-stories/facts-and-guides/fvm-mental-illness-and-violence
(2) Arkowitz, H. (2011, July 1). Deranged and Dangerous: When Do the Emotionally Disturbed Resort to Violence? Retrieved March 10, 2020, from https://www.scientificamerican.com/article/deranged-and-dangerous/
(3) Rueve, M. E., & Welton, R. S. (2008). Violence and mental illness. Psychiatry (Edgmont), 5(5), 34–48.
(4) Amerom, M. van. (2015, April 9). Psychopaat of sociopaat? Retrieved March 10, 2020, from https://www.nemokennislink.nl/publicaties/psychopaat-of-sociopaat/?search_page=true
(5) Dodgson, L. (2016, December 20). Sociopaths are hiding in plain sight – so we asked one how he does it. Retrieved March 10, 2020, from https://www.businessinsider.nl/sociopaths-often-choose-to-live-normal-life-2016-12?international=true&r=US
(6) The Differences Between Psychopaths and Sociopaths. (2018, January 9). Retrieved March 10, 2020, from https://www.psychologytoday.com/us/blog/wicked-deeds/201801/the-differences-between-psychopaths-and-sociopaths
(7) Fact vs myth: mental illness basics. (2017, February 9). Retrieved March 10, 2020, from https://www.sane.org/information-stories/facts-and-guides/fvm-mental-illness-basics
(8) Jong, S. de. (2013, April 5). Psychische stoornissen. Retrieved March 10, 2020, from https://ww

Over de auteur

Wendelien Bergmans begon haar studie psychobiologie aan de Universiteit van Amsterdam. Tijdens haar bachelor werd haar interesse voor de hersenwetenschappen, voornamelijk richting de neuropathologie en onderzoek op micro- en moleculair level. Hierna studeerde ze verder met de master neurobiologie waar in haar onderzoeksprojecten altijd een immunologisch aspect te vinden was. Wendelien gelooft in het belang van het communiceren van wetenschap naar iedereen in de maatschappij.

> Lees verder


Twee hersenhelften of één brein?

18 maart 2020 Actueel

Deze week (16 t/m 22 maart) is Brain Awareness Week. Er vinden deze week echter vanwege COVID-19 geen evenementen plaats. Wij verrassen u daarom graag deze week elke dag met een nieuw artikel over het thema ‘mythes over het brein‘. Vandaag deel 3: twee hersenhelften of één brein?

Soms wordt mij gevraagd “Ben jij een linker of rechter hersenhelft denker?” Een vraag waarop ik als hersenonderzoeker dan zeg dat ik toch echt met beide hersenhelften denk. Echter blijft het idee van een ‘analytische linker hersenhelft’ en een ‘creatieve rechter hersenhelft’ bestaan. Zo zijn er tal van online testjes te vinden die, na het beantwoorden van een paar vragen, aangeven welke hersenhelft dominant is. Waar komt dit idee van gescheiden linker- en rechter hersenfuncties vandaan? En bestaat er wel zoiets als een creatieve rechter hersenhelft?

Afbeelding van ElisaRiva via Pixabay

Om deze vragen te beantwoorden duiken we in de geschiedenis van de hersenwetenschap. Naar de tijd van Wilder Penfield (1891-1976), een neurochirurg die baanbrekend onderzoek deed bij patiënten met epilepsie. Hij zocht tijdens een hersenoperatie naar de beginlocatie van een epileptische aanval. Dit deed hij door hersengebieden van zijn patiënten te stimuleren met elektrische pinnen. Opvallend hierbij is dat zijn patiënten alleen onder locale anesthesie waren gebracht (dus bij volledig bewustzijn!). De hersenen zelf hebben geen pijnreceptoren en kunnen dus niets voelen. Zo kon de patiënt aangeven wanneer hij, na stimulatie van een bepaald hersengebied, de eerste tekenen van een epileptische aanval herkende. De beginlocatie was daarmee gevonden. Deze kon dan chirurgisch worden verwijderd, waarna de aanvallen zouden verminderen of zelfs stoppen, zonder grote neurologische bijverschijnselen.

Een ander voordeel van deze methode was dat tijdens de zoektocht naar de beginlocatie van de epileptische aanval er veel hersenstructuren gestimuleerd werden. Als reactie op de stimulatie deed de patiënt iets (bewoog een vinger of been) of voelde iets (prikkeling in een teen of oor). Zo werden grote gebieden van de hersenen in kaart gebracht, die specifiek waren voor lichamelijk voelen of bewegen.

Met deze sterk gelokaliseerde inzichten, nemen we een volgende stap in de geschiedenis van de neurowetenschap, namelijk naar Nobelprijswinnaar Roger Sperry (1913-1994). Hij deed onderzoek naar de functies van de linker en rechter hersenhelft bij patiënten met een ‘gespleten brein’. De hersenbalk die de linker en rechter hersenhelft verbindt, werd soms doorgesneden bij patiënten met hevige epilepsie. Zo kon de epilepsie zich niet naar de andere hersenhelft verspreiden. Deze patiënten werden ook wel ‘gespleten brein’ patiënten genoemd; de linker en rechter hersenhelft functioneerden los van elkaar, er was immers geen communicatie tussen de hersenhelften meer mogelijk.

De gevolgen van een gespleten brein waren opvallend. In het brein komt de informatie van het linker visuele veld binnen in de rechter hersenhelft. De informatie van het rechter visuele veld komt binnen in de linker hersenhelft. Zo stuurt ook de rechter hersenhelft de linkerkant van het lichaam aan en de linker hersenhelft de rechterkant van het lichaam. Dit gaat allemaal onbewust, maar bij een gespleten brein patiënt komt dit duidelijk naar voren. Sperry zette een doosje in het rechter visuele veld en vroeg wat de patiënt zag, deze antwoordde “een doosje” (taal is gelokaliseerd in de linker hersenhelft). Wanneer Sperry het doosje in het linker visuele veld zette en dezelfde vraag stelde, kon de patiënt niet antwoorden. Wel kon hij met zijn linkerhand (aansturing gelokaliseerd in de rechter hersenhelft) het doosje aanwijzen.

Tijdens een ander experiment bij ‘gespleten brein’ patiënten werd een woord (van een voorwerp) getoond in het rechter visuele veld. De patiënt kon het woord lezen en uitspreken. Wanneer het woord in het linker visuele veld werd getoond, kon de patiënt dit niet. Echter, de patiënt kon wel het juiste voorwerp uit een aantal objecten kiezen dat overeenkwam met het woord. Dus ondanks dat de rechter hersenhelft niet de functie tot spreken bezit, is er wel herkenning van betekenis.

De geschiedenis leert ons dat specifieke gebieden een specifieke functie hebben (Penfield), en dat beide hersenhelften dezelfde informatie verwerken, al dan niet op een verbale of non-verbale manier (Sperry). Er is dus functionele segregatie, maar dit leidt niet tot een hyperanalytisch of hypercreatief persoon, ook niet als de verbinding tussen links en rechts kapot gaat. De hersenen werken als een geheel samen; links/rechts is eerder een artificieel onderscheid. Recent onderzoek laat dit duidelijk zien wanneer er met MRI gekeken wordt naar een proces als creativiteit. De persoon in de scanner wordt gevraagd in gedachten een voorwerp te roteren (bijvoorbeeld hoe je het beste al je boodschappen in een tas kan stoppen). Op MRI wordt dan zichtbaar dat verschillende delen van de hersenen tegelijk actief worden, zowel in de linker als rechter hersenhelft.

Deze column is eerder verschenen in het 2015 nummer van EOS psyche en brein

Over de auteur

Laura Jonkman is assistent professor bij het Amsterdam UMC – locatie VUmc en houdt zich bezig met neurowetenschappelijk onderzoek naar de ziekte van Alzheimer, Parkinson en multiple sclerose met behulp van MRI en microscopie.

 

> Lees verder


Het lezen van gedachten met hersenscans; science fiction of realiteit?

17 maart 2020 Actueel

Deze week (16 t/m 22 maart) is Brain Awareness Week. Er vinden deze week echter vanwege COVID-19 geen evenementen plaats. Wij verrassen u daarom graag deze week elke dag met een nieuw artikel over het thema ‘mythes over het brein‘. Vandaag deel 2: Het lezen van gedachten met hersenscans; science fiction of realiteit?

De media staan er vol mee; berichten over de hersenscan als een soort ‘gedachtenlezer’. Neem bijvoorbeeld het artikel: “Ons brein is een open boek dankzij de hersenscan” (NRC, 26 januari 2018) of: “Kan een hersenscan de rechter helpen?” (Het Parool, 18 november 2019). Zijn deze krantenkoppen misleidend of is het daadwerkelijk mogelijk om ons brein ‘binnen te dringen’ en gedachten uit te lezen door middel van een hersenscan?

Photo by max brown from FreeImages

Hoe werkt een hersenscan?
Eén van de meest gebruikte technieken om het brein te bestuderen, is functionele MRI (fMRI). Hiermee is het mogelijk om veranderingen in hersenactiviteit te meten. Die activiteit verandert bij het uitvoeren van bepaalde taken. Op dat moment heeft een bepaald hersengebied meer zuurstof nodig en stroomt daar meer zuurstofrijk bloed naartoe. Deze verandering in bloedstroom is heel lokaal en dus specifiek voor het hersengebied waar de activatie plaatsvindt. Hierdoor kunnen wetenschappers goed zien welke hersengebieden betrokken zijn bij bepaalde activiteiten. Als iemand bijvoorbeeld praat dan is er, onder andere, in de frontaalkwab – en specifiek het gebied van Broca – activiteit te zien op de fMRI scan. Welke hersengebieden oplichten bij persoonlijke gedachten en gevoelens, is een vrij nieuw terrein van  neurowetenschappelijk onderzoek.

Gedachten lezen met fMRI
In het tijdschrift Human Brain Mapping is in 2017 een artikel gepubliceerd waarin ‘gedachten lezen’ met behulp van fMRI wordt beschreven. Onderzoekers probeerden met behulp van een MRI-scan te achterhalen of ze konden zien aan welke zinnen proefpersonen dachten. De proefpersonen kregen, terwijl ze in een scanner lagen, de opdracht om 240 zinnen te lezen, zoals ‘de journalist interviewde de rechter’. De zinnen gingen over personen, een omgeving, sociale of fysieke interacties. Deze zinsdelen worden in verschillende hersengebieden verwerkt, wat een unieke hersenactiviteit oplevert. Met een slim algoritme kon vervolgens de algemene categorie herkend worden van de zin die proefpersonen in gedachten hadden. Kortom, er werd een koppeling gemaakt tussen de unieke hersenactiviteit en de verschillende woorden in de zinnen. Hierna kon het algoritme op basis van de ‘hersendata’, in 87% van de gevallen, correct voorspellen welke zin de proefpersoon in gedachten had. Dit suggereert dat we door middel van het kijken naar hersenactiviteit kunnen zien waar iemand aan denkt, wat aanleiding geeft tot spectaculaire krantenkoppen.

Geestelijke privacy voorlopig niet in geding
‘Gedachten lezen’ met fMRI blijft voorlopig nog bij vooraf geformuleerde en ingestudeerde opdrachten. Het algoritme kan helaas, of gelukkig (hoe je het maar bekijkt), nog geen willekeurige gedachten lezen; “Dat je verliefd ben op een collega” of “Dat je eigenlijk wilt stoppen met die saaie baan.“ Daarbij werken de algoritmes pas na veel oefenen en zelfs dan zijn ze nog niet 100% accuraat. Ook is een MRI-scanner een duur en onpraktisch apparaat om even iemands gedachten te lezen. Er zijn wel andere opties beschikbaar om hersenactiviteit te meten, zoals een elektro-encefalogram (EEG), maar deze techniek heeft als nadeel dat het, vergeleken met fMRI, minder specifiek kan bepalen in welke hersengebieden activiteit plaatsvindt. 

Gedachten lezen met fMRI is: (min of meer) realiteit
Natuurlijk staan de ontwikkelingen binnen de technologie niet stil. Hersenscans worden steeds nauwkeuriger, computers worden sneller en algoritmes worden slimmer. Het aflezen van ingestudeerde gedachten met hersenscans is vandaag de dag realiteit. Het aflezen van persoonlijke gedachten met hersenscans is mogelijk toekomstmuziek, maar voor nu is het science fiction en hoeft men niet bang te zijn voor schending van de ‘geestelijke privacy’.

Bronnen
* Kempen, van,, J. (2019, 18 november). ‘Kan een hersenscan de rechter helpen?’. Het Parool. Geraadpleegd van https://www.parool.nl/nederland/kan-een-hersenscan-de-rechter-helpen~b5cfb98b/
* Kortweg, N. (2018, 26 januari). ‘Ons brein is een open boek dankzij de hersenscan.’ NRC. Geraadpleegd van https://www.nrc.nl/nieuws/2018/01/26/ons-brein-is-een-open-boek-dankzij-de-hersenscan-a1589943
* Wang, J., Cherkassky, V. L., & Just, M. A. (2017). Predicting the brain activation pattern associated with the propositional content of a sentence: Modeling neural representations of events and states. Human brain mapping, 38(10), 4865-4881.

 

Over de auteur

Channah Osinga is een derdejaars student Psychobiologie aan de Universiteit van Amsterdam. Ze is vooral geïnteresseerd in de neurobiologische mechanismen die ten grondslag liggen aan hersenaandoeningen. Ze is zich nu aan het oriënteren voor een onderzoeksmaster in deze richting. Haar doel is om na de bachelor nog meer te weten te komen over de complexiteit van het brein.

 

> Lees verder