The students guide to cognitive neuroscience - verplichte hoofdstukken: 2,3,4,9,14,15,16

Deze samenvatting is gebaseerd op collegejaar 2012-2013. Bekijk hier ons huidige aanbod.

Hoofdstuk 2 – Introducing the brain

Communicatie tussen neuronen

Alle neuronen hebben ongeveer dezelfde structuur: een cellichaam, dendrieten en een axon. Het cellichaam bevat de celkern (met genetisch materiaal) en andere organellen. Dendrieten ontvangen signalen van andere neuronen en axonen sturen signalen door naar andere neuronen. Elk neuron heeft meerdere dendrieten (hoeveelheid hangt af van plaats in de hersenen) en 1 axon.

De chemische signalen tussen neuronen worden doorgegeven via synapsen. Presynaptisch: vóór de synaps, postsynaptisch: ná de synaps. Als het presynaptisch neuron actief is, gaat er een actiepotentiaal (elektrisch signaal) door het axon.

Bij de synaps worden neurotransmitters vrijgelaten in de synapsspeet. Neurotransmitters hechten zich aan receptoren op het postsynaptisch neuron en veroorzaken een synaptische potentiaal. Alleen wanneer de signalen sterk genoeg zijn vindt er een actiepotentiaal plaats.

Actiepotentiaal

Elk neuron heeft een celmembraan. Door dit membraan kunnen bepaalde soorten stoffen, zoals natrium en kalium. Normaal gesproken is de binnenkant van het membraan negatief ten op zicht van de buitenkant (-70mV). Tijdens een actiepotentiaal in een axon gebeurt het volgende:

1. Natriumionen stromen de cel in en de binnenkant wordt positief (depolarisatie)

2. De natriumkanalen gaat dicht en kalium ionen stromen de cel uit

3. Hyperpolarisatie: de binnenkant van de cel is tijdelijk nog negatiever dan normaal

4. Herstel

Axonen zijn omgeven met myeline: vettige stof die het axon beschermt en zorgt voor snelle signaaloverdracht.

Inhiberende neurotransmitters: zorgen voor geen actiepotentiaal

Exciterende neurotransmitters: zorgen voor wel een actiepotentiaal

Structuur van de hersenen

Grijze stof: cellichamen van neuronen

Witte stof: axonen en gliacellen

Cerebrale cortex: buitenste laag grijze stof, hoogontwikkeld. Daaronder ligt witte stof. Onder de witte stof ligt weer grijze stof, in het midden van het brein: basale ganglia, limbisch systeem en diacephalon.

Corpus calossum: hersenbalk, verbindt de twee hemisferen met elkaar.

Ventrikels: holtes in het brein met hersenvloeistof.

Terminologie locatie hersenen

Anterior: voor Posterior: achter

Superior/ dorsal: boven Inferior/ventral: onder

Lateral: buiten Medial: binnen

Zie afbeelding op blz. 24! Hierop staat een overzichtelijk schema met de opbouw van alle hersenstructuren.

Cerebrale cortex

Gyrus: ‘verhoogd oppervlak’

Sulcus: ‘groef’

Het oppervlak van de cerebrale cortex is opgedeeld in:

• frontaal kwab

• parietaal kwab

• temporaal kwab

• occipitaal kwab

De cerebrale cortex is op drie manieren in te delen

1. Gebieden onderscheiden door het patroon van gyri en sulci (is bij iedereen hetzelfde)

2. Gebieden onderscheiden door cytoarchitecture. Brodmann’s gebieden: deze manier van onderscheiden heeft veel invloed, in totaal 52 gebieden

3. Gebieden onderscheiden door functie. Kan alleen gebruikt worden voor primaire sensorische en motorische gebieden

De subcortex

Ligt onder de witte stof onder de cerebrale cortex.

Basale ganglia:

Grote ronde massa dat in elke hemisfeer ligt. Ze omsingelen en hangen over de thamalus in het midden van het brein. Ze zijn betrokken bij het reguleren van motorische activiteit en het programmeren en het eindigen van actie. Het bevat caudate nucleus, putamen en globus pallidus.

Limbisch systeem:

Het limbisch systeem relateert het organisme aan zijn omgeving, gebaseerd op de huidige behoeftes en situatie en gebaseerd op vroegere ervaringen. Het bevat:

• Amygdala: betrokken bij emoties, angst

• Deel van de cingulate gyrus: betrokken bij emotionele en cognitieve zaken

• Hippocampus: leren en geheugen (ligt samen met amygdala begraven in temporaal kwabben in beide hemisferen)

• Mamillary bodies: geheugen

• Olfactory bulbs: betrokken bij reuk en beïnvloeden van stemming en geheugen

Diencephalon

Bestaat uit twee structuren:

• Thalamus: bestaat uit twee verbonden massa’s en ligt in het midden van het brein. Betrokken bij alle zintuigen behalve reuk. Staat in verbinding met veel andere hersengebieden

• Hypothalamus: ligt onder de thalamus en reguleert: lichaamstemperatuur, honger en dorst, seksuele activiteit en regulatie van endocrine functies.

Midbrain en hindbrain

Midbrain bestaat uit onder andere: superior colliculi en inferior colliculi. Het is grijze stof. De superior integreert informatie van verschillende zintuigen(zien, horen, voelen) en de inferior is gespecialiseerd in verwerking geluid. Ze hebben een snelle route zodat het organisme snel kan aanpassen aan de omgeving.

Cerebellum

Zit aan achterkant van hindbrain vast. Is voor beweging en coördinatie.

Pons: link tussen cerebellum en cerebrum. Ontvangt informatie van visuele gebieden en controleert oog- en lichaamsbewegingen.

Medulla oblongata: gaat over in ruggengraat. Reguleert vitale functies zoals ademhalen, slikken, hartslag en slaappatroon.

Hoofdstuk 3 – The electrophysiological brain

Cognitieve en neurale systemen vormen representaties van de wereld.

Representaties: eigenschappen van de wereld die zijn gemanifesteerd in cognitieve systemen (mentale representatie) en neurale systemen (neurale representatie). Er is geen rechtstreekse relatie tussen een mentale representatie en een neurale representatie.

Single-cell recordings:

Meten de responsen van een neuron op een stimulus (actiepotentiaal per seconde)

Er gaat een naaldje in de hersenen, precies in een axon, om de actiepotentiaal van 1 cel te meten (d.m.v. aantal actiepotentialen tellen). Het is een invasieve methode. Wordt alleen uitgevoerd bij dieren of bij mensen in klinische setting.

Multi-cell recordings:

De elektrische activiteit van meerdere individueel gemeten cellen.

Grandmother cell:

Een hypothetische neuron dat reageert op 1 specifieke stimulus (bijvoorbeeld bij het zien van je oma).

Drie verschillende typen representaties op neuraal niveau:

• Local representation: alle informatie over een stimulus zit in 1 neuron (zoals in een grandmother cell)

• Fully distributed representation: alle informatie over een stimulus zit in alle neuronen

• Sparse distributed representation: een verdeelde representatie waarin een klein deel van de neuronen informatie bevatten over een stimulus

Rate coding: de informatieve inhoud van een neuron kan gerelateerd zijn aan het aantal actiepotentialen per seconde.

Temporal coding: een stimulus is geassocieerd met meer synchronisatie van ‘firing’ over verschillende neuronen.

EEG

De basis van het EEG signaal ligt in het postsynaptische gedeelte. EEG meet elektrische signalen door elektrodes op de schedel te bevestigen. Het is non-invasief dus geheel veilig. Het is belangrijk dat er veel neuronen tegelijkertijd actief zijn, anders is het signaal te zwak. Ook moeten de neuronen parallel aan elkaar liggen om gemeten te kunnen worden. Voor een EEG meting moeten signalen met elkaar vergeleken worden (met bijvoorbeeld een reference site). Over het algemeen is EEG niet goed geschikt om de locatie van neurale activiteit te bepalen.

ERP

Event-related potentials: elektrofysiologische veranderingen (elektrische signalen) door een bepaalde stimulus of cognitieve taak die gemeten worden door EEG.

Mental chronometry:

Studie over het tijdsverloop van informatieverwerking in het menselijke zenuwstelsel. Het basisidee is dat veranderingen in de basis of efficiëntie van informatieverwerking zich manifesteren in de tijd die nodig is om een taak uit te voeren. Voorbeeld: mensen zijn sneller in het uitrekenen van 4+2=6 dan in 4+3=7 en dit is sneller dan 4+4=8. Dit suggereert dat deze rekensommen niet als feiten in ons hoofd zijn opgeslagen, maar dat er gerekend moet worden.

Associative priming: reactietijden zijn sneller bij een stimulus als die vooraf is gegaan door een stimulus uit dezelfde context/met dezelfde betekenis

Twee componenten van ERP:

• Exogeen: gerelateerd aan de fysische eigenschappen van een stimulus

• Endogeen: gerelateerd aan de eigenschappen van de taak

De spatiële resolutie van ERP is slecht vanwege inverse problem: de moeilijkheid om de oorsprong van elektrische activiteit, gemeten vanaf het schedel, te localiseren.

Om het ‘inverse problem’ op te lossen  dipole modeling.

MEG:

Het meten van magnetische signalen, tegengesteld aan de elektrische signalen door het brein. Het is erg duur maar heeft een betere spatiële resolutie dan EEG.

Hoofdstuk 4 - The imaged brain

Structural imaging: gebaseerd op het feit dat verschillende types stof (schedel, witte stof, grijze stof, hersenvloeistof) bestaan uit verschillende fysische eigenschappen. Deze eigenschappen kunnen worden gebruikt om een gedetailleerde ‘statische’ kaart te maken van de fysische structuur van het brein. Meest gebruikte methodes zijn CT en MRI.

Functional imaging: gebaseerd op de veronderstelling dat neurale activiteit locale fysiologische veranderingen veroorzaakt in bepaalde delen van het brein. Dit kan worden gebruikt om een dynamische plattegrond van ‘moment-naar-moment’ activiteit van het brein te maken tijdens cognitieve taken.

CT

CT-scans worden geconstrueerd door de hoeveelheid geabsorbeerde röntgenstralen in verschillende typen stof. De hoeveelheid absorptie hangt af van de dichtheid van het type stof: botten absorberen het meest (wit op de scan) en cerebrospinal fluid absorbeert het minst (zwart). De stof van de hersenen zit er tussenin en is als grijs gebied te zien op de scan. CT kan niet onderscheiden tussen grijze en witte stof zoals MRI dat kan en is alleen bedoeld voor structural imaging.

MRI

Voordelen MRI:

• Geen gebruik van ionstraling, dus het is veilig en een patiënt van vele keren gescand worden

• Betere spatiële resolutie

• Beter onderscheid mogelijk tussen witte stof en grijze stof

• Kan aangepast worden tot fMRI: veranderingen zuurstof in bloedstroom meten

MRI brengt met behulp van magnetische velden de structuur van de hersenen in kaart.

fMRI
Elektrische geleiding kost de hersenen energie. Dit wordt uit het bloed gehaald en dus hebben de hersenen zuurstof nodig (metabolic response). Er gaat dan extra zuurstof naar het gebiedje in de hersenen (haemodynamic response). fMRI meet dit zuurstofgehalte (Blood Oxygen Level Dependent = BOLD).

Drie fases in de haemodynamic response:

1. Initial dip: neuronen gebruiken zuurstof en dit leidt tot een vermindering van het BOLD signaal)

2. Overcompensatie: als gevolg van het toegenomen zuurstofgebruik, gaat er een grote bloedstroom naar dat gebiedje toe. Meer dan er geconsumeerd wordt door de neuronen

3. Undershoot: er is een dip in het BOLD signaal, voordat alles hersteld wordt

Let op! Het brein is altijd actief, dus fMRI moet de relatieve veranderingen in fysiologische activiteiten meten!

Cognitive substraction: hersenactiviteit tijdens het uitvoeren van een taak aftrekken van de hersenactiviteit tijdens het uitvoeren van een taak die licht verschilt van de andere. Andere methodes, zoals parametrische en factoriale designs, kunnen veel problemen die optreden bij cognitive substraction minimaliseren.

PET-scan

Maakt gebruik van een radioactief label dat in de bloedstroom wordt geïnjecteerd. Hoe groter de bloedstroom in een bepaald gebied, hoe groter het signaal. De temporele en spatiële resolutie is slechter dan die van fMRI, want het duurt even voor de bloedstroom op gang komt.

fMRI vs. PET

• fMRI heeft betere temporele en spatiële resoluties

• fMRI maakt geen gebruik van radioactiviteit

• fMRI scanner is echter erg luidruchtig en kleine bewegingen zorgen al voor verstoringen

• PET kan gebruikt worden om verschillende wegen van chemische stoffen te traceren

Een gebied met hersenactiviteit betekent een lokale toename in het metabolisme tijdens het uitvoeren van een experimentele taak ten opzichte van de normale situatie. Dit betekent echter niet vanzelfsprekend dat dit gebied ook essentieel is voor het uitvoeren van de taak! Studies over hersenbeschadigingen en laesies kunnen bewijs leveren over de noodzakelijkheid van een bepaald hersengebied voor bepaalde taken.

Functional imaging kan gebruikt worden om ruwe onderscheidingen te maken over wat een persoon denkt en voelt en zou wellicht de werking van de huidige leugendetectoren kunnen overtreffen. Het is echter hoogstwaarschijnlijk dat men nooit in staat zal zijn om een gedetailleerd beeld te produceren over iemand gedachtes en geheugen.

Hoofdstuk 9 – The remembering brain

Plasticiteit:

Door ervaring kan het brein veranderen. Dit gebeurt gedurende het hele leven, maar het meest in de kindertijd. Plasticiteit treedt op bij verandering van het patroon van verbonden synapsen tussen neuronen.

Plasticiteit gebeurt in alle hersengebieden, dus het gehele brein draagt bij aan leren en geheugen, maar de verschillende gebieden dragen op verschillende manieren hun steentje bij. Sommige gebieden zijn bijvoorbeeld gespecialiseerd in het herinneren van woorden en andere gebieden in het herinneren van beelden.

Korte termijn geheugen vs. Lange termijngeheugen:

Korte termijngeheugen is informatie die op een bepaald moment in het geheugen wordt vastgehouden. Dit heeft een beperkte capaciteit en verdwijnt snel weer. Lange termijngeheugen verwijst naar de informatie die in ons brein is opgeslagen. Dit heeft geen limiet.

Capaciteit van het verbale korte termijngeheugen

Miller beweert dat mensen maximaal 5-9 items kunnen onthouden (magical number seven). Dit heet chunking. Anderen beweren dat chunking afhangt van het lange termijngeheugen. Ook kan het afhangen van de karakteristieken van de items en niet alleen hun betekenis. Ten slotte speelt de mogelijkheid om te herhalen een rol bij het werkgeheugen  articulatory surpression: in stilte de woorden opzeggen tijdens het maken van een andere taak.

Hoe is de interactie tussen werkgeheugen en lange termijngeheugen?

Modal Model – Atkinson & Shiffrin

Een van de meest beïnvloedende theorieën. Dit moedel verdeelt geheugen in sensorisch geheugen, korte termijngeheugen en lange termijngeheugen. In dit model kan informatie enkel in het lange termijngeheugen en weer terugkomen via het korte termijngeheugen. Dit is niet empirisch bewezen.

Hoewel dit model niet klopt, is er wel bewijs dat het korte termijngeheugen inderdaad belangrijk is voor het lange termijngeheugen, alleen wordt nu verondersteld dat het korte termijngeheugen uit verschillende, specifieke, componenten bestaat. Schade aan een specifiek component verhinderd het leren van dat specifieke deel, in plaats van het leren in het algemeen.

Het concept van werkgeheugen

Het werkgeheugen is een uitbreiding van het korte termijngeheugen en speelt een grotere rol in cognitie, terwijl het korte termijngeheugen vooral een passieve rol heeft in het behouden van informatie.

Model van Baddeley & Hitch

Dit model bestaat drie componenten:

• phonological loop (verbaal geheugen),

• visuospatial sketchpad (visueel geheugen)

• central executive (coördinerende functie)

Verschillende typen lange termijngeheugen

• Declaratief/expliciet: bewust beschikbaar in het geheugen

• Niet-declaratief/impliciet: niet bewust in het geheugen beschikbaar, zoals procedureel geheugen

• Procedureel: geheugen voor vaardigheden, zoals het besturen van een auto

• Semantisch: feitenkennis, kennis over de wereld etc.

• Episodisch: geheugen over het eigen leven

Zie afbeelding op blz. 186 voor een overzichtelijk schema!

Amnesia

Anterogade memory: geheugen voor gebeurtenissen die plaatsvinden NA hersenbeschadiging

Retrogade memory: geheugen voor gebeurtenissen die plaatsvinden VOOR hersenbeschadiging

Korsakoff syndroom: geheugenverlies door langdurig alcoholisme

Amnesia patiënten hebben een beschadigd episodisch geheugen, zowel anterogade als retrodage. Het korte termijngeheugen, procedureel geheugen en perceptual priming (vorm van impliciet geheugen) zijn echter nog intact.

Een mechanische verklaring voor amnesia is een gebrek aan consolidatie. Consolidatie is het proces waarbij moment-to-moment veranderingen in de hersenenactiviteit worden vertaald naar permanenten structurele veranderingen in het brein (bijvoorbeeld bij het vormen van nieuwe neurale verbindingen).

Waarom vereisen de medial temporal lobes een proces van consolidatie terwijl andere mechanismes van leren (zoals bij impliciet geheugen) dat niet doen? Wat is er dus zo bijzonder aan declaratief geheugen?

Mogelijke verklaringen:

• Declaratief geheugen omvat het linken van veel verschillende types informatie

• Consolidatie duurt langer en volgt uit snelle synaptische consolidatie (zie blz. 191)

Rol van de hippocampus bij consolidatie

Een van de belangrijkste functies van de hippocampus is de consolidatie van herinneringen, vooral episodisch geheugen. Hoe lang duurt het voordat een herinnering volledig is geconsolideerd?

Ribot’s law: herinneringen van vroeger zijn gemakkelijker op te roepen dan herinneringen van later in het leven (temporal gradient).

Hoe ouder een gebeurtenis, hoe meer geconsolideerd, hoe minder afhankelijk van de hippocampus. Het is moeilijk vast te stellen hoe lang de hippocampus nodig is voordat de consolidatie volledig is. Er zit in ieder geval wel een tijdslimiet aan vast.

Recognition: herkennen van de antwoorden/herinneringen

Recall: oproepen van herinnering zonder dat het antwoord gegeven wordt

Recognition memory hangt af van twee mechanismes

• Familiarity: vrij van context en het herkende item voelt vertrouwd aan

• Recollection: context afhankelijk en omvat het herinneren van specifieke informatie van de periode van studeren

Waarom vergeten we dingen?

Vergeten is belangrijk voor de efficiëntie van het geheugen, het voorkomt dat we te veel overbodige dingen onthouden.

Verschillende verklaringen voor vergeten:

Levels-of-processing account:

Informatie dat semantisch is verwerkt, kan beter herinnerd worden dan informatie dat perceptueel is verwerkt.

Encoding specificity hypothese:

Gebeurtenissen zijn gemakkelijker om te herinneren wanneer de context tijdens het terughalen van de herinnering hetzelfde is als de context tijdens het coderen van de herinnering.

Retrieval-induced forgetting:

Terughalen van een herinnering veroorzaakt een actieve inhibitie van soortgelijke herinneringen (als je moet herinneren waar je de auto hebt geparkeerd, worden de herinneringen over waar de auto twee dagen geleden geparkeerd stond, geremd)

Directed forgetting:

Je kunt dingen expres vergeten als je dat wilt

De laterale frontale lobben hebben een belangrijke rol in:

• In stand houden van informatie in het werkgeheugen

• Het selecteren van informatie in de omgeving om op te focussen

• Het geven van cues en strategieën om herinneringen terug te halen

• Evalueren van de inhoud van herinneringen (zoals in source monitoring)

Source monitoring: het proces waarbij teruggehaalde herinneringen zijn toegeschreven aan de originele context (bijvoorbeeld of je iets gehoord hebt of iets gezien)

Constructive memory: herinneringen over het verleden die beïnvloed worden door de huidige toegankelijke kennis

False memory: herinnering die door de persoon als waar wordt beschouwd maar dit in werkelijkheid niet is

Confabulation: een foutief en soms tegenstrijdige herinnering zonder de intentie om te liegen

Hoofdstuk 14 – The executive brain

Executieve functies:

Controle processen die maken dat iemand in staat is om vaardigheden te optimaliseren in situaties die handelingen en coördinatie van verschillende cognitieve processen vereisen. Executieve functies hebben als het ware de regie over het brein. Ze zijn niet gebonden aan een specifiek domein, maar hebben een metacognitieve, controlerende rol. Executieve functies bevinden zich in de prefrontale cortex.

Situaties waarin executieve functies nodig zijn

• Bij plannen/beslissingen nemen

• Bij fouten corrigeren en het oplossen van problemen

• In nieuwe situaties waarbij de reacties nog niet goed geleerd zijn

• In gevaarlijke of technisch moeilijke situaties

• Verleidingen weerstaan of gewoontes doorbreken

Modellen van executieve functies

Overeenkomsten tussen de modellen:

• Er is overeenstemming over waar executieve functies voor nodig zijn

• Alle modellen hebben een set basiselementen (verwerking moet bijvoorbeeld flexibel zijn en zich makkelijk kunnen aanpassen aan veranderingen)

Verschillen tussen de modellen:

• Modellen zijn het niet eens over de mate van de specialisatie van executieve functies

Goldman-Rakic’s working memory model

Er is een link tussen de prefrontaal kwab en executieve functies. Informatie uit het lange termijngeheugen (posterieure gebieden in het brein) is tijdelijk actief in het werkgeheugen (prefrontale gebieden).

Petrides’ model of maintenance versus manipulation

De prefrontale cortex is heel groot, deze kan onderverdeeld worden in kleinere gebieden. Er is onderscheid in functie.

DLPFC kan worden onderverdeeld:

• Links: meer vasthouden van regels

• Rechts: meer monitoren

Supervisory Attention System model van Shallice&Burgess

De PFC is een ‘dirigent’ in het brein die doelgericht gedrag reguleert (top-down processen doen dit)

Integrative model van Miller&Cohen

Het vasthouden van doelen en gedrag sturen

Verschillende gebieden die belangrijk zijn voor executieve functies

• Een gebied in de linker DLPFC is belangrijk voor het maken van schema’s en het kiezen van de juiste reacties. Een gebied in de rechter DLPFC is belangrijk voor monitoren

• Ventrolaterale prefrontale gebieden zijn belangrijk voor het verkrijgen en vasthouden van informatie van posterieure gebieden en inhibitie.

• Het anterior prefrontale gebied is belangrijk voor multitasken en het bereiken van doelen

• De dorsal anterior cingulate is belangrijk voor het opsporen van fouten en het opsporen van response conflict, terwijl lateraal prefrontaal gebieden nodig zijn om te handelen naar deze informatie en het veranderen van gedrag.

Hoofdstuk 15 – The social and emotional brain

Emoties reguleren ons gedrag en daarom is er tegenwoordig een grote wetenschappelijke interesse in dit gebied. Tegenwoordig worden emoties gezien als ‘actie schema’s’ die een individu voorbereid op bepaald gedrag, zeker wanneer er mogelijk gevaar bij komt kijken.

Een stemming (mood) is een situatie waarin een bepaalde emotie de overhand heeft.

Het is lastig om emoties te categoriseren, maar een belangrijke studie heeft ze onderverdeeld in zes basis emoties: verdriet, blijdschap, walging, verbazing, woede en angst. Deze emoties zijn gemakkelijk van iemands gezicht af te lezen.

Vroeger sprak men van het Papez circuit: limbisch circuit dat werd beschouwd als het ‘emotionele brein’. Deze theorie is later verworpen.

De amygdala en het herkennen van gevaar

De amygdala ligt in de linker en rechter temporale lob. Het ligt tegen de hippocampus aan en is dan ook betrokken bij leren en geheugen, maar vooral bij de emotionele inhoud ervan. Ook is de amygdala betrokken bij het herkennen van gevaar en daarom ook bij de ontwikkeling van fobieën.

Als de amygdala een angstreactie activeert, veroorzaakt dit veranderingen in andere delen van het brein die het gevaar evalueren. De amygdala staat bijvoorbeeld in verbinding met het autonome zenuwstelsel, dat het lichaam klaarmaakt voor een fight or flight respons. De anterior cingulate is hierbij betrokken.

Walging

Deze emotie wordt niet geregistreerd door de amygdala, maar door de insula. Dit is een gebied in de cortex, verstopt onder de temporale lobben, dat betrokken is bij perceptie van het lichaam en het reageren op walging.

Het gebied van de ogen kan onderscheid maken tussen veel basisemoties. Oogcontact maken is belangrijk voor één op één communicatie en de richting van de oogbeweging voor het opmerken van bepaalde voorwerpen en dergelijke in de omgeving.

Baron-Cohen: eye direction detector. Dit is een aangeboren component van menselijke cognitie en is belangrijk voor de ontwikkeling van sociale vaardigheden, omdat ogen veel belangrijke informatie afgeven. Het is gebleken dat baby’s al oogcontact kunnen registreren, vandaar dat het is aangeboren. Bij kinderen met autisme ontbreekt dit allemaal.

Darwin geloofde al dat emoties aangeboren en automatische reacties zijn. Dit klopt en daar komt nog bij dat emoties ook een (belangrijke) functie in communicatie hebben. Gezichtsuitdrukkingen kunnen als reinforcers (stimulus dat een bepaald patroon van gedrag laat toenemen of afnemen) optreden.

Ook zijn emoties betrokken bij social referencing: de emotionele reactie van een ander leidt tot vermijding of toenadering met een bepaalde stimulus.

Conditioned taste aversion: een langdurige vermijding van eten dat in het verleden werd geassocieerd met ziek worden.

Emoties verwerken: een rol voor somatische reacties?

Het verwerken van emoties kan lichamelijke reacties veroorzaken (zoals verhoogde hartslag).

Theorieën:

The James-Lange theory of emotion:

De bewustwording van lichamelijke veranderingen zorgt voor emotionele ervaringen. Bijvoorbeeld: je bent verdrietig omdat je huilt, in plaats van dat je huilt omdat je verdrietig bent.

The somatic marker hypothesis

Somatic markers vormen een link tussen vroegere situaties die zijn opgeslagen in de cortex en het gevoel van die situaties die zijn opgeslagen in de ‘emotionele delen’ van het brein. Beslissingen over huidige situaties zijn gebaseerd op deze kennis van vroegere situaties.

Capgras syndroom: patiënten zeggen dat bijvoorbeeld hun familie is vervangen voor dubbelgangers. Ze erkennen dat deze personen er hetzelfde uitzien als hun echte man/vrouw/etc. maar ze hebben er een ander gevoel bij.

Gedachten lezen

Empathy and ‘simulation theory’

Empathie: de vaardigheid om uit andermans oogpunt te kijken en hun ervaringen te delen.

Simulatie theorie: veronderstelt dat het ontvangen van andermans acties en emotionele expressies dezelfde neurale en cognitieve systemen activeert als wanneer ze dit zelf doen.

Mirror systemen: neurale netwerken die geen onderscheid kunnen maken tussen de ander en de persoon zelf.

Theory of mind: De mogelijkheid om je in te kunnen leven in anderen

Deception: een situatie waarin extern gedrag tegenstrijdig is met innerlijke kennis en overtuiging.

Autisme: De aanwezigheid van een abnormale of beperkte ontwikkeling in sociale interactie en communicatie en een beperkt repertoire aan interesses en activiteiten.

Asperger syndroom: Vorm van autisme zonder significante cognitieve achterstand.

Sociopathie:

Onverantwoordelijk en onbetrouwbaar gedrag dat voor de persoon niet voordelig is, niet in staat zijn om langdurige relaties aan te gaan, egocentrisch denken, impulsiviteit. Dit kan veroorzaakt zijn door schade in de frontale lobben.

Vier verklaringen voor dit gedrag

1. Verlies van schema’s die betrekking hebben tot sociale kennis

2. Beperkte executieve functies

3. Beperkte theory of mind

4. Beperkt gebruik van emotionele informatie om gedrag te reguleren

Psychopathie versus sociopathie

Psychopaten tonen agressie om bepaalde doelen te bereiken, sociopathen tonen agressie wanneer ze in gevaar of gefrustreerd zijn.

Psychopaten tonen al vroeg extreem agressief gedrag dat niet wordt geremd door een gevoel van schuld of empathie met het slachtoffer. Psychopaten laten verminderde autonome reacties op ‘distress cues’ zien maar niet naar bedreigende stimuli en ze kunnen geen onderscheid maken tussen moraal en conventional transgressions (= schending van de regels).

Hoofdstuk 16 – The developing brain

Het nature-nurture debat is al lange tijd aan de gang. Tegenwoordig overheerst de visie van het neuroconstructivisme: de hersenen zijn het resultaat van een interactie tussen genen en omgeving.

Structurele ontwikkeling van de hersenen

Gottlieb: beschreef twee theorieën over hersenontwikkeling.

Predetermined development: genen bepalen de structuur van de hersenen

Probalistic development: het brein en de genexpressie worden beïnvloed door de omgeving en andersom. Dit is de huidige visie.

Prenatale ontwikkeling

Het zenuwstelsel ontstaat uit de neurale buis, die zich vanaf 5 weken gaat ontwikkelen en specialiseren. Dichtbij de opening van de neurale buis liggen verschillende proliferatie zones met neuroblast: stamcellen voor neuronen. Na het vormen van de neuronen, moeten ze migreren naar de juiste plaats. Dit gebeurt op 2 manieren:

• Passief: de oudere cellen worden naar de buitenkant gepusht door nieuwe cellen

• Actief: radial glial cellen sturen neuronen vanaf de neurale buis naar de juiste bestemming (zo is de neocortex gevormd)

Postnatale ontwikkeling

Na de geboorte vindt er veel groei plaats van synapsen, dendrieten, axonen, gliacellen en myelinisatie (vettige stof om de axonen heen ter bescherming en versnelling van signalen). Zie plaatje blz. 369.

Verschillende delen van de cortex hebben verschillende structuren. Twee theorieën:

Protomap theorie:

De regionale lay-out van de cortex wordt gevestigd in de prenatale fases van de ontwikkeling. De ‘early proliferating zone’ specificeert de uiteindelijke vormgeving van verschillende corticale gebieden.

Protocortex theorie:

De verschillende gebieden zijn in eerste instantie hetzelfde maar worden gespecialiseerd door een uitsteeksel van de thalamus. Dit wordt beïnvloed door de postnatale zintuiglijke ervaringen.

Functionele ontwikkeling van de hersenen

In de ontwikkeling van de hersenen zijn kritische en sensitieve periodes erg belangrijk.

Filial imprinting: het proces waarbij een jong dier zijn ouder herkent.

Kritische periode: iets kan alleen aangeleerd worden in deze korte periode. Hetzelfde aanleren buiten de kritische periode is bijna onmogelijk.

Sensitieve periode: periode waarin iets optimaal kan aangeleerd worden. Hetzelfde aanleren buiten de sensitieve periode is mogelijk, maar lastig.

Het aanleren van taal bestaat uit veel verschillende vaardigheden en al deze vaardigheden hebben een eigen sensitieve periode.

Aangeboren kennis?

Empirisme: het pasgeboren kind is ‘een onbeschreven blad’ en alles moet aangeleerd worden

Nativisme: het pasgeboren kind heeft bepaalde aangeboren kennis

Instinct: vorm van gedrag dat een product is van natuurlijke selectie

Prepared learning: een theorie die veronderstelt dat veel voorkomende fobieën een bepaalde biologische predispositie hebben (je ontwikkelt eerder een fobie voor spinnen dan voor bloemen).

Behavioral genetics: vakgebied dat zich bezighoudt met het bestuderen van erfelijkheid van gedrag en cognitie. Dit wordt veel onderzocht door middel van tweeling en adoptie studies.

Erfelijkheid geeft aan in welke mate een gen bijdraagt aan een bepaalde eigenschap.

Rutter, Moffitt en Caspi onderstrepen vier mechanismes van gen-omgeving-interactie

• Invloeden uit de omgeving kunnen het effect van genen wijzigen/veranderen

• Erfelijkheid varieert door omgeving

• Gen-omgeving correlaties: genen beïnvloeden een bepaalde kwetsbaarheid van personen aan een omgeving

• Gene X-environment interactions (GxE): vatbaarheid voor bepaalde eigenschap hangt af van een specifieke combinatie van genen en omgeving