Klinische neuropsychologie
Hoofdstuk 10
Aandacht en executieve functies

Inleiding

Aandacht is een proces dat verantwoordelijk is voor de selectie van een of meerdere informatiebronnen, waarbij he zowel kan gaan om interne als externe informatie. De keuze voor een bepaalde informatiebron gaat ten koste van een ander.

Twee aspecten van aandacht zijn intensiteit en selectiviteit.

Hogere-ordesturing van deze aandachtsaspecten is executieve controle. Controle is de essentie van executief functioneren. Executieve functies zijn de hersenfuncties die nodig zijn voor het kunnen plannen, initiëren en reguleren doelgericht taakgedrag in complexe, ongestructureerde situaties

Selectiviteit van aandacht

Cognitie betreft de processen waarmee sensorische input wordt getransformeerd, gereduceerd, uitgewerkt, opgeslagen, teruggevonden en gebruikt.

Informatieverwerking vindt in de oorspronkelijke aandachtstheorieën plaats in achtereenvolgende stadia, deze kosten ieder een bepaalde hoeveelheid tijd. Dit zijn: coderen van informatie, vergelijking van informatie uit het geheugen, beslissen, responsselectie en responsuitvoering.

De capaciteit van het menselijke informatieverwerkingssysteem is beperkt. Daarom is de selectie van relevante informatie belangrijk. Aandacht is nauw verbonden met de snelheid van informatieverwerking. Aandachtscapaciteit is de hoeveelheid informatie of mentale processen waaraan iemand aandacht kan besteden binnen een bepaalde tijdsperiode.

Er is een onderscheid tussen 1) Bottom-up controle, passief getrokken aandacht. De aandacht wordt automatisch en onwillekeurig getrokken door een stimulus. 2) Top-down controle, actief, intentioneel gerichte aandacht. De selectiviteit wordt bepaald door de persoon.

Het verwerken van geselecteerde informatie kan voorrang krijgen door andere informatie te onderdrukken.

Broadbent verondersteld dat informatieselectie zich in een vroeg stadium afspeelt door een verzwakkingsfilter dat irrelevantie informatie afzwakt op basis van globale fysieke kenmerken. In een later stadium vindt er ook selectie plaats op basis van een combinatie van verschillende stimuluskenmerken. Dit noemde hij pigeonholding.

Gerichte aandacht

Gerichte aandacht is als de aandacht volledig gericht moet worden op één bron van stimulatie, een nauw omschreven categorie van stimuli of een bepaald aspect van een voorwerp, waarbij andere informatie wordt uitgesloten.

Verdeelde aandacht

Verdeelde aandacht is als meerdere soorten input tegelijkertijd geselecteerd moeten worden of taken tegelijkertijd uitgevoerd dienen te worden.

Gecontroleerde en automatische informatieverwerking

Twee informatieverwerkingsprocessen zijn: 1) Gecontroleerd, verloopt traag, en vergt bewuste aandacht en inspanning. Het is beperkt in capaciteit. Processen verlopen serieel. 2) Automatisch, verlopen snel, en worden niet gehinderd door capaciteitsbeperkingen. Vragen geen bewuste aandacht. Meerdere taken kunnen parallel worden uitgevoerd zonder dat er interferentie optreedt. Automatisering ontstaat na veel herhaling en training.

Intensiteit van aandacht

Alertheid

Om informatie te verwerken moeten we ‘bij bewustzijn’ zijn. Variaties in dit bewustzijnsniveau verwijzen naar de intensiteit van aandacht (het vermogen van een individu om interactie te hebben met de omgeving).

Alertheid is de ontvankelijkheid van het centrale zenuwstelsel voor stimulatie en fluctuaties hierin. Fasische fluctuaties in alertheid zijn kortetermijnveranderingen die grotendeels door de situatie of door de taakeisen bepaald worden.  Tonische fluctuaties vinden plaats over langere periodes en zijn meer vanuit het organisme bepaald.

Volgehouden aandacht

Volgehouden aandacht is het vermogen om langdurig de aandacht vast te houden voor een taakverrichting. Dit is zowel het langdurig richten als verdelen van de aandacht.

Neuroanatomisch model van aandacht

Drie functionele aandachtsnetwerken zijn : 1) Vigilantienetwerk voor alertheid. Om alert te reageren in situaties die om waakzaamheid vragen en voor het in stand houden van deze alerte toestand zolang nodig. De hersenstam, de locus coeruleus, de intralaminaire thalamuskernen, en de rechterhemisfeer (vooral de reechterlaterale frontaalkwab) zijn hier onderdeel van. De reticulaire formatie is verantwoordelijk voor tonische fluctuaties in alertheid. Een projectiesysteem vanuit de reticularie formatie naar de intralaminaire kernen van de thalamus is verantwoordelijk voor regulering van fasische fluctuaties 2) Posterieure aandachtsnetwerk, voor het richten van de visuospatiële aandacht. De posterieure pariëtale cortex, het pulvinar en de colliculus posterior is hier onderdeel van. De pariëtale cortex maakt de aandacht los van een bepaalde locatie. De colliculus superior verplaatst de aandacht richting de nieuwe target. De pulvinaire nucleus van de thalamus hecht de aandacht aan de nieuwe positie. 3) Anterieure aandachtsnetwerk, voor het actief selectief detecteren van informatie, gelokaliseerd in het voorste deel van het cingulum en de supplementaire motorcortex.

Executieve functies

Executieve functies gaan om zelfgestuurd gedrag dat voortkomt uit eigen intenties en motivatie.

Traditioneel wordt aan de prefrontale hersengebieden een centrale rol toegekend voor executieve functies. Deze prefrontale gebieden maken deel uit van neurale netwerken waar ook andere corticale en subcorticale gebieden bij betrokken zijn.

Executieve functies zijn capaciteiten die mensen effectief laten functioneren door hen in staat te stellen zich aan te passen aan nieuwe situaties en relevante levensdoelen te bedenken en na te streven op een constructieve en productieve manier. Vermogens die adaptief, doelgericht taakgedrag mogelijk maken.

Executieve controle: unitaire theorieën

Unitaire theorieën gaan uit van een enkelvoudig, centraal controlesysteem.

Volgens de mentaalschematheorie wordt ervan uitgegaan dat als ons denken en handelen is gebaseerd op schema’s. Dit zijn programma’s of routes die de interpretatie van binnenkomende informatie en de daaropvolgende acties bepalen. De selectie van schema’s wordt onderscheiden in routinematige situaties en niet-routinematige situaties.

Drie mechanismen reguleren de activatiedrempel (exciteerbaarheid) en de onderlinge krachtsverhoudingen tussen schema’s zijn: 1) Competitieselectie, de selectie van schema’s verloopt automatisch. Op basis van de sterkte van het schema. Dit hangt af van de frequentie waarmee het eerder geselecteerd werd, en de mate waarin dit recent gebeurd is. 2) Laterale modulatie, de onderlinge invloed van actieve schema’s op elkaar waardoor een actief schema een daarmee incompatibel ander schema kan onderdrukken en een compatibeler schema kan faciliteren. Er bestaan dus temporele en contextuele relaties tussen schema’s, deze zijn ontstaan door ervaring. 3) Superviserend aandachtssyteem, wordt actief in situaties waarin we bewust keuzes moeten maken en routinematige selectie van schema’s onderdrukt moet worden.

Als een complexe taak uitgevoerd wordt is het noodzakelijk om de benodigde informatie net zo lang geactiveerd te houden in het werkgeheugen tot het doel bereikt is. De central executive is een flexibel, superviserend systeem dat verantwoordelijk is voor de aansturing van de hulpsystemen en de controle en regulatie van cognitieve processen.

Fractionering van executieve functies

Multifaced theorieën gaan uit van een veelzijdige benadering van executieve functies.

Op gedragsniveau kunnen executieve functies gefractioneerd worden.

Acht (klinisch toepasbare) executieve aspecten zijn: inzicht in en bewustzijn van eigen capaciteiten en behoeften, realistische, concrete doelen stellen, planning, initiatief nemen om plannen in gang te zetten, zelfbeoordeling en evalueren van de uitvoering volgens doel en plan, flexibiliteit en het vermogen om problemen op te lossen en strategisch gedrag.

Lokalisatie van executieve functies

Executieve functies zijn niet exclusief in de frontaalkwab gelokaliseerd. Ook niet-frontale corticale gebieden en subcorticale gebieden spelen een belangrijke rol in executief functioneren.

De prefrontale cortex

De prefrontale cortex kan opgedeeld worden in drie subgebieden. 1) De dorsolaterale prefrontale cortex, voor executieve aspecten die voorwaarden zijn voor een adequate taakuitvoering 2) De ventromediale en orbitofrontale frontale cortex, voor sociale cognitie 3) De gyrus cinguli anterior, voor motivationele processen en initiatiefname en error-monitoring.

De mediale gebieden zijn meer betrokken bij zelfgerelateerde, endogene informatieverwerking en planning. Laterale gebiden zijn meer voor de verwerking van externe, exogene informatie.

Overige hersengebieden

De prefrontale cortex is verbonden met de basale ganglia en het cerebellum via de thalamus in cortico-subcorticale circuits. Deze worden (mede) verantwoordelijk gehouden voor executief functioneren.

De basale ganglia hebben de rol van een centraal selectiemechanisme dat gespecialiseerd is in de toewijzing van beschikbaarheid van (beperkte) motorische en cognitieve capaciteiten. De thalamus is belangrijk als schakelstation en is verbonden met een veelheid van hersengebieden.

Ook de pariëtale cortex lijkt een rol te spelen in executieve processen. Voor het selecteren van planningsrelevante informatie uit de omgeving en voor het genereren van representaties van taakdoelen die bereikt moeten worden via planning.

Stoornissen in aandacht en executieve functies

Aandachtsstoornissen en executieve stoornissen variëren afhankelijk van de aard en ernst van de aandoening en de lokalisatie van het letsel.

Aandacht en cognitie worden negatief beïnvloed door trage informatieverwerking. Dit is vooral bij het verdelen van aandacht.  

Een dysexecutief syndroom is als executieve stoornissen op de voorgrond staan na een hersenbeschadiging.