Anatomie van de frontaalkwab

Afgegrensd door de centrale sulcus

Omvat ruim 30% van de cortex

3 hoofdgebieden:

• Motorisch (gebied 4)
•  
• Premotorisch (gebied 6 en 8)                                                                                             Omvat 4 subregio’s
  • Premotorisch cortex
  • Supplementary motor cortex
  • Frontal eye field
  • Supplementary eye field

• Prefrontaal                                                   

 Omvat 3 subregio’s

• • Dorsolaterale prefrontale Cortex
  • Inferior (ventrale) frontale Cortex (ook wel orbitofrontale cortex)
  • Medial Frontal Cortex

Theorie functioneren

Illustratief voorbeeld: je verzint iets in de middag en wilt dat de avond nog uitvoeren

• Planning en selectie
• Vermijden afleidende stimuli
• Onthouden wat moet gebeuren/is gedaan

Executieve Functies

• Parapluterm, hogere cognitieve vaardigheden
• Belangrijk in dagelijks leven, in het onderwijs
• Andere situaties waarin ze een rol spelen

Motorische cortex: beweging

Premotorische cortex: selectie bewegingen

Prefrontale cortex: controleert cognitieve processen zodat het op juiste manier en tijd wordt uitgevoerd

Interne (gestimuleerd vanuit jezelf), externe cues (gestimuleerd vanuit omgeving), context van belang

‘Autonoetic awareness’

Asymmetrie

Linker hemisfeer

• Taal
• Coderen van info in het geheugen

Rechter hemisfeer

• Nonverbale bewegingen, gelaatsuitdrukkingen
• Terughalen herinneringen

Verdeling eerder relatief dan absoluut

Phineas Gage heeft een speciale beroerte in zijn hersenen gehad, waardoor hij erg is veranderd. Zijn emoties zijn erg vlak.

Groepen symptomen van frontaalkwablesies

• Verstoring motorisch functioneren
• Moeite met divergent denken
• Problemen met controle van gedrag
• Overige problemen op vlak van werkgeheugen, ocial en seksueel gedrag, persoonlijkheid

Problemen met motorisch functioneren

• Fijne motoriek
• Uitvoering/Programmering bewegingen (tennisopslag)
• Oogbewegingen (kijken naar een person, eerst hoofd)
• Verstoring spraak

Convergent denken/redeneren: 1 juist antwoord (sommetjes)

Divergent denken/redeneren: creatief denken (zoveel mogelijk woorden met een s)

Gebrek aan creativiteit in denken, uitdrukkingsvaardigheid, spontaan gedrag

Problemen met controle van gedrag

• Nemen van risico’s
  • Iowa Gambling Task
  • Schade orbitofrontale cortex
• Tekorten in zelfregulatie
• Moeite met associatief leren
• Verstoring sociaal en seksueel gedrag
• Veranderingen persoonlijkheid
  • Pseudodepressie

Lesies linker frontaalkwab

Apathie, onverschilligheid, gebrek aan initiatief

Verminderde seksuele interesse, weinig emoties

• • Pseudopsychopathy

Lesies rechter frontaalkwab

Onvolwassen gedrag, gebrek aan tact

Promiscue seksueel gedragr

Grof taalgebruik, moeite sociale omgang, toename motorische activiteit

Ziektes; relatie met functioneren frontaalkwab

• Schizofrenie

Buitensporige activiteit van dopamine

Verminderde bloedstroom naar frontaalkwab

• Ziekte van Parkinson

Verlies dopaminerge cellen (in substantia nigra)

• Ziekte van Korsakov

Vooral veroorzaakt door langdurig overmatig alcoholgebruik

(Ernstige) beperkingen lichamelijk (lever, nieren, hart) en psychisch gebied (gedesorienteerd), eerst korte termijn daarna lange termijn geheugen beschadigd.

TBI (traumatisch hersenletsel)

Als gevolg van: val, verkeersongeluk, tijdens (contact)sporten, geweld, in oorlogssituaties

Prevalentie: Europa 1,6 miljoen; NL mininaal 85.000 per jaar

Incidentie, belangrijke factoren: leeftijd, geslacht

Aantasting hersenfuncties door:

• Directe schade, kneuzing, afbraak axonen
• Verstoring bloedvoorziening, bloedingen
• Zwellingen, oedeemvorming (vochtvorming)
• Infecties
• Littekenvorming (‘haard’ voor ontwikkelen epilepsie)

2 types tbi:

1. Open schedelhersenletsel (‘Open-head injuries’)

Opening naar buiten, kans op infectie. Breuk in de hersenen.

Doorboring van schedel

Slachtoffers meestal niet buiten bewustzijn (wel bij gesloten hersenletsel)

Specifieke neurologische symptomen

Deels spontaan herstel

2. Gesloten schedelhersenletsel (‘Closed-head injuries’)

Vallen en je hoofd stoten. De occipitaalkwab krijgt schade, daardoor ook schade aan de voorkant.

Letsel:

Coup, countercoup, uitrekking / beschadiging zenuwbanen, bloedingen en zwellingen, oedeem (hersenschudding)

Coma:

Bewustzijnsverlies

Duur kan dienen als maat voor de ernst van de opgelopen schade

Vaak overlijden bij het lange tijd (langer dan een maand) liggen in een coma.

Diagnostiek tbi

MRI

Glasgow Coma Scale

Objectieve indicator

Post-Traumatische Amnesie

Correlatie met latere geheugenproblemen

Impact tbi

Heterogeniteit aan combinaties

Relatie met o.a. de plaats in de hersenen, omvang, leeftijd waarop letsel is ontstaan

‘Growing into deficit’

Als je op 2 jarige leeftijd een hersenletsel oploopt en nog maar twee woordjes kon spreken kan het zijn dat het pas later opvalt. Bij 3 of 4 jaar kan je dan zien dat de taalontwikkeling achter blijft.

Tumoren

Weefsel dat onafhankelijk groeit van het omliggende weefsel

Goedaardig

Keert na verwijdering meestal niet terug

Dubbel zien is een duidelijk teken van het hebben van een tumor

Kwaadaardig

(Grotere) Kans op terugkeer

Progressief, levensbedreigend

Diverse symptomen

• Ingekapselde tumor

Afzonderlijke entiteit

Oefent druk uit

• Infiltrerende tumor

Verbonden met omliggend weefsel

Vernietigt normale cellen en interfeert met functies

• Glioma’s

Ontstaan vanuit gliacellen

• Meningioma’s

Vergroeien met meningen (hersenvliezen)

Leiden vaak tot epileptische aanvallen

• Uitgezaaide tumor

Slechte prognose

• Behandeling

Operatief

Bestraling

Epilepsie

• Terugkerende aanvallen
• Symptomatische aanvallen

Specifieke oorzaak

• Ideopathische aanvallen

Spontaan, geen specifieke oorzaak

• Symptomen, oa:

Aura

Bewustzijnsverlies

Onwillekeurige bewegingen

• Oorzaken:

Aangeboren

Of later ontstaan

• Typen aanvallen

Partieel (‘focal seizures’)

Gegeneraliseerde (‘grand mal’)

Akinetisch, Myoclonisch

• EEG-onderzoek
• Behandeling

Medicatie

Chirurgie

H.M. case

Ernstige epilepsie →  onvoldoende reactie op anti-epileptica

Operatie door William Scoville                 (temporaalkwab → hippocampus)

Ongeluk met fiets

Geheugenverlies na de operatie (anterograde amnesie). Hij kon niks meer opslaan, geen nieuwe herrinneringen maken. Dingen van vroeger kon hij zich nog wel herrinneren.

Groot deel van de hypocampus werd weg gehaald; geconstateerd dat dit dus een belangrijk deel was voor het geheugen; voor het onthouden van dingen.

Bovengemiddelde intelligentie (IQ=118), begrip van taal normaal

Herinnering aan gebeurtenissen van voor de operatie

Amnesie

Gedeeltelijk of totaal verlies van het geheugen

We hebben er allemaal (ooit) wel eens mee te maken (gehad)

Verschillende vormen, zoals:

Infantiele amnesie

 verlies van herinneringen aan onze eerste levensjaren

Voorbijgaande globale amnesie (transient global amnesia)

plotseling begin, meestal kort beloop, verschillende oorzaken (door een val bijvoorbeeld)

Anterograde amnesie

Retrograde amnesia

Hoe kan het dat ‘oudere’ herinneringen bewaard blijven en meer ‘recentere/jongere’ herinneringen uit de tijd vlak voor het hersenletsel verloren gaan?

Consolidatie Theorie (vastleggen van herrinneringen)

Rol van hippocampus bij vastleggen permanente herinneringen

Sommige herrinneren heb je al vaak opgehaald in je leven en die sla je elke keer dat je ze ophaalt weer opnieuw op. Hoe vaker je oude herrinneringen hebt opgehaald, hoe steviger ze vastliggen.

Multiple-trace Theorie

Verschillende soorten geheugen (fysueel/auditief), ieder gerelateerd aan ander gebied in  hersenen

Herinneringen veranderen in de loop der tijd, ‘oudere’ herinneringen proces vaker ondergaan, meer resistent

Reconsolidatie Theorie

Elke keer wanneer herinnering wordt opgehaald, wordt deze opgeslagen als    een nieuwe herinnering

Aspecten van het geheugen:

Opslag

Vasthouden/Bewaren

Terughalen van informatie

Verschillende geheugensystemen

Model werkgeheugen volgens Baddeley (2000

Het kort termijn geheugen is beperkt, lange termijn geheugen is onbeperkt. Fonologisch is talig. Episodisch is ervaringen

Geheugensysteem:

Componenten van het lange termijn geheugen

Expliciet geheugen

Bewust

Autobiografisch of episodisch geheugen

Persoonlijke gebeurtenissen uit verleden (eerste vriendje)

Semantisch geheugen

Alles wat niet autobiografisch is (feitjes, schoolse kennis)

Kennis van de wereld (historische gebeurtenissen/figuren, kennis van taal, rekenen enz.)

Intact bij patiënt H.M. (hij kon nog kruiswoord puzzles oplossen)

Impliciet geheugen

Vaardigheden (bijv. fietsen, zwemmen)

Onbewust

Patiënt H.M.

In staat tot het leren van een motorische taak (steeds beter worden in het inkleuren van een ster)

(alhoewel hij geen idee had de taak ooit eerder te hebben gedaan)

Priming

Sneller herkennen van of reageren op bepaalde stimulus als deze eerder is waargenomen

Primingtaken, oa:

Gollin Incomplete Figuren Test

Impliciet en expliciet geheugen werken onafhankelijk

Emotioneel geheugen

Geheugen voor affectieve eigenschappen stimuli

Bewust en onbewust

Diagnostiek van geheugenproblemen bij kinderen

Uitspraak doen over kwaliteit en capaciteit van geheugenprocessen

Geheugentesten

Anamnese (ouders, leerkracht)

Assessment

Kan het gecompenseerd worden?

(niet alleen richten op geheugenproblemen, kijken naar neurocognitieve ontwikkeling)

Nagaan hoe het zit met de beїnvloeding van geheugenprestaties

(door bijv. eigenschappen van het kind)

Behandeling

In hoeverre kan het geheugen direct worden getraind?

Wat zijn mogelijkheden voor compensatie?

Waar kan de omgeving worden aangepast?

Psycho-educatie

Temporaal-frontaalkwab neurale basis voor expliciet geheugen

Hyppocampus

Hippocampus maakt deel van een groter geheel. Onderdeel van limpische systeem (voor emoties), samen met Amigdala en hipotalamus.

Onderdeel van limbische systeem (samen met hypothalamus en amygdala)

Korrelvormige cellen (granule)

Onderste deel van hippocampus (dentate gyrus)

Sensorische cellen

Piramide cellen

Ammon’s hoorn

Motorische cellen (fysueel waarnemen, maar ook met pen beweging making)

Taxichauffeurs Londen (knowledge test waarbij je 320 routes en 2000 landmarks uit je hoofd moet kennen)

Impliciet geheugen

Emoties

Amygdala (onderdeel limbische systeem); zorgt voor emotionele koppeling in lange termijn geheugen

Schade geen invloed op impliciet of  expliciet geheugen

Aandoeningen met afwijkend functioneren van het geheugen

Herpes simplex encefalitis

Ontsteking hersenweefsel

NB-er: Clive Wearing  http://www.youtube.com/watch?v=Vwigmktix2Y

Ziekte van Korsakov

Anterograde en retrograde amnesie, afasie, confabulaties, gebrek aan ziekteinzicht, apathisch

Thiamine (vitamine B₁) tekort. Enorm te kort, niet op te lossen met een vitamin pil.

Schade in mediale thalamus, hypothalamus; atrofie (wegkwijnen)

Dementie

Degeneratief

Non-degeneratief (vasculair, endocrien, toxisch, ontsteking, ondervoeding)

Ziekte van Alzheimer

Degeneratief

Meestal > 65 jr, maar ook vroege vorm

Voortschrijdende cognitieve achteruitgang (verdwalen in eigen huis),                                                                      mogelijke stemmingsveranderingen

Amyloïde plaques, neurofibrillaire kluwen

Pas vast te stellen nadat iemand dood is en je de hersenen kan onderzoeken

Rol van eiwitten, erfelijke factoren, overige factoren                                                         (aluminium, kwik, andere metalen, tekort aan vitaminen, diabetes). Als gevolg van Alzheimer vergeten mensen goede voedingsstoffen in te nemen en dat zorgt voor gebrek in de hersenen.

Behandeling: geen genezing, medicatie. Alleen medicatie om beter te slapen oid, er bestaat nog niks om het geheugen te verbeteren.

Bijzondere vormen van geheugen (ASS)

Syndroom van Asperger:

Pervasieve ontwikkelingsstoornis

Gemiddeld tot hooggemiddelde intelligentie, en bijzondere geestelijke vermogens (uitblinken in een bepaalde vaardigheden)

Savant: Iemand met autisme spectrum stoornis en zeer bijzondere geestelijke vermogens op een bepaald terrein

NB-er: casus S.

Synesthesie : koppelen van zintuigen (zien/horen/voelen) gaat om een betere verminding dan bij gemiddelde mensen. De onnodige dingen worden verwijderd. Ze koppelen dagen aan kleuren en kunnen daardoor beter en meer dingen onthouden

Wat is emotie?

• Veel gebruikte (paraplu)term. Emotie en gevoel is niet hetzelfde. Vanuit biologische zin zijn emoties affectieve reacties die wordt gevormd door het limbische system, ontstaat vanzelf.
• Subjectief-ervaren, affectgeladen toestanden
• Latijn ‘emovere’ = doen bewegen, opjagen
• Bron van controverses (bijv. bij het nemen van beslissingen)
• Samenhang met sociale cognitie
• Componenten van emotioneel gedrag
  
  • Fysiologische component
  • Motorisch gedrag (kijkrichting/stemhoogte/algemene indruk)
  • Cognitieve evaluatie
  • Onbewust gedrag (intuïtie)

Paul Ekman,  6 basisemoties:

• • Blijheid
  • Verbazing
  • Angst
  • Afschuw
  • Boosheid
  • Verdriet
• Universele herkenning
  
  • Invloed cultuur

Eerste studies begin 20ste eeuw

• • Onderzoek bij dieren
  • Philip Brard: Thalamus en hypothalamus, neuraal circuit voor openlijke expressie van emoties en autonome responsen

James Papez

• • ‘Limbische kwab’

Klüver-Bucy syndroom

• • Buitengewoon gedrag bij resusapen na verwijderen delen van de temporaalkwabben
  • Zelden bij mensen  (agv hersenontsteking, herpes, chirurgie)

Circuits voor emoties in ons brein

• Amygdala (één rechts en één links) en prefrontale cortex spelen belangrijke rol

Amygdala

• • Input vanuit sensorische systemen
  • Multimodale cellen
  • Binnenste van ons brein
  • Afzonderlijke kernen
  • Reageert op prikkels van angst
  • Gaat automatisch

Limbisch Systeem à

Werkt samen met hipotalemus

en hipocampus en amygdala

Emotie theorieën

James-Lange Theorie

Het gevoel dat je lichaam reageert wekt het gevoel op dat er iets aan de hand is

Somatische Marker Theorie (Damasio)

• Verklaren scala aan emoties
• Afname lichamelijke reacties leidt tot mindere sterke waarneming emoties
• Fundamenteel om te overleven (in sociale groep)
• Belangrijk bij rationele beslissingen
• Emoties van mensen op je heen moet je ook snappen om jouw gedrag daar op aan te passen
• Emoties geven zetje tot bepaald gedrag
• Emoties zijn grotendeels onbewust

Cognitieve-Emotionele Interactie Theorie (LeDoux)

• Emoties vergroten overleving
• Nauw verbonden met cognitie
• Richt zich op angst en vrees
• Context speelt belangrijke rol
• 2 manieren van verwerken (korte/lange route)

Emotionele informatieverwerking

Korte route: emoties vanuit omgeving in talamus, daarna in amygdale; fight or flight.

Lange route: na de talamus komt het ook in de hipocampus en die zoekt contact met de amygdala

Productie van emotioneel gedrag

• Laesies in linker hemisfeer :  vlak gedrag, depressieve symptomen
• Anterieure laesies verminderen gezichtsexpressies
• Laesies linker frontaalkwab: spreken weinig
• Laesies rechter frontaalkwab: gaan veel meer praten

Interpretatie van emotioneel gedrag

Onderzoek Borod et all.

• Laesies rechter hemisfeer: tekorten op gebied van begrijpen en beoordelen emoties (niet kunnen inleven)
• Laesies rechter frontaalkwab: moeite met gebruik van en begrijpen humor

Sociale cognitieve neurosciences

• Begrijpen handelingen van anderen
  • Spiegelneuronen, interpretatie lichaamstaal en gedrag van anderen
  • Spiegelneuronen is het na doen van anderen, spiegelen van anderen. Kinderen met ASS hebben een mindere werkring van spiegelneuronen
  • Begrijpen bedoelingen van anderen
  • Theory of mind
    
    • Vermogen om beeld te vormen van perspectief van een ander
    • Noodzakelijke voorwaarde om empatisch te kunnen zijn

Filmpje ‘False Belief’ Test   http://youtu.be/8hLubgpY2_w

• Zelfherkenning (en zelfbewustzijn)
  • Zowel bij mensen als apen, niet bij andere dieren.
  • Vanaf ongeveer 1,5 jaar kunnen kinderen zichzelf herkennen
  • Activatie rechter frontale en parietale gebieden

Filmpje Rouge Test   http://youtu.be/M2I0kwSua44

Psychiatrische aandoeningen

• Biologische, anatomische en/of genetische basis
• DSM-5
• Schizofrenie   
  
  • Wanen
  • Hallucinaties
  • Onsamenhangende spraak; woorden die mensen niet kennen en begrijpen
  • Chaotisch, onsamenhangend of katatoon gedrag
  • ‘Negatieve’ symptomen (afstomping van gevoelens, verlies aan daadkracht en interesse)
  • Filmpje: https://youtu.be/zKIyuNRtay4

      Tedtalk ‘schizofrenie’: https://youtu.be/sE3gxX5CiW0

• • Er zijn mensen die herstellen, maar bij weinig. Bij sommige blijft het niveau steken en bij sommige wordt het steeds erger in de loop van de jaren

• Hersenen wegen minder
• Grotere ventrikels
• Werkgeheugen is aangetast; verwerken van nieuwe informatie gaat moeilijk
• Kleinere frontaalkwab, minder neuronen in prefrontale cortex
• Afwijkende celstructuren in prefrontale cortex en hippocampus
• Afwijkend functioneren prefrontale cortex
• Afwijkende activiteit dopamine
  • Antipsychotica: werken in op dopaminerge activiteit in de synaps
  • Symptomen van psychose tegengaan
• Verschillende andere biochemische afwijkingen
  • O.a. Glutamaat, GABA
  • Tussen patiënten aanzienlijke variatie

• Grote variatie in afwijkingen in het brein en symptomen

Indeling Timothy Crow:

• Type I: Acute schizofrenie
  • Positieve symptomen
  • Reageren goed op antipsychotica (medicatie)
  • Type II: Chronische schizofrenie
  • Negatieve symptomen
  • Reageren slecht op antipsychotica
  • Structurele afwijkingen in brein
  • Gemengde type (type I and II symptomen) ongeveer 30%
• Openbaart zich vaak tijdens late adolescentie (3% is jonger dan 16 jaar)
• Meerdere factoren:
  
  • Combinatie van genen
  • Potentieel nadelige pre- en perinatale gevolgen
  • Situatie in Nederland
  • 1 op de 100, elk jaar 3000 nieuwe patiënten
  • Mannen > Vrouwen
  • Risico voor familieleden van een patiënt: eeneiige tweeling 48%,           tweeling 17%, kind 13%, broer/zus 9%, oom/tante 2%
  • 80.000 mensen in NL met schizofrenie

Stemmingsstoornissen

• Klinische depressie
  • Gevoel van schuld, hulpeloosheid
  • Veranderingen in activiteitenniveau (rusteloosheid, langzamer bewegen)
  • Verstoord slaappatroon
  • Veranderde eetlust
  • Verminderd concentratievermogen
  • Vermoeidheid, energieverlies
  • Terugkerende gedachten aan de dood

Hypothalamus-Hypofyse-Bijnieras (HPA-as)

• • Verstoord systeem, overproductie cortisol; chronische stress
  • Stressregulatie is verstoord bij mensen met een depressie.
  • Hypothalamus is verbinding tussen zenuwstelsel en hormonale stelsel; prikkels buitenwereld komt in Hypothalamus en geeft een stofje (CRF) en verstuurd dit naar Hypofyse (ACTH). Een harmoon wordt afgegeven aan bloedbaan en komt in de bijnieren (cortisol). Het is een continu process.
  • Mensen met een depressie hebben steeds te veel cortisol in het lichaam en daardoor hebben ze veel stress.
  • Fluoxetine (Prozac)
  • Serotonine-heropname blocker
  • Door Prozac wordt het serotonine aangezet en dat heeft effect op het stresniveau.

Methabolische activiteit

Verminderde activiteit in (Dolan et all):

• • Dorsolaterale en mediale prefrontale gebieden
  • Verminderd geheugen en aandacht

Verhoogde activiteit in (Drevet et all):

• • Orbitale gebieden:
  • Hogere activiteit leidt tot minder depressieve symptomen
  • Onderdrukken activiteit van amygdala
  • Amygdala: verhoogde activiteit HPA-as 
  • Mediale thalamus

Slaap-waak cyclus: veranderd agv verminderde activiteit serotine

• •  
• Manie
  
  • Uitgelaten stemming
  • Hyperactiviteit
• Bipolaire stoornis
  
  • Afwisselende periodes van depressie en manie. Dit kan heel snel zijn
  • Snel verslaafd aan drugs of alchohol

Moorhead et all.

• Afname grijze stof in temporaalkwaal en kleine kleine hersenen
  • Verband met aantal doorgemaakte episodes
  • Progressief neurodegeneratief aspect
• Sensitisatie Model
  
  • Gevoelig voor stress, drugs
  • Episodes veranderen het brein