Dit artikel is een review over de hersenbasis van menselijk ouderschap. De neurale netwerken van zowel dieren als mensen betrokken bij ouderlijk opvoedgedrag, de verschillen tussen moeders en vaders en biologische gedragssynchronisatie worden besproken.

Waar gaat dit artikel over?

Dit artikel is een review over de hersenbasis van menselijk ouderschap. Ouderschap is van vitaal belang om te overleven, het beïnvloedt de ontwikkeling van de hersenen bij jonge individuen en wordt beïnvloed door interacties met zuigelingen, partners en gemeenschappen. De review richt zich op mensgericht onderzoek, waarbij onderzocht is welke hersennetwerken betrokken zijn bij ouderschap, wat hun gevoeligheid voor verschillende opvoedingsfactoren is, welke implicaties voor de ontwikkeling van baby's er zijn en hoe dit onderzoek kan bijdragen aan het begrijpen van bredere sociale functies zoals empathie en sociale synchronie. Feldman veronderstelt dat het brein van de ouders een hoogtepunt in de menselijke evolutie vertegenwoordigt en dat het overlevingsfuncties integreert met de complexiteit van het menselijk brein. Deze integratie biedt inzicht in mens specifieke sociale vaardigheden, zoals empathie en sociale synchronie.

Wat is er bekend over het ouderbrein bij dieren?

Studies naar vrouwelijke knaagdieren laten zien dat het mediale pre-optische gebied (MPOA) in de hypothalamus geactiveerd wordt door zwangerschapshormonen en een belangrijke rol speelt bij het initiëren van moederlijk gedrag. Het verbetert de beloning en motivatie van de moeder door middel van dopaminecircuits. MPOA beïnvloedt de amygdala, wat de waakzaamheid van de moeder verhoogt en de vorming van sociale herinneringen ondersteunt. Bij het moduleren van het zorgcircuit en het gevoelig maken voor sociale ervaringen speelt oxytocine een rol. Het ouderschap bij knaagdieren omvat twee fasen:

1. Het onderdrukken van afkeer van signalen van baby's
2. Het vergroten van de motivatie van de moeder

Corticale processen en het oxytocinesysteem van de hersenen van het kind hebben echter minder aandacht gekregen in knaagdierstudies.

Wat is er bekend over het ouderbrein bij mensen?

Welke evolutionaire aspecten van het ouderbrein zijn er?

Het menselijke ouderbrein deelt evolutionaire aspecten van ouderlijke zorg met andere zoogdieren, waarbij de amygdala en beloningscircuits een rol spelen bij ouderlijke waakzaamheid , angst voor de veiligheid van baby's en de lonende aard van de ouder-kind gehechtheid. Daarnaast speelt oxytocine ook een modulerende rol in verschillende sociaal-affectieve functies bij mensen, zoals empathie, groepscohesie en sociaal begrip. Dit suggereert dat het overlevingssysteem, beïnvloed door zwangerschapshormonen, gedurende het hele menselijke leven sociale cognitieve functies van hogere orde blijft beïnvloeden, zoals empathie.

Een cruciaal verschil tussen menselijke en dierlijke ouderlijke zorg is de integratie van subcorticale structuren met meerdere isolerende en frontotemporopariëtale netwerken bij mensen. Deze netwerken worden geassocieerd met empathie, mentaliseren en emotieregulatie en vormen een flexibele en complexe basis voor menselijk ouderschap.

Wat houdt de ouder-kind band in?

In tegenstelling tot knaagdieren is menselijke binding exclusief en persoons specifiek, en vereist een continue reorganisatie van het breinnetwerk op basis van ervaringen uit het verleden. De plasticiteit van het menselijk brein, aangedreven door oxytocine, stemt de hersenen van ouders af om te reageren op individuele signalen van kinderen, wat de ontwikkeling van de sociale vaardigheden van kinderen ondersteunt.

Wat laten beeldvormingsstudies zien over het menselijk ouderbrein?

Functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI)-onderzoeken laten zien dat er sprake is van een wereldwijd ouderlijk opvoednetwerk in het brein als reactie op signalen van baby's. Het netwerk omvat de amygdala, de oxytocine-producerende hypothalamus en het dopaminerge beloningscircuit, onderling verbonden met corticale netwerken die betrokken zijn bij empathie, mentaliseren en emotieregulatie. Deze overlappende netwerken definiëren het menselijke "sociale brein" en ondersteunen verschillende aspecten van ouderschap.

Hoe is het ouderbrein geëvolueerd?

Het ouderbrein is niet geëvolueerd door complexe sociale functies te integreren in de ouderlijke context, maar deze structuren zijn eerder geëvolueerd binnen de context van het ouderschap om de overleving van het kind te maximaliseren. Hersenplasticiteit, hoge oxytocinespiegels na de bevalling en biologische synchronisatie van gedragingen dragen bij aan deze aanpassing, waardoor diverse culturele opvoedingspraktijken mogelijk zijn.

Waar hangt de reactie van het ouderbrein op signalen van baby's van af?

Activering van hersennetwerken van ouders wordt beïnvloed door het type signaal van baby's en het geslacht van de ouders. Het zien van de baby activeert het limbische netwerk van motivatie en beloning bij moeders, vaders en niet-ouders, wat een flexibel opvoednetwerk suggereert. Het ouderlijke netwerk van zoogdieren, gecentreerd rond de oxytocine-producerende hypothalamus, is minder actief bij menselijke moeders, terwijl de amygdala vooral bij moeders sterker wordt geactiveerd als reactie op het huilen van baby's. Ouderlijke hersenbanen omvatten structuren die gevoelig zijn gemaakt door zwangerschapshormonen en corticale netwerken op basis van ervaringen.

Hoe verschilt het ouderbrein tussen moeders en vaders?

Wat zijn de verschillen bij dieren?

Er zou meer onderzoek gedaan moeten worden naar de mechanismen van het vaderlijke brein, vooral hoe moeders en vaders hun inspanningen coördineren om hun kinderen groot te brengen. Biparentale knaagdierstudies tonen aan dat actieve vaderlijke zorg de informatieverwerking bij baby's verbetert en de integratie bevordert tussen hersennetwerken die betrokken zijn bij koestering, leren en motivatie. Door fMRI-reacties van moeders en vaders te vergelijken met de video van hun baby, vonden onderzoekers verschillende hersenactiveringspatronen: grotere amygdala-activering bij moeders en grotere corticale activering bij vaders. Deze resultaten ondersteunen het idee dat er afzonderlijke paden zijn tussen moeders en vaders. Oxytocine- en vasopressinespiegels correleerden met hersenactivaties bij respectievelijk moeders en vaders, waardoor de geslacht specifieke bindingsrollen van deze hormonen werden versterkt.

Wat zijn de verschillen in mensen?

Menselijk breinonderzoek richt zich op de gevonden overeenkomsten en verschillen in de hersenactivatie tijdens reacties van ouders in verschillende mantelzorg rollen (primaire en secundaire zorgverleners). Veranderingen in functionele connectiviteit en grijze stof volume werden waargenomen in moeders en vaders, wat laat zien hoe het ouderbrein zich aanpast aan de benodigde zorg van een kind. Brein tot brein synchronisatie ontstaat in de functionele netwerken tussen moeders en vaders, wat weerspiegelt hoe zij hun hersenreacties coördineren om efficiënt baby signalen te begrijpen.
Uit recente studies naar de invloed van hormonen in de ouderlijke zorg op de hersenactiviteit blijkt dat oxytocine gecorreleerd is met de hersenactivatie bij beloning, waakzaamheid, empathie, spiegelen, en mentaliserende netwerken in zowel moeders als vaders. Vaders' testosteron niveaus zijn gecorreleerd aan veranderingen in de hersenactivatie, wat een verschuiving weerspiegelt van paring naar ouderschap.

Maternale sensitiviteit en synchroniteit correleerden met hersenstructuren in belonings-, waakzaamheids-, empathie-, spiegel- en mentaliserende netwerken. Dit benadrukt de neuro-as die betrokken is bij de gedragsmatige reactie van de moeder op haar kind. De interactieve synchronie van vaders is echter geassocieerd met corticale structuren, niet de subcorticale structuren, wat het idee van een apart breinnetwerk voor vaderlijke zorg ondersteunt.
De effecten van tegenspoed op de hersenen van een moeder zijn ook onderzocht, met name in gevallen van postpartumdepressie, trauma of middelenmisbruik. Psychopathologische aandoeningen komen tot uiting in de hersenen door verminderde activatie in belonings- en empathiecircuits, verhoogde waakzaamheid, veranderde connectiviteit en effecten buiten het netwerk van ouderlijke zorg. Er is meer onderzoek nodig om te begrijpen hoe ongunstige omstandigheden specifieke netwerken in de hersenen vormen.

Wat is biologische gedragssynchronisatie in het sociale ouderbrein?

Het ouderbrein van zoogdieren is geëvolueerd door wederzijdse invloeden tussen de fysiologie van de moeder en het kind, gefaciliteerd door de ontwikkeling van de placenta en zwangerschapshormonen. Bij mensen duurt dit proces langer, omdat de hersenen van baby's bij de geboorte nog onvolwassen zijn. Dit leidt tot een langere periode van plasticiteit voor ouderlijke zorg. De hersenen van de ouder en het kind worden op elkaar afgestemd door middel van bio-gedragssynchronisatie, waardoor de basis wordt gelegd voor de levenslange sociale en aanpassingsvaardigheden van het kind. Oxytocine, ouderlijk gedrag en fysiek contact spelen een cruciale rol bij het vormgeven van deze lange termijn effecten. Ouderlijke oxytocinespiegels voorspellen de sociale betrokkenheid van kinderen, terwijl sensitief ouderschap in de kindertijd een positieve invloed heeft op sociale resultaten later in het leven.

Wat is de conclusie?

Het bestuderen van het ouderbrein geeft inzicht in de menselijke socialiteit door ouderschap tussen soorten te vergelijken. De neurobiologie van het ouderschap, waarbij hersenstructuren en oxytocine betrokken zijn, beïnvloedt verschillende sociale functies gedurende het hele leven en is gekoppeld aan sociale disfuncties. Het onderzoeken van hersen-tot-hersensynchronisatie tijdens interacties in het echte leven tussen ouders en kinderen helpt te begrijpen hoe de hersenen sociale signalen verwerken en banden vormen. Het aanpassingsvermogen en de samenwerkingsmogelijkheden van het brein van de ouders bieden een dynamisch model om te begrijpen hoe de hersenen synchroniseren voor een succesvolle opvoeding van kinderen en gezinscohesie.

The specific neurobiological characteristics of autism are manifest in hypoactivation of the motor system during action word comprehension. Previous literature suggests a functional importance of this area for action semantic processing, as well as structural abnormalities in autism in frontal motor systems, their internal connections, and those connecting them to other brain regions (particularly the long-distance pathways between temporal and parietal circuits involved in perception and frontal and motor circuits important for action processing). The developing circuits binding action- with perception-related information are fragile in autism and do not efficiently channel perceptual information to motor circuits.

What is ‘embodied’ or ‘grounded’ cognition?

Embodied cognition is a framework that states that conceptual thought and retrieval of meaning involves the complete or partial reactivation, in a simulative manner, of neural sensorimotor activation experienced during initial concept acquisition. Neural substrates for thought, language, and movement are intrinsically interwoven and functionally interdependent.

How is language connected to the human motor system?

Sounds, spoken and written words with action-related meaning produce somatotopic semantic activation of the human motor system. Neural control of movement includes many cortical and subcortical regions along with the cerebellum, most of which have been seen to be activated by words with action affordances.

What evidence is there to support that activity in certain regions indexes semantic processing rather than reflecting post-comprehension thought processes?

• Motor system activation whilst processing action-related stimuli is manifest even if participants do not actively attend to language input.
• Motor activation during processing of language is flexible and follows the pattern that is expected for semantic mechanisms.
• Overt movement of stimulation of motor areas has a causal effect on simultaneous processing of specific types of action words, and also word processing may impact on specific motor mechanisms with effects visible in behavior and electrophysiological brain recordings.
• Frontocentral activity emerges in the semantic learning of new action words. 
• Movement disorders and clinical impairments to motor systems are associated with specific processing impairments or abnormalities for action-related words which call on action knowledge in their meaning retrieval.

What is autism (viewed as a movement disorder)?

Autism spectrum conditions (ASC) are neurodevelopmental syndromes characterized by impairments in social interaction, communication and language, repetitive behaviors and intense, rigid interests. A neurobiological perspective emphasizes a possible deviance in action perception integration. The autistic phenotype is an emergent property of developmental interactions between many brain regions and functions. It is possible that the normal developmental trajectory has gone wrong, and early motor disruption derailed multiple domains where autistic symptomatology emerges.

Does motor dysfunction in autism occur more often than in the general population and what kind of motor deficits do they have?

Individuals with autisms show poorer motor coordination, arm movements, gait, postural stability, slower repetitive movements, overflow, gait, balance, manual dexterity and coordination, dysrhythmia, ball skills, grip strength, finger tapping, and pegboard tasks. The most common types of errors that autistic people make, are needing more attempts, only partially replicating actions, showing abnormal synkinesias, using part of the body as an object, orienting the hand incorrectly, or misjudging the amplitude, force or size of gestures. These are all spatial errors, instead of problems with recognition and representing actions and gestures. It may be that motor deficit in autism isn´t related to the actual execution of the movement, but instead to the preparation and planning and programming of movements.

How does the corticol motor system relate to movement impairment?

The corticol motor system (primary motor, premotor, and supplementary motor cortex) shows differences between children with and without autism. Individuals with autism show increased grey matter volume and surface area in the right motor cortex, as well as an excess in white matter in M1. They appear to show a difference in functional connectivity, whereby during a movement task, synchronized activity between left and right M1 and between M1 and other motor regions is reduced.

How does self-other mapping relate to autism?

Imitation deficits can be described in terms of impairments in self-other mapping. Self-other mapping is the ability to connect an observed action with the motor program necessary to perform a similar movement oneself. The mechanism of this perception-to-action mapping is posited in mirror neurons, which are responsive both when a specific action is carried out and when the same action is perceived visually or acoustically. Neural activity attributable to mirror neurons in the premotor and motor cortex is much lower in individuals with autism.

What is the broken mirror hypothesis?

The broken mirror theory claims that a dysfunction of the mirror neuron system may be the cause of poor social interaction and cognition in individuals with autism. Individuals with autism show a lack of mirror neuron activity in several regions of the brain. Mirror neurons may enable humans to see themselves as others see them, which may be essential for self-awareness and introspection. A dysfunctional mirror neuron system can create an absence of empathy, language deficits, poor imitation, and other symptoms of ASC.

How does language and motor development relate to later autism?

In autism, the relationship between motor skills in toddlerhood and receptive and expressive language in childhood is mediated by reduced exploration of objects and environment and reduced social interest. Motor skills such as babbling, shuffling, and crawling all alter an infant´s relationship with the objects and people around him or her and provides new learning experiences and promotes language development. It is then expected that early motoric dysfunction leads to language delays and other abnormalities that are characteristic for autism.

How do cells within action perception circuits become infused with multimodal sensorimotor properties?

Associative learning and linkage with other neural populations, also referred to as information mixing, refers to the finding of multimodal neurons which carry information across different modalities, including motor, visual, and auditory feature processing. Action perception integration happens when sensory and motor populations of neurons increase the efficacy of their mutual connections due to correlated activity. The stronger links provide additional recurrent activation in action production and the perception process and yield activity maintenance after stimulation, due to reverberant activation supported by the strong population-internal links.

How can the specific neurobiological characteristics of autism be regarded as a plausible cause of the efficiency reduction in action semantic processing?

The specific neurobiological characteristics of autism are manifest in hypoactivation of the motor system during action word comprehension. Previous literature suggests a functional importance of this area for action semantic processing, as well as structural abnormalities in autism in frontal motor systems, their internal connections, and those connecting them to other brain regions (particularly the long-distance pathways between temporal and parietal circuits involved in perception and frontal and motor circuits important for action processing). The developing circuits binding action- with perception-related information are fragile in autism and do not efficiently channel perceptual information to motor circuits.