De intrigerende zaak van H.M.: Hoeveel kunnen we leren over het menselijk geheugen van één persoon?

Wie zou je zijn zonder je geheugen? Wat als je je familie en vrienden niet meer zou herkennen? En hoe zou je het leven ervaren als je niet meer weet wat er gisteren of zelfs een paar minuten geleden is gebeurd? In de wereld van de psychologie is er een beroemde casus die ons veel heeft geleerd over het geheugen, namelijk die van H.M. H.M. was een man die door een baanbrekende operatie een van de meest bestudeerde individuen werd in de neurowetenschappen. Zijn verhaal zorgt er niet alleen voor dat we beter weten hoe de geheugenfuncties georganiseerd zijn in de hersenen, maar roept ook een aantal filosofische vragen op over onze identiteit. 

H.M. leed aan epilepsie, wat zijn levenskwaliteit aanzienlijk beïnvloedde. Om van zijn aanvallen af te komen, onderging hij in 1953 een operatie. Bij die operatie werden delen van zijn temporale kwabben verwijderd, waaronder de hippocampus en de amygdala. Hoewel de operatie resulteerde in minder aanvallen, had het ook een nadelig effect; hij was niet meer in staat om nieuwe herinneringen te vormen.

Na de operatie leed H.M. aan anterograde amnesie, wat betekende dat hij na de operatie geen nieuwe herinneringen meer kon vormen van gebeurtenissen en informatie. Hij kon zich niet herinneren wat hij gisteravond had gegeten of de naam van een persoon die hij die dag had ontmoet. Echter had hij geen retrograde amnesie. Hij kon dus herinneringen van vóór de operatie wel op te halen. Hij had wel problemen met zijn kortetermijngeheugen, wat betekent dat hij moeite had om informatie direct na het leren weer op te roepen. Door deze unieke combinatie konden onderzoekers zich verdiepen in de werking van geheugenvorming en -opslag in het menselijk brein. Door de bilaterale laesie van zijn hippocampus en het verwijderen van de omliggende structuur in de mediale temporale kwab konden wetenschappers specificeren hoe de afwezigheid van deze hersengebieden specifieke geheugenfuncties beïnvloedde. Onderzoekers waren daardoor in staat om de neuronale circuits die betrokken zijn bij het verwerven van nieuwe kennis beter te begrijpen.

H.M. heeft ons ook veel geleerd over het onderscheid tussen verschillende soorten geheugen. Na zijn operatie was hij nog steeds in staat om nieuwe vaardigheden te leren, zoals spiegeltekenen, waarbij hij een ster moest tekenen door alleen maar naar de reflectie van zijn hand in de spiegel te kijken. Deze taak is gerelateerd aan wat we noemen ''procedureel geheugen'', het geheugen van ''hoe je dingen moet doen'' (zoals autorijden, fietsen of tekenen). Hoewel zijn prestatie op het spiegeltekenen verbeterde, kon hij zich niet herinneren dat hij deze taak al eerder had geoefend, omdat hij geen nieuwe herinneringen kon vormen. Dit suggereert dat bepaalde geheugensystemen, vooral die betrokken zijn bij het verwerven van vaardigheden en motorisch leren, niet volledig afhankelijk zijn van de structuren die tijdens zijn operatie waren verwijderd.

Naast dat de casus van H.M. onze kennis van het geheugen vooruit hielp, riep het ook enkele filosofische vragen op, namelijk of H.M. een gevoel van “zelf” had? We weten dat hij een man was die zijn overtuigingen en waarden met zich meedroeg, zelfs na zijn operatie, en hij was zich ook bewust van zijn aandoening. Hij wist niet hoe oud hij was, maar hij kon nog steeds een aantal van zijn herinneringen uit zijn kindertijd delen. Maar zou hij zich, zonder de herinneringen die hem maakten tot wie hij was, nog steeds dezelfde persoon voelen? Hoewel er geen goed of fout antwoord is op de vraag of hij een gevoel van “zelf” had of niet, benadrukt H.M.'s geval de complexe wisselwerking tussen geheugen, zelfbewustzijn en identiteit.

In de rest van zijn leven nam hij deel aan onderzoek en door deze waardevolle data leverde hij een onschatbare bijdrage aan de neurowetenschappen. Hoewel H.M. slechts één individu is, blijft zijn geval een mijlpaal op het gebied van de psychologie, omdat het inzichten verschaft in de neuronale structuren van het geheugen en de functionele organisatie van het menselijk brein. Zijn intacte procedurele geheugen, in het bijzonder, benadrukt de complexiteit van geheugensystemen en hoe ze afhankelijk zijn van verschillende hersengebieden.

Auteur: Ege Su Gülseven

Denkspelletjes: verder denken dan de mythes over de linker- vs rechterhersenhelft bij het ontrafelen van creativiteit

"Ik snap niets van wiskunde..." " Ik heb een dominante rechterhersenhelft."

Ik weet zeker dat je minstens één keer in je leven van deze populaire theorie hebt gehoord. Misschien heb je zelfs het recente artikel van Brainmatters gelezen met de titel "Linksbreinig, rechtsbreinig of “beiden-breinig”?", waarin de oorsprong van de mythe grondig wordt uitgelegd. 

Om het kort samen te vatten, ontstond dit idee van dominante hersenhelften rond het jaar 1980 na de publicatie van het werk van Dr. Roger W. Sperry, waarvoor hij in 1981 een Nobelprijs ontving. In zijn werk toonde Dr. Sperry aan dat sommige specifieke cognitieve functies voornamelijk worden aangestuurd door één hersenhelft. Dit werd destijds als baanbrekend beschouwd, omdat het in directe tegenspraak was met het klassieke idee van perfect symmetrische hersenen. Beetje bij beetje won de theorie aan terrein, werd ze minder wetenschappelijk en werd ze vereenvoudigd en gepopulariseerd tot het punt waarop ze onze Pinterest moodboards en Instagram filmpjes bereikte.

Tegenwoordig is het niet ongewoon om te horen dat mensen de linkerkant van de hersenen associëren met logica, taal, getallen en analytisch denken en de rechterkant met intuïtie, emotionele intelligentie, verbeelding en creativiteit. Op dezelfde manier worden linkshandigen soms beschouwd als academisch begaafder dan de rechtshandige meerderheid. Maar is het echt zo eenvoudig? Kunnen de hersenen op zo'n bepaalde zwart-witte en drastische manier verdeeld worden?

Het kunstige brein

“Kunst” kan worden gedefinieerd als een product van menselijke creativiteit. Het is een vaardigheid die geleerd kan worden door studie, oefening en observatie. Kunst verandert dus voortdurend en impliceert evolutie en verbetering. Het creatieve proces kan worden onderverdeeld in veel verschillende stappen: het bedenken en verfijnen van het idee, planning, uitvoering, kwaliteitsbeoordeling, enzovoort…. Dit alles wordt gecoördineerd door meerdere hersengebieden. 

Laten we als voorbeeld het maken van een portret van een dierbare nemen. Om dit schilderij te maken, worden verschillende hersengebieden geactiveerd. De visuele cortex wordt geactiveerd om het uiterlijk van de persoon weer te geven, de kleine hersenen voor motor controle en verbeelding, de frontale cortex voor de besluitvorming en uitvoering, en het limbisch systeem voor de regulatie en verwerking van emoties en het geheugen. De motorische cortex begeleidt vervolgens de hand tijdens het schilderen en ga zo maar verder. Dit zijn slechts enkele van de vele hersengebieden die nodig zijn om het gewenste product te bereiken, waarvan de meeste in beide hersenhelften aanwezig zijn.

Volgens de theorie van de rechter- en linkerhersenhelft worden creativiteit en kunst meer geassocieerd met de rechterhersenhelft vanwege hun sterke esthetische en emotionele componenten. Kunst wordt inderdaad bewonderd en staat erom bekend emoties op te roepen. Eén van de beroemdste voorbeelden is Edward Munch's Skrik (in het Nederlands bekend als "de schreeuw"). Als je naar dit schilderij kijkt, is het onmogelijk om de emotionele nood die het schilderij probeert over te brengen niet te herkennen en te voelen. Maar, zoals in de loop van de geschiedenis is gebleken, kan kunst ook worden gebruikt om politieke overtuigingen over te brengen, te beargumenteren en mensen hiervan te overtuigen. Dit zijn verschillende handelingen die meer worden geassocieerd met de linkerhersenhelft. In de 20e eeuw stelde Otto Dix, een Duitse schilder, de verschrikkingen van de Eerste Wereldoorlog aan de kaak en bekritiseerde hij de nazi's tijdens de Tweede Wereldoorlog. Zijn kunst was voor hem een manier om zijn trauma's uit te drukken en een anti-oorlog boodschap over te brengen.

Creativiteit kan niet beperkt worden tot één hersengebied, maar lijkt meer een samenspel te zijn van een groot aantal verschillende hersenstructuren in beide hersenhelften. Hiermee zien we al wat haarscheurtjes optreden in de theorie dat creativiteit voornamelijk geassocieerd wordt met alleen de rechterhersenhelft. 

Moderne neurowetenschappen versus de mythe over de linker- of rechterhersenhelft

De moderne neurowetenschappen en de ontwikkeling van realtime neuroimaging hebben onderzoekers ertoe gebracht het creatieve proces bij gezonde en zieke mensen te onderzoeken en hebben antwoord gegeven op de brandende vraag: "Linksbreinig, rechtsbreinig of “beiden-breinig”?".

Met name functionele Magnetic Resonance Imaging (fMRI) heeft tot een enorme vooruitgang geleid op dit gebied doordat het mogelijk werd om de hersenen op elk moment en tijdens specifieke taken van patiënten te bestuderen. Uiteindelijk zijn er op deze manier actieve hersengebieden geïdentificeerd die betrokken zijn bij het creatieve proces. Hoewel het waar is dat de linker- en rechterhersenhelft verschillend geactiveerd kunnen worden afhankelijk van de taken, waarbij de rechterhersenhelft meer geassocieerd wordt met visualisatie en conceptualisatie, vertoonden kunstenaars een minder uitgesproken dominantie voor één hersenhelft specifiek. De belangrijkste hypothese om dit verschil te verklaren is gekoppeld aan leren en de plasticiteit van onze hersenen. Leren maakt het namelijk mogelijk om synaptische verbindingen tussen verschillende hersenstructuren te hervormen, waardoor het creatieve proces meer in balans komt tussen de hersenhelften. In de muziek is men tot dezelfde conclusie gekomen. De rechterkant van de hersenen is gekoppeld aan het waarnemen van toonhoogte, harmonie en ritmes en de linkerkant aan het verwerken van snelle veranderingen in frequentie en intensiteit van melodieën. Hierdoor vullen beide kanten van de hersenen elkaar aan en zijn dus belangrijk.

Klinische gevallen hebben ook bijgedragen aan het ontkrachten van de mythe. Patiënten met een beroerte blijken vaak zeer gelokaliseerde letsels te hebben in de rechter- of linkerhersenhelft. Deze letsels gaan vaak gepaard met specifieke gedragsstoornissen. 

In de context van kunst zullen patiënten met een beroerte in de meeste gevallen een nieuwe schilderstijl ontwikkelen als gevolg van hun hersenletsel. Dit resulteert in de creatie van weidse landschappen en grotere figurale composities. Zo veranderde de Duitse schilder Anton Räderscheidt zijn schilderstijl na een beroerte in de rechterhersenhelft. Zijn werk gaf aanleiding tot meer vervormde voorstellingen van figuren en een meer algemeen gebruik van intense en felle kleuren. Federico Fellini, een Italiaanse filmregisseur, schilder en striptekenaar uit de 20e eeuw, leed aan een beroerte van de rechterhersenhelft, wat leidde tot een verwaarlozing van de linkerkant van het teken oppervlakte, die na 2 maanden ruimschoots was gecompenseerd. Op dezelfde manier gaan beroertes van de linkerhersenhelft ook gepaard met verschillende artistieke patronen. 

Het creatieve proces kan dus niet worden toegeschreven aan slechts één hersenhelft. Zelfs na beschadiging van de rechter- of linker hersenhelft blijft het creatieve proces bestaan, ook al is het enigszins veranderd.

Plastische kunsten

Het laatste stukje informatie wat deze mythe onderuit haalt heeft te maken met leren en plasticiteit van de hersenen. Zoals je hierboven al hebt kunnen lezen, is het nu inderdaad algemeen bekend dat de hersenen een plastisch orgaan zijn, dat verandert en evolueert in de loop van ons leven. Ik herinner me nog goed dat toen ik jonger was ik slecht was in het vak beeldende vorming en ik net aan een voldoende haalde. Echter, als ik hieraan terugdenk, was er gewoon een kloof tussen mijn verbeelding en mijn uitvoerende vaardigheden. Mijn creativiteit werkte op een andere manier en door training en doorzettingsvermogen begreep ik uiteindelijk dat iedereen op zijn eigen manier creatief is. Er bestaat namelijk niet zoiets als een niet-creatief persoon. 

Leren en ervaring creëren en versterken synaptische verbindingen, waardoor creativiteit een steeds veranderende en evoluerende hersenfunctie is. Zo vergroot een pianist door herhaling de omvang van het corticale motorische gebied dat geassocieerd is met de vingers, waardoor bepaalde moeilijke bewegingen gemakkelijker worden en hun muziek vaardigheden verbeteren. 

Het is mogelijk om je hersenen te trainen om beter te worden in bepaalde dingen, zelfs in kunst. Dus, zoals de beroemde chef-kok Gusteau al zei over koken (ja, dit is een Ratatouille citaat): "Iedereen kan kunst". Laat je niet opsluiten door mythes en vooropgezette ideeën en wees je meest creatieve zelf.

Auteur: Jennifer Morael

Referenties:

Voedsel dat ons aan het denken zet; kunnen vezels ons slimmer maken?

Vezels, je hebt de schreeuwende reclames in de supermarkt waarschijnlijk wel voorbij zien komen op specifieke repen, ontbijtgranen en andere producten. Maar waarom leggen fabrikanten zoveel nadruk op dit specifieke voedingsbestanddeel? Je antwoord zou waarschijnlijk zoiets zijn als: 'Het is goed voor onze gezondheid'. Dit is technisch gezien correct, maar wat is specifiek het effect op de gezondheid van de hersenen? In dit artikel pluizen we het laatste onderzoek voor jou uit wat betreft vezels en hun gunstige effecten op cognitie.

Laten we bij het begin beginnen en uitleggen wat we bedoelen met voedingsvezels. De definitie heeft enkele veranderingen ondergaan, maar wordt tegenwoordig gedefinieerd als een koolhydraat dat niet in kleine stukjes kan worden geknipt door eiwit eenheden die enzymen worden genoemd. Daarom komt er bij de verwerking van voedingsvezels geen energie vrij zoals dat wel gebeurt bij andere koolhydraten. Desalniettemin zijn voedingsvezels een cruciaal onderdeel van ons dieet, vooral als we het hebben over onze hersenen.

In onze vorige artikelen hebben we je kennis laten maken met de microbiota-darm-brein as. Deze as vormt een snelweg tussen onze darmen en hersenen en is belangrijk voor de overdracht van signalen en andere metabolieten tussen beide. De afbraak van voedingsvezels door bacteriesoorten in onze darmen resulteert in de opbouw van darmhormonen, die onder andere onze hongersignalen reguleren, en microbiële metabolieten zoals vetzuren met een korte keten. Deze korte-keten vetzuren, zoals butyraat, acetaat of propionaat zijn onder andere belangrijk voor de communicatie tussen de microbiota en de hersenen en voor het activeren van neurotransmitter productie. Een andere voorgestelde route hoe voedingsvezels invloed uitoefenen op cognitie zou via het immuunsysteem kunnen lopen. Echter, tot op heden zijn deze mogelijke routes alleen nog mechanistisch bestudeerd bij dieren.

Cruciaal is dat ons verwesterde dieet in schril contrast staat met de huidige richtlijnen rondom dagelijkse consumptie van voedingsvezels. Volgens deze richtlijn moeten we 25 tot 30 gram voedingsvezels per dag eten. In Nederland ligt de gemiddelde inname ergens tussen de 15 en 23 gram, dus er is genoeg ruimte voor verbetering! Gelukkig, zoals mijn collega, die diëtist is, mij tijdens mijn stage vertelde, is het relatief eenvoudig om kleine aanpassingen in je dieet te maken om aan deze richtlijn te voldoen. Voordat ik je zijn tips en trucs geef, zal ik een samenvatting geven van wat onderzoek op dit moment heeft aangetoond over vezels en de effecten ervan op cognitieve prestaties.

Mao en collega's publiceerden in 2019 de resultaten van hun studie waarin de vezelinname van 3316 deelnemers 25 jaar lang werd gevolgd. Na deze jaren hebben ze de cognitieve prestaties gemeten van deze deelnemers. Interessant is dat een hogere vezelinname gedurende de jonge volwassenheid geassocieerd was met een beter geheugen van geleerde woorden tijdens de middelbare leeftijd. Bovendien toonden Khan en collega's in 2015 al aan dat vezelinname geassocieerd was met betere aanpassingsvaardigheden bij prepuberale kinderen, ook wel cognitieve controle genoemd.  Voor beide studies is het cruciaal om te vermelden dat er werd gecorrigeerd voor bepaalde variabelen zoals lichaamsbeweging, sociaaleconomische status, opleidingsniveau enz.. Anders hadden we kunnen veronderstellen dat een hoge inname van vezels vooral voorkomt in huishoudens met een hoger inkomen die ofwel beter opgeleid zijn, ofwel het zich kunnen veroorloven om extra geld uit te geven aan een gezondere levensstijl. Als dat laatste het geval is, dan is het ook waarschijnlijk dat diezelfde gezinnen zich beter onderwijs voor hun kinderen kunnen veroorloven, wat leidt tot betere cognitieve prestaties op latere leeftijd. Wat echter nog altijd ontbreekt aan deze observationele studies zoals hierboven beschreven, is dat het alleen mogelijk is om te spreken over een positieve correlatie tussen bijvoorbeeld een hogere vezelinname en cognitieve prestaties. Daarom blijft het onduidelijk of vezels alleen verantwoordelijk zijn voor deze verbeteringen of dat andere voedingsstoffen hier ook een rol spelen.

Daarentegen kunnen interventionele onderzoeken naar de effecten van supplementatie van één specifieke voedingsvezel of vezelrijke diëten ons meer informatie geven. Berding en collega's toonden in 2021 aan dat suppletie van dagelijkse maaltijden met een specifieke voedingsvezel genaamd polydextrose bij gezonde vrouwen resulteerde in verbeterde cognitieve flexibiliteit en aandacht, wat niet werd gezien bij de vrouwen die alleen een placebo kregen. Een ander onderzoek, uitgevoerd door Chung en collega's in 2012, lieten 28 middelbare scholieren 9 weken lang een gemengd graan-dieet of een normaal dieet volgen. Interessant genoeg bleek het vezelrijke gemengd graan-dieet beschermend te zijn. De scores van de reguliere dieetgroep op de mentale vermoeidheids test die een indicatie is voor cognitieve controle, waren lager na 9 weken vergeleken met hun scores aan het begin. Dit was in tegenstelling tot de gemengde graan-dieetgroep waarvan de scores consistent bleven over de tijd.

Dit klinkt veelbelovend, toch? Desondanks is momenteel het huidige bewijs nog te schaars om met stelligheid te beweren dat voedingsvezels de cognitieve prestaties verbeteren, maar de hierboven beschreven resultaten wijzen zeker in die richting. Wat ontbreekt in het huidige onderzoek is een gecontroleerde studie met veel deelnemers en gegevens over wat er gebeurt in de darmen als mensen hun vezelinname veranderen. Als deze twee soorten onderzoeken in de toekomst worden uitgevoerd, kunnen we met meer zekerheid zeggen welk type vezel dat in onze darmen wordt verwerkt, resulteert in gunstige afbraakproducten die naar onze hersenen reizen om onze cognitie te beïnvloeden. Desalniettemin kan ik met een gerust hart zeggen dat het laatste woord over vezels en hun effect op cognitie nog niet is gesproken, aangezien er studies onderweg zijn om deze relatie verder te ontrafelen!

In de tussentijd kan het dus geen kwaad om af en toe popcorn als tussendoortje te eten of 's ochtends wat cacaopoeder door je havermout te roeren. Je zult verbaasd zijn over hoeveel vezels je aan je dieet toevoegt middels deze kleine en makkelijke aanpassingen die je waarschijnlijk en hopelijk ook lekker vindt.

Auteur: Joyce Burger

Afbeelding: AI (Bing image creator)

Referenties:

Linksbreinig, rechtsbreinig of “beiden-breinig”?

Als het gaat over de capaciteit van onze hersenen, zijn fictie schrijvers in de afgelopen eeuw behoorlijk geobsedeerd geweest met het idee dat we slechts een fractie van ons brein gebruiken. Van Robert Louis Stevenson's Dr Jekyll and Mr Hyde tot de film 'Lucy' uit 2014, die een hele reeks grappen voortbracht over het feit dat we maar 10% van onze hersenen gebruiken in het dagelijkse leven - veel fictie heeft de "grenzen" van de geest verkend. Sciencefiction is, zoals de naam al zegt, fictie. Toch blijft het idee dat een deel van onze “hersencapaciteitl” onaangeroerd is, bestaan in literatuur die verder gaat dan het rijk der fabelen. Een veelgebruikt voorbeeld hiervan is het boek "Leer tekenen. Ontwikkel de creatieve talenten die verborgen liggen in uw RECHTER hersenhelft" van Betty Edwards, waarin ze uitlegt dat haar succes in de kunst te danken is aan haar vermogen om de creatieve rechterkant van de hersenen te benutten in een wereld die voornamelijk de linker gebruikt. Dit roept de vraag op waar het idee van linksbreinig en rechtsbreinig vandaan komt en hoeveel waarheid er in deze mythe schuilt.

Aan het begin van de 20e eeuw stelden de twee neurologen Broca en Wernicke door studies met patiënten met beschadigde hersenen vast dat gebieden van de linker hersenhelft verantwoordelijk waren voor de verwerking en productie van taal. Dit leidde tot het inzicht dat hersengebieden gespecialiseerd zijn, waarbij specifieke regio's of zelfs hersenhelften verantwoordelijk kunnen zijn voor bepaalde functies en gedragingen. Dergelijke ideeën vormden destijds de inspiratie voor de personages Jekyll en Hyde, waarbij de Jekyll de welbespraakte, rationele linkerhersenhelft vertegenwoordigde en Hyde de meer emotionele en irrationele rechterhersenhelft. Het duurde echter tot de jaren ’60 voordat de termen linker- en rechterhersenhelft echt gangbaar werden.

Epilepsie is een aandoening die vaak kan leiden tot aanvallen als gevolg van abnormale neurale activiteit in verschillende delen van de hersenen. Hoewel er in de loop der jaren veel medicijnen zijn ontwikkeld die de symptomen voor velen kunnen verlichten, zijn er nog steeds patiënten die volledig resistent zijn. Bij deze ernstige gevallen voeren artsen (hoewel zeer zelden) een operatie uit die bekend staat als "corpus callosotomie", met andere woorden, het doorsnijden van het corpus callosum (de belangrijkste bundel zenuwen die de twee hersenhelften verbindt). Het waren studies naar deze patiënten met doorgesneden corpora callosa die de nu ingebakken mythe van de linker- en rechterhersenhelft deden ontstaan.

In de jaren '60 voerden de neurologen Roger Sperry en Michael Gazzaniga een studie uit naar “split vision” bij vier mensen met gespleten hersenhelften. De patiënten werd gevraagd naar twee schermen te kijken, één waarop een beeld in het linkeroog werd geflitst en het andere in het rechteroog. Als ze een beeld waarnamen, moesten ze vertellen wat ze zagen en op een knop drukken. De resultaten boeiden de neurologen genoeg om nog meer gespleten-hersen patiënten te bestuderen. Als de patiënt een beeld in zijn rechter visuele veld kreeg (waarvan de informatie door de linkerhersenhelft verwerkt wordt), meldde hij wat hij zag en drukte hij op de knop; maar als het beeld in zijn linker visuele veld werd geflitst (verwerkt door de rechterhersenhelft), zei hij niet dat hij iets had gezien, maar drukte hij wel met zijn linkerhand op de knop. Dit bracht Gazzaniga en Sperry tot de conclusie dat de linkerhersenhelft de plaats is waar verbale verwerking plaatsvindt en dat de rechterhersenhelft, bij deze patiënten niet kon communiceren met zijn tegenhanger. Als klap op de vuurpijl waren de patiënten in staat om de stimulus die ze in hun linker visuele veld zagen te tekenen, zelfs als ze er niet over konden rapporteren. 

In de volgende twee decennia werd meer onderzoek gedaan naar hoe gespleten-hersen patiënten alleen verbaal konden communiceren met de linkerkant van de hersenen, terwijl de rechterkant  van het brein door de linkerhand aan te sturen antwoorden te tekenen, schijnbaar vanuit eigen beweging. Natuurlijk gaf de wereld zijn eigen interpretatie aan deze studies. De rechterhersenhelft was duidelijk anders, stiller en visueel artistieker, in vergelijking met de "normale", welbespraakte linkerhersenhelft. Linkshandigheid werd opnieuw een eigenschap die gedragsmatige correlaties moest hebben, het had immers een direct verband met die artistieke rechterhersenhelft. Naarmate de termen links- en rechtsbreinig hip werden, begon je dit ook terug te zien in de neurowetenschappen, waardoor steeds meer onderzoekers in deze mythes begonnen te geloven, ondanks het gebrek aan klinisch bewijs.

Dit artikel legt de basis voor hoe de mythe ontstond in de populaire wetenschap en bredere fictie. In deel 2 zal Jennifer Morael het lopende onderzoek naar de links-rechts kloof bekijken, en feiten van fictie scheiden.

Auteur: Thomas von Rein

Een onrustige geest: Een herinnering aan het leven met een bipolaire stoornis

An Unquiet Mind is een eerlijk en persoonlijk memoires van de klinisch psycholoog Kay Redfield Jamison, waarin ze openhartig haar strijd deelt met bipolaire stoornis, voorheen bekend als manische depressie. Jamison belicht haar leven vanuit het perspectief van een professional en een patiënt, waardoor de lezer een uniek inzicht krijgt van beide kanten van het hek in een vaak onbegrepen stemmingsstoornis.

Ten tijde van publicatie in 1995, net als vandaag de dag, kon het onthullen van iemands worsteling met een psychische aandoening als een klinische professional gemakkelijk hun carrière in gevaar brengen. Jamison gaat in op het stigma en de schaamte die geassocieerd worden met het leven met een bipolaire stoornis en werpt licht op een uitdagende reis.

Sindsdien is ons begrip van bipolaire stoornis geëvolueerd. Het is nu geclassificeerd in twee typen, bipolair I en II, die verschillend van aard zijn en waarover gediscussieerd wordt als zijnde volledig afzonderlijke stoornissen, ondanks dat ze op één hoop worden gegooid. Bij bipolair I is er minstens één manische episode, die gepaard kan gaan met depressieve episodes. Bipolaire II daarentegen wordt gekenmerkt door terugkerende depressieve episoden en ten minste één hypomane episode, waarbij de periodes van depressie vaak langer en frequenter zijn. Manie omvat een constellatie van tekenen en symptomen, waaronder een verhoogde stemming, grootheidswaan, snel denken, verhoogde impulsiviteit en kan agressie en prikkelbaarheid inhouden. Hypomanie is vergelijkbaar met de manische toestand, maar in een mindere mate en duur, en veroorzaakt over het algemeen geen significante beperkingen.

Mensen met een bipolaire stoornis lopen een groter risico op zelfmoord dan mensen in het algemeen en hoewel de meeste zelfmoordpogingen plaatsvinden tijdens depressieve periodes, kunnen zelfmoordpogingen ook plaatsvinden tijdens manische periodes en deze zijn meestal dodelijker. Huidig onderzoek heeft voorgesteld dat herhaalde periodes van depressie iemand vatbaarder kunnen maken voor manie, ook bekend als de "aanmaakhypothese".

Hoewel "bipolaire stoornis" de geaccepteerde terminologie is in de vijfde editie van de Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-V), spreekt Jamison in haar memoires haar afkeuring uit over het gebruik van "bipolair" als beschrijving van haarzelf en haar stoornis, ze vindt de term "vreemd en krachtig beledigend". De term "bipolair" lijkt op zichzelf de ernst van de ziekte die het zou moeten voorstellen te verdoezelen en te minimaliseren, terwijl de historische term "manisch-depressief" de ernst van de stoornis lijkt te vatten. Dit gevoel komt overeen met een bredere kritiek onder professionals in de psychologie die geloven dat de DSM-V geestelijke stoornissen te veel simplificeert in het streven naar precieze taal. Bipolaire stoornis bestaat, net als veel andere psychische aandoeningen, uit een spectrum en kan veel variaties bevatten, bijvoorbeeld gemengde toestanden, waarbij manische en hypomane symptomen samengaan met depressieve. Het bestaan van deze verschillende toestanden komt niet duidelijk naar voren in de term "bipolair", die slechts twee stemmingsstoestanden impliceert.

Ik kan "An Unquiet Mind" van harte aanbevelen aan iedereen die op zoek is naar een beter begrip van het leven door de lens van een stemmingsstoornis. Jamisons memoires nemen je mee op een aangrijpende ontdekkingsreis door de hoogte- en dieptepunten van haar leven en haar ontmoetingen met de liefde. Om de essentie van het boek het beste weer te geven, laat ik je achter met Jamisons eigen woorden als ze welsprekend vertelt over haar strijd en leven met een bipolaire stoornis:

"Ik heb mezelf vaak afgevraagd of ik, als ik de keuze had, zou kiezen voor een manisch-depressieve ziekte. Als lithium niet voor mij beschikbaar zou zijn, of niet voor mij zou werken, zou het antwoord een eenvoudige nee zijn - en het zou een antwoord zijn dat doorspekt is met angst. Maar lithium werkt wel voor mij, en daarom denk ik dat ik het me kan veroorloven om de vraag te stellen. Vreemd genoeg denk ik dat ik ervoor zou kiezen. Het is ingewikkeld. Een depressie is afschuwelijk en onbeschrijfelijk; ik zou niet nog een keer een langdurige depressie willen meemaken. Het laat relaties bloeden door achterdocht, gebrek aan zelfvertrouwen en zelfrespect, het onvermogen om van het leven te genieten, om normaal te lopen of te praten of te denken, de uitputting, de nachtmerries, de dagmerries. Er valt niets goeds voor te zeggen, behalve dat het je laat ervaren hoe het is om oud te zijn, om oud en ziek te zijn, om stervende te zijn; om traag van geest te zijn; om geen gratie, glans en coördinatie te hebben; om lelijk te zijn; om geen geloof te hebben in de mogelijkheden van het leven, de genoegens van seks, de voortreffelijkheid van muziek, of het vermogen om jezelf en anderen aan het lachen te maken. 

Anderen doen alsof ze weten hoe het is om depressief te zijn omdat ze gescheiden zijn, hun baan kwijt zijn of het met iemand hebben uitgemaakt. Maar deze ervaringen brengen gevoelens met zich mee. Depressie daarentegen is vlak, hol en onverdraaglijk. Het is ook vermoeiend. Mensen kunnen het niet verdragen om bij je in de buurt te zijn als je depressief bent. Ze denken misschien dat ze dat zouden moeten doen en ze proberen het misschien zelfs, maar jij weet en zij weten dat je onvoorstelbaar vervelend bent: je bent prikkelbaar en paranoïde en humorloos en futloos en kritisch en veeleisend en geen enkele geruststelling is ooit genoeg. Je bent beangstigend en je bent "helemaal niet zoals jezelf, maar dat zal je binnenkort wel zijn", maar je weet dat je dat niet zult zijn. 

Dus waarom zou ik iets met deze ziekte te maken willen hebben? Omdat ik eerlijk geloof dat ik daardoor meer dingen heb gevoeld, dieper; meer ervaringen heb gehad, intenser; meer heb liefgehad en meer geliefd ben geweest; de lente meer heb gewaardeerd, voor alle winters; de dood "zo dichtbij als een tuinbroek" heb gedragen, het - en het leven - meer heb gewaardeerd; het mooiste en het vreselijkste in mensen heb gezien en langzaam de waarden van zorgzaamheid, loyaliteit en dingen doorzien heb geleerd. Ik heb de breedte en diepte en breedte van mijn verstand en hart gezien en gezien hoe broos ze allebei zijn en hoe uiteindelijk onkenbaar ze allebei zijn. Depressief, ik heb gekropen op mijn handen en knieën om door een kamer en hebben gedaan voor maand na maand. Maar, normaal of manisch, ik heb sneller gelopen, sneller gedacht en sneller liefgehad dan de meesten die ik ken. En ik denk dat veel hiervan te maken heeft met mijn ziekte - de intensiteit die het aan dingen geeft en het perspectief dat het me oplegt. Ik denk dat het me de grenzen van mijn geest heeft laten testen (die, hoewel ze wil, vasthoudt) en de grenzen van mijn opvoeding, familie, opvoeding en vrienden. 

 De ontelbare hypomanieën en de manie zelf hebben allemaal een ander niveau van voelen en denken in mijn leven gebracht. Zelfs toen ik het meest psychotisch was - met waanvoorstellingen, hallucinaties, uitzinnigheid - was ik me ervan bewust dat ik nieuwe hoekjes vond in mijn hoofd en hart. Sommige van die hoekjes waren ongelooflijk mooi en benamen me de adem en gaven me het gevoel dat ik op dat moment kon sterven en dat de beelden me zouden ondersteunen. Sommige waren grotesk en lelijk en ik wilde nooit weten dat ze er waren of ze weer zien. Maar altijd waren er die nieuwe hoeken en - als ik me mijn normale zelf voel, die ik verplicht ben aan medicijnen en liefde - kan ik me niet voorstellen dat ik afgestompt raak aan het leven, omdat ik weet van die grenzeloze hoeken, met hun grenzeloze uitzichten." 

Auteur: Jenelle Rofe

Referenties

Allsopp, K., Read, J., Corcoran, R., & Kinderman, P. (2019). Heterogeneity in psychiatric diagnostic classification. Psychiatry Research, 279, 15–22.

American Psychiatric Association. (2013). Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM-5®). American Psychiatric Publishing.

Burger, J. (n.d.-a). It is all about the labels. Brain Matters. Retrieved October 21, 2023.

Burger, J. (n.d.-b). Schizophrenia and Bipolar disorder, a blessed misfortune regarding creativity? Brain Matters. Retrieved October 21, 2023.

Esterberg, M. L., & Compton, M. T. (2009). The psychosis continuum and categorical versus dimensional diagnostic approaches. Current Psychiatry Reports, 11(3), 179–184.

Forney, E. (2012). Marbles: Mania, Depression, Michelangelo, and Me: A Graphic Memoir. Penguin.

Fried, E. I., van Borkulo, C. D., Cramer, A. O. J., Boschloo, L., Schoevers, R. A., & Borsboom, D. (2017). Mental disorders as networks of problems: A review of recent insights. Social Psychiatry and Psychiatric Epidemiology, 52(1), 1–10.

Hanscom, D. (n.d.). The DSM Classification System: More Harmful Than Helpful? Psychology Today. Retrieved October 21, 2023.

Jamison, K. R. (1996). An Unquiet Mind. Vintage Books.

Kessels, R., Eling, P., Ponds, R., Spikman, J., & van Zandvoort, M. (Eds.). (2017). Clinical neuropsychology. Boom.

Mania | Johns Hopkins Psychiatry Guide. (n.d.). Retrieved October 30, 2023.

Nienke Jabben & Indira Tendolkar. (2017). Depression and bipolar disorders. In R. Kessels, P. Eling, R. Ponds, J. Spikman, & M. van Zandvoort (Eds.), Clinical neuropsychology. Boom.

Tondo, L., Isacsson, G., & Baldessarini, R. J. (2003). Suicidal Behaviour in Bipolar Disorder. CNS Drugs, 17(7), 491–511.

Het ondenkbare denken

"Sensationele verhalen over de wonderlijke werking van het brein"

door Helen Thomson

De neurowetenschap heeft heel veel geleerd van mensen met afwijkende hersenen. Denk maar eens aan het klassieke voorbeeld van Phineas Gage die een ijzeren staaf door zijn frontale cortex kreeg, waardoor zijn persoonlijkheid compleet veranderde. In het boek "Unthinkable"  ontmoet je 9 mensen uit de huidige tijd die ook fascinerende hersenen hebben waar we veel van kunnen leren. 

Tijdens het lezen van dit boek mag je als een vlieg op de muur meeluisteren met Helen, de auteur van dit boek, die in gesprek gaat met mensen die anders zijn dan de meeste mensen. Ze schuift aan bij negen personen die hele unieke neurologische stoornissen hebben (gehad). Zo heeft bijvoorbeeld Sharon geen “innerlijke kaart" en is daardoor voortdurend de weg kwijt. Sylvia hoort de hele dag door muziek als auditorische hallucinatie. Bij anderen zou je de stoornis misschien eerder een gave kunnen noemen, zoals bij Joel die de gevoelens van anderen letterlijk overneemt, of Bob, iemand die zich letterlijk alle dagen uit zijn leven kan herinneren. 

Naast het leren kennen van deze personen en hoe ze omgaan met hun speciale brein, leer je ook de neurowetenschappelijke achtergrond van hoe het brein werkt en hoe verschillende stoornissen kunnen ontstaan. Maar de wetenschap heeft nog geen antwoord op alles. Ik citeer:

“If the brain were so simple that we could understand it, we would be so simple that we couldn't.”

Kortom, een echte aanrader om te lezen voor iedereen die geïnteresseerd is in hersenen en mensen. Of je je nou al jarenlang bezig houdt met neurowetenschap, of hier nog weinig van weet, dit boek is erg leuk om te lezen.

Auteur: Pauline van Gils

Schizofrenie en bipolaire stoornis, een gezegend ongeluk met betrekking tot creativiteit?

Misschien ben je bekend met de beroemde Nederlandse schilder Vincent van Gogh. Vincent is het meest bekend om zijn schilderij 'De Sterrennacht', maar het verhaal achter het maken van dit schilderij is nogal wreed. Van Gogh sneed in een schijnbaar psychotische toestand de lel van zijn linkeroor af en gaf deze vervolgens aan een prostituee. Zonder zich te herinneren wat er gebeurde, werd hij de volgende dag opgenomen in het ziekenhuis waar hij bleef lijden aan intense visuele en auditieve hallucinaties die door de artsen werden omschreven als 'acute manie'. Deze terugkerende episodes leidden tot verschillende ziekenhuisopnames, maar opvallend genoeg maakte hij in deze periode ongeveer 150 schilderijen, waaronder zijn beroemdste werk 'De Sterrennacht'.

Het verband tussen creativiteit en geestelijke stoornissen

Van Gogh kreeg bijna 30 verschillende diagnoses van verschillende doktoren die zijn toestand mogelijk zouden kunnen verklaren. Dit artikel is echter niet bedoeld om in te gaan op deze mogelijke stoornissen die Van Gogh gehad zou kunnen hebben. We proberen licht te werpen op een andere vraag: is het mogelijk dat een specifieke geestelijke ziekte hand in hand gaat met een toename van de creativiteit van dergelijke individuen? In dit artikel ligt de nadruk op twee van de 30 diagnoses die zijn voorgesteld voor Vincents toestand; bipolaire stoornis en schizofrenie.

Om ons allemaal op één lijn te krijgen, moeten we onszelf de vraag stellen wat creativiteit is. Om eerlijk te zijn, is het moeilijk om deze vraag te beantwoorden en ik denk dat er nog steeds ruimte is voor discussie over de definitieve betekenis ervan. De meest gangbare uitleg is echter het vermogen om ideeën te produceren die tegelijkertijd nieuw (origineel, uniek, inventief) en nuttig (passend, aanpasbaar, waardevol) zijn en dit vervolgens tot leven te brengen in de vorm van iets tastbaars (bijvoorbeeld een schilderij).  Interessant genoeg interpreteerde Cesare Lombroso, een Italiaanse arts, creatief zijn destijds als een vorm van morele krankzinnigheid die in verschillende stoornissen kon worden gezien. Het lijkt er dus op dat er in de geschiedenis al een verband werd gelegd tussen creativiteit en geesteszieken, maar is dat ook echt zo?

Bipolaire affectieve stoornis

Laten we ons eerst richten op de bipolaire affectieve stoornis. Je denkt misschien: “Wacht even, ik heb nog nooit van deze stoornis gehoord." Wat houdt het in? Bipolaire affectieve stoornis is er in twee soorten. In dit artikel wordt alleen type I behandeld, omdat patiënten met dit type manische episodes ervaren die relevant worden als we het over creativiteit hebben.  Als we naar de hersenen kijken, zien we dat fronto limbische structuren en dopamine circuits verstoord zijn in het geval van bipolaire stoornis type I. Bovendien spelen dopamine en fronto limbische structuren ook een rol tijdens creatieve activiteiten. Ik wil er echter op wijzen dat de hersenen als geheel met elkaar verbonden zijn en dat er nog veel meer hersengebieden bij betrokken zijn. Dit verband tussen creativiteit en bipolaire stoornis heeft de interesse gewekt van clinici en neurowetenschappers omdat er veel casussen in de literatuur te vinden zijn. Namelijk, bipolaire patiënten uiten zichzelf tijdens een manische periode, dat ze zich geïnspireerd voelen en fantasierijk, beide vruchtbaar voor creativiteit. Patiënten beschrijven zichzelf vaak als 'zeer artistiek en creatief' tijdens zo'n gebeurtenis en kleuren en geuren worden intenser voor hen. 

Op dit punt denk je misschien: "Maar is dit niet allemaal subjectief? Is hier daadwerkelijk bewijs voor dat dit zwart-op-wit aan kan tonen?” Verschillende onderzoeken naar creativiteit bij patiënten met stemmingsstoornissen toonden aan dat zelfs bij toepassing van een brede definitie van creativiteit, niet meer dan 8% van de patiënten met bipolaire stoornissen als creatief kon worden beschouwd. Bovendien werden in een onderzoek van Srivastava en collega's patiënten met een bipolaire stoornis vergeleken met creatieve gezonde mensen en gezonde mensen die niet bovengemiddeld creatief zijn tijdens de euthymische toestand. Aangezien bipolaire type I patiënten afwisselend in een manische toestand, een depressieve toestand en een stabiele mentale toestand verkeren, waarbij de laatste toestand 'euthymie' wordt genoemd, vergeleken ze de drie groepen tijdens deze 'baseline' toestand om uit te zoeken wat er ten grondslag lag aan hun verhoogde creativiteit. Verschillende soorten creatieve taken werden door deze groepen voltooid, samen met een aantal vragenlijsten die verschillende persoonlijkheidskenmerken maten (neuroticisme (gerelateerd aan het ervaren van veel negatieve emoties, zoals angst of zelftwijfel), cyclothymie (veranderlijkheid van stemming), openheid voor ervaringen en intuïtie), allemaal persoonlijkheidskenmerken waar bipolaire type I patiënten hoog op scoren.  Deze studie toonde aan dat de bipolaire stoornis type I  mogelijk niet ten grondslag ligt aan creativiteit, want vergeleken met creatieve gezonde mensen scoorden ze vergelijkbaar op 5 van de 6 tests die creativiteit meten. Wat wel interessant was, is dat er sterke correlaties waren tussen de persoonlijkheidskenmerken zoals hierboven genoemd en de uitkomst van deze creatieve taken. Dit betekent dat mensen die hoog scoren op bijvoorbeeld openheid voor ervaringen, hoger scoren op creatieve taken. Het lijkt er dus op dat niet de volledige psychiatrische stoornis de onderliggende factor is die creativiteit bevordert, maar eerder persoonlijkheidskenmerken die ook hoog zijn bij bipolaire type I patiënten.

Schizofrenie

Schizofrenie is een mentale stoornis met de volgende belangrijke symptomen: hallucinaties, wanen, een verminderde emotionele expressie en ongeorganiseerd denken.

Net als in de manische fase van bipolaire type I patiënten, kunnen mensen met schizofrenie ongewone ervaringen en veelzijdig denken hebben. Om hierbij terug te komen op onze discussie: de ongewone ervaringen en het veelzijdige denken die het resultaat zijn van de wanen en hallucinaties hebben geleid tot het idee dat schizofrene patiënten van de standaard manier van denken kunnen afstappen en hun volledige verbeelding kunnen gebruiken om creatief te zijn. Integendeel, andere theorieën suggereren dat creatieve ideeën tot stand komen als gevolg van een verhoogde cognitieve flexibiliteit en doorzettingsvermogen samen met het vermogen om te plannen, organiseren, etc. (allemaal meestal georkestreerd door de (pre) frontale cortex), wat ontbreekt bij schizofrene patiënten.

Dus hoe zit dat? Een meta-analyse verzamelde het bewijs van 32 onderzoeken en toonde aan dat schizofrenie en creativiteit negatief gecorreleerd zijn. Wat betekent dit? Schizofrenie komt voor in verschillende gradaties van ernst, dus je kunt het zien als een spectrum met gemeenschappelijke afwijkingen zoals wanen en hallucinaties die aan dit spectrum ten grondslag liggen. De meest extreme kant van dit spectrum wordt gekenmerkt door de volledige expressie van schizofrene symptomen, terwijl de andere extreme kant wordt gekenmerkt door de afwezigheid van symptomen (bijvoorbeeld: goed doen voor elkaar). Iemand met een milde uiting van psychotische symptomen, maar die niet aan de volledige positieve (extreme) kant van het spectrum terechtkomt, scoort hoog op creativiteit. Als je echter op deze schaal meer richting de positieve kant van dit spectrum gaat, zien we het omgekeerde effect, namelijk een afname van creativiteit. In de literatuur wordt deze relatie ook wel een omgekeerde U-vorm genoemd. Dit betekent dat, toegepast op dit voorbeeld, er een maximale hoeveelheid creativiteit gevonden wordt bij mensen die precies in het midden van dit spectrum van schizofrene symptomen zitten. Als je de U omdraait, zie je dat het midden van de letter precies het hoogste punt is, wat in dit geval staat voor het hoogste niveau van creativiteit!

Conclusie

Het lijkt erop dat niet de stoornis (in dit geval bipolaire stoornis type I en schizofrenie) ten grondslag ligt aan creativiteit. Persoonlijkheidskenmerken en de ernst van de stoornis geven een meer realistische kijk op deze relatie. Bovendien, aangezien Vincent van Gogh een schilder was en we hebben gezien dat creativiteit zich op veel verschillende manieren kan uiten, wordt deze relatie tussen psychische stoornissen en het concept creativiteit vaag. Al met al moeten onderzoekers dus creatieve manieren vinden om deze relatie verder uit te zoeken.

Auteur: Joyce Burger

References:

  1. Acar, S., Chen, X., & Cayirdag, N. (2018). Schizophrenia and creativity: A meta-analytic review. Schizophrenia research195, 23-31.
  2. Blumer, D. (2002). The Illness of Vincent van Gogh. American Journal Of Psychiatry, 159(4), 519-526.
  3. Lombroso, C. (1895). The man of genius (Vol. 16). W. Scott.
  4. Meissner, W. W. (1994). Vincent van Gogh as artist: A psychoanalytic reflection. The Annual of Psychoanalysis, 22, 111-141.
  5. Minnetonka, M.N. (2000) The Complete Letters of Vincent van Gogh. London, UK: Bullfinch Press.
  6. Mula, M., Hermann, B., & Trimble, M. R. (2016). Neuropsychiatry of creativity. Epilepsy & Behavior57, 225-229.
  7. Rose, F. C. (2006). Van Gogh’s Madness. The Neurobiology of Painting, 253–269.
  8. Srivastava, S., Childers, M. E., Baek, J. H., Strong, C. M., Hill, S. J., Warsett, K. S., ... & Ketter, T. A. (2010). Toward interaction of affective and cognitive contributors to creativity in bipolar disorders: A controlled study. Journal of affective disorders, 125(1-3), 27-34.

Psychedelica en creativiteit; mythe of werkelijkheid?

Creativiteit, convergent en divergent denken

Wat is creativiteit? Dit is één van die woorden zoals 'aandacht', 'persoonlijkheid' of 'intelligentie' die iedereen begrijpt, maar moeilijk zijn om te definiëren. Deze termen, die één van de studieobjecten zijn binnen de psychologie, zijn moeilijk te definiëren omdat we weten dat ze bestaan, dat wil zeggen, we kunnen aanvoelen dat elk individu op een spectrum kan worden geplaatst wat betreft hoe creatief bijvoorbeeld deze persoon is, maar niet tastbaar of materieel zijn en dus niet direct waarneembaar. In plaats daarvan zijn ze wat we een 'construct' noemen. Met constructen en onderzoek in het algemeen zijn de dingen zelden zwart-wit, daarom is het moeilijk om te zeggen wat creativiteit precies is, maar het wordt vaak gedefinieerd als het vermogen of de handeling om ideeën te produceren die tegelijkertijd nieuw (origineel, uniek, inventief) en nuttig (geschikt, aanpasbaar, waardevol) zijn. Vervolgens wordt creativiteit onderverdeeld in convergent en divergent denken.

Convergent denken vereist de identificatie van één enkele oplossing voor een welomschreven probleem. Een typische taak voor convergent denken kan zijn om een concept te vinden dat verband houdt met drie andere concepten. Als we bijvoorbeeld de woorden "fiets", "auto" en "bus" krijgen, zou het enige juiste en plausibele antwoord dat daaruit voortkomt "vervoerswijze" zijn. Hoge scores op dit soort convergente denktaken worden geassocieerd met doorzettingsvermogen en het vermogen om zich uitsluitend op een specifieke vraag te richten.

Aan de andere kant vereist divergent denken het verzamelen van meerdere mogelijke oplossingen voor een onduidelijk gedefinieerd probleem. Een voorbeeld van een divergente denktaak is het opnoemen van zoveel mogelijk manieren waarop een voorwerp, zoals een baksteen, gebruikt kan worden. Antwoorden op deze vraag kunnen het volgende zijn: om mee te gooien, als gewicht, als wapen, enz. Goede prestaties op divergente denktaken liggen ten grondslag aan een betere capaciteit voor cognitieve flexibiliteit.

Psychedelica en creativiteit

Met dit perspectief op creativiteit in gedachten, zullen we nu bespreken hoe psychedelische drugs creativiteit kunnen beïnvloeden. Het is je misschien opgevallen dat de media de laatste jaren wereldwijd aandacht besteedt aan de toenemende trend dat gewone mensen en professionals kleine hoeveelheden psychedelica, (bijvoorbeeld: paddo’s, peyote of lsd), gebruiken, ook wel microdosering genoemd, om hun prestaties en creativiteit in hun werk te verbeteren. Deze optimistische beweringen komen echter vooral voort uit subjectieve rapporten. Laten we eens kijken naar wat onderzoek ons kan vertellen over de effecten van verschillende doses van psychedelica en hun meetbare effecten op creativiteit.

Acute effecten van microdosering 

In een artikel van Prochazkova en collega's uit 2018, werden de prestaties van deelnemers op twee taken: de ‘Picture Concept Task’ (PCT) en de ‘Alternative Uses Task’ (AUT) gemeten voor en nadat de participanten een micro-dosering aan psychedelica tot zich had genomen. Deze twee taken maten respectievelijk het convergent en divergent denken van de participanten. Elke deelnemer werd getest in rust, voordat hij een kleine dosis psilocybine bevattende truffels nam, wat de nulmeting vormde, en nog een keer later, op een moment dat de verwachte effecten zouden optreden. De resultaten laten zien dat deelnemers gemiddeld beter scoorden op beide taken terwijl ze onder invloed waren van een kleine dosis truffels dan wanneer ze in 'rust' werden getest. Deze gegevens wijzen op een verhoging van de creativiteit van truffels al bij lage doses. Echter, de belangrijkste beperking van deze studie is dat de deelnemers wisten dat ze iets innamen wat mogelijk effect zou hebben op hun gedrag. Hierbij kan het placebo- of verwachtingseffect dat voortvloeit uit deze kennis, op zijn minst gedeeltelijk hebben bijgedragen aan de verbetering van hun prestaties.

Acute effecten van Ayahuasca

Een ander onderzoek onder leiding van Kuypers en collega's in 2016 onderzocht dit keer de effecten van ayahuasca, een Zuid-Amerikaanse psychotrope thee, op convergent en divergent denken. De achterliggende gedachte van deze ervaring was dat als ayahuasca het divergent denken zou verhogen, wat vaak geassocieerd wordt met een verbetering van de psychologische flexibiliteit, de psychedelische thee therapeutisch zou kunnen werken bij sommige psychopathologieën die gekenmerkt worden door een rigide manier van denken, zoals het geval is bij bijvoorbeeld een drugsverslaving of een depressie. Daarom bezochten de onderzoekers twee spirituele ayahuasca workshops en gaven ze de deelnemers twee creativiteitstesten voor de inname van ayahuasca (baseline) en wanneer de actieve effecten van ayahuasca zichtbaar waren, om te zien of hun prestaties op deze testen kon beïnvloed worden door ayahuasca. De creativiteitstests bestonden uit de ‘pattern/line meanings test’ (PLMT) en de ‘picture concept test’ (PCT), die beide het divergente denken vastlegden, waarbij de laatste ook het convergente denken evalueerde. Na ayahuasca consumptie vonden ze geen significant verschil voor de PLMT, maar de onderzoekers zagen opmerkelijke veranderingen op de Picture Concept Test (PCT) in zowel de scores voor convergent als divergent denken. Specifiek was de deelnemer minder vaak in staat om het meest geschikte concept te vinden uit een reeks getoonde afbeeldingen, wat ten grondslag ligt aan een afname in convergent denken in vergelijking met de nulmeting. Omgekeerd kon hij veel verschillende ideeën of interpretaties genereren voor een gegeven afbeelding in vergelijking met de referentiemeting, wat een toename in divergent denken* betekent.  We kunnen dus zien dat deze resultaten overeenkomen met de verwachtingen van de onderzoekers, maar niet volledig vergelijkbaar zijn met de eerdere ervaringen waarbij het convergente denken ook verbeterde.

Subacute effecten van psilocybine

De twee studies die hierboven werden gepresenteerd, onderzochten hoe creativiteit werd beïnvloed door psychedelica tijdens de acute fase. In een ander artikel van Mason, Kuypers en collega's uit 2019 werd gekeken of deze effecten ook na een langere tijd nog steeds zichtbaar kunnen zijn. Deelnemers namen deel aan een psilocybine-retraite en vulden de Picture Concept Task (PCT) in, waarmee zowel convergent als divergent denken werd beoordeeld, op meerdere momenten: eerst de avond voor de inname van psilocybine (baseline), dan de ochtend na de psychedelische ervaring en tot slot zeven dagen na de inname van psilocybine. Ze vonden verhoogde metingen van divergent denken de ochtend na de trip in vergelijking met de uitgangswaarde, maar deze goede prestatie werd niet herhaald bij de laatste beoordeling, zeven dagen later. Verrassend genoeg waren de resultaten voor de beoordelingen van convergent denken omgekeerd; er was geen significant verschil met de baseline score de ochtend na de psilocybine ervaring, maar er waren wel verbeteringen in convergent denken zeven dagen later.

Conclusie

Dus, wat kunnen we concluderen, kunnen psychedelica de creativiteit verhogen? Is het een mythe of werkelijkheid? Nou, we hebben een fractie van de artikelen over dit onderwerp doorgenomen**, en zoals dat gebruikelijk is in de wetenschap, kwamen er wel wat patronen naar voren, maar geen definitief antwoord kan tot op de dag van vandaag gegeven worden. Hoewel divergent denken herhaaldelijk lijkt te worden versterkt direct na inname van de psychedelica, lijkt het er namelijk niet op dat deze toename langdurig kan aanhouden. Wat betreft convergent denken zijn de vooruitzichten nog gemengder, omdat de prestaties tijdens de acute fase een keer toenemen, een keer afnemen, met toch enkele positieve effecten die zich een week na de psychedelische ervaring manifesteren. Wat betreft het debat over het concept creativiteit en de relatie met psychedelica, zou het dus de moeite waard zijn om de specifieke mechanismen die aan dit onderwerp ten grondslag liggen verder te onderzoeken om een duidelijker beeld te krijgen van deze fascinerende interactie.

Auteur: Pablo de Chambrier

Ps: Als je meer wilt weten over (1) hoe psychedelica je hersenen beïnvloeden, (2) hoe psychedelica kunnen worden gebruikt om depressie te behandelen, of (3) tripangst, dan ben je misschien geïnteresseerd in deze artikelen: 

  1. Wat gebeurt er met je hersenen als je psychedelica neemt? - Brain Matters
  2. Afleren om opnieuw te leren: Hoe psychedelica depressie verstoren - Brain Matters
  3. Trippende Terror: psychedelica en angst - Brain Matters

* Opmerking 1: In dit onderzoek beoordeelden ze ook vloeibare intelligentie (het vermogen om abstract te denken, snel te redeneren en problemen op te lossen onafhankelijk van eerder verworven kennis) met een korte versie van de Ravens Progressive Matrices (een typische taak voor het beoordelen van vloeibare intelligentie), maar ze vonden geen significant verschil tussen de basislijn en de actieve metingen.

** Opmerking 2: Het is goed om in gedachten te houden dat dit natuurlijk geen compleet overzicht is van de literatuur over de interactie tussen psychedelica en creativiteit. Desalniettemin heb ik deze artikelen gekozen omdat ze, naar mijn mening, vrij nauwkeurig de trends weergeven die zijn waargenomen in de andere artikelen die ik heb doorgenomen met betrekking tot dit onderwerp.

Aan de veren kent men de vogel

Je hebt misschien weleens gehoord van Darwin's evolutietheorie en van natuurlijke selectie; erfelijke variaties tussen individuen van een bepaalde soort leiden tot verschillend voortplantingssucces. De meest adaptieve erfelijke eigenschappen verspreiden zich na verloop van tijd door de populatie en de minder adaptieve eigenschappen verdwijnen. De sterkste overleeft. Ja, oké. Maar kan dit het bestaan van alle eigenschappen verklaren? Kun je me bijvoorbeeld vertellen waarom pauwen de bewonderenswaardige versiering van hun staartveren hebben ontwikkeld? Ze kunnen zeker meedingen naar een plaats tussen de meest elegante staarten op de planeet, maar kunnen we deze veren echt als "fit" omschrijven, in de Darwiniaanse zin? In 1859 publiceerde Darwin "The Origins of Species, by Means of Natural Selection", waarin hij vooral zijn eerste theorie beschrijft. Maar zelfs toen wist hij al dat er een stukje van de puzzel ontbrak. Hij vroeg zich af hoe ongunstige eigenschappen - morfologisch of gedragsmatig - zoals de pauwenstaart, niet door selectie konden worden geëlimineerd. Hij kwam met een verklaring in 1871 in "The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex". 

Ouderlijke investering en vaderschapsonzekerheid

Laten we, voordat we er dieper op ingaan, eerst een paar concepten doornemen. Een bijna universeel kenmerk dat mannetjes en vrouwtjes van elkaar onderscheidt, is de grootte van hun gameten, de voortplantingscellen (eicel en zaadcel). Vrouwelijke gameten zijn meestal groter dan mannelijke gameten, een observatie die "anisogamie" wordt genoemd. Dit schijnbaar futiele verschil is wel degelijk van belang, want het houdt in dat mannetjes voor dezelfde hoeveelheid middelen (tijd en energie/metabolisme, die beide beperkt zijn) meer gameten kunnen produceren dan vrouwtjes. Vrouwelijke gameten zijn dus zeldzamer. De kosten van ouderlijke investering voor een nakomeling, wat het uiteindelijke doel is vanuit evolutionair perspectief, is dus goedkoper voor mannetjes dan voor vrouwtjes. 

Een andere cruciale parameter bij de ouderlijke investering is de tijd die besteed wordt aan de zorg voor de baby. Bij zeepaardjes bijvoorbeeld leggen de vrouwtjes hun eitjes in een speciale broedbuidel in het lichaam van het mannetje, die vervolgens de ontwikkelende embryo's beschermt, van zuurstof voorziet, en voedt tot de geboorte. Dit voorbeeld van mannelijke ouderlijke investering is niet het enige in het dierenrijk, maar is toch uitzonderlijk; in de overgrote meerderheid van de soorten zijn vrouwtjes verantwoordelijk voor de zwangerschap en de geboorte van hun nakomelingen, wat ook vaak gevolgd wordt door een onevenredige zorg na de geboorte. Deze asymmetrie in ouderlijke investering is, naast de eerder beschreven anisogamie, deels te wijten aan een fenomeen dat “paternity uncertainty” (vaderschapsonzekerheid) wordt genoemd. Wat betekent dat? Bij soorten met interne bevruchting kunnen mannetjes er nooit 100% zeker van zijn dat hun nakomelingen van hen zijn, terwijl vrouwtjes dat wel kunnen, omdat zij hun nakomelingen in hun lichaam dragen en baren. Vanuit het standpunt van het mannetje is het daarom een evolutionaire catastrofe om tijd en aandacht te besteden aan een baby die mogelijk niet van jou is in plaats van te proberen hun genen elders te verspreiden. Dus, elke keer dat mannetjes voor nakomelingen zorgden die eigenlijk niet van hen waren, werden hun genen voor "vaderlijk gedrag" niet doorgegeven aan de volgende generatie, waardoor het in de loop van de tijd zeldzamer werd in de hele populatie. Aan de andere kant is het verzorgen van een baby, waarvan ze weten dat die van hen is, een goede strategie geweest voor vrouwtjes, waardoor de genen voor "moederlijk gedrag" door de evolutie werden begunstigd.

Intra-, inter- en seksuele selectie

Nu we weten hoe anisogamie en vaderlijke onzekerheid de ouderlijke investering beïnvloeden, kunnen we begrijpen dat bij de meeste zoogdiersoorten vrouwtjes meer investeren in hun nakomelingen dan mannetjes, namelijk in de vorm van embryonale in-utero ontwikkeling, borstvoeding en zorg. Deze investering kost tijd, die daarom niet kan worden besteed aan andere activiteiten, zoals het opnieuw voortplanten, terwijl mannetjes in principe altijd klaar staan om te dansen. Dit leidt tot een interessante situatie: omdat vrouwtjes het drukker hebben dan mannetjes, worden ze een schaarse en beperkte bron om mee te paren. Dat betekent dat er statistisch gezien voor elk vrouwtje dat klaar is om zich voort te planten, meer dan één mannetje op de dansvloer staat te wachten.

Laten we even een stapje terug nemen en een gedachte-experiment doen. Stel je voor dat je iets probeert te verkopen, maar je hebt geen kopers. In dit geval zou je er waarschijnlijk mee instemmen om je product voor een lagere prijs te verkopen dan je aanvankelijk had gehoopt. Stel nu dat je de juiste formule hebt gevonden en veel mensen willen wat jij aanbiedt; je hoeft geen fenomenale zakenman te zijn om te beseffen dat je meer kunt eisen van je potentiële klant. Ze zullen met elkaar concurreren om meer te bieden dan wat anderen zich kunnen veroorloven, en uiteindelijk zul jij degene kiezen met het beste aanbod.

Dit zien we ook in het dierenrijk. Wanneer leden van de ene sekse concurreren voor de anderen, een beperkte bron, en deze andere sekse in de positie is om te kiezen, is voldaan aan de voorwaarden voor wat Darwin seksuele selectie noemde. Zoals in de beschrijving staat, bevat de theorie twee componenten: enerzijds de competitie tussen individuen van hetzelfde geslacht, ook wel intra-seksuele selectie genoemd. Anderzijds de keuze van het ene geslacht van individuen het andere, ook wel interseksuele selectie genoemd. Om de eerder besproken redenen zijn het vaak de mannetjes die concurreren en de vrouwtjes die kiezen*.  Maar bij soorten zoals zeepaardjes, waar de totale ouderlijke investering omgekeerd is en de mannetjes het "drukker" hebben met de zorg voor hun nakomelingen, worden zij de schaarse bron en is het patroon omgekeerd: zij kiezen en de vrouwtjes concurreren. 

De concurrentie tussen individuen van hetzelfde geslacht kan vele verschillende vormen aannemen, zoals gevechten, versieringen of zelfs het bouwen van constructies. Het onderliggende doel is indruk te maken op de andere sekse om gekozen te worden. In het geval van gevechten lijkt het vrij vanzelfsprekend dat degene die wint aantoont dat hij sterker is en "sterkere genen" kan leveren voor zijn nakomelingen dan het mannetje dat hij net heeft verslagen. In de meeste gevallen is het echter subtieler. Versieringen geven een impliciete boodschap af die geassocieerd wordt met betere genen voor de nakomeling. Aangezien deze versieringen ongunstig kunnen zijn wat predatie betreft, en dus in eerste instantie in tegenspraak lijken met de theorie van natuurlijke selectie, moeten ze nog een voordeel opleveren bij de voortplanting, aangezien de meest versierde mannetjes de voorkeur genieten van de vrouwtjes. De hogere voortplantingssnelheid compenseert het nadeel van de versieringen bij het doorgeven van de genen. Laten we eens kijken naar enkele soorten in de natuur.

Zwaluwen en pauwen

Mannelijke en vrouwelijke zwaluwen lijken in veel opzichten op elkaar, maar mannetjes hebben gemiddeld een langere staart. In een onderzoek uit 1989 vergeleken de onderzoekers 4 groepen: mannelijke zwaluwen met verkorte staarten, een aantal met verlengde staarten en twee controlegroepen met normale staarten. De resultaten laten zien dat mannetjes met een verkorte staart meer tijd nodig hebben (gemiddeld 14 dagen) om een vrouwtje te vinden dan de controle-dieren (gemiddeld 10 dagen), terwijl mannetjes met een verlengde staart maar heel weinig tijd nodig hadden (gemiddeld 3 dagen). We kunnen hieruit afleiden dat vrouwtjes de voorkeur geven aan mannetjes met langere staarten. Maar waarom? De onderzoekers toonden aan dat de nakomelingen van wie de biologische vaders lange staarten hadden, beter bestand waren tegen mijten en parasieten dan de nakomelingen van wie de vaders kortere staarten hadden. De exacte reden is moeilijk te achterhalen, maar uit dit onderzoek blijkt dat er een positieve correlatie is tussen veerlengte en genetische weerstand tegen parasieten, omdat vedergroei metabolische kosten heeft die beter gaat in een vogel met weinig parasieten. Deze studie illustreert een mogelijke reden die ten grondslag ligt aan het voortplantings-voordeel dat wordt toegekend door ornamenten. 

En wat is er dan met de pauwen? De lange veren van hun staart zijn zeker geen eigenschap die hun overleving bevordert, omdat ze daardoor zichtbaarder zijn voor roofdieren en hogere energetische kosten met zich meebrengen. Er is echter aangetoond in een experimentele studie waarin de onderzoekers het aantal "ogen" in de staart van de pauwen manipuleerden, dat het voortplantingssucces, gemeten in paringen, van mannetjes met minder ogen minder goed was dan dat van de controles. Echter was dit niet de enige variabele die de keuze van de vrouwtjes beïnvloedde. De reden waarom vrouwtjes de voorkeur geven aan mannetjes met langere staarten is niet duidelijk vastgesteld, maar er wordt gedacht dat een volle staart duidt op een gezondere toestand en dus betere genen voor de nakomelingen.

Conclusie

Kortom, Darwins theorie van natuurlijke selectie is niet beperkt tot de survival of the fittest, maar omvat ook seksuele selectie; in beide gevallen moeten er inderdaad erfelijke variaties in individuen zijn, die verschillen veroorzaken in het aantal nakomelingen dat reproductieve leeftijd bereikt. Seksuele selectie richt zich echter specifiek op de verschillen tussen individuen als gevolg van concurrenten (van hetzelfde geslacht) en potentiële partners (van het andere geslacht) die al dan niet voor hen kiezen. Als gevolg hiervan stelt seksuele selectie ons in staat om te begrijpen waarom sommige kenmerken zoals versieringen of complex paringsgedrag, die nutteloos of zelfs schadelijk kunnen lijken, bewaard zijn gebleven door de evolutie heen, en om de belangrijke rol van socioseksuele selectieve invloeden binnen elke soort te verklaren.

* Er moet echter worden opgemerkt dat bij bepaalde soorten met sociale structuren waar de concurrentie tussen mannetjes bijzonder hevig is, zoals bij zeeleeuwen, herten of veel van onze apen- neven, de situatie anders is. Het meest dominante mannetje, vaak het alfamannetje genoemd, heeft een enorme invloed op de groep en heeft meer mogelijkheden om met vrouwtjes te paren, of ze nu voor hem kiezen of niet, wat de theorie tegenspreekt.

Auteur: Pablo de Chambrier

Referenties

Pape Møller, A. (1989). Viability costs of male tail ornaments in a swallow. Nature, 339(6220), 132-135.

Dakin, R., & Montgomerie, R. (2011). Peahens prefer peacocks displaying more eyespots, but rarely. Animal Behaviour, 82, 21-28

Deep dive: Golvende weg naar het menselijk brein - Deel 1

Het menselijk zenuwstelsel is een prachtig en complex netwerk van cellen die samenwerken om toezicht te houden op lichaamsfuncties, een breed repertoire aan gedragingen en hoger redeneren mogelijk maken. Het bestaat uit 1) het centrale zenuwstelsel met zijn hersenen en ruggenmerg en 2) het perifere zenuwstelsel met zijn zenuwen en ganglia (groepen neuron cellichamen in de periferie). Door de eeuwen heen hebben onderzoekers geprobeerd licht te werpen op de werking en verborgen mechanismen van het zenuwstelsel in de hoop een beter begrip te krijgen van wat ons maakt tot wie we zijn. Maar om de vraag "Hoe werkt dit?" te beantwoorden, is het soms nuttig om een paar stappen terug te doen en ons te richten op het begrijpen van "Waar komt dit vandaan?" en "Hoe is het geëvolueerd tot dit?". 

De studie van de evolutie van het zenuwstelsel door de jaren heen en over de soorten heen begon officieel in de 19e eeuw en is tot op heden gepaard gegaan met veel debatten en controverses. De twee belangrijkste bronnen van spanning verzetten zich tegen de opvatting dat:

  1. Het zenuwstelsel is geëvolueerd vanuit één enkele oorsprong van hersenen die " reeds waren uitgerust " met specifieke gedrags- en geheugen gerelateerde circuits. Dit impliceert dat evolutie bij sommige soorten niet noodzakelijkerwijs complexiteit heeft toegevoegd, maar ook gekoppeld kan zijn aan het verlies van specifieke circuits. 
  2. In de opvatting dat het zenuwstelsel in plaats daarvan waarschijnlijk vele malen onafhankelijk is geëvolueerd, met overeenkomsten die zijn waargenomen in een aantal zeer verschillende soorten.

Hoewel de studie van evolutie fel kan zijn, heeft het kerninzicht in de aangeboren verschillen en overeenkomsten tussen verschillende zenuwstelsels de wetenschap aanzienlijk vooruit geholpen. De studie van het menselijk zenuwstelsel wordt uiteraard beperkt door het ethische aspect van onderzoek op mensen. Vooruitgang in genomica, biochemie en zelfs biofysica heeft bijgedragen aan het uitbreiden van onze kennis over de oorsprong van het zenuwstelsel en heeft op deze manier een verfijnder en translationeel gebruik van diermodellen mogelijk gemaakt om de complexiteit van het menselijk brein beter te begrijpen. 

Tijdens deze korte tijd samen zullen we een scala aan ongewervelde diersoorten bekijken, van eenvoudige koralen, bloedzuigers en platwormen tot de slimme octopussen. Deze soorten hebben allemaal geleid tot ongelooflijke ontdekkingen op het gebied van de neurowetenschappen en hebben ook een deel van het volledige evolutionaire pad (of rotsachtige weg) ontrafeld dat tot het menselijk brein heeft geleid.

Ongewervelde dieren

Hoewel het moeilijk te geloven is omdat ze geen botten in hun lichaam hebben, vertonen ongewervelde dieren zeer bijzondere zenuwstelsels. In 1822 stelde Saint-Hilaire, een Franse natuuronderzoeker, de theorie voor dat het zenuwstelsel van geleedpotigen (insecten, spinnen, schorpioenen...), dat zich aan de voorkant van de dieren bevindt (ventraal), vergelijkbaar is met het zenuwstelsel van gewervelde dieren, dat zich aan de achterkant bevindt (dorsaal). Deze theorie werd zwaar bekritiseerd, maar leidde ook tot een nieuwe golf van vragen, waarbij de mogelijke relaties tussen de zenuwstelsels van gewervelde en ongewervelde dieren opnieuw werden bekeken. 

Laten we de stroom volgen

Om te beginnen met deze reis door de soorten heen, gaan we het hebben over wat wordt beschouwd als het meest primitieve en eenvoudige soort zenuwstelsel: de diffuse zenuw netten van cnidaria. 

Het cnidaria phylum is een groep soorten waaronder koralen, zeeanemonen, hydra's en kwallen... Bij deze organismen zijn de zenuwcellen, in plaats van sterk geconcentreerd op specifieke plaatsen, over het hele organisme verspreid. Hoewel ze eenvoudig zijn, zijn deze organismen in staat om bepaalde stimuli waar te nemen, informatie te integreren en hun gedrag overeenkomstig aan te passen. Dit is bijvoorbeeld het geval bij zeeanemonen die kunnen bewegen als reactie op hun omgeving. 

Sommige cnidaria, zoals de hydra's, hebben diffuse systemen, 'zenuw netten' genaamd, die bestaan uit zenuwcellen en -vezels. Sommige soorten hydra's hebben twee zenuw netten die op specifieke plaatsen meerdere verbindingen vormen. In deze organismen maken neuronen contact op een manier die lijkt op de chemische synapsen van gewervelde dieren. Interessant is dat sommige kleine eiwitten in het zenuwstelsel van de hydra ook voorkomen bij zoogdieren en de hersenfunctie kunnen veranderen.

Guiness world nerve cord

Verrassend genoeg vertoont de organisatie van het zenuwstelsel van platwormen enkele structurele overeenkomsten met dat van zoogdieren. Ze hebben inderdaad lange zenuwbanen die van hun hoofd naar het uiteinde van hun lichaam lopen, wat doet denken aan ruggenmergzenuwen, en een verzameling zenuwen die verdeeld zijn over twee grote centra in hun hoofd, wat doet denken aan hersenen. Deze organismen hebben nog steeds zenuwnetwerken, maar de aanwezigheid van een gecentraliseerd netwerk van neuronen brengt ze dichter bij meer geëvolueerde soorten. 

Tegenwoordig zijn deze organismen zeer goed beschreven. Bij de soorten Planaria en Nematoden zijn structurele, chemische en gedragsmatige zenuw kenmerken geïdentificeerd en bijvoorbeeld gebruikt in de neurofarmacologie voor het bestuderen van neurotransmitters. De nematoden produceren namelijk een aantal neurotransmitters die ook bij mensen voorkomen, zoals acetylcholine, GABA, glutamaat, serotonine, adrenaline, noradrenaline en histamine. Bij deze dieren worden ze soms in verband gebracht met specifieke gedragsfuncties. Zo wordt serotonine in verband gebracht met het leggen van eieren, het afremmen van de voortbeweging en het paren. Van dopamine is daarentegen aangetoond dat het deze gedragingen remt.

Hersenen zwaaien vaarwel

Op dezelfde manier werden bij anneliden de zenuwfuncties meer gecentraliseerd in het hoofd, waardoor de vorming van hersenachtige structuren begon. Bij sommige meer roofzuchtige annelidensoorten is de organisatie complexer. De hersenen zijn verder onderverdeeld in een voorhersenen, middenhersenen en achterhersenen. Bovendien hebben ze reusachtige axonen die vanuit de hersenen langs het zenuwstelsel lopen. Deze reusachtige neuronen zorgen voor een snelle geleiding van de informatie naar de spieren om het lichaam van de worm samen te trekken als reactie op bedreigingen.

Synapse your fingers to the beat

Bij tweekleppigen bevinden de meeste zintuigen zich aan de rand van de mantel en worden ze gevoed door groepen zenuwcellen (ganglia) die specifiek toezicht houden op hun functie. Het samentrekken van de spieren als reactie op een stimulatie van de ganglia sluit de schelp van het weekdier. 

Een van mijn favoriete weekdieren (nee, het is niet raar om een favoriet weekdier te hebben) is de aplysia. Dit zeer eenvoudige organisme heeft ons namelijk in staat gesteld om leren en geheugen op cellulair niveau te bestuderen en daardoor twee processen met betrekking tot synaptische plasticiteit te ontrafelen: gewenning en sensitisatie. In een notendop trekt de aplysia als reactie op een milde tactiele prikkel meestal zijn kieuw in (het orgaan dat onderwater soorten gebruiken om te ademen). Wanneer de stimulus vele malen wordt herhaald, worden de actiepotentialen die door de motorneuronen worden opgewekt om de kieuwen terug te trekken steeds zwakker, totdat de actiepotentialen te zwak zijn om een motorische reactie op te wekken. Dit proces is gewenning. Wat sensitisatie betreft, door associatie kan de aplysia gevoeliger worden voor bepaalde stimuli dan voorheen. Door een neutrale stimulus te associëren met een pijnlijke stimulus, wordt de aplysia waakzamer en trekt hij zijn kieuwen terug, zelfs als er geen gevaar dreigt. Dit fenomeen lijkt erg natuurlijk, maar met dit model kon dit fenomeen op moleculair niveau worden vastgesteld.

Mind your own tentacles

Koppotigen hebben de eigenschap dat ze meerdere integratiecentra hebben waarvan wordt beweerd dat ze verband houden met de evolutie van ruimtelijk, sociaal en zelf gemotiveerd leren. Van alle ongewervelde dieren wordt aangenomen dat ze de hoogste graad van ontwikkeling van het zenuwstelsel hebben bereikt. Hoewel de organisatie van hun zenuwstelsel lijkt op dat van de anneliden, vertonen ze enige nieuwigheid, met bijvoorbeeld een hogere mate van gelijkenis met het menselijk brein en een concentratie van de zenuwfuncties in de hersenen van de dieren. De periferie vertoont minder zenuwcellen, die meestal geconcentreerd zijn in zenuwvezels en ganglia (groepen zenuwcellen). Zenuwen strekken zich uit van de hersenen naar de ganglia (meestal gelegen aan de basis van de tentakels) en van de ganglia over de lengte van de armen. Door hun grote omvang geleiden deze vezels de informatie snel naar de tentakels en maken ze snelle bewegingen mogelijk. Deze complexere organisatie van het zenuwstelsel is inherent verbonden met een breder gedragsrepertoire. Koppotigen zijn voornamelijk roofdieren: ze bewegen zich zeer snel, gebruiken hun ogen om hun voedsel te vinden, gebruiken hun tentakels om tactiele informatie over hun prooi en omgeving te verkrijgen en te onderscheiden, en leren en onthouden gebeurtenissen uit het verleden en de beste manieren om hun prooi te vangen... Deze meer ontwikkelde functies zijn gecentraliseerd en gekoppeld aan zeer specifieke centra zoals associatieve gebieden die gekoppeld zijn aan objectherkenning, leren en geheugen.

Studies onder leiding van Octopus vulgaris proberen momenteel vast te stellen of octopussen een spiegelbeeld van zichzelf kunnen herkennen. Als octopussen inderdaad tot zelfbewustzijn in staat zijn, zouden ze de eerste ongewervelde dieren zijn waarvan is aangetoond dat ze zulke hogere hersenfuncties bezitten.

Korte conclusie

Er zijn fundamentele verschillen tussen het zenuwstelsel van gewervelde en ongewervelde dieren, maar er zijn ook enkele overeenkomsten tussen de soorten. Het is moeilijk om precies te zeggen hoe het zenuwstelsel is geëvolueerd en welke stappen daarbij betrokken waren. Het is echter wel mogelijk om een algemeen overzicht van de evolutie door de soorten heen af te leiden. Beetje bij beetje lijkt het erop dat het zenuwstelsel steeds complexer werd en meer ging lijken op wat we gewend zijn te zien bij gewervelde dieren. Wat betreft het menselijk brein was er nog een lange weg te gaan en waren er veel verschillende versies van het zenuwstelsel totdat het uiteindelijk zijn huidige niveau van complexiteit en organisatie bereikte. Het begrijpen van eenvoudige organismen heeft ons geholpen en zal ons blijven helpen om een aantal moeilijke concepten beter te begrijpen, zoals eerder genoemd met gewenning en sensitisatie in de aplysia die het concept van synaptisch geheugen weerspiegelen. 

Soms is een kleine zaklamp alles wat nodig is om dingen duidelijker te zien. 

Volg ons om meer te leren over het zenuwstelsel bij gewervelde diersoorten 🙂

Auteur: Jennifer Morael

Referenties

Amodio, P., & Fiorito, G. (2022). A preliminary attempt to investigate mirror self-recognition in Octopus vulgaris. Frontiers in Physiology, 13, 951808. https://doi.org/10.3389/fphys.2022.951808

Brownlee, D. J., & Fairweather, I. (1999). Exploring the neurotransmitter labyrinth in nematodes. Trends in Neurosciences, 22(1), 16–24.

Kandel, E. R., Schwartz, J. H., & Jessell, T. M. (2000). Principles of neural science (4th ed.). McGraw-Hill, Health Professions Division.

Lenharo, M. (2023). Comb jellies’ unique fused neurons challenge evolution ideas. Nature. https://doi.org/10.1038/d41586-023-01381-7

Lentz, T. L. and Erulkar, . Solomon D. (2023, May 11). nervous system. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/nervous-system

Michael Vecchione, Clyde F.E. Roper, & Michael J. Sweeney (February 1989). "Marine Flora and Fauna of the Eastern United States. Molusca: Cephalopoda". NOAA Technical Report NMFS 73 (National Oceanic and Atmospher

Ryan, J. F., & Chiodin, M. (2015). Where is my mind? How sponges and placozoans may have lost neural cell types. Philosophical transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological sciences, 370(1684), 20150059. https://doi.org/10.1098/rstb.2015.0059ic Administration & National Marine Fisheries Service).

Saint-Hilaire, É. G. (1822). Considérations générales sur la vertèbre. Unknown editor.

Minibrein gekweekt uit lichaamscellen kan nu Pong spelen

Om te groeien heeft het embryonale brein geen bouwplan nodig; het organiseert zichzelf. In 2013 zijn wetenschappers erin geslaagd de eerste weken van dat proces na te bootsen in het lab. Hun onderzoek laat zien hoe lichaamscellen in een schaaltje kunnen uitgroeien tot een breinachtig orgaantje. 

Om een minibrein te kweken ga je als volgt te werk. Men neme: enkele lichaamscellen bijvoorbeeld van de huid, een bioreactor, voedingsstoffen en speciale ondersteuningsgel. Eerst laat je de cellen denken dat ze embryonale stamcellen zijn, dit zijn cellen die zich nog kunnen specialiseren tot een bepaald type cel, waaronder zenuwcellen bijvoorbeeld. Dit doe je door een specifiek stukje DNA van deze cellen te activeren. Vervolgens dien je groeifactoren (bijvoorbeeld bepaalde eiwitten) toe die de ontwikkeling van hersenweefsel bevorderen. En voilá: de cellen specialiseren zich tot neuroectoderm weefsel dat in een embryo uiteindelijk uitgroeit en zich ontwikkelt tot het centrale zenuwstelsel.

Vergrootglas
De volgende stap is om door middel van de ondersteuningsgel het ectoderm te helpen zich tot een ruimtelijke structuur te ontwikkelen. Laat het geheel nog even draaien in de bioreactor en na ongeveer een maand heeft zich een piepklein breintje gevormd. Je hebt wel een vergrootglas nodig om het resultaat goed te kunnen zien, want groter dan 2 tot 3 millimeter wordt het niet.

Het onderzoeksteam uit Oostenrijk en het Verenigd Koninkrijk gebruikte eiwitten met fluorescerende eigenschappen om zichtbaar te maken welke celtypen zich waar hadden gevormd. Hoe minuscuul ook; het minibreintje was al begonnen met het vormen van afzonderlijke hersengebieden zoals de cortex, iets wat lijkt op een hippocampus en in sommige gevallen ook netvliesweefsel. De cortex vertoonde daarnaast ook al een eerste onderscheid in lagen en er was een aanzet te zien tot de vorming van de verschillende kwabben.

De hersenorganisatie vertoonde bovendien een aantal typisch menselijke trekjes zoals de relatief sterke ontwikkeling van cortex weefsel en deze in glas gemaakte hersentjes bleken zelfs te functioneren. Althans, de onderzoekers zagen dat de neuronen door hun uitlopers elektrische stroompjes stuurden waarmee ze konden communiceren met hun buren.

Pong
Dat was de stand van zaken in 2013. Eind 2022 is er een grote stap voorwaarts gedaan in de wereld van de neuronen op petrischaaltjes. Wetenschappers in Australië zijn erin geslaagd om een mini-breintje bestaand uit corticale muizenembryo cellen Pong te laten spelen. Voor als je het spel niet kent, lijkt het op Pingpong, je bestuurt een “batje” (een rechthoek) om een virtueel balletje tegen een muur terug te kaatsten. Wanneer je het kaatsende balletje mist, ben je af. 



Het mini-breintje in dit experiment bestond uit 800,000 cellen waarvan activiteit gereguleerd en gemeten kon worden via elektroden. Een deel van de neuronen was de sensorische regio, die de locatie van het balletje en het batje binnen kreeg. Het andere deel representeerde de motorische regio, die output kon geven om het batje te besturen. Het was een closed-loop systeem, waardoor het systeem direct feedback kreeg of hij het goed of fout deed. Iedere keer wanneer het mini-breintje het balletje miste, kreeg het random elektrische signalen binnen. Dit werd geïnterpreteerd als een soort straf door dit artificiële breintje. Het houdt er namelijk niet van om onvoorspelbare input te krijgen. Wanneer het erin slaagde het balletje te raken, kreeg het voorspelbare input (alle sensorische elektroden werden tegelijkertijd geactiveerd), wat geïnterpreteerd werd als een beloning. Binnen 5 minuten had het mini-breintje door wat de bedoeling was van het spel. 

Even ter nuance, Het groepje neuronen speelde pong niet op topniveau, maar wel boven kansniveau. Echter is dit wel de eerste keer dat cellen in een petrischaaltje doelgerichte taken volbrengen. Omdat dit tot voor kort als onmogelijk werd gehouden, heeft het tot veel discussie geleid in de wetenschap. Heeft dit groepje neuronen nu een vorm van bewustzijn? Wat voor ethische gevolgen zou dat hebben? En kan deze manier van leren implicaties hebben voor artificial intelligence? Wetenschappers en ethici zijn er nog niet over uit. We zijn benieuwd wat jij ervan vindt! 

Auteurs: Daan Schetselaar, Pauline Gils & Joyce Burger

Boskoppen of maakt een groter brein je slimmer?

Als je geïnteresseerd bent in het brein, en je vindt jezelf op een boekenbeurs waar alle boeken spotgoedkoop zijn, dan heb je de neiging om alles mee te nemen wat met het brein te maken heeft. Dat heb ik dus elk jaar, als in Maastricht de jaarlijkse boekenbeurs plaatsvindt. Het gevolg daarvan is dat veel boeken een paar jaar blijven liggen waardoor ik ze vergeet. Zo vond ik laatst ‘Big Brain’ van Gary Lynch en Richard Granger in mijn kast. Een boek over hoe het menselijke brein zo groot is geworden gedurende onze evolutionaire geschiedenis en hoe dat gerelateerd is aan intelligentie.

Even dacht ik dat dit boek zo’n juweeltje was waar je een fundamenteel nieuw inzicht uit haalt. Het begint namelijk met een beschrijving van de zogenaamde ‘Boskops’, een soort mensen die tienduizenden jaren geleden geleefd zouden hebben. Vroeg in de twintigste eeuw was er veel ophef over deze Boskoppen (aangezien ze in Zuid-Afrika gevonden en benoemd werden kan ik me voorstellen dat ik gewoon het enkelvoud ‘Boskop’ in het Nederlands mag verlengen naar ‘Boskoppen’ voor het meervoud). Of ze nu in het bos woonden of niet, deze koppen waren gigantisch! Op basis van de schedelmetingen zouden ze een breinomvang hebben gehad van ruim 30% groter dan het hedendaagse menselijke gemiddelde. Daarnaast zouden ze kleine gezichten hebben gehad en zeker geen groter lichaam dan wij.

Nu is het niet automatisch zo dat een groter brein samengaat met een grotere intelligentie. Olifanten hebben een groter brein dan mensen, maar hoewel ze een notoir geheugen hebben zijn ze niet intelligenter te noemen. Zo zijn er meer dieren met een groter brein, waarvan wij toch durven stellen dat we het winnen van IQ. Het gaat, kortom, niet om de absolute grootte van het brein. Echter, intelligentie zit wel zeker in het brein, dus hoe zit dat?

Het blijkt dat de relatieve grootte van het brein, ten opzichte van het lichaam, relateert aan intelligentie (of complexiteit van gedrag). Oftewel, hoe groter je brein in relatie tot je lichaamsomvang, hoe slimmer je bent. Dit geldt voor vergelijkingen tussen soorten dieren, niet zozeer voor individuen binnen een soort. (In werkelijkheid wordt gebruik gemaakt van de ‘encephalization quotient’: de ratio tussen breinomvang en de ‘voorspelde’ breinomvang voor een bepaalde lichaamsomvang). Bijgevoegd ziet u een grafiek met diersoorten waar relatie tussen grootte van brein en lichaam te zien is.

Een paar dingen vallen op.

Ten eerste is er duidelijk een relatie tussen grootte van lichaam en van brein. Dat was natuurlijk te verwachten, want wat moet bijvoorbeeld een mug met een brein zo groot als dat van een olifant? (Niet van een mug een olifant maken…).

Ten tweede zijn er fundamentele verschillen tussen categorieën van dieren. Zo zijn vissen en reptielen (en dinosauriërs) aanzienlijk lager als groep dan zoogdieren, als het aankomt op brein-lichaam ratios. Zijn ze dan dommer? Waarschijnlijk wel. (Verklaart overigens waarom ik mijn goudvissen zo oersaai vond vroeger. Als je eigenlijk een hond wil moet je geen vissen nemen.)

Ten derde zijn apen als groep wel duidelijk hoger geschaald en vallen de menssoorten (H. Sapiens zijn wij, H. habilis en A. Africanus zijn uitgestorven vroegere menssoorten) daar nog eens boven. De mens zoals wij hem kennen, Homo Sapiens, steekt er duidelijk bovenuit: je ziet een sterke afwijking van het ‘mens-kruisje’ ten opzichte van de lineaire curve die diagonaal omhoog loopt en het algemene verband tussen brein en lichaam grootte weergeeft. Dolfijnen overigens hebben een opvallend hoge brein-lichaam grootte ratio. Dat feit was waarschijnlijk de inspiratie voor de opening van de film ‘Hitchhikers Guide to the Galaxy’ (voor mij het hoogtepunt van de film): ‘So Long And Thanks For All The Fish

Als we teruggaan naar onze Boskoppen: deze mensen hadden breinen die 30% groter waren dan de onze, zonder een grotere lichaamsomvang. Dat is ongeveer eenzelfde vergroting als onze breinen ten opzichte van de breinen van H. Erectus, een vroege mensensoort die wel zeker primitief te noemen was. Hoe ontwikkeld moeten die Boskoppen wel niet geweest zijn? In de jaren 20 tot 50 van de vorige eeuw was de ontdekking van de Boskop schedels dan ook stof voor veel discussie. Waren wij Homo Sapiens soms niet de intelligentste soort die op aarde rond had gelopen? Waren de Boskoppen superieure wezens? Waar waren ze gebleven? Begrijpelijke vragen. Fascinerende vragen.

De schrijvers van ‘Big Brain’ beginnen hun boek met de vraag waarom wij niet allemaal van Boskoppen gehoord hebben. Tenslotte is het gegeven een wereldveranderaar. Ze geven kort aan dat het wellicht te veel moeilijke vragen oproept, dat mensen het een onprettig idee vonden, dat er na 1950 niet zoveel bewijs meer was…

Echter, helaas is een snelle Google-search genoeg om een ander beeld te schetsen. Een expert John Hawks haalde hard uit naar het idee. Er is wel degelijk bewijs sinds die tijd, maar bewijs dat het eigenlijk gewoon een beetje onzin is. Inderdaad, de gevonden schedels waren buitenproportioneel groot, maar niet zo groot om automatisch aan te nemen dat er sprake was van een nieuwe soort. Het zullen gewoon ‘outliers’ geweest zijn, mensen van ‘normale’ mensensoorten die een uitzonderlijk groot hoofd hadden. Dat gebeurt. Er is altijd variatie rondom een gemiddelde. Mensen hebben ook een gemiddelde lengte, maar als toekomstige antropologen het skelet van voetballer Peter Crouch ontdekken, zullen ze zich vergissen als ze daar een nieuwe menssoort van maken. Om nog niet te spreken van de langste mens ter wereld (2.51 m). Er is volgens Hawks in ieder geval geen onomstotelijk bewijs dat er een soort mensen was dat gemiddeld veel grotere breinen had dan wij.

Jammer… het was een leuk idee. Maar het is nu mogelijk om DNA te halen uit oude botten, om te analyseren of een bot komt van een bepaalde soort, een andere soort, of wellicht een nieuwe soort. Ik zeg: gooi die Boskop in de maler en zoek het uit. Stiekem hoop ik dan toch dat er sprake was van een andere soort mens, een mens met superieure cognitieve vermogens die het niet gered heeft. Zou toch spannend zijn? Of niet? Zou het uw wereldbeeld veranderen?

Auteur: Tom de Graaf

Aangepast door: Melanie Smekal

Eén type stamcel niet genoeg voor hogere hersenfuncties

Taal, redeneren, plannen, associëren en leren; het zijn maar enkele voorbeelden van hogere hersenfuncties die worden toegeschreven aan het dunne laagje cellen aan de buitenkant van het brein: de cortex. Een onderzoek dat werd gepubliceerd in Science geeft nieuwe inzichten in hoe die cellen daar terechtkomen.

De ontwikkeling van de cortex tijdens de embryonale ontwikkeling blijkt complexer dan neurowetenschappers dachten. Ze gingen ervan uit dat alle neuronen van de cortex ontstaan uit dezelfde stamcellen in dieper gelegen hersenstructuren. Het idee was dat dochtercellen uitgroeien tot neuronen en vervolgens migreren naar de buitenste lagen van de hersenen. Uiteindelijk zou zo de cortex ontstaan uit verschillende typen neuronen die overwegend zijn georganiseerd in zes lagen. Tot welk type neuron een cel uitgroeit en naar welke cortexlaag die migreert, zou uitsluitend afhangen van het ontwikkelingsstadium van het embryo waarin een cel ontstaat.

Genexpressie
Uit dit onderzoek blijkt echter dat de cellen in de bovenste lagen van de cortex uit andere stamcellen ontstaan dan neuronen uit de onderste lagen. Onderzoekers van het Scripps Research Institute (VS) kwamen daar achter door het gen Cux2 te volgen waarvan bekend is dat het alleen in neuronen van de buitenste cortex-lagen tot expressie komt. Het Cux2 gen in cellen waaruit later de neuronen voor de buitenste lagen ontstonden werd door de onderzoekers al gezien 9 of 10 dagen na de bevruchting. De cellen die naar de binnenste cortex-lagen verhuisden, bleken afkomstig van een ander stamceltype waarin het Cux2-gen niet tot expressie kwam. Ook als de onderzoekers de Cux2-positieve cellen dwongen te groeien voordat ze in de laag van bestemming waren aangekomen, ontwikkelden ze zich toch tot een buitenlaag-neuron. Het maakt voor deze cellen dus niet uit waar of wanneer ze zich tot neuron ontwikkelen; blijkbaar is hun lot bepaald vanaf hun geboorte.

Medische toepassingen
Het onderzoek geeft niet alleen inzicht in de vroege ontwikkeling van het brein, maar biedt ook perspectief op nieuwe onderzoekswegen en medische toepassingen. Nu bekend is dat neuronen uit de verschillende cortex-lagen voortkomen uit andere type stamcellen, kunnen deze verschillende neuronen wellicht in het lab gekweekt worden. Buitenlaag-neuronen zijn vaak betrokken bij psychiatrische stoornissen. Door deze te creëren kunnen ze nader bestudeerd worden. Zogenaamde organoïden hebben al geholpen om aandoeningen zoals Fragiele X syndroom (gekenmerkt door verstandelijke beperking en bepaalde gedragskenmerken), Angelman syndroom (een ontwikkelingsachterstand, afwijkende motoriek en taalontwikkeling en slaap- en gedragsproblemen, epilepsie) en Rett syndroom (achterstand in het leren praten, bewegen en leren) beter te begrijpen. 

Auteur: Daan Schetselaar (2012), edited by Anneke Terneusen (2023)

Referenties:

Verder dan de hoofdpijn: Inzicht in de langetermijneffecten van een hersenschudding

De wetenschap rond hersenschudding is een behoorlijk groot verhaal geweest in de laatste twee decennia, grotendeels dankzij de toegenomen aandacht die American football spelers hebben gekregen, vooral de jongere spelers waarvan de hersenen nog niet volgroeid zijn. Als tiener die rugby speelde, kreeg ik enkele "milde" hersenschuddingen en was ik er getuige van dat verschillende van mijn leeftijdsgenoten ernstige klappen op het hoofd kregen waardoor ze vergaten wat ze die dag als lunch hadden gegeten. Lange tijd beschouwde de medische wereld hersenschuddingen als een aanvaardbaar risico in de sportwereld, een risico waarvan men mettertijd kan herstellen. Maar hoe werken hersenschuddingen in de hersenen en hoe slecht zijn ze werkelijk voor ons?

Al duizend jaar geleden werd hersenschudding als medische aandoening erkend als een vorm van hersentrauma, en in de jaren 1900 was het onderwerp van discussie omdat het zo vaak voorkwam bij professioneel boksen. De medische definitie van hersenschudding benadrukt de waarneembare symptomen, namelijk de verandering van het geheugen en het oriëntatievermogen, en zelfs de mogelijkheid van bewustzijnsverlies. Hoewel bewustzijnsverlies zeldzaam is, wordt de neurobiologische cascade die de rest van de symptomen veroorzaakt relatief goed begrepen aan de hand van diermodellen. Wanneer de hersenen worden beschadigd door de plotselinge, heftige beweging als gevolg van hoofdletsel, komt er een uitbarsting van activerende neurotransmitters vrij. Dit klinkt misschien contra-intuïtief, maar de plotselinge toename van de concentratie glutamaat leidt tot binding met NMDA-receptoren, waardoor kaliumionen uit neuronen vrijkomen in de extracellulaire ruimte. Bijgevolg stromen natriumionen de cel binnen via de ionenkanalen in het neuronale membraan. De hersenen proberen hiervan te herstellen door membraanpompen te activeren om de homeostase tussen de natrium- en kaliumionen te herstellen, maar dit vergt energie. Uiteraard leidt de grote vraag naar ATP tot verhoogde lactaat concentraties, waardoor de neuronale functie wordt aangetast en de bloedstroom in de regio afneemt.

Voor een analogie hiervan, stel je een bruisende stad voor met een complex netwerk van wegen en voertuigen die de neuronen in je hersenen voorstellen. In deze analogie is hoofdletsel als een plotse, gewelddadige botsing tussen twee auto's, waardoor de verkeersstroom wordt verstoord. Wanneer de botsing plaatsvindt, is er chaos en verwarring. Opwekkende neurotransmitters, die werken als verkeerssignalen, komen in grote hoeveelheden vrij. Deze neurotransmitters, als groene lichten, vertellen de neuronen om actief te worden. Door de botsing zijn de normale verkeerscontrolemechanismen echter verstoord. De plotselinge toename van prikkelende neurotransmitters is als een buitensporig aantal groene lichten dat tegelijk aangaat. Dit leidt tot een golf van auto's die de weg op- en afrijden, waardoor opstoppingen ontstaan. Om de orde te herstellen, proberen de hersenen de situatie in evenwicht te brengen. Ze activeren "verkeerspompen" die werken als noodverkeersregelaars. Deze pompen proberen het evenwicht te herstellen tussen natrium- en kaliumionen, die als auto's en vrachtwagens in en uit de neuronen rijden. Maar dit herstelproces vergt veel energie, vergelijkbaar met de inspanning die nodig is om het verkeer weer vlot te laten verlopen. De hersenen moeten de bloeddruk verhogen, zoals het inschakelen van meer verkeerspolitie, en glucose verbruiken, zoals het verminderen van de brandstof voor de voertuigen. Als gevolg daarvan is er een verhoogde vraag naar ATP, de energievaluta van cellen, vergelijkbaar met hoe er meer brandstof nodig is om de verkeerspompen en politieagenten aan te drijven. Deze grote vraag naar energie leidt tot een opeenhoping van lactaat, dat is als uitlaatgassen die zich ophopen op de weg, de werking van neuronen aantast en de bloedstroom in het getroffen gebied vermindert.

Gemiddeld wordt de hersteltijd van een dergelijke traumatische gebeurtenis in de hersenen 7-10 dagen genoemd, waarna de symptomen van het post concussion syndrome, namelijk de hoofdpijn, zouden moeten zijn afgenomen. Uit onderzoek is echter gebleken dat het herstel van het metabolisme en de verstoring van de bloedstroom in de getraumatiseerde hersenen een verschillend aantal weken kan duren, en dat de hersenen gedurende die tijd zeer gevoelig zijn voor verdere schade. Bij de diagnose van een hersenschudding wordt, als een ernstig letsel wordt vermoed, meestal een CT- of MRI-scan aanbevolen. Deze methoden geven een structureel beeld van de hersenen dat artsen informeert over de aanwezigheid van ontstekingen, die kunnen wijzen op ernstig hersentrauma, en die nauwlettend in de gaten moeten worden gehouden. Structurele beeldvorming is echter te zwak om te kijken naar kleinschalige schade die kan optreden op het niveau van bijvoorbeeld het axon van neuronen. Bijgevolg worden de meeste gevallen van langdurige post concussion symptomen niet gediagnosticeerd of grotendeels genegeerd bij gebrek aan structurele schade. Dergelijke symptomen kunnen een impact hebben op de lange termijn en bestaan uit fysiologische effecten, zoals hoofdpijn, of cognitieve effecten, zoals stemmingsstoornissen of concentratieproblemen, die nog enkele maanden na de impact kunnen aanhouden.

Onlangs publiceerde een team van de Universiteit van Cambridge een studie over het post concussion syndroom, waaruit niet alleen bleek dat iets minder dan de helft van de patiënten zes maanden na de gebeurtenis nog symptomen had, maar ook aangetoond werd waarom dit het geval zou kunnen zijn. Gezien de cognitieve veranderingen en de in-effectiviteit van structurele scans, keek het team naar functionele MRI om de veranderingen bij de patiënten te onderzoeken.

Uit de gegevens van 108 vrijwilligers en 76 controles bleek dat degenen die in het verleden een hersenschudding hadden opgelopen een abnormale connectiviteit hadden in de thalamus in vergelijking met de controle participanten geïncludeerd in de studie. De thalamus, die zich in de middenhersenen bevindt, dient vooral als doorgeefluik van informatie van de zintuigen naar de hersenschors. Daarnaast is hij ook betrokken bij bewustzijnsniveaus, zoals slaap en waakzaamheid, en bij leren en geheugen. Tegengesteld aan de verwachting hadden degenen die het meest leden aan het post concussion syndrome een verbeterde connectiviteit tussen de thalamus en de rest van de hersenen. Deze bevinding kan betekenen dat de verhoogde connectiviteit een overcompensatie is voor aanpassing aan het milde hersentrauma. Verder onderzoek wees ook op de cognitieve symptomen op lange termijn. Positron emissie tomografie toonde aan dat patiënten met geheugenproblemen een verhoogde connectiviteit hadden tussen de thalamus en hersengebieden met hogere concentraties noradrenaline. Daarentegen hadden degenen met stemmingsproblemen een hogere connectiviteit met hersengebieden met een hoog gehalte aan serotonine.

Hoe beperkt we ook zijn met de huidige structurele beeldvorming technologie op het gebied van de hersenen, het in beeld brengen van de veranderingen in hersennetwerken is een enorme stap in de richting van een beter begrip van niet alleen de schade die een hersenschudding toebrengt aan de hersenen, maar ook hoe de hersenen genezen van deze schade. Met een beter begrip van de chemische en fysieke veranderingen op lange termijn zouden we zelfs gerichte geneesmiddelen kunnen krijgen die ons geestelijk welzijn na een hersentrauma verbeteren.  

Auteur: Thomas von Rein

Referenties:

Brain basics: coup en contrecoup

Misschien heb je weleens gehoord van Muhammed Ali, ook wel "The Greatest" genoemd. Muhammed Ali, geboren in Louisville, wordt door de bokswereld beschouwd als de beste zwaargewichtbokser aller tijden. Helaas kwam er na zijn laatste wedstrijd in 1981 een einde aan zijn bokscarrière. Tot dat moment had hij gedurende zijn hele carrière 200.000 klappen op zijn hele lichaam opgevangen. In 1984 werd bij Muhammed de ziekte van Parkinson vastgesteld, een progressieve aandoening waarbij specifieke zenuwcellen van de substantia nigra geleidelijk afbreken, wat resulteert in verlies van controle over je spieren en daardoor bewegingen. 

Je vraagt je misschien af, waarom wordt dit geval naar voren gebracht? Tot op heden is de reden waarom Muhammed aan de ziekte van Parkinson leed nog steeds niet helemaal duidelijk. Medische deskundigen hebben echter verklaard dat zijn toestand het gevolg zou kunnen zijn van de herhaalde klappen op het hoofd die hij tijdens zijn bokscarrière kreeg. Volgens een studie van Meehan en collega's uit 2013 is Muhammed niet de enige atleet die dit soort traumatisch hersenletsel oploopt. Opvallend genoeg bleek uit de studie dat bijna éénderde van verschillende atleten die klinieken in Pittsburgh of Boston bezochten en die tijdens hun carrière een klap op het hoofd kregen symptomen van een hersenschudding toonden, maar deze niet tot de diagnose ‘hersenschudding’ leidde. Dit kan drastische gevolgen hebben, omdat dit betekent dat het risico op het ontwikkelen van gevolgen gedurende het leven als gevolg van het hebben van dit Traumatisch Hersenletsel (TBI), zoals Muhammed Ali, evenredig toeneemt met het aantal klappen op het hoofd.

De tweede vraag die je misschien hebt, is hoe het mogelijk is dat een klap op het hoofd kan leiden tot bijvoorbeeld een neurologische aandoening zoals de ziekte van Parkinson? Om dit uit te leggen wil ik twee termen introduceren, namelijk; coup en contrecoup. Stel we nemen het volgende geval als voorbeeld: Muhammed Ali wordt door een mede-bokser recht op het voorhoofd geslagen, hierdoor ontstaat er coup letsel op het punt van impact, in dit geval de frontale kwab. Maar omdat onze hersenen niet vastzitten aan onze schedel, liggen ze los in dit harde skelet. Bijgevolg worden de hersenen door de kracht die op het voorhoofd van Muhammed wordt uitgeoefend, naar achteren geduwd, en botsen ze tegen de schedel aan de achterkant. Dit noemen we de contrecoup; wanneer de hersenen terugkaatsen, ontstaat het contrecoup letsel meestal aan de andere kant van de botsing, in dit geval de occipitale kwab

Er is echter meer aan de hand. Door de beweging van de hersenen binnen de schedel worden belangrijke verbindingen, bestaande uit witte stof, ook wel de snelwegen tussen hersengebieden nodig voor de communicatie tussen deze gebieden, ook verdraaid. Naast de frontale en occipitale kwab die beschadigd kunnen raken door de klap op Muhammed’s voorhoofd, kunnen dus ook deze belangrijke snelwegen worden verbroken, waardoor de signaaloverdracht tussen hersengebieden wordt verstoord. Dit is ook het geval bij Muhammed, wat misschien één van de verklaringen is waarom hij na zijn bokscarrière aan de ziekte van Parkinson leed. Chronische traumatische encefalopathie is tegenwoordig de naam die medische experts erkennen en gebruiken voor hersenschade die verband houdt met herhaaldelijk hoofdtrauma en hersenschudding die typisch is voor atleten. Belangrijk om op te merken is dat er altijd meerdere factoren een rol spelen, ook in het geval van Muhammed die dit kunnen verklaren. Echter, het feit dat niet alles zwart-wit verklaardbaar is, is wat mij betreft het mooie van de neurowetenschap.

Auteur: Joyce Burger

Figuur: Joyce Burger

Referenties:

Leg de link! Het Hart en het Brein

Je kent hem vast wel, Erik Scherder, de beroemdste hoogleraar neuropsychologie van Nederland. Regelmatig schuift hij aan bij talkshows op de Nederlandse televisie waar hij pleit voor meer beweging en minder zitten. Deze hoogleraar kan boeken vol schrijven over het brein (zoals “Hart voor je brein” en “Laat je hersenen niet zitten”), maar toch valt een groot deel van zijn werk samen te vatten in één boodschap, namelijk “wat goed is voor je hart, is ook goed voor je brein”. Maar waarom is dat zo? 

Het hart en het brein zijn met elkaar verbonden. Het hart pompt bloed door het lichaam, waaronder naar de hersenen, en zorgt er zo voor dat het brein voldoende zuurstof en energie krijgt om goed te kunnen functioneren. Wanneer je beweegt gaat je hart sneller kloppen om het lichaam van zuurstof te voorzien. Je hersenen krijgen hierdoor ook meer zuurstof, waardoor je je tijdelijk beter kan concentreren. Eveneens heeft bewegen op de lange termijn een positief effect op de hersenen. Als je regelmatig beweegt ontstaan er namelijk nieuwe haarvaatjes in je lichaam en in je hersenen. Deze zorgen ervoor dat je hersenen beter doorbloed raken. Hierdoor kan het vaatstelsel cellen beter van zuurstof voorzien en afvalstoffen sneller afvoeren. Beweging bevordert ook neuroplasticiteit, waardoor je makkelijker nieuwe verbindingen legt. Kortom, door je hart aan het werk te zetten worden je hersenen gezonder.

Omgekeerd geldt helaas hetzelfde. Als het hart en de bloedvaten minder gezond zijn, bijvoorbeeld als gevolg van hart- en vaatziekten, roken, of overgewicht, zullen de hersenen hier last van ondervinden. Het meest extreme voorbeeld hiervan is een hartstilstand. Wanneer iemand een hartstilstand heeft, stopt het hart plotseling met bloed rond te pompen. Het orgaan dat daar als eerste last van heeft zijn de hersenen. Onze hersenen kunnen namelijk maar heel korte tijd zonder zuurstof, slechts enkele minuten (3 - 4 minuten). Daarna komen we in een comateuze staat terecht, zullen hersencellen afsterven en ontstaat blijvende hersenschade. Daarom is het belangrijk om zo snel mogelijk te beginnen met reanimeren wanneer iemand een hartstilstand heeft. Iedere minuut telt. 

Wanneer mensen een hartstilstand overleven, ligt alle focus in eerste instantie op het hart. Je komt op een cardiologie afdeling terecht, er wordt gekeken naar de oorzaak van de hartstilstand en eventuele maatregelen om dit in de toekomst te voorkomen (denk bijvoorbeeld aan het plaatsen van een Implanteerbare cardioverter-defibrillator (ICD) of pacemaker). Vervolgens ga je weer naar huis, soms zonder een hersenspecialist te zien. Hoewel het hart weer in orde is, lopen mensen na een hartstilstand regelmatig tegen problemen aan, zoals moeite met concentreren, vermoeidheid, en vergeetachtigheid. De link wordt vaak niet direct gelegd met de hartstilstand (voor iemand die zich nooit verdiept heeft in de connectie tussen het hart en het brein is dat ook niet logisch, want “ik heb toch iets met mijn hart gehad, niet met m’n hoofd”). En als deze patiënten zelf niet aan de bel trekken, kan dit mogelijk grote gevolgen hebben in iemands leven (denk aan het verliezen van een baan, het ontwikkelen van een depressie, of een echtscheiding). Kortom, problemen met de cognitie (dus de hersenen) worden regelmatig over het hoofd gezien na een hartstilstand. 

Om dit te voorkomen is het belangrijk dat mensen zich bewust zijn van de link tussen het hart en het brein. Momenteel lopen er onderzoeken waar we proberen te voorspellen, op basis van hersenactiviteit (fMRI en EEG) welke mensen na een hartstilstand cognitieve problemen gaan ervaren (en dus hersenletsel hebben opgelopen) en welke niet. Dan kan de patiënt eerder hulp krijgen, bijvoorbeeld in de vorm van cognitieve training of psychologische ondersteuning. Momenteel test ik verschillende soorten interventies die (in de toekomst) mogelijk ingezet kunnen worden om deze mensen te helpen. Hieronder vallen methoden die al veel gebruikt worden, zoals strategietraining, waarbij manieren geoefend worden die de hersenen een handje helpen (zoals ezelsbruggetjes bedenken voor dingen die je steeds vergeet of hardop praten om het overzicht te bewaren). Daarnaast testen we een meer innovatieve en experimentele methode, namelijk het gebruik van transcraniële magnetische stimulatie (TMS) om het (werk)geheugen te verbeteren. Deze onderzoeken lopen nog. Hopelijk ontdekken we iets dat goed kan helpen. Ik houd jullie op de hoogte! 

Auteur: Pauline van Gils

Slaappil wekt patiënt uit bewusteloze toestand

Hersenbeschadigde man ontwaakt uit bewusteloosheid na toediening slaappil! 

In eerste instantie lijkt dit misschien een te bizarre bewering of gewoon clickbait. Maar wat als ik je vertel dat hier meer waarheid in zit dan je misschien verwacht? Laten we eens duiken in de wereld van hersenletsel, veranderde bewustzijnstoestanden en medicijnen om daarachter te komen!

In de jaren '90 krijgt een Zuid-Afrikaanse man, Louie, een auto-ongeluk, loopt grote hersenbeschadigingen op en blijft achter met het zogenaamde 'unresponsive wakefulness syndrome' (UWS). Dit betekent dat hij technisch gezien overdag wakker was en reflexen had als een gezond iemand, maar dat hij zich niet echt bewust was van zichzelf of zijn omgeving en de hele dag in bed lag, eigenlijk alsof hij in coma lag. Hij was dus wel wakker en kon bijvoorbeeld ademen, knipperen en kauwen (reflexmatig gedrag), maar niet in staat om op een zinvolle manier met de mensen om hem heen te communiceren.

UWS stond vroeger bekend als "vegetatieve toestand" (maar u kunt vast wel bedenken waarom dat veranderd is). UWS is een bewustzijnsstoornis, samen met bijvoorbeeld een comateuze toestand, en is vaak het gevolg van een traumatisch letsel aan de hersenen. Meestal blijven de hersenstamfuncties behouden, waardoor de patiënt bijvoorbeeld reflexmatig kan blijven ademen. Complexere functies, zoals spreken of taalbegrip, lijken echter niet meer goed te werken, waardoor de patiënt niet meer reageert. 

Bewustzijn wordt in wetenschappelijke zin vaak gedefinieerd als wakker zijn, terwijl je je ook bewust bent van jezelf en je omgeving. Dat je bijvoorbeeld deze tekst kunt lezen en begrijpen is een goede indicatie dat je bij bewustzijn bent; je slaapt niet en je verwerkt de tekst die op je scherm staat. Wanneer we deze criteria voor bewustzijn toepassen op UWS, kunnen we hen dus waarschijnlijk kwalificeren als onbewust, aangezien zij wakker kunnen zijn, maar zich grotendeels niet bewust zijn van wat er om hen heen gebeurt. We kunnen in ieder geval stellen dat deze patiënten in een sterk verminderde staat van bewustzijn leven. 

Laten we teruggaan naar Louie: Op een dag, ongeveer 3 jaar na zijn verwonding, besluit zijn moeder hem Ambien te geven, een gebruikelijke slaappil, om onvrijwillige spasmes in zijn arm te behandelen. Maar onverwacht leek Louie weer bij bewustzijn te komen en sprak hij voor het eerst in jaren weer met zijn moeder. Behoorlijk gek, is het niet? Hoe kan dit paradoxale effect dan verklaard worden? Een mogelijke verklaring hiervoor is de zogenaamde 'mesocircuit-hypothese'. In gezonde hersenen zijn de basale ganglia, de thalamus, en de cortex met elkaar verbonden via een feedback-lus van het striatum naar het pallidum (beide maken deel uit van de basale ganglia), en vandaar naar de thalamus, die signalen doorgeeft aan de cortex, die op zijn beurt het striatum weer activeert. De belangrijkste rol van het pallidum is de thalamus te remmen, en het pallidum wordt op zijn beurt geremd door het striatum (rode pijlen hieronder).

Nu is het idee dat door hersenbeschadiging sommige verbindingen worden doorgesneden of anderszins inactief worden, en het striatum minder wordt geactiveerd dan voorheen. Bedenk wat dit kan betekenen voor de feedback loop ... 

Als het striatum minder activerende input krijgt, kan deze het pallidum niet meer zoveel remmen. Dit verhoogt op zijn beurt de inhibitie van het pallidum naar de thalamus dramatisch (dikke rode pijl), wat vervolgens de communicatie tussen thalamus en cortex belemmert. Hierdoor lijken mensen in deze toestand ook niet meer in staat om de wereld om hen heen bewust te ervaren. Deze lus, met name de interactie tussen thalamus en cortex, lijkt dus van groot belang om informatie vanuit onze zintuigen ons bewustzijn te laten bereiken.

Ambien werkt door de beschikbaarheid van GABA, de belangrijkste inhiberende (remmende) neurotransmitter, in bepaalde gebieden van de hersenen te verhogen. Doorgaans heeft dit een kalmerend, slaapverwekkend effect. Maar volgens de mesocircuit hypothese, wanneer Ambien (ook wel Zolpidem genoemd) wordt toegediend, remt dit het pallidum grotendeels af (via GABA zoals we zeiden), waardoor het striatum het werk weer kan doen die hij door het letsel niet meer kon doen. Zo wordt de thalamus weer slechts licht geremd en kan hij weer beter signalen naar de cortex sturen, waardoor patiënten "wakker" worden of zich beter bewust worden van hun omgeving met het medicijn.

Andere studies ondersteunen deze hypothese; met behulp van bijvoorbeeld positronemissietomografie tonen zij aan dat Ambien inderdaad werkt op het mesocircuit, dat vaak verband houdt met motivatie, om bewegingen en cognitieve functies te herstellen. Er is echter één groot voorbehoud: Ambien is slechts werkzaam bij ongeveer 7% van de UWS-patiënten, waarschijnlijk als gevolg van genetische verschillen in individuele GABA-receptortypes.

Dus samengevat: Ambien kan een verbazingwekkende, contra-intuïtieve manier zijn om de symptomen van UWS te verminderen als het toevallig werkt voor de patiënt, plus het geeft ons meer inzicht in de werking van de hersenen van mensen met hersenletsel.

Auteur: Melanie Smekal

Beeld gemaakt met behulp van DALL-E-2 open AI software

Referenties:

Ik zie, ik zie, wat jij niet ziet!

Weet je nog wat jouw goede voornemen was dit jaar? Is het gelukt? De kans is groot dat dat niet is gelukt, dit is waarom.

Er zijn drie elementen die nodig zijn om ons gedrag te veranderen. Ten eerste moet je lijden. Dit klinkt hard, maar het betekent dat je echt voelt dat je moet veranderen. In zekere zin moet je lijden als gevolg van je huidige gedrag. Hierbij hoort ook dat je weet dat er alternatieven zijn. Ten tweede moet je de discipline hebben om je eigen gewoonten te onderdrukken en sociale druk te weerstaan. Ten derde moet je weten dat het probleem, en vooral de oplossing, bij jou ligt. Jij bent degene die moet veranderen. Als je een van deze elementen mist, zal je waarschijnlijk je gedrag niet veranderen.

Het is ergens best logisch dat als iemand geen probleem ziet, die ook niet wil veranderen. En waarom zou die? Het antwoord op die vraag is net wat anders als we het bekijken vanuit de context van een revalidatiecentrum voor mensen met hersenletsel.

Sommige mensen met hersenletsel hebben moeite te herkennen dat, of hoe, ze veranderd zijn. Dit wordt verminderd inzicht genoemd. Dit zorgt vaak voor overmoed. Mensen denken bijvoorbeeld dat ze weer terug kunnen naar hun fulltime baan, terwijl dat duidelijk nog te veel is. Het kan zelfs gevaarlijk worden als mensen bijvoorbeeld denken dat ze klaar zijn om auto te rijden, maar op de snelweg overprikkeld raken als er iets onverwachts gebeurt en bevriezen of in paniek raken. Typische dingen die patiënten met verminderd inzicht zeggen zijn "ik heb geen probleem", "ja, maar..." en dan een externe reden geven waarom iets niet goed is gegaan, of ze willen er helemaal niet over praten.

De patiënt mist hier duidelijk één (of meerdere) van de drie belangrijke elementen voor gedragsverandering. Ze voelen namelijk niet dat ze moeten veranderen of zien niet dat de oplossing bij henzelf ligt. Voor familieleden en therapeuten kan dit heel frustrerend zijn, omdat zij zien dat het niet goed gaat en willen helpen, maar het gevoel hebben dat de persoon niet luistert. Dit zijn perfecte ingrediënten om vast te lopen in het gesprek en in een touwtrekkerij terecht te komen.

Waarom hebben mensen met hersenletsel soms verminderd inzicht?

We weten nog niet precies hoe dit verminderd inzicht ontstaat, maar er zijn mogelijk verschillende manieren. Mensen kunnen na een hersenletsel problemen hebben met allerlei hersenfuncties. We kunnen inzicht zien als een van die hersenfuncties. Het lijkt erop dat netwerken met onder andere de anterieure cingulate cortex, posterieure cingulate cortex, en frontaalkwab hier belangrijk bij zijn. Het kan zijn dat het hersenletsel een gebied of de verbindingen in dit netwerk beschadigt. Dit uit zich vervolgens als verminderd inzicht in de kliniek. Een tweede pad is dat mensen na een hersenletsel hun sterke en zwakke punten opnieuw moeten leren kennen. Dit kost tijd omdat mensen zichzelf in allerlei situaties moeten plaatsen om te weten of ze dingen nog kunnen of niet. Een verkeerde afweging kan ook in de kliniek worden gezien als een verminderd inzicht. Een derde pad is meer psychologisch. Een hersenletsel gaat vaak gepaard met een traumatische gebeurtenis. Het is heel normaal dat mensen psychologische reacties hebben op zulke grote levensgebeurtenissen. Sommige mensen hebben ontkenning als copingmechanisme. Dit betekent dat ze de gevolgen van hun hersenletsel niet meteen kunnen erkennen.

De vraag blijft hoe we iemands inzicht het beste kunnen verbeteren. Verschillende behandelingen lijken inzicht in eigen functioneren te vergroten maar het is onduidelijk wat het beste helpt. Hopelijk wordt dit ontdekt in toekomstig onderzoek! Dit is namelijk heel relevant in de revalidatiezorg na een hersenletsel, maar waarschijnlijk ook voor mensen zonder hersenletsel bij het maken van goede voornemens op oudejaarsavond.

Auteur: Anneke Terneusen

Probiotica; superfoods die je geheugen kunnen versterken?

Het lijkt bijna te mooi om waar te zijn; het eten van levende micro-organismen, (meer specifiek bepaalde bacteriën die ook bekend staan als "probiotica"), kan mogelijk de achteruitgang van het geheugen omkeren en zelfs de geheugencapaciteit van gezonde mensen een boost geven. Hoewel dit in eerste instantie misschien als complete onzin klinkt, is de wetenschap zich onlangs gaan realiseren dat deze bacteriën in onze darmen niet alleen essentieel zijn voor de spijsvertering, maar ook voor het functioneren van het geheugen. Sterker nog, onderzoekers hebben ontdekt dat toevoeging van deze bacteriën door middel van kleine veranderingen in je dieet, het functioneren van de hersenen daadwerkelijk kan verbeteren! Dit artikel legt uit hoe onze darmen ons geheugen beïnvloeden en welke rol probiotica daarin spelen.

Het tweede brein; interactie tussen darm en geheugen

Hoewel het onderzoek naar de bidirectionele relatie tussen onze darmen en hersenen de laatste twee decennia is opgestart, is dit geen nieuw concept. In feite bestaan we voor het grootste gedeelte uit microben, aangezien de menselijke darm een complex systeem is dat meer dan 100 biljoen microbiële cellen bevat. Bovendien kunnen deze microben in de darm met de hersenen communiceren middels de afgifte van neuroactieve stoffen zoals serotonine (een neurotransmitter belangrijk voor onder andere slaap en emotie). Daarnaast kan de darm zelf de hersenen beïnvloeden via de afgifte van onder andere diverse hormonen of immuuncellen. Op dezelfde manier kunnen de hersenen het microbioom op directe of indirecte wijze veranderen (door de samenstelling van de bacteriën in de darm te beïnvloeden). Met de toename van het onderzoek op dit gebied in de afgelopen 15 jaar hebben onderzoekers de wisselwerking tussen onze darmen, de bacteriën in onze darmen en onze hersenen beter kunnen begrijpen. Deze visie is ook toegepast bij de verklaring van hoe de gezonde en ongezonde hersenen worden georganiseerd en bijgevolg hoe verschillende hersenfuncties, met name het geheugen, kunnen worden gewijzigd. Bovendien zijn onderzoekers gaan samenwerken met deze kleine wezentjes die onze darmen koloniseren om zo het proces van leren en het geheugen te stimuleren.

Wat zijn probiotica en waarom zijn ze goed voor de hersenen?

Hoe passen probiotica in deze hersen-darm-as en wat zijn deze precies? Probiotica zijn levende bacteriën die na consumptie in de juiste hoeveelheden de samenstelling van de darmmicrobiota verbeteren of herstellen. Uit onderzoek is gebleken dat probiotica kunnen helpen bij het verbeteren van de stemming, de cognitieve functie en het verminderen van stress en angst. Misschien vind je het idee van het eten van levende organismen een walgelijk idee, en krijg je rillingen bij het idee van al die gekke voedingsmiddelen zoals: kefir, kombucha, kimchi enz. Maar wist je dat sommige van de gewone voedingsmiddelen die je al kent (yoghurt, gurken of zuurkool) ook deze nuttige bacteriën bevatten? Dus misschien heb je zonder het te weten deze bacteriën al gegeten! Echter, onderzoekers zijn er nog niet uit over de mogelijkheden van deze probiotica om het leren en het geheugen van mensen te verbeteren, aangezien veel onderzoek tegenwoordig bij dieren wordt gedaan. 

Probiotica; een ware geheugen versterker?

Een intrigerende bewering van John F Cryan, de hoofdonderzoeker in het APC Microbiome Institute Ireland tijdens de een aflevering van de BBC Future in 2014, schudde de microbiologische onderzoekswereld op: "We hebben ongepubliceerde gegevens die aantonen dat probiotica het leren in diermodellen kunnen verbeteren". Maar, zo kun je je afvragen, geldt dit ook voor mensen?

Uit een review van Kesika en collega's uit 2021 blijkt dat verschillende studies bij mensen met (een milde vorm van) de ziekte van Alzheimer (AD), (een vorm van dementie waarbij mensen geleidelijk hun geheugen van verschillende levenservaringen verliezen), een verbetering van de cognitie laten zien na toediening van probiotica. Een voorbeeld van zo'n studie is die van Hwang en collega's uit 2019, waarbij Lactobacillus plantarum C29, een probioticum dat aanwezig is in kimchi (een beroemd Koreaans bijgerecht gemaakt van gefermenteerde groenten), na 12 weken toediening bij mensen met een milde vorm van AD hun cognitieve prestaties verbeterde. Bovendien ging deze toename van de cognitieve prestaties gepaard met verhoogde bloedspiegels van een eiwit genaamd brain-derived neurotrophic factor (BDNF), belangrijk voor het stimuleren van de groei van neuronen en verbindingen in de hersenen, wat natuurlijk essentieel is voor het leren en de vorming van het geheugen. 

Je kunt je afvragen of probiotica ook de gezonde mens slimmer kan maken. Dit lijkt mogelijk, althans op basis van een studie van Kim en collega's uit 2021. In deze studie kregen 63 gezonde ouderen (> 65 jaar) gedurende 12 weken ofwel een placebo ofwel probiotica met twee soorten darmbacteriën (Bifidobacterium bifidum BGN4 en Bifidobacterium longum BORI). Na 12 weken vertoonde de probiotica groep een grotere verbetering in verschillende hersenfuncties, waaronder het geheugen. Bovendien waren de BDNF-niveaus significant verhoogd wanneer de probiotica groep werd vergeleken met de placebogroep. De resultaten bij zowel gezonde als AD patiënten blijven echter onduidelijk, aangezien niet alle studies die momenteel worden uitgevoerd de hierboven beschreven resultaten kunnen repliceren. 

Alles bij elkaar genomen laat zien dat voeding dus zeker de hersenfunctie kan beïnvloeden, maar het is nog te vroeg om met stelligheid te beweren dat probiotica het geheugen en de leerprestaties bij mensen kunnen verbeteren. Het onderzoek op dit gebied, vooral bij zieke en gezonde mensen, is nog gaande, en de manier waarop deze probiotica het functioneren van de hersenen verbeteren, moet nog worden ontrafeld. Voorlopig zijn de best bewezen manieren om je hersenen te stimuleren lichaamsbeweging en voldoende slaap, maar misschien kunnen we in de nabije toekomst dit advies aanvullen met het toevoegen van probiotica aan je dieet.

Auteur: Joyce Burger

Referenties:

Stress en geheugen, een haat/liefde verhouding?

Je hebt net alle stof voor de derde keer doorgenomen, je kent alles uit je hoofd. Je bent helemaal klaar voor je examen. De volgende ochtend komt de bus niet opdagen, en je moet naar de universiteit rennen om niet te laat te komen. Je komt net op tijd aan, maar je bent de laatste die de zaal binnenkomt. Je hart gaat tekeer, je handen zijn klam, en je herinnert je plots hoe belangrijk dit examen is voor je toekomstige carrière... We zijn het er waarschijnlijk allemaal over eens dat deze omstandigheden niet ideaal zijn om een examen te maken. De kans dat we ons de informatie die we voor het examen hebben bestudeerd niet meer kunnen herinneren, ook al ligt die ergens in een lade van ons brein opgeslagen, is groter dan wanneer we ons kalm, uitgerust en geconcentreerd voelen. Soms helpt stress ons echter juist wel om dingen te onthouden. Zo zeggen de meeste mensen dat ze zich de geboorte van hun kind, het verlies van een goede kennis, of een andere dramatische gebeurtenis in hun leven zoals 11 september 2001 levendig herinneren. Ik vraag me daarom af, kunnen we concluderen dat de combinatie van stress en geheugen altijd tot een rommelige uitkomst leidt? Laten we ons verdiepen in de verschillende geheugenprocessen om te zien of we enig licht kunnen werpen op de rol van stress op het geheugen.

Leren en het effect van stress op het geheugen

Leren is een complexe en tijdrovende activiteit die kan worden onderverdeeld in drie geheugenstadia: coderen, consolideren en ophalen. Zoals uitgelegd in Brain basics: Leren - Brain Matters, kan een herinnering worden gezien als een pad tussen verschillende neuronen, en hoe meer deze weg wordt gebruikt, hoe groter en effectiever hij wordt. Omgekeerd, als de weg wordt verwaarloosd, zal hij uiteindelijk verdwijnen. Dit is een hele algemene definitie van het begrip neuroplasticiteit, dat ook wordt beschreven in de uitspraak van Donald Hebb: "Neurons that fire together, wire together". Het coderen van een nieuwe herinnering kan dus worden gezien als de eerste weg die we moeten afleggen door een dicht bos. Consolidatie verwijst naar het daaropvolgende hergebruik van dit pad na de eerste codering, om ten eerste te voorkomen dat het mettertijd natuurlijk verdwijnt, en ten tweede om het pad groter en toegankelijker te maken. Vervolgens is het ophalen het proces van het teruglopen van het pad om de eerder opgeslagen informatie naar ons bewustzijn te brengen. De volgende vraag is dan, hoe beïnvloedt stress het verkeer op deze neuronale wegen?

De biologische componenten van de stressrespons, waaronder adrenaline, noradrenaline en cortisol, kunnen worden gezien als verkeersregelaars, die tot taak hebben de toegankelijkheid van verschillende wegen in de hersenen te moduleren, afhankelijk van de toestand van het individu. Als je bijvoorbeeld een pistool op je gericht hebt, bevelen de hersenen via een hormonale cascade (de HPA-as genoemd) de afgifte van adrenaline en noradrenaline uit de bijnieren. Die zijn verantwoordelijk voor veel fysiologische veranderingen, zoals een verhoogde bloeddruk en spierspanning, om het individu voor te bereiden op een vecht- of vluchtreactie. Daarnaast beïnvloeden ze ook de hersenen door de meer “wegen” aan te leggen, waardoor het coderingsproces van geheugenvorming wordt versterkt. Daarbij beperken zij ook de toegankelijkheid van andere reeds bestaande wegen om energie te besparen en volledige oriëntatie van de aandacht op de bedreigende gebeurtenis mogelijk te maken. Vanuit evolutionair oogpunt is dit logisch; bij  onverwachte en mogelijk gevaarlijke situaties heeft de mens deze stressrespons ontwikkeld als een manier om snel op de dreiging te reageren met een "vlucht- of vechtreactie". Bovendien, als de persoon deze gebeurtenis heeft overleefd, zou het goed zijn om zich deze gebeurtenis later te herinneren. Op deze manier kunnen we voorkomen dat soortgelijke bedreigende gebeurtenissen zich in de toekomst opnieuw voordoen. Daarom zullen wij, wanneer wij een stressvolle gebeurtenis meemaken, ons dit eerder herinneren dan een willekeurige alledaagse situatie, en is het op dat moment moeilijker om eerder opgeslagen informatie uit ons geheugen op te halen.

Kortom, wanneer je gestrest bent voor je examen, interpreteren je hersenen deze innerlijke fysiologische activering waarschijnlijk als een indicator van een gevaarlijke situatie, of in ieder geval een die de moeite waard is om aandacht aan te besteden. Daarom krijgt het coderingsproces voorrang op het ophalen van de informatie die je voor het examen geleerd hebt, hoewel je het tegenovergestelde zou willen in dit geval. 

Auteur: Pablo de Chambrier

Als je meer wilt weten over de temporele dynamiek van stress en de specifieke acties in de tijd van de biologische componenten van de stressrespons, biedt dit artikel gedetailleerde uitleg: https://doi-org.mu.idm.oclc.org/10.1080/09658211.2017.1338299

Afleren om opnieuw te leren: Hoe psychedelica depressie verstoren

Heb je ooit geprobeerd om aan de linkerkant van de weg te rijden terwijl je gewoonlijk rechts rijdt? Of een poging gedaan om  het nieuwe telefoonnummer van een vriend uit je hoofd te leren, maar bleef je je het oude nummer herinneren? Je kunt per ongeluk op de verkeerde rijstrook terechtkomen of de nummers door elkaar halen. Dit wordt proactieve interferentie  genoemd, en het gebeurt wanneer je vermogen om nieuwe informatie te leren wordt gehinderd door de oude informatie.

Bij leren kan afleren net zo belangrijk zijn. Men heeft ontdekt dat psychedelica een mogelijk middel is om dit proces te katalyseren. Je hebt misschien weleens gehoord van psychedelica zoals LSD en psilocybine in de context van recreatief gebruik, maar deze krachtige psychoactieve verbindingen kunnen ook helpen bij de behandeling van psychische aandoeningen, zoals therapieresistente depressie.

Depressie wordt vaak gekenmerkt door een zichzelf versterkend gedachtepatroon, genaamd ruminatie, waarbij negatieve gedachten en gevoelens zich steeds herhalen en telkens meer ingesleten raken. Door het herhaaldelijk activeren van dit negatieve circuit worden deze denkprocessen een standaardinstelling, of zoals we weten van neuroplasticiteit, neuronen die samen actief worden verbinden zich met elkaar. Deze herkauwende gedachten kunnen efficiënt geactiveerd worden, maar nutteloos.

Cognitieve gedragstherapie (CGT) is een mogelijke behandeling om negatieve gedachtenprocessen zoals piekeren te verlichten. Door middel van CGT kan iemand leren om bepaalde gedachten en gedragingen te identificeren en aan te vechten. Maar in sommige gevallen is dat niet altijd genoeg, en slagen patiënten er niet in remissie te bereiken. Hier komen psychedelica (mogelijk) om de hoek kijken.

Psychedelica kunnen een mentale omgeving opwekken die bevorderlijk is voor het afleren van negatieve denkpatronen door één belangrijke factor te introduceren: entropie. In de natuurkunde is entropie een maat voor de mate van wanorde of willekeur in een systeem. In de context van neurodynamica verwijst entropie naar de mate van willekeur of onvoorspelbaarheid in de activiteit van neuronale netwerken.

Maar wat zijn die neuronale netwerken, en waarom zijn ze belangrijk? Neurale netwerken zijn onderling verbonden groepen neuronen die samenwerken om specifieke hersenfuncties uit te voeren. Je kunt je de connectiviteit tussen deze netwerken voorstellen als paden op een skipiste. Een gezond brein heeft veel skipaden om uit te kiezen, die verspreid en willekeurig zijn. Maar in een depressief brein zijn de paden beperkt en diep door herhaald gebruik, waardoor ze moeilijk te veranderen zijn. Psychedelica zijn als verse sneeuw op deze paden, waardoor je gemakkelijker toegang krijgt tot nieuwe pistes. De willekeur van deze paden weerspiegelt het vermogen van de hersenen om verschillende functionele netwerken in evenwicht te brengen en toegang te krijgen tot verschillende denk- en emotie modi. Dit is ideaal voor een gezonde emotionele verwerking, maar misschien niet zozeer voor het skiën.

Samengevat, de connectiviteit tussen hersennetwerken is vaak verstoord bij depressie, vooral de connectiviteit die betrokken is bij emotionele regulatie en verwerking van beloning. Als gevolg daarvan kunnen personen met een depressie een verminderde entropie of willekeur hebben in bepaalde hersengebieden, wat een verminderd vermogen tot cognitieve flexibiliteit en aanpassing veroorzaakt. Het bevorderen van corticale entropie via psychedelica met een combinatie van CGT kan het rigide denken verstoren, wat leidt tot emotionele bevrijding en een algeheel groter welzijn.

In dit geval kan het afleren van negatieve oude denkpatronen net zo belangrijk zijn, zo niet belangrijker, dan het aanleren van nieuwe denkpatronen. Hoewel psychedelica je misschien niet helpen om het oude telefoonnummer van je vriend te vergeten, bieden ze een hoopvolle nieuwe weg voor de behandeling van geestelijke ziekten en geven ze nieuwe inzichten in hoe we ons voelen, denken en gedragen. 

Auteur: Jenelle Rofe

Referenties:

Beeldbronnen:

Brain basics: Leren

Iedere dag leren we wel iets nieuws; feiten, handelingen, routes, mensen, gerechten, verhalen, etc.. Ik leer momenteel bijvoorbeeld de gitaar te bespelen. Dit gaat met horten en stoten. Waarom kan ik na het kijken van één youtubefilmpje het liedje niet gewoon meteen naspelen?  

Onze hersenen bestaan uit neuronen die samen een netwerk vormen (zie brain basics). De verbindingen in een netwerk zou je kunnen vergelijken met wegen. Als je iets nieuws wilt leren, moet er een nieuwe weg aangelegd worden in je brein. Wanneer je iets voor het eerst doet of leert, moet je je als het ware een weg banen door een dichtbegroeid bos, maar hoe vaker je dezelfde route bewandelt, hoe begaanbaarder het pad wordt. Na verloop van tijd, door veel oefening, kan het bospaadje in een snelweg veranderen. De synapsen tussen neuronen versterken dus. Dit heet langetermijnpotentiëring. Andersom werkt het hetzelfde, door de snelweg niet meer te gebruiken (bijvoorbeeld door lang geen gitaar te spelen), zal de snelweg overwoekeren en weer een bospaadje worden (oftewel de synapsen tussen de neuronen verzwakken en je vergeet de skill). Zulke veranderingen in de hersenen worden veroorzaakt door neuroplasticiteit.

Er zijn verschillende manieren waarop de hersenen aan “wegenbouw” doen. Het brein kan simpelweg nieuwe neuronen aanmaken (neurogenesis), maar bij volwassenen gebeurt dit relatief weinig en alleen in specifieke gebieden (in de hippocampus en de olfactory bulb). Wat veel vaker voorkomt is dat postsynaptische neuronen meer receptoren aanmaken als reactie op de grotere hoeveelheid neurotransmitters die vrijkomen door het herhaaldelijk oefenen van een skill. Door deze extra receptoren kan de postsynaptische neuron meer neurotransmitters opvangen. Hierdoor wordt de postsynaptische neuron sensitiever en de verbinding tussen de pre- en postsynaptische neuronen dus sterker. De neuronen kunnen ook nieuwe dendrieten aanmaken waardoor er hele nieuwe synapsen ontstaan. Op deze manieren kan het wegennetwerk in het brein zich aanpassen.  

Neuroplasticiteit vergt veel herhaling en consistentie. Daarom lukt het je niet om na het zien van één youtube filmpje een liedje foutloos na te spelen (op heel uitzonderlijke gevallen na) en kost het jaren van intensieve training om ergens heel goed in te worden. Als je iets nieuws wilt leren is het vooral belangrijk om veel te oefenen, zodat het bospaadje in je brein een snelweg wordt. Oefening baart kunst! 

Auteur: Pauline van Gils

Memento - een film van Christopher Nolan

Memento is een film die het hoofd doet duizelen. In deze film wordt het verhaal van Leonard vertelt, een ex-verzekerings detective die lijdt aan anterograde amnesie (een aandoening waarbij je geen nieuwe herinneringen meer kunt opslaan) en probeert te achterhalen wie zijn vrouw heeft vermoord. Als kijker weet je net zo min als Leonard zelf over wie het gedaan heeft. De film begint bij de laatste scène en gaat dan terug naar het begin.  Leonard probeert met zijn aandoening om te gaan door feiten te schrijven op polaroids die hij schiet van alles wat hij tegenkomt en daarnaast de belangrijkste dingen op zijn lichaam te tatoeëren. Naarmate de film voortduurt, verzamelen zowel jij als Leonard stukjes informatie die het beeld beginnen op te helderen over wie zijn vrouw vermoord zou kunnen hebben. Het verhaal volgt nauwgezet het verhaal van Sammy Jankins, die meerdere malen aangestipt is door Leonard zelf. Wat deze twee mannen echter gemeen hebben is een vraag die tot het einde van de film onbeantwoord blijft, en is iets wat ik aan jullie overlaat om te ontdekken!

Auteur: Joyce Burger

Transcraniële Magnetische Stimulatie - van oorsprong tot behandelinstrument

Waar het allemaal begon, van magnetisme tot elektriciteit.

Laten we beginnen met een kort verhaal: Michael Faraday groeide op in een arm boerengezin, zijn vader was hoefsmid in de leer. Als 14-jarige ging Faraday zelf in de leer bij een boekbinder en boekhandelaar. Tijdens deze tijd las hij veel boeken en ontwikkelde hij een belangstelling voor de wetenschap, met name voor elektriciteit. Al snel schreef hij aantekeningen over de boeken die hij las en begon hij zelf wetenschappelijke experimenten uit te voeren. Wij zien Faraday nu als een van de sleutelfiguren in de wetenschap van de elektriciteit; zelfs Albert Einstein zei dat hij een foto van Faraday aan de muur van zijn werkkamer had hangen. 

Faraday ontdekte dat we elektriciteit kunnen opwekken via magnetisme; dit is waar de inductiewet van Faraday om de hoek komt kijken. Het principe van deze wet is dat wanneer een stroom door lussen van metaaldraad (zoals een magnetische spoel) loopt, er een tijdelijk magnetisch veld ontstaat, dat op zijn beurt een elektrisch veld opwekt. Dit principe is het werkingsmechanisme van onder andere de inductiekookplaat, de pick-up elementen in elektrische gitaren en Transcraniële Magnetische Stimulatie (TMS). Bij TMS wordt de spoel(en) over de hoofdhuid geplaatst, waardoor de opgewekte elektromagnetische puls door de schedel naar de hersenen gaat. In onze hersenen leidt het door de puls opgewekte elektrische veld tot een actiepotentiaal. Om dit in context te plaatsen: stel dat je jouw wijsvinger wilt bewegen, dan is een bepaald gebied in jouw motorische cortex verantwoordelijk voor deze vingerbeweging wanneer je deze vrijwillig wilt bewegen. We kunnen nu de TMS-spoel boven dit gebied plaatsen en door een voldoende sterke puls af te geven, een actiepotentiaal creëren die ertoe leidt dat je wijsvinger één keer tikt. 

Van cool vinger-bewegings-speeltje tot behandeling.

Goed, heel netjes, we kunnen je met je vinger laten tikken door de spoel te activeren. Maar hoe komt het dat TMS nu wordt gezien als een zeer potentieel instrument voor de behandeling van verschillende aandoeningen voor patiënten? Onderzoek heeft aangetoond dat herhaald gebruik van TMS met vaste parameters bepaalde gunstige, langdurige effecten op de hersenen kan teweegbrengen. Allereerst is er een methode waarmee de TMS-gebruiker directe feedback van de gegeven puls kan zien. Als de puls-sterkte te laag is, zal er geen vingerbeweging zijn. Hoe groter de puls-sterkte, hoe groter de beweging en hoe groter de kans dat ook andere nabije gebieden worden geactiveerd, waardoor bijvoorbeeld andere vingers, de pols of de elleboog worden bewogen. Wat we nu willen doen is de drempel vinden, de intensiteit waarmee een puls 50% van de tijd een beweging van de vinger zal veroorzaken. Met deze drempel kunnen we dan de intensiteit berekenen die we voor de behandeling willen gebruiken. Wanneer we TMS voor behandeling gebruiken, stimuleren we namelijk vaak een hersengebied dat geen direct waarneembare respons geeft (zoals meer frontale liggende gebieden die te maken hebben met cognitie).

Terwijl de pulsen boven de drempel neuronale activering in de hersenen zullen veroorzaken, zal het ontvangen van meerdere pulsen in korte tijd een effect hebben, afhankelijk van de parameters. Bijvoorbeeld, het ontvangen van 10 Hertz (Hz) stimulatie (d.w.z. 10 pulsen per seconde) zal een stimulerend effect veroorzaken in het beoogde gebied, terwijl het ontvangen van 1 Hz stimulatie een remmend effect zal veroorzaken in het gebied. Het ontvangen van meerdere pulsen op deze manier wordt repetitieve TMS (rTMS) genoemd. De effecten nemen over het algemeen toe naarmate er meer pulsen worden toegediend en er meer sessies worden uitgevoerd. Herhaalde prikkelende of remmende effecten van rTMS kunnen de plasticiteit van de hersenen veranderen en een blijvend effect creëren.

In Nederland wordt rTMS door de zorgverzekering vergoed als behandeling voor depressie als 2 andere behandelingen (therapie of medicatie) niet voldoende effect hebben gehad. Om een indicatie te geven van de effectiviteit van rTMS-behandeling voor depressie, bleek uit een studie van Carpenter en collega's (2012) dat patiënten die leden aan een depressieve stoornis en die aanhoudende symptomen hadden ondanks een farmacologische antidepressieve interventie, in 41,5-56,4% van de gevallen reageerden op rTMS (reageren betekent een significante vermindering van de depressie symptomen) en in 26,5-28,7% van de gevallen remissie van de symptomen hadden, wat betekent dat zij niet langer voldeden aan de criteria voor de diagnose. Deze respons- en remissie percentages waren gebaseerd op verslagen van patiënten, de percentages die door hun clinici werden gerapporteerd waren hoger. De effecten van de behandeling waren relatief stabiel over een periode van 12 maanden. Ik denk dat deze studie een duidelijk voorbeeld geeft van hoe impactvol rTMS kan zijn. Het bereiken van deze resultaten bij een groep die niet reageerde op een behandeling met antidepressiva is meer dan bemoedigend.  

Hoewel depressie momenteel de enige stoornis is waarvoor rTMS-behandeling wordt vergoed door de ziektekostenverzekering, is het potentieel ervan voor de behandeling van andere stoornissen groot. Momenteel loopt er onderzoek naar het gebruik ervan voor de behandeling van obsessieve compulsieve stoornissen, verlangens als gevolg van verslaving, PTSD of om het te gebruiken na een beroerte ter verbetering van het herstel; en er zijn veel belovende resultaten. Ik denk dat het een kwestie is van het vinden van de juiste parameters en voorspellers voor de werkzaamheid van de behandeling en dan kan het worden gebruikt bij een veel grotere verscheidenheid aan symptomen. Als je denkt dat dit allemaal prachtig klinkt, maar elektriciteit je doet me denken aan elektroconvulsietherapie (ECT), lees dan vooral verder!

De veiligheid & bijwerkingen van rTMS
Ik hoor mensen die niet bekend zijn met TMS vaak ECT noemen of het daarmee vergelijken. Ik denk dat het belangrijk is om te benadrukken dat TMS en ECT niet op elkaar lijken. Terwijl ECT onder narcose wordt ondergaan, is rTMS niet pijnlijk en worden sessies over het algemeen als veilig en pijnloos ervaren. Ik vergelijk het gevoel van een puls op de hoofdhuid vaak met een zachte tik van een vinger of een pen. rTMS is een niet-invasieve behandelmethode, het is veilig en de bijwerkingen zijn relatief klein in vergelijking met die van medicijnen. De ernstigste bijwerking is het optreden van een seizure, wat met de juiste screening vóór de behandeling vrijwel onmogelijk is; een van de factoren die tegen het gebruik van rTMS pleiten is een (familie)geschiedenis van epilepsie. 

Tot slot
Ik werk zelf met TMS en zie het als een veelbelovend middel voor de behandeling van uiteenlopende aandoeningen. Er valt nog veel te ontdekken, maar er zijn veel onderzoekers en instellingen die aan de weg timmeren. De specificiteit die TMS kan hebben maakt het een sterk (potentieel) alternatief voor medicijngebruik dat vaak het hele lichaam in zekere mate beïnvloedt. Hoewel ik denk dat het bij veel aandoeningen een alternatief kan zijn, denk ik ook dat de combinatie van rTMS met cognitieve gedragstherapie of farmacotherapie niet moet worden onderschat. Hoewel ik denk dat dit nu de basis van TMS dekt, kan een visuele impressie of een ervaring uit de praktijk echt helpen om er een idee van te krijgen. Ik wil eindigen met een lijst van enkele video's die ik aanbeveel en die je zouden kunnen interesseren:

The Potential Side Effects of rTMS | Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) - Dr.Martjin Arns: https://www.youtube.com/watch?v=2ON6KM8AHK8 

Een interessante video om te laten zien hoe sterk de effecten van TMS kunnen zijn (meer onderzoeksgericht). Michael Mosley has areas of his brain turned off - The Brain: A Secret History - BBC Four: https://www.youtube.com/watch?v=FMR_T0mM7Pc

Simple and visual explanation video of TMS: https://www.youtube.com/watch?v=pfy0t5Yapco 


Auteur: Kobus Lampe

Referenties:

Het in kaart brengen van de hersenactiviteit met fMRI, EEG en PET beeldvorming; hoe werkt dat?

Aangezien je op deze website bent en op dit artikel hebt geklikt veronderstel ik dat je enige belangstelling hebt voor de werking van de hersenen. Dit verlangen om meer te begrijpen over de hersenen wordt gedeeld door veel filosofen in de afgelopen eeuwen. Zij stuitten echter op enkele obstakels op hun weg. Zo maakte de grootte van de neuronen (diameter 0,01-0,05 mm) het onmogelijk om ze te observeren vóór de uitvinding van de microscoop aan het eind van de 17e eeuw, en zelfs toen konden die observaties alleen worden gedaan op postmortale hersenen. Een andere cruciale uitvinding, die in dit artikel centraal staat, was die van de verschillende hersenscan technieken die eenvoudigweg nodig zijn om een levend brein door de schedel en de verschillende weefsels eromheen te observeren. Zo werden eind jaren 19 en begin jaren 20 enkele technieken voorgesteld, zoals de "balans voor de menselijke circulatie" van Angelo Mosso, die meer weg had van een middeleeuws martelwerktuig dan van een hersenscanner, en de pneumoencefalografie, waarbij het hersenvocht moest worden vervangen door lucht. Deze technieken zijn nu achterhaald. Hier zullen we ons concentreren op de sterke en zwakke punten van drie recentere, belangrijke en gevestigde technieken: fMRI, EEG en PET-beeldvorming.

FMRI

Functional magnetic resonance imaging of functionele MRI (fMRI), niet te verwarren met structurele MRI (gewoon MRI genoemd), is een pijnloze, niet-invasieve neuroimaging techniek die gedetailleerde 3D-beelden van onze hersenen maakt en hersenactiviteit meet. Om hersenactiviteit te meten kijken we indirect naar de verhouding tussen oxy- en deoxyhemoglobine. Wat betekent dat? Onze bloedsomloop is verantwoordelijk voor de zuurstofvoorziening van de verschillende cellen en weefsels van ons lichaam en de afvoer van afvalstoffen en kooldioxide uit deze cellen. Dit wordt gedaan door hemoglobine, een eiwit in de rode bloedcellen waaraan zuurstof en kooldioxide zich kunnen binden en zo door het lichaam getransporteerd worden. Het zuurstofrijke bloed is dus gebonden aan hemoglobine en wordt daarom oxyhemoglobine genoemd. Wat de hersenen betreft: wanneer een bepaald gebied actief is, wordt er meer zuurstofrijk bloed aangevoerd. De combinatie van de grote elektromagneet waaruit de MRI-scanner bestaat en radiofrequentie golven kan de verschillende magnetische eigenschappen tussen zuurstofrijk en zuurstofloos bloed detecteren. Het signaal dat de MRI-scanner opvangt, wordt daarom de BOLD-respons (blood-oxygen-level-dependent) genoemd. Eenvoudig gezegd maakt fMRI beelden van hersenactiviteit op basis van de hoeveelheid zuurstofrijk bloed die naar de actieve hersengebieden stroomt. Meer details over het mechanisme van deze techniek vindt je hier: fMRI - Brain Matters.

fMRI wordt vooral gebruikt vanwege de uitstekende spatiële resolutie. Dat wil zeggen dat het zeer nauwkeurig kan bepalen welk deel van de hersenen actief is (ten opzichte van andere delen) en hoge kwaliteitsbeelden van de hersenen kan maken. Daarom wordt het vooral gebruikt om de structuur van de hersenen te bestuderen, functies toe te wijzen aan de specifieke gebieden, maar ook om de effecten van cerebrovasculaire ongevallen, trauma of neurodegeneratie op de hersenfunctie te onderzoeken en de groei van hersentumoren bij te houden. Aan de andere kant is een fMRI-scan duur, en moeten de patiënten stil blijven liggen om duidelijke beelden te kunnen maken, wat vaak moeilijker is dan het lijkt. Dit resulteert soms in een slechte beeldkwaliteit. Bovendien is de belangrijkste beperking van fMRI dat het een slechte temporele resolutie biedt omdat het bloed enige tijd nodig heeft om van het ene deel van de hersenen naar het andere te stromen (de BOLD-respons duurt ongeveer 4 seconden, wat in de wereld van de neurowetenschap een hele lange tijd is). Dit betekent dat we niet precies kunnen zeggen wanneer de veranderingen in activiteit in de hersenen plaatsvinden. Om dit te compenseren worden fMRI-onderzoeken vaak gecombineerd met EEG.

EEG

Zoals je waarschijnlijk weet, communiceren de neuronen in de hersenen via elektrische impulsen, in de vorm van een actiepotentiaal en een postsynaptische potentiaal. Elektro-encefalografie (EEG) is een methode om deze elektrische activiteit te meten door elektroden met een speciale geleidende lijm op de hoofdhuid te plaatsen. Het precieze mechanisme van EEG is vrij complex, maar je kunt er hier meer over lezen: EEG - Brain Matters. In het kort: wanneer neuronen communiceren, verlaten positieve en negatieve ionen zoals Na+, K+, of Cl- voortdurend de membranen van de neuronen, wat aanleiding geeft tot dynamische bewegingen van positieve en negatieve lading in de hersenen, dipolen genoemd. Elektroden vangen deze verschillen in elektrische lading op en sturen het door naar een apparaat dat de hersenactiviteit registreert en omzet in de vorm van golfpatronen. Specialisten kunnen die golfpatronen analyseren en identificeren. Dusver zijn er vijf basispatronen: delta-, theta-, alfa-, bèta- en gamma golven. Elk patroon is geassocieerd met verschillende staten van alertheid en verschillende functies.

In tegenstelling tot fMRI ligt een van de grootste voordelen van EEG in de hoge temporele resolutie. Dat wil zeggen dat EEG het vermogen heeft om hersenactiviteit vast te leggen in real-time, op het niveau van milliseconden (duizendsten van een seconde). EEG-beeldvorming kan echter geen precieze informatie verschaffen over de oorsprong van de hersenactiviteit (lage spatiële resolutie), noch kan het op betrouwbare wijze signalen van subcorticale structuren detecteren. Daarom worden EEG- en fMRI-technieken vaak gecombineerd, omdat zij elkaar goed aanvullen.

PET

Zoals we eerder zagen bij fMRI, hebben neuronen zuurstof nodig om te functioneren, en door de veranderingen in de magnetische eigenschappen van zuurstofrijk versus zuurstofarm bloed te meten, kunnen we veranderingen meten die verband houden met hersenactiviteit. Positronemissietomografie (PET) is een nucleaire beeldvormingstechniek die ook wordt gebruikt om hersenactiviteit te meten, door een vergelijkbaar maar verschillend methodologisch pad te volgen. Neuronen hebben inderdaad zuurstof nodig, maar ook glucose voor een goede werking. De hersenen hebben ongeveer 5,6 mg glucose per 100 g hersenweefsel per minuut nodig. De gedachte achter PET-beeldvorming is om een radioactieve tracer in de bloedbaan te injecteren die zich bindt aan glucose. Wanneer vervolgens bepaalde hersengebieden activeren, wordt de in de glucose aanwezige tracer daarheen gebracht. Een positron zal uit het deeltje vrijkomen en in aanraking komen met een elektron. Hierdoor ontstaan van twee fotonen, die door de PET-scan worden gedetecteerd. Meer details over de werking van PET-beelden vind je hier: PET - Brain Matters.

Een van de redenen om een PET-scan te gebruiken is dat deze met hoog kwalitatieve anatomische resolutie kan aantonen welke delen van je lichaam op cellulair niveau actief worden. Dit is vooral nuttig voor het identificeren en onderzoeken van kankers, infecties en hoe het lichaam reageert op ziekten en hun behandelingen. PET wordt ook steeds meer gebruikt om neurotransmissie te onderzoeken. PET-beeldvorming heeft echter ook enkele beperkingen. De meest voor de hand liggende is dat de persoon moet worden geïnjecteerd met radioactieve tracers. Deze procedure is niet schadelijk als ze één of twee keer wordt uitgevoerd, maar wordt problematisch als ze vaker wordt uitgevoerd, omdat de effecten van de straling zich gedurende het leven opstapelen. Daarom kun je dezelfde persoon niet meerdere keren scannen. Dit is een beperking voor wetenschappelijk onderzoek, omdat je geen within-subjects onderzoek kunt uitvoeren. In zo’n soort onderzoek zou je dezelfde persoon/hersenen onder verschillende omstandigheden willen vergelijken. Dit soort studies zijn nuttig omdat hersenen van mens tot mens sterk verschillen, en het proces van middeling of standaardisering van verschillende hersenen ingewikkeld is en vaak de gegevens beïnvloedt.

Conclusie

Kortom, er bestaat geen magische beeldvormingstechniek die ons volledige toegang geeft tot de structuur en de functie van de hersenen op het niveau van milliseconden en millimeters. Iedere techniek maakt andere analyses van de hersenen mogelijk, die allemaal hun eigen voordelen en beperkingen of kosten hebben. Daarom moeten beeldvormingstechnieken worden gekozen afhankelijk van wat men over de hersenen wil weten. Als de timing van hersenactiviteit belangrijk is, zal je waarschijnlijk kiezen voor EEG, maar als je geïnteresseerd bent in waar de activiteit plaatsvindt, zijn fMRI of PET betere opties. Momenteel werken wetenschappers aan het combineren van technieken zodat we de krachten van de technieken kunnen bundelen. 

Auteur: Pablo de Chambrier

Een "elektronisch Oor" - Cochleaire Implantaten

Veel mensen profiteren van technologische ontwikkelingen. Het gebruik van een telefoon of computer maakt je leven een stuk gemakkelijker. Hoewel het soms lijkt alsof sommige mensen niet kunnen functioneren zonder hun apparaat, alsof het een deel van hun lichaam is geworden, vertrouwen andere mensen juist op apparaten om lichamelijke of zintuiglijke functies over te nemen. Een voorbeeld hiervan is een cochleair implantaat (CI). Dit is een medisch apparaatje dat wordt gebruikt om de hersenen van input te voorzien, om exact te zijn; het kan het mensen met ernstig tot zeer ernstig gehoorverlies een weer toegang tot het horen van geluid geven. In dit artikel leg ik uit hoe een cochleair implantaat werkt en wat de voordelen en uitdagingen van deze technologie zijn.

Van drukveranderingen tot elektriciteit

Om te begrijpen hoe een CI werkt, is het belangrijk meer te weten over het auditieve systeem en wat geluid eigenlijk is. Fysiek gezien is geluid drukverandering in de lucht (of een ander medium) die wordt veroorzaakt door bewegingen of trillingen van een voorwerp. Gewoonlijk kunnen wij dit geluid waarnemen omdat het oor deze drukveranderingen kan omzetten in elektrische signalen, en daarna betekenisvolle geluiden en spraak. Het auditieve signaal volgt hiervoor de volgende weg: eerst vangt de oorschelp het geluid op, dat vervolgens door de gehoorgang gaat en bij het trommelvlies aankomt. Het trommelvlies wordt in trilling gebracht door de luchtdrukveranderingen van het geluid. Dit veroorzaakt een soort kettingreactie: het trillen van het trommelvlies brengt de drie kleinste botjes van je lichaam, de gehoorbeentjes (hamer, aambeeld en stijgbeugel), achtereenvolgens in trilling, die de trilling versterken en doorgeven aan het ovale venster. Dit ovale venster maakt deel uit van het slakkenhuis, een structuur (in de vorm van een slakkenhuis zoals de naam aangeeft) gevuld met vloeistof, die dus ook trilt. Binnen het slakkenhuis liggen op hun beurt verschillende structuren, het basilair membraan, het orgaan van corti en het dekmembraan, die allemaal in beweging worden gezet. Het belangrijkste is dat de haarcellen in beweging komen, die de trillingen omzetten in elektrische signalen. In deze haarcellen zet de beweging (het buigen van de haarcellen) een reeks chemische reacties in gang die leiden tot actiepotentialen. Interessant genoeg trillen deze haarcellen niet willekeurig. Zowel hun trillingspatroon als hun intensiteit geven eigenschappen van het geluidssignaal weer. Het patroon of de plaats van de trillingen in het slakkenhuis geeft de toonhoogte van het geluid weer; dit wordt tonotopie genoemd. Deze trillingen veroorzaken elektrische signalen, actiepotentialen, die vervolgens via de gehoorzenuw naar de hersenstam worden gestuurd en van daaruit worden doorgegeven aan hogergelegen structuren in de hersenen, zoals de auditieve cortex.

Technologie schiet te hulp

Maar het kan zijn dat sommige delen van dit auditieve systeem niet goed functioneren. Voor elke stap tot aan de hersenstam is er een apparaatje waarmee het gehoor kan worden hersteld: van een hoortoestel dat inkomend geluid versterkt, tot beengeleidingsapparaten, een cochleair implantaat en een hersenstamimplantaat. Van deze toestellen is het CI, na het conventionele hoortoestel, het meest gebruikte. CI's kunnen mensen met ernstig tot zeer ernstig gehoorverlies helpen een geluidssensatie te ervaren door de gehoorzenuw in het oor rechtstreeks te stimuleren. Qua technologie bestaat het uit een externe microfoon die het geluid opvangt, een spraakprocessor die het geluid verwerkt, een zender die het signaal doorstuurt naar de geïmplanteerde ontvanger (spoel), en elektroden die in het slakkenhuis worden geplaatst. Dat klinkt geweldig, toch? Een apparaat dat bijna en volledig dove mensen weer laat horen. En dat niet alleen, indirect leidt het ook tot minder depressie, sociaal isolement, werkloosheid en meer onafhankelijkheid.

Vergeet de hersenen niet

Hoewel een CI tot geweldige resultaten kan leiden, is niet zo dat je het aan zet en alles perfect werkt. Het geluid dat door een CI wordt geproduceerd is minder genuanceerd dan het natuurlijke gehoor, omdat het door een kleine computer wordt verwerkt. Het geluid kan worden omschreven als klinkend als een robotstem. Daarom is het even wennen voordat spraak uit dit vervormde signaal kan worden begrepen. Dit toont aan dat een CI echt een BCI (Brain Computer Interface) is, het is niet alleen belangrijk om een goed apparaat te ontwikkelen, maar het staat in wisselwerking met de hersenen die zich op hun beurt moeten aanpassen aan het apparaat en omgekeerd. Gelukkig zijn er professionals, audiologen genaamd, die het apparaat fitten (afstemmen) op de behoeften van de CI gebruiker en de hen begeleiden tijdens de revalidatie. Er zijn veel verschillende instellingen, van de manier waarop geluid (en achtergrondgeluid) wordt verwerkt tot de manier waarop de gehoorzenuw wordt gestimuleerd. Maar onderzoekers proberen ook te begrijpen hoe de hersenen eigenlijk omgaan met het signaal en hoe moeizaam luisteren met een CI is. Want ook al kan iemand perfect verstaan met een CI, het kan zijn dat hij daar toch veel moeite voor moet doen.

Als u geïnteresseerd bent om meer te leren over dit onderwerp

In de podcast "Met Hertz & Ziel - de rol van cochleaire implantaten" bespreken drie Vlaamse audiologen cochleaire implantaten. Ze beschrijven bijvoorbeeld niet alleen hoe een CI werkt, maar ze bespreken ook hoe CI's het leven van sommige gebruikers hebben veranderd, waarom ze niet kunnen voorspellen hoe goed iemand met een CI zal presteren, hoe audiologen het apparaat aanpassen wanneer iemand niet in staat is om te communiceren hoe goed hij geluiden waarneemt, of wat de beslissing om al dan niet een CI te krijgen beinvloed vanuit zowel klinisch als gebruikersperspectief. https://open.spotify.com/episode/135M0GXTfEAIdY06gxFRed

Als u meer wilt weten over gehoorverlies in het algemeen: https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/deafness-and-hearing-loss

Of over hoeveel het zou kosten om niets te doen tegen gehoorverlies (varieerd van 6-30 miljard voor verschillende Europese landen): https://adulthearing.com/wp-content/uploads/2019/12/Spend_to_Save_The_Ear_Foundation_2016_1-1.pdf

Auteur & Illustraties: Loes Beckers

Referenties

Goldstein, E. B. (1999). Sensation and perception (5th ed.). Brooks/Cole Pub.

Kochkin, K., and Rogin (2000) Quantifying the obvious: The impact of hearing instruments on quality of life. Hearing Review 7(1).

Shield, B, ‘Evaluation of the social and economic costs of hearing impairment’. A report for Hear-It AISBL, 2006.

Wanneer je gedachten een robotarm kunnen besturen!

Headline: Een 57-jarige vrouw nam een slokje van haar koffie. Niet onder de indruk? Bedenk dan dat ze bijna volledig verlamd is en een robotarm gebruikte die verbonden is met haar hersenen.

Een kopje oppakken, naar je mond brengen en een slokje nemen: deze handeling is voor jou waarschijnlijk zo gewoon dat je er nooit over hebt nagedacht hoe je dat eigenlijk doet. De vrouw in deze studie deed dat nadrukkelijk wel. Zij raakte verlamd na een beroerte en kon sindsdien niet meer spreken of haar ledematen gebruiken. Dit gebeurde ongeveer 15 jaar voordat ze kon deelnemen aan een veelbelovende studie in de VS. In deze studie lukte het haar om een robotarm die voor haar op een tafel was geplaatst te besturen door alleen aan bewegingen van haar eigen hand te denken.

Motorische cortex
Deze op gedachten gebaseerde besturing van de robotarm is geen telekinese, maar het resultaat van tientallen jaren onderzoek naar Brain Computer Interfaces (BCI): technologie om directe communicatie tussen de hersenen en een computer mogelijk te maken. In dit geval wordt een deel van de cortex ingeschakeld dat motorische cortex wordt genoemd en deze cellen bevat die de spieren in het lichaam bijna rechtstreeks aansturen. Wetenschappers doen al jaren experimenten om de activiteit van die cellen vast te leggen met geïmplanteerde elektroden. Daaruit kunnen ze bij benadering afleiden welke beweging iemand wil uitvoeren.

Mijlpaal
Voordat de patiënt in kwestie de robotarm kon besturen om zichzelf een drankje te serveren, waren onderzoekers er al in geslaagd om met behulp van signalen uit de motorische cortex een muisaanwijzer op een computerscherm te besturen. Echter, dat een patiënt nu een robotarm kan besturen, is een nieuwe mijlpaal. Het biedt uitzicht op meer onafhankelijkheid voor mensen die momenteel volledig afhankelijk zijn van zorg. De technologie is echter nog niet erg praktisch. Een slokje koffie nemen met de robotarm vereist de aanwezigheid van een technicus die ruim een half uur bezig is met het afstellen van de apparatuur. Bovendien moet de arm met kabels worden verbonden met het hoofd van de patiënt. De onderzoekers hopen dat het ooit mogelijk zal zijn om BCI-technologie te gebruiken om verlamde mensen de controle over hun eigen ledematen terug te geven.

Bekijk hier een filmpje over het onderzoek.

Oorspronkelijke auteur: Daan Schetselaar

Vertaald in het Engels en aangepast: Sophie Ruppert

Elon Musk's Neuralink: Veelbelovende toekomsttechnologie of marketingzwendel?

Of het nu gaat om het produceren van mooie elektrische auto's, mogelijk aanbieden van commerciële ruimtevaart of het 'bevrijden' van Twitter, Elon Musk investeert graag in futuristische ondernemingen! Maar wist je dat hij ook een bedrijf heeft opgericht dat implantaten in hoofden van mensen wil inbrengen waarmee ze apparaten kunnen besturen met alleen hun hersensignalen? Elon noemde dit zelfs een "FitBit in je schedel" die autisme of schizofrenie kan "oplossen"...dus, wat zit hier allemaal achter?

Neuralink Corporation, opgericht door Elon Musk in 2016, streeft naar een brein-computer interface, kortweg BCI. Meestal is beweging hetgeen hersensignalen verbindt met apparaten in de buitenwereld, bijvoorbeeld wanneer je met je handen iets typt op een toetsenbord. Een BCI maakt directe real-time communicatie mogelijk tussen de hersenen en externe apparaten. Met een BCI zou je bijvoorbeeld een robotarm kunnen bewegen door eraan te denken je eigen arm te bewegen, of je zou je vriend kunnen sms'en op je telefoon door er gewoon aan te denken. Lijkt cool, toch? Natuurlijk verkeert deze technologie nog in een relatief vroeg stadium, en zal het waarschijnlijk nog lang duren voordat je als consument zo'n product kunt kopen.

Wat ook heel spannend is aan BCI's is dat sommige ervan mensen die hun lichaam niet veel kunnen bewegen, bijvoorbeeld quadriplegische mensen, in staat kunnen stellen om via technologie met de buitenwereld te communiceren. Stel je voor dat we iemand gewoon nieuwe ledematen zouden kunnen geven die hij kan besturen alsof ze van zijn eigen vlees en bloed zijn!

Het specifieke idee van Neuralink komt hierop neer: Piepkleine draadjes met veel elektroden erop, die door een chirurgische robot in de hersenen worden geïmplanteerd. Ze zijn verbonden met een chip die de neurale signalen van de elektrodepunten verzamelt en combineert en draadloos doorstuurt naar een apparaat om bijvoorbeeld je muiscursor of computertoetsenbord te besturen. Neuralink heeft al een paar video's vrijgegeven van onderzoek met dieren die hun apparaat gebruiken. In 2021 lieten ze bijvoorbeeld een aap zien die computerspelletjes speelde met alleen zijn gedecodeerde hersensignalen, zonder dat zijn handen bewogen! Best netjes, toch? Nou, ja. Maar zoals veel onderzoekers hebben opgemerkt: dit soort technologie is al beschikbaar sinds ongeveer 2002...

Wat is er dan nieuw aan Neuralink?

Ten eerste, de invasiviteit: Normaal gesproken wordt bij onderzoek naar BCI's bij mensen gebruik gemaakt van niet-invasieve methoden zoals EEG of fMRI om hersenen met computers te verbinden. Neuralink is in dat opzicht anders. Zij plaatsen technologie in het hoofd van mensen en deze handeling van het implanteren van iets in de schedel is uiteraard veel gevaarlijker dan het opzetten van een EEG kapje! Implantatie wordt gebruikt omdat als je dichter bij individuele neuronen het signaal meet dit signaal veel duidelijker is dan wanneer je elektroden bovenop het hoofd plaatst. Het grote probleem hierbij is dat er na de operatie een infectie kan optreden, wat erg gevaarlijk kan zijn. Hoewel in bepaalde gevallen, zoals bij mensen met zeer sterke epilepsie, al elektroden worden geïmplanteerd, is dit bij gezonde mensen een heel andere overweging aangezien zij niet tot doel hebben een bepaalde kwaal te behandelen.

Ten tweede, de Neuroalink is draadloos: Gewoonlijk zijn de EEG of fMRI aangesloten op een computer die via kabels wordt bestuurd, wat de mobiliteit en de algemene toepasbaarheid beperkt. Het draadloze zou dus, als het goed werkt, een enorm voordeel van Neuralink kunnen zijn in vergelijking met de meeste huidige BCI's.

Kortom, Neuralink heeft een aantal veelbelovende functies die echt iets nuttigs kunnen toevoegen aan toekomstig BCI-onderzoek. U moet dit product echter niet snel in de schappen verwachten, want de veiligheid van mensen is momenteel nog een groot probleem. En daarnaast is het goed om over het algemeen kritisch te zijn over de ideeën van een zakenman die zijn eigen bedrijf op sociale media ophyped!

Auteur: Melanie Smekal

Afbeelding gemaakt met DALL-E-2 open AI-software

Referenties:

Schermtijd en sociale media, een vloek voor de zich ontwikkelende hersenen van adolescenten?

Als millennial herinner ik mij dat toen ik op de middelbare school zat, onze mobiele telefoons niet zozeer een afleiding waren. Tijdens de pauzes voerden we gesprekken of speelden we hartenjagen om de tijd te doden. Maar mijn zus, die een typische gen Z'er is en 6 jaar jonger dan ik, heeft moeite om zich te concentreren op huiswerk en wordt gemakkelijk afgeleid door haar telefoon zodra één van haar vrienden haar een snapchat stuurt. Ze is echter niet de enige. Letterlijk al haar vriendinnen delen dezelfde worsteling en apps als "Forest" zijn tegenwoordig noodzakelijk voor jongeren om hen gefocust te houden op hun schoolwerk. Ik begon me af te vragen, is dit echt een verschil tussen generaties? En zo ja, is dit echt zo erg voor de ontwikkeling van het brein van adolescenten?

Voor de meeste adolescenten fungeert hun telefoon als hun levenslijn om in contact te blijven met vrienden en familie. Het openen van die snapchat met een grappige foto van je vriend wiens gezicht is geplaatst in dat van een aap, is voor een korte tijd de dopamine shot waar je naar snakte. Op de lange termijn is deze korte periode van bevrediging echter niet genoeg en uiteindelijk check je elke 5 minuten je telefoon. Om deze reden neemt de bezorgdheid onder onderzoekers over de invloed van schermtijd op de zich ontwikkelende hersenen toe. Daarom zal dit artikel zich richten op de effecten van schermtijd en het gebruik van sociale media op de ontwikkeling van de hersenen van adolescenten.

Schermtijd en de rol ervan in de adolescentie

De adolescentie is de ontwikkelingsperiode tussen de kindertijd en de volwassenheid. In deze periode ondergaan de hersenen enorme veranderingen onder invloed van verschillende biologische en omgevingsfactoren, waarvan schermtijd en sociale media er twee zijn. Deze veranderingen kunnen het best worden verklaard door het "dual-systems model". Aan het begin van de adolescentie rijpt het emotioneel-motivationele systeem dat mede een rol speelt in het openen van je vriend zijn Snapchat. Dit in tegenstelling tot het controlesysteem dat belangrijk is om jezelf ervan te weerhouden je telefoon te checken (meestal te vinden in frontopariëtale circuits) wat pas rijpt aan het einde van de adolescentie. Dit tijdsverschil in rijping van deze twee hersengebieden laat ons zien dat bij adolescenten emoties minder gedempt worden door ons cognitieve controle systeem (top-down controle). Dit is waar internet of sociale media om de hoek komen kijken; adolescenten zoeken bevrediging op korte termijn en prefereren dit in plaats van bevrediging op lange termijn, omdat ze het verlangen om op hun telefoon te gaan niet kunnen weerstaan. Bovendien worden adolescenten minder beïnvloed door hun ouders en zijn ze meer geneigd tijd door te brengen met vrienden. Het internet is dus een toegankelijke manier die adolescenten veel mogelijkheden biedt om in contact te komen met leeftijdsgenoten en zich bezig te houden met zeer belonende activiteiten zoals het bekijken van YouTube-video's of online gaming.

Effecten van goedkeuring en waardering via Instagram op het puberbrein

Omdat adolescenten zoals je net hebt gelezen erg kwetsbaar zijn voor de mening van hun leeftijdsgenoten, werd in 2018 in een studie van Sherman en collega's onderzocht welke hersengebieden betrokken zijn bij het geven van "likes" aan andermans foto's op Instagram bij 58 achttienjarigen door gebruik te maken van functional magnetic resonance imaging (fMRI). De deelnemers werd gevraagd te kiezen tussen het "liken" van de foto of niet. De fMRI toonde toenemende activatie van het beloningscircuit in de hersenen (o.a. striatum en ventraal tegmentaal gebied - VTA) wanneer de deelnemer besloot een bepaalde foto te "liken". Bovendien zijn dezelfde hersengebieden betrokken zodra een deelnemer zijn plaatjes "leuk vindt" door anderen. De onderzoekers concluderen daarom dat het geven en ontvangen van "likes" op Instagram correleert met een hogere activiteit in hersengebieden die betrokken zijn bij de verwerking van beloningen en prosociaal gedrag.

Effecten van sociale media op concentratie en impulscontrole bij adolescenten

Zoals in de inleiding al beschreven staat, lijkt deze "digitale generatie" meer moeite te hebben met concentreren en focussen in vergelijking tot oudere generaties. Dit wordt bevestigd in een onderzoek onder docenten van middelbare scholen van de X- en Y-generatie* die aangaven dat generatie Z-leerlingen slechter omgaan met tijd, ongepland studiegedrag vertonen en de les vaak verstoren. Lin en collega's toonden een positieve correlatie aan tussen de mate van internetverslaving en een afname van de connectiviteit in verschillende witte stof tracten (orbitofrontale verbindingen, anterieure cingulate cortex, corpus callosum, front-occipitale fasciculus etc.). Deze witte stof banen vormen de belangrijke snelwegen van de hersenen, en een afname van de connectiviteit tussen hersengebieden via deze banen resulteert in een vermindering van onder andere concentratie, impuls inhibitie enz. Laat ik de Anterior Cingulate Cortex (ACC) als voorbeeld nemen. Dit hersengebied en zijn verbindingen zijn belangrijk om je blik op de prijs te houden. Maar in het geval van verminderde functionele connectiviteit tussen de ACC en de daarmee verbonden gebieden, is een vermindering van iemands cognitieve controle het gevolg, waardoor je die snapchat opent zelfs als je weet dat je moet studeren. Om dit te illustreren verzamelden Li en collega's fMRI-gegevens van 18 adolescenten verslaafd aan het Internet en 23 controle-deelnemers die allemaal 15 jaar oud waren en een Go-stop taak moesten uitvoeren. Een voorbeeld van zo'n taak is dat de deelnemers liggend in de MRI-scanner op de knop moeten drukken waarop een pijl staat die in dezelfde richting wijst als de pijl die op een scherm wordt gepresenteerd. Bij een "stopsignaal" moeten zij afzien van het indrukken van een knop. Vergelijking van de fMRI-resultaten wees uit dat in het geval van de internetverslaafde adolescenten deze deelnemers een verminderde sterkte hadden van de verbindingen tussen frontale en basale ganglia-paden waarvan bekend is dat zij betrokken zijn bij responsinhibitie. Deze personen lijken er niet in te slagen hun reactie te remmen, omdat zij niet in staat zijn de juiste verbindingen tussen de noodzakelijke hersengebieden volledig te activeren, en daardoor hun automatische reactie remmen. Ik wil erop wijzen dat in het geval van de beschreven studies de diagnose internetverslaving alleen gebaseerd was op zelfrapportages en niet op een klinisch interview. Bovendien lijkt het alsof deze resultaten niet terug te vinden zijn bij gezonde adolescenten, maar alleen bij internetverslaafde adolescenten, dus het valt nog te zien in toekomstige studies of gezonde generatie Z adolescenten echt last hebben van minder planning en tijdsmanagement vaardigheden door functionele connectiviteit veranderingen in de hersenen. 

Effecten van sociale media op sociale vaardigheden bij adolescenten

Een laatste interessante bevinding over het effect van sociale media op jongeren van nu is het idee van onderzoekers dat face-to-face sociale vaardigheden afnemen binnen deze generatie. Deze zorg kwam voornamelijk aan het licht, aangezien verschillende lezingen of boeken over dit probleem zijn verschenen. In de literatuur worden trends waargenomen met betrekking tot het feit dat tieners, aangezien zij meer online socialiseren, het risico lopen minder waarde te hechten aan hun 'echte wereld'-zelf, waardoor zij kwetsbaarder worden voor impulsief en suïcidaal gedrag. Een bijkomend punt van zorg is het feit dat de tijd die adolescenten voor schermen doorbrengen de tijd voor face-to-face-interacties en dus de tijd die zij besteden aan het aanleren van deze vaardigheden, vervangt. Onderzoekers ontdekten zelfs dat hoe meer tijd een adolescent doorbrengt op het internet, dit resulteerde in een afname van hun sociabiliteit, communicatie met familieleden en zelfs een toename van depressie en eenzaamheid. Het lijkt er dus op dat sociale media het tegenwoordig gemakkelijker hebben gemaakt om met elkaar in contact te blijven, maar de keerzijde van deze vorm van contact is dat face-to-face vaardigheden bij adolescenten afnemen met alle gevolgen van dien. Het bewijs is echter beperkt. Onderzoek dat specifiek de sociale vaardigheden van kinderen voor en na de de komst van Internet vergeleek, heeft tot op de dag van vandaag nog nooit plaatsgevonden. Bovendien zijn sociale vaardigheden moeilijk te meten en bestaat er onder onderzoekers geen consensus over de manier waarop dat moet gebeuren. 

Om met een positieve noot te eindigen

Al met al kunnen we op basis van deze resultaten van neuroimaging studies een trend waarnemen in de zin dat schermtijd onze hersenen beïnvloedt. We mogen echter niet vergeten dat we hierover momenteel geen definitieve conclusies kunnen trekken, aangezien beeldvormingstechnieken zoals fMRI nog niet goed genoeg verfijnd zijn en er momenteel heterogeniteit bestaat wat betreft het meten van sociale vaardigheden of internetverslaving. Belangrijker is echter dat internet en sociale media ons ook positieve dingen hebben gebracht. In 2013 toonde een studie al aan dat kinderen in de leeftijd van 0 tot 8 jaar ook veel positieve effecten ondervinden van het gebruik van internet. Verschillende studies toonden aan dat hoe meer deze kinderen het internet gebruikten, hoe beter hun verbale vaardigheden en academische prestaties werden. Hoe meer tijd zij op het internet doorbrachten, hoe meer deze kinderen bovendien al vertrouwd raakten met het gebruik van het internet om hun kennis te verbreden, wat in de adolescentiejaren resulteerde in een grotere politieke betrokkenheid en een kleiner risico op het ondervinden van negatieve effecten zoals hierboven beschreven. 

Al met al denk ik dat het ook belangrijk is om niet te vergeten dat, hoewel toekomstig onderzoek rekening moet houden met bovenstaande zaken, positieve aspecten van schermgebruik onder adolescenten, zoals het opbouwen en onderhouden van sociale banden, leren en sociale steun, niet moeten worden vergeten!

*Mensen van de X-generatie zijn geboren tussen 1965 en 1980 en worden ook wel "de babyboomgeneratie" genoemd. Kinderen van deze generatie behoren tot generatie Y (ook wel "Millennials" genoemd) en zijn geboren tussen 1980 en 1999. 

Auteur: Joyce Burger

Afbeelding: Joyce Burger

Referenties: 

Kunstmatige superintelligentie: kunnen we een superintelligente geest in de fles houden?

De menselijk soort is zonder twijfel zeer succesvol. We zijn erin geslaagd de hele wereld te bevolken, van dorre woestijnen tot ijzige toendra's. We hebben wilde dieren getemd en kunnen met onze wapens de grootste en sterkste wezens overmeesteren. We hebben geen natuurlijke vijand te vrezen en hebben geleerd te overleven in extreme omstandigheden. Al met al zou je kunnen zeggen dat wij in zekere zin de superieure soort van de planeet aarde zijn. Maar onze superieure positie is mogelijk in gevaar...

Voordat ik kan uitleggen wat onze positie bedreigd, moeten we kijken naar de belangrijkste kracht die ons heeft gebracht tot waar we nu zijn, onze intelligentie. De menselijke soort is, in tegenstelling tot andere soorten, in staat om op een zeer geavanceerde manier te denken. Wij zijn bijvoorbeeld in staat om dingen te onthouden en voorspellingen te maken, zodat we kunnen leren van het verleden en ons kunnen voorbereiden op de toekomst. Een ander belangrijk aspect van intelligentie is taal. Door taal te gebruiken, kunnen we informatie delen, zodat anderen kunnen voortbouwen op kennis die in het verleden is opgedaan. Deze vaardigheden hebben ons geholpen te overleven en te floreren. Al met al moeten we onze hersenen bedanken voor onze toppositie in het dierenrijk. Dankzij onze intelligentie zijn we erin geslaagd werktuigen te ontwikkelen die steeds complexer werden, van een primitieve bijl tot een smartphone. Momenteel staan we aan de vooravond van een enorme technologische revolutie. Sinds de ontwikkeling van de eerste computer volgden nog veel meer technologische innovaties. Het tempo van de ontwikkeling van innovaties begint steeds hoger te worden. De technologische vooruitgang neemt exponentieel toe, wat betekent dat deze vooruitgang binnenkort de pan uit zal rijzen. Toch neigen we het tempo waarin deze technologische vooruitgang voortschrijdt te onderschatten. Ik zal de reden voor deze onderschatting illustreren aan de hand van een metafoor:

"Als je korrels op de vakjes van een schaakbord legt, zodat het eerste vakje 1 korrel krijgt, het tweede 2 korrels, en het derde 4 korrels, enz. Hoeveel korrels liggen er dan op het schaakbord als je klaar bent?”

Het juiste antwoord is 9 223 372 036 854 775 808 korrels. Dit is veel meer dan je verwacht, toch? Hetzelfde effect zien we terug in onze kijk op technologische vooruitgang; we verwachten niet dat die zo snel zal toenemen. Dit betekent dat sciencefiction thema's zoals super intelligente robots die zelfstandig kunnen denken misschien wel dichterbij zijn dan we verwachten. Er bestaan al robots die zichzelf kunnen 'reproduceren' zonder dat er mensen aan te pas komen door gebruik te maken van genetische algoritmen. Maar wat als deze leuke technologische ontwikkelingen uit de hand lopen? Wat als de vooruitgang te snel gaat en we de grip erop verliezen? Wat als kunstmatige intelligentie (ook wel AI genoemd) intelligenter wordt dan wij? Nemen robots dan onze superieure plek in het dierenrijk over?

Volgens veel invloedrijke wetenschappers, zoals Nick Bostrom, een wetenschapper en filosoof op het gebied van kunstmatige intelligentie, is dit scenario zeer realistisch. Waarschijnlijk zullen computers ooit intelligenter zijn dan wij. Een voordeel van computers is dat ze in theorie een onbeperkte opslagcapaciteit hebben. Hele gebouwen kunnen gebouwd worden om de gegevens van de computer in op te slaan, terwijl onze hersenen maar een beperkte opslagruimte hebben, omdat ze in onze schedel moeten passen. Eén van de redenen waarom computers ons nog niet hebben ingehaald, is dat het een computer veel meer energie kost om te functioneren in vergelijking met onze hersenen. De hersenen hebben slechts 20 watt nodig om te functioneren (dat is minder energie dan nodig is om een gloeilamp te laten branden). Daarentegen heeft de snelste supercomputer (de USA’s frontier supercomputer) 21 miljoen watt nodig om te functioneren. Het is echter slechts een kwestie van tijd voordat de wetenschap een oplossing vindt voor het energieprobleem. Nick Bostrom moedigt collega-wetenschappers daarom aan een manier te ontwikkelen om kunstmatige intelligentie onder controle te houden voordat het te laat is. Hij adviseert een veiligheidsmechanisme te ontwikkelen voordat we geavanceerdere AI creëren. Je zou kunnen denken: "Nou, waarom zetten we niet gewoon een aan- en uitknop op superintelligente AI?". Het is helaas niet zo eenvoudig en ik zal uitleggen waarom. Technisch gesproken heeft de mens meerdere uitschakelaars, zoals het belemmeren van de zuurstoftoevoer door de luchtpijp af te sluiten, het stoppen van de bloedtoevoer door het hart te vernietigen, of het beschadigen van het controlecentrum van het lichaam (de hersenen). Hoewel we die uitschakelaars hebben, is het niet gemakkelijk om ons uit te schakelen, omdat we manieren vinden om niet uitgeschakeld te worden. Superintelligente AI zouden hetzelfde kunnen doen en dat is in zekere zin al begonnen. Weet je bijvoorbeeld waar op aarde de uitknop van het internet ergens zit? Het punt dat ik probeer te maken, is dat we misschien niet in staat zijn iets te controleren dat superieur is aan ons. Zoals Nick Bostrom zegt: "We moeten er niet op vertrouwen dat we een superintelligente geest voor altijd in zijn fles kunnen opsluiten".

Hoewel veel technologische ontwikkelingen zeer waardevol zijn, is het ook belangrijk om ons bewust te zijn van de mogelijke gevaren. Binnenkort zal er een explosie van technologische ontwikkelingen plaatsvinden. Wanneer dit precies zal gebeuren en wat de gevolgen ervan zullen zijn, kan niemand met zekerheid zeggen. Het minste wat we kunnen doen, is nadenken over de mogelijke gevolgen van superintelligente AI en voorbereid zijn voordat het te laat is. We moeten ervoor zorgen dat we AI blijven controleren en voorkomen dat AI ons gaat controleren. Voor we een superintelligente geest maken, moeten we een lamp ontwikkelen die sterk genoeg is om hem vast te houden.

Auteur: Pauline van Gils

Bewustzijn begrijpen

Vergankelijk, onbegrijpelijk, de geest in de machine, sinds de dagen dat we over onze gedachten konden nadenken, hebben we geprobeerd de ervaring van het bewustzijn te beschrijven. We moeten wel. Alleen door dit gevoel met elkaar te beschrijven en overeenstemming te vinden, kunnen we elkaar geruststellen dat we het ook voelen, dat we niet de enigen zijn die gevoel ervaren. Zoals Descartes beschreef in zijn gedachte experiment "Ik denk, dus ik ben", bewijst onze introspectie alleen ons eigen bestaan, en kunnen we dus op geen enkele manier bewijzen dat iemand of iets anders deze fenomenale eigenschap van het leven ervaart. Maar dat is misschien niet altijd het geval. De neurowetenschap is in een race verwikkeld, in sommige gevallen letterlijk, om het bewustzijn te begrijpen. Hoewel we nog geen antwoord hebben, zijn er in de loop der tijd verschillende populaire theorieën ontstaan die ons kunnen helpen licht te werpen op ons bestaan.

Theorieën van hogere orde

Het hoogste op de lijst, pun intended, is de verzameling theorieën die uitgaan van een top-down visie op bewustzijn. Hier worden mentale toestanden als "bewust" ervaren wanneer ze het doelwit zijn van specifieke hogere-orde zogenaamde "meta-representaties". Uw perceptie van een landschap, bijvoorbeeld, wordt alleen bewust ervaren omdat lagere-orde signalen in uw visuele cortex worden gericht door bepaalde hogere-orde meta-representaties i met name de prefrontale cortex. “Hogere-orde gebieden" verwijst hier naar hersengebieden die gewijd zijn aan cognitieve processen die als geavanceerder worden beschouwd, zoals de analyse en evaluatie van signalen. De lagere-orde gebieden daarentegen zijn minder complex en zijn gewoonlijk betrokken bij de directe overdracht, verwerking en reactie op binnenkomende neuronale signalen.

Deze hogere orde theorieën worden ondersteund door een mix van laesie studies en functionele netwerkstudies die de prefrontale cortex in verband brengen met metacognitie. Bovendien verklaren deze theorieën waarom sommige signalen bewust worden ervaren, en andere niet: ze kunnen ofwel gericht worden door meta-representaties van een hogere orde, ofwel eenvoudigweg niet. Neem nu ons landschap: de signalen van je visuele cortex die het uitzicht op de bomen, de heuvels en de mooie lucht verwerken, worden gericht door functionele netwerken van hogere orde die zorgen voor de meta-representatie van het landschap (waardoor je het bewust ervaart), maar het geluid van de krakende poort achter je wordt niet bewust ervaren omdat daar op dat moment niet gericht  wordt.

Globale Werkruimte Theorie

De GWT, voor het eerst voorgesteld door Daniel Bor, biedt een zeer functionele benadering van het bewustzijn. Hier wordt een mentale toestand als bewust ervaren wanneer deze een gedistribueerd netwerk binnengaat dat de Globale Werkruimte wordt genoemd. Hoe gebeurt dit? Door onbewust onze aandacht te verleggen naar stimuli , brengen we ze in de Globale Werkruimte, zodat ze het bewustzijn binnenkomen. Waar theorieën van hogere orde uitgaan van specifieke functionele gebieden in de frontale cortex die inwerken op binnenkomende signalen, is de GWT per definitie globaal verdeeld over de hersenen, waardoor cognitieve processen van werkgeheugen tot perceptie betrokken worden. Deze theoretische "werkruimte" veronderstelt dat zowel de prefrontale als de pariëtale cortex in de hersenen actief worden en communiceren via ultrasnelle hersengolven, wat resulteert in een wijdverspreide netwerk interconnectiviteit.

Deze theorie wordt echter als zeer functioneel beschouwd, want hoewel zij effectief verklaart hoe processen bewust worden ervaren, verklaart zij niet de fenomenale verschillen in ervaring tussen soorten cognitieve processen. GWT verklaart bijvoorbeeld waarom een uitzicht op de zonsondergang bewust wordt gevoeld, maar verklaart niet waarom het bewuste gevoel van het zien van een boom verschilt van een zonsondergang, of zelfs waarom geen twee zonsondergangen ooit op dezelfde manier worden ervaren.

Geïntegreerde informatietheorie

Wiskundig afgeleid door Giulio Tononi, probeert de geïntegreerde informatietheorie bewustzijn te begrijpen als een meetbaar fenomeen met een eenheid "phi" Φ die, net als een computer, wordt uitgedrukt in bits. Phi interpreteert de hoeveelheid gegenereerde informatie als een geheel in vergelijking met de delen van het systeem alleen. Bijgevolg is bewustzijn, een fundamentele eigenschap van elk systeem, zoals gedefinieerd door de complexiteit en de toestand van het systeem. In de hersenen impliceert dit dat het bewustzijn meer ontstaat in de neuron-dichte gebieden aan de achterkant, waar de waarde van phi vanwege de complexiteit van het netwerk groter zou moeten zijn. Deze theorie impliceert echter ook dat elk systeem, als het complex genoeg is, een zekere mate van bewustzijn kan ervaren, en dat ook al doet, ongeacht hoe natuurlijk of synthetisch het is. Dit impliceert een zekere mate van panpsychisme (het geloof dat alles een zekere mate van bewustzijn ervaart), waarbij zelfs een voldoende complex n bij n raster van XOR-poorten een phi-waarde zou opleveren die groter is dan die van het menselijk brein. Gegeven het feit dat netwerkdraden van schimmels tientallen vierkante kilometers beslaan en zeer complex zijn, waar staan we dan met ons bewustzijn?

Het aandacht schema

Gebaseerd op de ontdekking dat onze hersenen modellen creëren om dingen in de wereld voor te stellen, van ons lichaam tot de fysieke ruimte, beschrijft het aandacht schema een intern model dat door de hersenen wordt gegenereerd om de hersenen voor te stellen. Ook hier is aandacht de sleutel tot de theorie, en bestaat deze vereenvoudigde beschrijving van de hersenen om onze aandacht te controleren. Zonder dit aandachtsmodel zouden we overweldigd worden door de enorme hoeveelheid ruwe informatie die via verschillende signaalwegen de hersenen binnenkomt. Bewustzijn, als een vereenvoudigd, beschrijvend model van de hersenen, zorgt ervoor dat onze aandacht wordt gericht, waardoor de informatie doelgericht wordt gebruikt.

Deze theorie probeert te verklaren hoe bewustzijn in de eerste instantie zou ontstaan; we hebben het ontwikkeld om onze afdwalende aandacht te stroomlijnen en controle te hebben over onze handelingen. Michael Graziano, die de aandachtstheorie heeft voorgesteld, versterkt dit punt door erop te wijzen dat het proces van natuurlijke selectie waarmee de evolutie verloopt, vaak het meest efficiënte antwoord op een selectiedruk geeft. Door zijn eenvoud (een model van de hersenen die onze aandacht controleren) is de aandacht schema theorie van het bewustzijn dus de meest dwingende verklaring voor het verschijnen van bewustzijn, stelt hij. Hoe een dergelijk model van de hersenen kan worden gekwantificeerd, valt nog te bezien.

Voorspellende verwerkingstheorieën

Een ander voorbeeld van een top-down model van bewustzijn zijn de voorspellende verwerkingstheorieën. Net als GWT's baseren de voorspellende verwerkingstheorieën zich op studies die hebben aangetoond dat schade aan prefrontale gebieden leidt tot veranderingen in de bewuste ervaring van de proefpersoon. Hoewel het op zichzelf geen theorie van bewustzijn is, zijn voorspellende verwerkingstheorieën gebaseerd op een gevestigde notie van top-down voorspellingen van hogere-orde corticale gebieden en bottom-up voorspellingsfouten als gevolg van signalen uit lagere-orde gebieden. Hoe dit werkt is relatief eenvoudig: onze hersenen doen altijd voorspellingen over de omgeving, die voorspellingen worden vervolgens vergeleken met de werkelijkheid van de omgeving. De voorspellingen komen voort uit zogenaamde hogere-ordegebieden, en gaan dus van de top van de cognitieve hiërarchie naar beneden. Deze vergelijking met de werkelijkheid van de omgeving wordt voorspellingsfout genoemd. Is de voorspellingsfout laag, dan was onze voorspelling juist, is hij hoog, dan was onze voorspelling onjuist en wordt de informatie bijgewerkt voor betere voorspellingen in de toekomst.

Deze relatie is vergelijkbaar met die van Bayesiaanse inferentie, en het is de gevestigde aard van de voorspellingsfoutrelatie in combinatie met de wiskundig bekende Bayesiaanse waarschijnlijkheid die voorspellende verwerkingstheorie voor velen tot een overtuigende theorie over bewustzijn maakt. Hoe dit ontstaat als onze bewuste ervaring heeft te maken met de beste voorspellingen van onze hersenen over de oorzaken van de binnenkomende signalen. Onze ervaring van verdriet is de beste gok van de hersenen op basis van bottom-up signalen over de status van het lichaam en onze omgeving, met als resultaat dat we verdriet ervaren.

Opinie

Het is ongetwijfeld voor velen duidelijk dat er een grote mate van overlapping is tussen deze theorieën, en dat is niet geheel verrassend, want net als religies zijn sommige van deze theorieën uitlopers en vertakkingen van elkaar. Sommige zijn opgebouwd vanuit een meer pragmatisch en wiskundig kader, terwijl andere theorieën meer elementen van de menselijke ervaring bevatten. In de neurowetenschappen is het gemakkelijk om je te verliezen in het empirische, en een stap terug doen om te observeren hoe wij onze bewuste ervaring waarnemen alvorens te proberen die vast te leggen in één verenigende theorie is net zo belangrijk als het berekenen van de cijfers. Het aandachtsschema, bijvoorbeeld, vat de ervaring van het gevoel de "geest in de machine" te zijn, maar dit maakt je nog geen aparte entiteit van je lichaam en hersenen, want deze aandacht kan deel uitmaken van andere theorieën die de rol van aandacht omvatten, namelijk de Globale Werkruimte of de Voorspellende Verwerking. Ook je overtuiging dat bewustzijn uniek is voor onze soort speelt een rol. Hogere-orde theorieën gaan ervan uit dat bewustzijn uitsluitend de eigenschap is van wezens die specifieke hogere-orde hersengebieden bezitten, terwijl geïntegreerde informatietheorieën aangeven dat alles met voldoende complexiteit als bewust kan worden beschouwd. Dr. Anil Seth wijst er in zijn recente boek op dat metingen vaak een groot keerpunt zijn op wetenschappelijk gebied, en misschien zullen we op een dag in staat zijn het bewustzijn van alle levende wezens te meten. Misschien kunnen we dan eindelijk het ongelijk van Descartes bewijzen.

Auteur: Thomas von Rein

Vertaling gecontroleerd door: Pauline van Gils 

Referenties:

Pornografie, een kijkje van dichterbij

Kom en aanschouw, kom en zie, het is overal op het internet en het heet pornografie!

Sinds de wijdverbreide beschikbaarheid van pornografie door het internet is het gebruik ervan explosief gestegen. Schattingen van de pornoconsumptie schommelen tussen 50-99% bij mannen en 30-86% bij vrouwen. Dit wijst erop dat velen van ons bekend zijn met pornografische inhoud. Terwijl de meningen over porno verdeeld zijn, zijn de onderzoeksresultaten dat ook. Na de legalisering van porno in Denemarken in 1969 was er een vermindering van de gerapporteerde seksuele agressie. Wanneer men dus kijkt naar de voor- en nadelen, kan men stellen dat porno kijken een veilige vrijetijdsbesteding kan zijn die zelfs seksuele intimidatie of aanranding kan verminderen. Er zijn echter ook mensen die beweren dat pornogebruik kan leiden tot verminderde relatiekwaliteit, seksuele verslaving of zelfs seksuele agressie kan aanmoedigen. Het is dus allemaal niet zo eenvoudig als het gaat om de effecten van porno. Zo meldden onderzoekers dat voor mannen het gebruik van porno gemiddeld zou leiden tot verminderde seksuele intimiteit, terwijl voor vrouwen het tegenovergestelde werd gevonden. De onderzoekers veronderstellen dat deze bevinding waarschijnlijk kan worden verklaard doordat mannen geneigd zijn meer alleen naar porno te kijken, terwijl vrouwen eerder geneigd zouden zijn porno te bekijken in een gedeelde ervaring. Bovendien mist het soort porno waar mannen zich tot aangetrokken voelen gemiddeld context, terwijl vrouwen gemiddeld meer geïnteresseerd zijn in zachtere vormen met een verhaallijn.  


Het onderzoek naar pornografie & ons brein komt moeilijk op gang

De hoeveelheid onderzoek naar de effecten van pornoconsumptie op ons brein is nogal karig, en ik moet zeggen dat het moeilijk is om door de artikelen die ik tegenkwam heen te filteren. Eén reden is dat van het beperkte aantal publicaties, een andere reden zijn de beperkingen die veel studies hebben, waarbij een van de grootste de kleine steekproefgroottes zijn die zijn gebruikt.

Consumptie versus verslaving

Het is belangrijk te stellen dat er een verschil is in de effecten van porno op basis van de frequentie waarmee het wordt geconsumeerd. Een kleine subgroep van pornoconsumenten kijkt dagelijks naar porno en kan daar moeilijk van afkicken. Mannen die aan pornoverslaving lijden, trekken zich vaker emotioneel terug uit hun relatie en lopen een groter risico om een depressie te ontwikkelen. Aangezien porno veel meer door mannen wordt bekeken, zijn de studies die zich richten op overmatig gebruik vaak beperkt tot steekproeven met alleen mannen.


Onze hersenen & porno

Wat gebeurt er in onze hersenen als we naar pornografische inhoud kijken? Voor dit deel wil ik het dopaminerge systeem opnieuw introduceren. Dopamine is een hormoon/neurotransmitter dat een belangrijke functie heeft bij het verwerken en evalueren van beloning. Bepaalde activiteiten of consumpties kunnen ons dopamineniveau verhogen, waardoor het voor een voorbijgaande tijd hoger is dan het basisniveau. Als we chocolade eten, is er een korte piek in dopamine, die 50% hoger is dan het basisniveau. Als we seks hebben, stijgt de dopamine tot ongeveer tweemaal het basisniveau. We kunnen ons voorstellen dat als pornografie dicht bij deze verdubbeling van het basisniveau ligt, het gevoel om porno te willen kijken dan geworteld is in iets zeer belonends. Het probleem met herhaaldelijk kijken naar porno is dat de hoge dopamine-uitstoot het moeilijker zal maken voor andere interacties (bv. seks) om het dopamineniveau te verhogen tot een niveau dat gelijk is aan of hoger dan het niveau dat veroorzaakt wordt door de pornoconsumptie. Dit kan mogelijk leiden tot afstomping van de dopaminerge respons doordat andere factoren niet kunnen concurreren met de effecten van pornoconsumptie of deze teniet kunnen doen. Daardoor kan overmatige pornoconsumptie leiden tot moeilijkheden bij de motivatie en het nastreven van doelen en invloed hebben op de dagelijkse romantische relaties of seksuele interacties. 

Als we kijken naar de hersenen van mensen die buitensporig veel porno gebruiken, kunnen beperkingen in het uitvoerend functioneren en het werkgeheugen worden gevonden, waarschijnlijk door veranderde activiteit in een gebied dat cruciaal is voor deze functies: de dorsolaterale prefrontale cortex. Eén manier om informatie te verkrijgen over de aan pornografie blootgestelde hersenen is door het aantal uren porno per week te correleren met het volume van de grijze stof. Onderzoekers die dit onderzochten voor de caudatus (onder meer belangrijk voor de verwerking van visuele informatie, bewegingscontrole, werkgeheugen en emoties en cognitieve functies) en het putamen (onder meer betrokken bij beloning en verslaving) zagen een verminderd volume in de rechter caudatus en het linker putamen bij toenemend aantal uren porno per week kijken. Verder gebruikten zij functionele MRI (fMRI) om de connectiviteit te onderzoeken en lieten zij zien dat een hogere consumptie van pornografie gepaard ging met een verminderde connectiviteit van het linker putamen en het rechter putamen met de linker dorsolaterale prefrontale cortex. Zoals ik al eerder zei, zijn dergelijke studies naar de effecten van pornografie op de hersenen nog schaars en moeten ze worden gereproduceerd en hebben ze grotere steekproeven nodig om meer solide conclusies te kunnen trekken. 

Take away message:

Hoewel velen van ons porno consumeren zonder problemen, ontwikkelen sommige mensen verslavende neigingen die een negatieve invloed op hun leven kunnen hebben. Hoewel de effecten van consumptie nog steeds worden onderzocht, lijkt het erop dat porno een negatief effect kan hebben op ons dopaminerge systeem wanneer het met hoge frequentie en/of intensiteit wordt gebruikt. Dus als je graag regelmatig porno kijkt, probeer het dan wat af te wisselen met wat heerlijke donkere chocolade of seks.

Auteur: Kobus Lampe
De afbeelding is gemaakt met behulp van DALL-E-2 open AI software

Referenties:

Wat gebeurt er met je hersenen als je psychedelica neemt?

Het is je vast wel eens opgevallen dat je mentale toestand en de bewuste ervaring van de wereld om je heen anders aanvoelen afhankelijk van de activiteit waarmee je bezig bent. Zo gaan bijvoorbeeld diepe concentratie, op het punt staan in slaap te vallen, dromen, of een 100-meter sprint lopen samen met verschillende "bewustzijnsmodi". Ook al is er geen duidelijke en universeel aanvaarde definitie voor het woord “bewustzijn”, kan het eenvoudigweg worden opgevat als een term om de waarneming van je fysieke en mentale ervaring te beschrijven. De verschillende "modi" die hierboven zijn genoemd, zijn voorbeelden van normale, gezonde bewustzijnstoestanden. Niettemin kun je ook andere soorten bewustzijnservaringen krijgen door meditatie, somatische en mentale ziekten, of drugsgebruik. In dit artikel zal ik me concentreren op de specifieke gewijzigde bewustzijnstoestand die veroorzaakt wordt door een specifieke klasse drugs, die hallucinogenen of psychedelica worden genoemd. Je hebt waarschijnlijk al gehoord van LSD of psilocybine, maar ik zal je laten zien hoe ze het menselijk brein beïnvloeden en hoe ze onze interne en externe waarnemingen kunnen veranderen.

Psychedelica en de hersenen

Psychedelische drugs vertegenwoordigen een klasse van psychoactieve samenstellingen die aanzienlijke veranderingen teweegbrengen in de waarneming, stemming en cognitieve processen. Deze overkoepelende term omvat een paar belangrijke stoffen, allemaal gevonden of afgeleid van natuurlijk voorkomende organismen. LSD is misschien wel de bekendste daarvan, en is afgeleid van een schimmel die op rogge groeit. Vervolgens is psilocybine een stofje die voorkomt in meerdere zogenaamde paddo's. DMT tenslotte, door velen beschouwd als de krachtigste drug, komt voor in planten, maar ook in mensen, in de pijnappelklier. Het gemeenschappelijke kenmerk van deze verschillende moleculen is dat ze allemaal serotonine 2A receptor (ook wel 5-HT2A receptoren genoemd) agonisten zijn. Gaan we te snel? Laten we een stapje terug doen en kijken hoe de hersenen communiceren.

Onze hersenen bevatten veel neuronen die signaalmoleculen afscheiden die andere neuronen beïnvloeden via een soort “chemische brug”, een synaps. De signaalmoleculen worden neurotransmitters genoemd. Je kent er misschien wel een paar, zoals dopamine, glutamaat, GABA, noradrenaline of serotonine. Elk van deze neurotransmitters wordt vrijgegeven en kan zich binden aan specifieke neuronen van dezelfde familie via receptoren op het oppervlak van het tweede neuron van de "brug", het post-synaptische neuron. Het serotoninesysteem, dat van belang is voor psychedelica, omvat 15 subtypes van receptoren. Omdat de eerdergenoemde klassieke psychedelica een chemische structuur hebben die sterk lijkt op die van de neurotransmitter serotonine, kunnen zij zich ook binden aan diezelfde serotoninereceptoren, met name aan de 5-HT2A. Wanneer men dus bijvoorbeeld een dosis LSD neemt, bootst de drug de serotonine na en bindt zich aan deze verschillende serotoninereceptoren, wat leidt tot een zeer complexe en nog niet volledig begrepen herstructurering van de hersenfunctie.

Uit het werk van verschillende onderzoekers, waaronder Dr. Carhart-Harris, blijkt dat psychedelica zorgen voor een verminderde activering in verschillende structuren van de hersenen die deel uitmaken van het "default mode network", die uit onder andere de thalamus, de cingulate cortex en de mediale prefrontale cortex bestaat. Deze gebieden zijn niet beperkt tot specifieke functies, maar fungeren eerder als belangrijke centra van informatie-integratie. Daarom kunnen ze worden vergeleken met ordebewakers of belangrijke instellingen die het systeem op een evenwichtige manier bij elkaar houden en controleren. Wanneer dergelijke structuren worden geremd, ontstaat er dus een soort chaos in de hersenen. Dit gebeurt door verhoogde functionele connectiviteit, een indicator van de intensiteit waarmee hersengebieden met elkaar interageren, tussen gebieden in de hersenen die niet vaak met elkaar communiceren, of in ieder geval niet op dezelfde manier. Uiteindelijk leidt dit unieke soort samenspel tussen hersenstructuren tot een groot aantal psychologische en subjectieve veranderingen die de normale staat van bewustzijn veranderen. Deze neurobiologische verklaring is echter te eenvoudig, en er moet nog veel ontdekt worden over de precieze werking van de hersenen in een psychedelische toestand.

Psychedelica en de geest

Zoals we in het eerste deel zagen verwijst bewustzijn naar de bewuste waarneming van interne en externe prikkels. Zoals je je kunt voorstellen na het lezen van deel twee, kan de daaropvolgende perceptie en interpretatie van iemands gedachten, gevoelens of omgeving radicaal veranderen wanneer de “ordebewakers” van de hersenen worden geremd, en daardoor vele hersengebieden op een andere manier gaan communiceren. Het belangrijkste instrument om iemands bewuste ervaring te beoordelen is de 5-dimensionale Altered States of Consciousness Questionnaire (5D-ASC). Zoals te verwachten bevat deze vijf overkoepelende dimensies: oceanische grenzeloosheid, visionaire herstructurering, angstige opheffing van het ego, auditieve veranderingen en vermindering van waakzaamheid. Ik zal hier alleen de eerste drie dimensies bespreken.

De eerste, oceanische grenzeloosheid, omvat gevoelens van eenheid (met de wereld of andere levende organismen), spirituele of religieuze ervaringen, of een gelukzalige toestand. Veel stammen in Latijns-Amerika bijvoorbeeld hebben eeuwenlang psychedelische ervaringen in hun cultuur ingebed. Sommige van hen organiseerden ook religieuze rituelen rond de consumptie van deze stoffen, en de in deze dimensie beschreven ervaringen liggen vermoedelijk ten grondslag aan dergelijke praktijken.

De meest bekende, visionaire herstructurering, verwijst in feite naar de visuele hallucinaties die tijdens een trip kunnen optreden. Maar er is meer dan dat. Zoals eerder beschreven, is de thalamus een van de hersenstructuren die door psychedelisch gebruik wordt geremd. De thalamus kan worden gedefinieerd als een knooppunt waar zintuigelijke informatie samenkomt. Hierdoor wordt alle input uit de buitenwereld (visuele informatie, geuren, geluiden, etc.) anders verwerkt door het psychedelische brein. Het kan er dus toe leiden dat verschillende zintuigen aan elkaar gekoppeld worden. Sommige mensen zeggen zelfs dat ze een kleur horen of een lied zien. Dergelijke ervaringen worden audiovisuele synesthesie genoemd.

Last but not least, kunnen gevoelens van angstige ego-ontbinding optreden door verminderde controle en cognitie, onthechting, of angst, en dus een "bad trip" veroorzaken. Aan een psychedelisch avontuur zijn belangrijke voorwaarden verbonden, en twee kritische variabelen die moeten worden gecontroleerd om het risico van acute negatieve psychologische effecten van klassieke hallucinogenen te verminderen, zijn de set en de setting. De set wordt gedefinieerd als de mindset of de voorbereiding van het individu op de psychedelische ervaring, met inbegrip van de persoonlijkheid en de huidige stemming. De setting omvat de sfeer en de fysieke, sociale en culturele omgeving waarin de gebruiker zijn ervaring beleeft.

Toekomstperspectieven

Ook al hebben psychedelische drugs een omstreden geschiedenis en zijn ze nog steeds controversieel, hun toekomst lijkt rooskleuriger dan ooit. Veel wetenschappers hebben hun potentieel onderzocht voor de behandeling van psychopathologische stoornissen die worden gekenmerkt door een verminderde communicatie tussen verschillende delen van de hersenen. LSD en psilocybine tonen bemoedigende bewijzen voor het verminderen van symptomen bij obsessieve-compulsieve stoornissen (OCD), verslavingen, depressie en angst. In de VS is MDMA reeds goedgekeurd voor de behandeling van PTSD en is zeer effectief gebleken. Bovendien heeft Australië onlangs het gebruik van psilocybine voor de behandeling van resistente depressie en van MDMA voor de behandeling van PTSS toegestaan. Er wordt nog meer onderzoek gedaan, maar de toekomst van behandelingen voor geestelijke stoornissen zal waarschijnlijk bestaan uit psychedelische stoffen.

Als dit onderwerp je heeft geïnteresseerd, moet je zeker ook dit artikel lezen: https://www.brainmatters.nl/trippende-terror-psychedelica-en-angst/

Auteur: Pablo de Chambrier

Referenties:

De Vrije Wil door Sam Harris - boek

Een populaire gedachte onder de meesten van ons is het geloof dat alle beslissingen die wij als mensen nemen volledig gebaseerd zijn op onze vrije wil om dat te doen. Sam Harris, een bekende Amerikaanse neurowetenschapper, filosoof, podcast host, auteur en oprichter van de 'Waking up app' probeert echter een ander licht te werpen op de discussie rondom de vraag of het eigenlijk wel waar kan zijn dat wij als mensen een vrije wil hebben. 

In dit boek beschrijft Sam dat, ook al is het moeilijk voor te stellen, de beslissingen in het leven over wat je stemt tijdens de verkiezingen, met wie je wilt trouwen of persoonlijke prestaties niet het gevolg zijn van je eigen gedachten en daden. In feite stelt Sam dat de vrije wil een illusie is die we in onze geest creëren om onze keuzes en handelingen te verklaren, maar in werkelijkheid is alles wat we beslissen, doen of zeggen het gevolg van de activiteit in onze hersenen. Onbewust hadden je hersenen dus al besloten dat je dit artikel ging lezen. Alleen begon je dit je pas een paar seconden later ‘bewust’ te realiseren om vervolgens als verklaring te geven dat je geïnteresseerd was bij het zien van dit artikel en dat je het daarom bent gaan lezen. Of je het nu wel of niet eens bent met Sam's standpunt, dit verhelderende boek moedigt je aan om je manier van denken over de belangrijkste vragen in het leven te veranderen.

Auteur: Joyce Burger

Nieuwe hoop voor de vrije wil?

Heb je uit vrije wil besloten om dit artikel te lezen? Of is je besluit het onvermijdelijke gevolg van interacties tussen hersencellen die verlopen volgens onwrikbare natuurwetten? Franse wetenschappers werpen nieuw licht op een klassiek onderzoek dat de vrije wil decennia geleden afdeed als een illusie.

Het idee dat de vrije wil in werkelijkheid niet bestaat, kreeg een neurowetenschappelijk fundament door experimenten van de fysioloog Libet in de jaren ’70 en ’80. Hij vroeg proefpersonen een polsbeweging te maken op een zelfgekozen moment. Al ruim een halve seconde voordat ze de eerste aandrang voelden om deze beweging te maken, zag Libet een afwijkend signaal op zijn EEG-apparatuur, die de elektrische activiteit in de hersenen mat. Er werd geconcludeerd dat de hersenen hun besluit al hebben genomen voordat we ons daarvan bewust worden.

Spontane activiteit

Franse onderzoekers onder leiding van Aaron Schurger zeggen nu dat er mogelijk toch iets anders aan de hand is. Volgens hen is de trigger om de spontane polsbeweging te maken het gevolg van onwillekeurige variaties in hersenactiviteit: ruis die altijd in het systeem aanwezig is. Ze denken dat een langzame opbouw van zulke spontane activiteit de verhoging in het EEG-signaal van Libet veroorzaakte. Dat betekent niet dat het besluit om de pols te bewegen al onbewust door het brein is genomen. Pas als de ophoping van ruis een bepaalde drempelwaarde overschrijdt, ontstaat de intentie om te bewegen.

Om die hypothese te testen, herhaalden Schurger en zijn team het klassieke experiment van Libet, en vroegen proefpersonen spontaan een handbeweging te maken wanneer ze dat zelf wilden. Daarnaast lieten de onderzoekers op willekeurige momenten ook tonen horen waarna de beweging direct moest worden uitgevoerd.

Kleine kans

In de gevallen dat proefpersonen heel snel op de toon reageerden, bleek in hun EEG-signaal al een langzame opbouw van hersenactiviteit te zien. Vermoedelijk konden ze daardoor na het horen van de toon sneller beslissen om te bewegen. Die opbouw moet volgens Schurger in de meeste gevallen het gevolg zijn geweest van toevallige fluctuaties, aangezien de kans dat een spontane beslissing samenviel met een toon, zou namelijk erg klein zijn. Kortom, er lijkt een andere (misschien wel aannemelijke) verklaring te zijn voor de bevindingen van Libet: Bij de afwezigheid van betekenisvolle signalen/redenen om te bewegen (zoals het horen van de toon), zou het goed kunnen dat deze spontane hogere activiteit de doorslag geeft om de beslissing te maken de pols te bewegen.

Hard bewijs voor het bestaan van vrije wil is nog steeds niet gevonden. Aaron Schurger laat alleen zien dat er ook een andere verklaring mogelijk is voor de resultaten van Libet. Wetenschappers zijn het dus nog steeds niet eens over of vrije wil wel of niet bestaat en een eenduidig antwoord op deze vraag kunnen wij jullie niet geven. U bent dus vrij uw eigen standpunt hierover in te nemen (of niet)?

Auteur: Daan Schetselaar (aangepast door Pauline van Gils)

Referenties:

Ziet jouw brein deze driehoek?

Visuele illusies zijn best cool! Of het nu beelden zijn van oude dames die in jonge dames veranderen of kleurrijke wervelingen die om zichzelf heen lijken te draaien, mensen zijn vaak gefascineerd door middel van vrij eenvoudige 2D-beelden die hun hersenen voor de gek houden. 

Eén van deze soorten visuele illusies zijn de 'bistabiele beelden', zoals de onderstaande:

A black and white drawing of a fish

Description automatically generated with medium confidence

Dit is een relatief bekende bistabiele afbeelding die de 'Jastow konijn-eend' wordt genoemd. Zoals je misschien hebt gemerkt, is het mogelijk om ofwel een konijn ofwel een eend te zien, maar nooit allebei tegelijk. Je waarneming wisselt tussen de twee beelden, en daarom wordt het ook wel 'bistabiele waarneming' genoemd.

Geweldig, toch? Een ander soort visuele illusie is de 'illusoire contour'. Hierbij wordt een typisch een geometrische figuur schijnbaar waargenomen, ook al is er geen contour voor zo'n figuur gegeven. Ik zal het demonstreren:

persepsjon – Store norske leksikon

Waarschijnlijk zie je een tweede driehoek bovenop de omlijnde driehoek. Deze tweede driehoek wijst naar beneden en de hoeken worden gevormd door de drie Pacman-achtige cirkels, zoals hieronder:

Square

Description automatically generated with medium confidence

Deze driehoek is onze illusoire contour, en deze specifieke figuur wordt een 'Kanizsa-driehoek' genoemd.

Maar hoe werkt dat precies in de hersenen? In een artikel van von der Heydt en collega's is dit onderzocht in de visuele cortex van makaken. Met behulp van micro-elektroden die rechtstreeks in de hersenen van de dieren geplaatst werden, konden de onderzoekers de elektrische activiteit registreren van individuele neuronen in de primaire (V1) en secundaire (V2) visuele cortex*. Vervolgens lieten zij de apen een illusoire contour zien en probeerden zij enkele neuronen te meten waarvan het receptieve veld de echte, zichtbare lijnen omvatte en andere waarvan het receptieve veld de illusoire lijnen omvatte (zoals de hierboven in oranje omlijnde lijnen). 

Nog nooit gehoord van 'receptieve velden'? Hier volgt een korte uitleg: Het receptieve veld van een neuron is in feite de plaats in je gezichtsveld waarop dat bepaalde neuron reageert. Individuele neuronen in V1 bestrijken slechts een klein stukje van je gezichtsveld, maar samen bestrijken ze het hele gezichtsveld. Hetzelfde geldt voor V2 en andere hogere visuele gebieden, maar de receptieve velden van de neuronen worden groter naarmate het visuele gebied hoger in orde staat (V2 staat boven V1 in de rangorde als het ware). Dus receptieve velden in V2 zijn bijvoorbeeld al wat groter dan in V1, maar niet zo groot als in V4. 

Toen de juiste neuronen in V1 en V2 waren gevonden, bewogen de onderzoekers de stimulus heen en weer over de receptieve velden van de cellen. Toen zij dit deden met een zichtbare, niet-illusoire lijn, reageerden neuronen in zowel V1 als V2 met vlagen, omdat het licht in hun receptieve velden veranderde tijdens deze beweging. Maar wat denk je dat er gebeurde met de neuronen waarvan de receptieve velden alleen bewegende illusoire lijnen waarnemen? Hier wordt het interessant: Neuronen in V1 veranderden hun afvuring niet als reactie op het bewegen van de lijnen, maar veel V2-neuronen wel. De neuronen in V2 reageerden dus alsof de illusoire lijn een echte was! Dit kan het geval zijn omdat V1 vooral lijkt te reageren op de oriëntatie van een geziene stimuli en werkt als een soort 'rand detector' die de omtrekken van dingen die men ziet detecteert, maar niet veel meer**. V2 daarentegen kan al complexere visuele kenmerken detecteren, zoals of een figuur deel uitmaakt van de voor- of achtergrond van een beeld. In het algemeen geldt: hoe hoger het visuele gebied in de rangorde staat (af te zien aan het nummer), hoe complexer de kenmerken die het kan detecteren. Zo reageren V2-neuronen op illusoire contouren die V1-neuronen niet lijken te "zien". 

Goed, hiermee is onze uitstapje naar eendenkonijnen, onzichtbare driehoeken en ons eigenzinnige visuele systeem beëindigd. Blijf jezelf verbazen en tot snel!

*Als je meer wilt weten over het visuele systeem van de hersenen, bekijk dan dit artikel in onze database: https://www.brainmatters.nl/database/visueel-systeem/

**Dit geldt tenminste vroeg in de reactie op een stimulus (eerste 100ms). V1 ontvangt ook iets vertraagde feedback van hogere visuele gebieden die zijn functies verbreedt + hogere visuele gebieden ontvangen ook (feed-forward) informatie van lagere gebieden zoals V1, die in hun eigen reacties worden verwerkt! 

Auteur: Melanie Smekal

Referenties:

Lucide dromen; bewust terwijl je slaapt?

Vorig jaar luisterde ik naar een van mijn medestudenten die uitlegde dat sommige mensen hun dromen kunnen controleren door te beseffen dat ze dromen. Ik raakte geïntrigeerd door deze vorm van dromen, beter bekend als lucide dromen. Het viel me op dat terwijl je droomt je letterlijk eindeloze mogelijkheden hebt om er structuur aan te geven en te doen wat je wilt! Om deze reden, zelfs als je het vorige artikel over lucide dromen al hebt gelezen, wil ik nog wat dieper ingaan op dit intrigerende idee van 'bewust zijn' terwijl je slaapt.

Naast mij raakten ook vele onderzoekers geïnteresseerd in het bestuderen van de de neurobiologie achter deze staat van bewustzijn en in het aantonen hoe het vrijwillig trainen van lucide dromen deze toestand kan veranderen. Het bleef echter moeilijk om deze droomtoestand te meten, omdat er tot de jaren 1970 geen instrumenten beschikbaar waren om dit objectief te meten. Het electrooculogram (EOG), een instrument om elektrische signalen op te vangen die worden veroorzaakt door vrijwillige oogbewegingen, maakte het voor het eerst mogelijk om dit te doen. Op basis van eerder onderzoek waaruit bleek dat deelnemers vrijwillig hun ogen in een bepaalde volgorde kunnen bewegen om aan te tonen dat zij op dat moment lucide dromen, ontstond het idee om deze vrijwillige oogbewegingen te meten door gebruik te maken van EOG. De meest gebruikelijke oog signaleringstechniek die momenteel in onderzoek wordt gebruikt is deelnemers te vragen om, wanneer zij zich realiseren dat zij dromen, snel twee keer achter elkaar naar links en rechts te kijken en dan terug naar het midden (links-rechts-links-rechts oogsignalen). In combinatie met subjectieve rapporten van de deelnemer waarin zij een lucide droom episode konden vermelden die de lucide en het meten van hun elektro-encefalogram (EEG) terwijl zij slapen vormt op dit moment de gouden standaard om objectief aan te geven of iemand lucide droomt.

De oog signaleringstechniek zoals gemeten door EOG in combinatie met EEG opende de poort naar het bestuderen van hersenactiviteit bij lucide dromers. Aanvankelijk dachten onderzoekers dat lucide dromen een verschijnsel was van de droom slaap oftewel remslaap (REM-slaap). Dit omdat lucide dromen meestal ontstaan tijdens dit type slaap. Onderzoek verschuift echter langzaam in de richting van de hypothese dat lucide dromen een hybride toestand is tussen wakker zijn en de REM-slaap. Onderzoekers zijn begonnen deze hypothese te onderzoeken door de elektrische activiteit van de hersenen te vergelijken wanneer iemand wakker is, in niet-lucide REM-slaap, en in lucide REM-slaap.

Een voorbeeld van een dergelijk onderzoek is een studie van Voss en collega's. Zij maten de EEG- en EOG-activiteit van 6 studenten aan de universiteit van Bonn, die in staat waren om lucide te dromen na het volgen van vier maanden wekelijkse training om te leren lucide te dromen. Interessant genoeg was de elektrische activiteit die bij deze 6 studenten werd gemeten tijdens de lucide REM-slaap niet vergelijkbaar met de elektrische activiteit die werd gemeten tijdens dat ze wakker waren of terwijl zij in niet-lucide REM-slaap waren. Normaal gesproken wordt de elektrische activiteit in de hersenen, wanneer je wakker bent, gekenmerkt door een hoge alpha activiteit (één van de elektrische hersengolven of oscillaties genoemd naar hun frequentie, andere voorbeelden zijn bèta, gamma, enz.) In deze studie toonden de onderzoekers aan dat wanneer studenten wakker waren, zij significant hogere alfa activiteit in hun hersenen hadden dan wanneer zij in lucide REM-slaap of niet-lucide REM-slaap waren. Bovendien was hun gamma activiteit significant hoger wanneer de studenten in lucide REM-slaap waren dan wanneer zij wakker waren of in niet-lucide REM-slaap.

Wat betekent dit, vraag je je nu misschien af?  Normaal wordt een hoge alfa activiteit vaak geassocieerd met een toestand van wakende rust. Wanneer we lucide dromen zijn onze hersenen echter vrij actief, omdat we onze eigen droom moeten controleren. Dit zou kunnen verklaren waarom de gamma activiteit toeneemt tijdens de lucide REM-slaap en niet tijdens het wakker zijn of de niet-lucide REM-slaap. Deze toename van gamma activiteit werd vooral gezien in de frontale delen van de hersenen. Dit is in overeenstemming met het feit dat lucide dromen een droomtoestand is die gekenmerkt wordt door het herwinnen van hogere cognitieve vermogens, zoals het besef dat je droomt. Dit staat in contrast met niet-lucide REM-slaap, waar de neurale activiteit in deze gebieden is afgenomen, wat leidt tot visuele hallucinaties, emotionele ervaringen of je ziet jezelf willekeurig vechten met een draak zonder reden.

Volgens het hierboven beschreven onderzoek lijkt het vrij waarschijnlijk dat lucide dromen een hybride bewustzijnstoestand is, aangezien het meetbare verschillen in elektrische activiteit vertoont in vergelijking met wakker zijn en niet-lucide REM-slaap. Een review van Dresler en collega's wijst er echter op dat de meeste studies die lucide dromen onderzoeken, zoals de eerder beschreven studie, zeer weinig deelnemers hebben en dat replicatie van de bevindingen daarom moeilijk blijft. Met name de toename van het vermogen in gamma activiteit in de frontale delen van de hersenen kan worden beïnvloed door de oogbewegingen zelf. Dit maakt het voor onderzoekers moeilijk om deze toename van elektrische activiteit te interpreteren, aangezien het volledig uitfilteren van de invloed van deze oogbewegingen (nog) niet mogelijk is. Daarom kunnen we nog niet met zekerheid zeggen dat lucide dromen inderdaad een hybride bewustzijnstoestand is. Misschien dat we na een paar jaar en meer grootschalige EEG-studies met meer deelnemers dit mysterieuze fenomeen van lucide dromen kunnen ontrafelen. 

Auteur: Joyce Burger

Illustratie: Joyce Burger

Referenties:

Do Androids Dream of Electric Sheep? – Philip K Dick

Nu je bijna alles weet over hoe en waarom we slapen, is wellicht de volgende stap om lekker te ontspannen met een goed boek voor het slapen gaan. Voor de science-fiction fanaten is dit boek uit 1968 een ware aanrader. De thema's over de mensheid en de werkelijkheid zelf vormden de inspiratie voor de Blade Runner-franchise en hebben ook hedendaags nog een grote impact op de science-fiction scene.

Auteur: Thomas von Rein

The Huberman Lab

Sleep Toolkit: Tools for Optimizing Sleep & Sleep-Wake Timing

Master Your Sleep & Be More Alert When Awake - YouTube

https://hubermanlab.com/toolkit-for-sleep/

Dr. Andrew Huberman, succesvol podcaster en onderzoeker, is een neurowetenschapper aan de Stanford University met een langlopende podcast die tot doel heeft luisteraars te informeren over een reeks onderwerpen rond de hersenen en gezonde gewoonten. Hierboven staan twee afleveringen die gaan over gezonde slaapgewoonten en de neurowetenschap daarachter. Verder heeft Dr. Huberman Dr. Matt Walker geïnterviewd in zijn eigen show in aflevering 31 van de Huberman Lab serie. 

Auteur: Thomas von Rein

Dr. Matthew Walker – The Surprising Health Benefits of Dreaming

En zijn boek:

Why We Sleep: Unlocking the Power of Sleep and Dreams by Dr. Matthew Walker

Een van de belangrijkste onderzoekers op het gebied van slaap en dromen, neurowetenschapper Dr. Matt Walker is al vele jaren uitgesproken over de invloed van slaap op onze hersenen en ons lichaam, en hoe onze moderne gewoonten onze slaap beïnvloeden. Zijn boek uit 2018 behandelt alles wat men zou willen weten over de wetenschap van de slaap, maar voor degenen die liever luisteren dan lezen, is er niet alleen een luisterboek, maar Dr. Walker heeft ook een podcast met de eenvoudige titel "The Matt Walker Podcast" die veel van de informatie in het boek behandelt, inclusief actuele onderzoeken. 

Auteur: Thomas von Rein

Kunnen we herstellen van een korte nacht door een dutje te doen?

Heb je ooit het gevoel gehad dat je overdag een dutje moest doen na een korte nachtrust of een intensief begin van de dag? Misschien heb je je afgevraagd of dat nuttig is of niet. 

Er bestaat nog steeds onenigheid over de hoeveelheid slaap die we elke nacht nodig hebben. Hoewel een bekend quotum zegt dat we ongeveer 7,5 uur nodig hebben, blijkt de hoeveelheid eerder een individuele zaak te zijn, die sterk verschilt tussen mensen. Als we ouder worden, hebben we bijvoorbeeld iets minder slaap nodig. Bovendien blijken de functies die zich herstellen te verschillen naar gelang van het aantal geslapen uren, zoals ik hieronder zal uitleggen. 

In een studie werden de effecten onderzocht van een dutje (45 minuten) om de prestaties op verschillende aspecten te verbeteren na een nacht met verminderde slaap. Zij vergeleken 3 groepen, een groep die een hele nacht sliep zonder te dutten, een groep die een halve nacht sliep, en een groep met een halve nacht slaap en een kort dutje. Zij vonden dat het korte dutje de prestaties op motorische en geheugentaken verbetert, echter niet terug tot niveaus die vergelijkbaar zijn met die van een volledige nacht slaap. Bovendien blijkt dat het motorisch geheugen vooral wordt verwerkt na meerdere uren slaap, wat betekent dat korter slapen leidt tot een verminderde prestatie op gebied van motorisch geheugen. Naast de toegenomen slaaplengte was ook de hoeveelheid slaapspoelen van belang voor de motorische geheugenprestaties, en een toename van de slaapspoelen werd waargenomen tijdens het dutje. Slaapspoelen zijn korte uitbarstingen van elektromagnetische activiteit die met behulp van EEG kunnen worden gemeten vanuit de hersenen tijdens de slaap. Deze activiteit wordt geacht belangrijk te zijn voor een groot aantal zaken, gaande van geheugenconsolidatie tot cognitieve ontwikkeling. Dit betekent dat door de toename van slaapspoelen tijdens de kortere slaap, er een mechanisme is om het motorisch geheugen te beschermen.

Hoewel ik aanvankelijk de vraag wilde onderzoeken of we ons slaapritme kunnen opbreken in meerdere slaapblokken (een strategie die de Uberman-slaapcyclus wordt genoemd), was er te weinig wetenschappelijke literatuur over dit onderwerp, dus heb ik het artikel in een andere vorm gegoten. Ik geloof echter wel dat we op basis van wat ik heb besproken kunnen stellen dat het nadelig kan zijn om de Uberman-slaapcyclus te gebruiken, omdat de slaapomstandigheden die belangrijk zijn voor het motorisch geheugen optreden naarmate we langer slapen (na 3,5 uur slaap). Dus, terwijl we slapen, herstellen verschillende aspecten zich of worden ze verwerkt in onze hersenen. Een dutje doen na een gebrek aan enkele uren tijdens de nacht kan fungeren als een pleister, maar niets kan op tegen een volledige nachtrust. 

Auteur: Kobus Lampe
Afbeelding: Gemaakt met behulp van DALL-E 2 (AI)

Lucide dromen: Maak je dromen leuker!

Ben je het zat om dezelfde vervelende dromen te hebben waarin je wordt achtervolgd door een monster of een presentatie geeft in je ondergoed? Misschien kan lucide dromen je helpen om dromen leuker te maken!

Dromen is een mysterieus aspect van de menselijke ervaring. De laatste decennia is er een deelgebied van het droomonderzoek ontstaan dat zich specifiek richt op het fenomeen lucide dromen. Lucide dromen verwijst naar het vermogen om je bewust te worden dat je droomt tijdens de voortdurende slaap. Dat betekent dat je de macht hebt om de uitkomst van je droom te controleren en er bijvoorbeeld een waanzinnig avontuur van te maken.

Onderzoekers hebben een aantal zeer interessante dingen ontdekt over lucide dromen. Zo rapporteren lucide dromers de volgende dag hogere niveaus van levenstevredenheid, gevoel van eigenwaarde en lagere stressniveaus in vergelijking met degenen die niet lucide droomden. Lucide dromen zou kunnen helpen bij het verbeteren van motorische vaardigheden en het overwinnen van creatieve problemen. Dat komt waarschijnlijk doordat je tijdens het lucide dromen vaardigheden kunt oefenen zoals piano spelen of tekenen. Het is dus eigenlijk alsof je een personal trainer en therapeut in één hebt!

Maar wat gebeurt er in onze hersenen tijdens het lucide dromen? Tijdens het lucide dromen zijn dezelfde hersengebieden actief als tijdens de REM-slaap en wakker zijn. Dat betekent een verhoogde activering van de frontale hersengebieden die in verband worden gebracht met kritisch denken en zelfbewustzijn (prefrontale cortex), wat resulteert in het besef "Oh, ik droom!" tijdens een droom. Onderzoek heeft ook aangetoond dat er tijdens lucide dromen meer communicatie is tussen verschillende hersengebieden, waaronder de gebieden die te maken hebben met zelfbewustzijn (prefrontale cortex) en visuele beeldvorming (occipitale kwab).

Hoewel studies hebben aangetoond dat lucide dromen gunstig kan zijn voor je geestelijke gezondheid en creativiteit, is er nog niet veel bekend over eventuele negatieve effecten. De prefrontale cortex is tijdens het gewone dromen inactief, terwijl hij tijdens het lucide dromen actief is. Critici suggeren dat deze activering van de prefrontale cortex tijdens lucide dromen mogelijk negatieve gevolgen kan hebben, maar dat moet nog worden onderzocht.

Nu vraag je je misschien af: kan ik leren om lucide te dromen? 

Stephen LaBerge, een van de bekendste figuren in het onderzoek naar lucide dromen, stelde een paar methoden voor die effectief zijn gebleken bij het aanleren van luciditeit in dromen. Eén daarvan heet "realiteitstest". Je vraagt jezelf af: "Is dit een droom?" of "Droom ik?" en voert een "realiteitstest" uit door te zoeken naar droomtekens, zoals onmogelijke gebeurtenissen of objecten. Je zou bijvoorbeeld je vingers kunnen tellen, en als het aantal vingers vreemd lijkt, dan droom je misschien. Een andere techniek heet "WBTB" of "Wake Back to Bed". Je wordt wakker na ongeveer 5 uur slaap, blijft even wakker, en gaat dan weer slapen. Volgens LaBerge vergroot dit je kans om een lucide droom te vangen.

Naast het oefenen van de technieken is het ook belangrijk om een goede slaaphygiëne en een regelmatig slaapschema aan te houden. Dat betekent elke dag op dezelfde tijd wakker worden en naar bed gaan, het vermijden van cafeïne en andere drugs, evenals het eten van zware maaltijden voor het slapen gaan. Ook het creëren van een rustgevende routine voor het slapen gaan helpt. Je kunt dat vergelijken met het geven van een dagje spa aan je hersenen. 

Hoewel lucide dromen een leuke ervaring kan zijn, kan het ook overweldigend en eng zijn, vooral voor wie het nog nooit heeft meegemaakt. Als je het toch wilt proberen, kun je het beste beginnen met 's ochtends je dromen op te schrijven en gedurende de dag regelmatig "realiteitstoetsen" te doen. Dit is een goede manier om te beginnen als je een lucide dromer wilt worden.

Auteur: Amanda Abreu Ott

Referenties:

Slapend leren

Je hebt wellicht wel eens gehoord dat slaap heel belangrijk is tijdens een toets of tentamen week. Dat komt omdat slaap belangrijk is voor je geheugen. Slaap is een veelbesproken onderwerp op Brainmatters.nl. Lees hier waarom slapen een essentieel onderdeel is van een goede leerstrategie. 

Onderzoek in muizen

In de US lieten onderzoekers sportieve muizen trainen in het voorwaarts rennen op een ronddraaiende cilinder. Voor-, tijdens, en na deze trainingssessie werden dendrieten in de motorcortex in kaart gebracht met met een speciale microscoop. Na de training werd de helft van de muizen wakker gehouden gedurende 7 uur, terwijl de andere helft rustig een dutje kon doen. Gedurende deze 7 uur werden de hersenen van de slaapkoppen met EEG in de gaten gehouden. Zo konden de onderzoekers aan de hand van hersengolven zien of de muizen sliepen, en in welke fasen van slaap zij waren. Er zijn twee slaapfasen te onderscheiden: Rapid Eye Movement (REM) slaap en non-REM slaap. Tijdens de REM-slaap is er grote hersenactiviteit, zijn onze spieren geheel ontspannen en dromen we vaak. 

Het bleek dat muizen die goed geslapen hadden meer nieuwe dendritische stekels vormden dan muizen met een slaaptekort. Deze achterstand in vorming van dendritische stekels kon niet worden rechtgetrokken door een langere trainingssessie, of slapen na het slaaptekort. Verder bleek dat er in muizen met een slaaptekort een dag later minder nieuw gevormde dendritische stekels bewaard bleven! Deze muizen lieten een kleinere verbetering zien in hun prestatie op de cilinder na 1 tot 5 dagen dan de muizen die goed geslapen hadden. Ook werd er gevonden dat non-REM-slaap de fase is die belangrijk is voor de nieuwe vorming van dendritische stekels. Muizen die enkel tijdens REM slaap wakker werden gehouden hadden geen achterstand op muizen die goed geslapen hadden. Tot slot zagen de onderzoekers dat enkel de cellen die tijdens het rennen sterk toenamen in activiteit, opnieuw geactiveerd werden tijdens de non-REM-slaap. Deze reactivatie van taak-specifieke cellen is waarschijnlijk het proces waarmee nieuwe dendritische stekels gevormd worden. 

Hoe zit dat bij mensen? 

Dit onderzoek in muizen liet zien dat vooral de non-REM slaap belangrijk is voor het vormen van nieuwe verbindingen in de hersenen. Maar over deze non-REM slaap wisten we minder dan over REM slaap. Wel bijzonder: tijdens non-REM slaap zien we in EEG-signalen bij mensen af en toe zogenaamde ‘sleep spindles’ (slaapspoelen). Dit zijn momenten dat neuronen plotseling, en maar heel kort, ontzettend actief worden. Het was lang onduidelijk wat het nut is van deze spindles.

Onderzoekers uit Engeland vroegen proefpersonen om gedurende een aantal weken kennis over een bepaald concept te vergaren, bijvoorbeeld eigenschappen van verschillende typen cellen. Op deze manier ontwikkelden de proefpersonen een zogenaamd ‘schema’: een soort kapstok van achtergrondkennis. Het is bekend dat een dergelijk schema het makkelijker maakt om nieuwe feitjes te leren die te maken hebben met die achtergrondkennis. De onderzoekers waren nu benieuwd in hoeverre sleep spindles iets te maken hebben dat integreren van nieuwe informatie met zo’n schema. Om dit te toetsen, kregen de deelnemers aan het eind van de leerperiode nieuwe informatie voor hun kiezen om te leren, informatie die wel of niet te maken had met de achtergrondkennis. Vervolgens sliepen de proefpersonen een nachtje in het lab terwijl hun EEG gemeten werd. Tenslotte werd getoetst hoeveel van de nieuwe informatie ze onthouden hadden. Het resultaat: hoe krachtiger en intensiever de sleep spindles waren geweest tijdens slaap, hoe beter de informatie die gerelateerd was aan de schema’s werd onthouden. Met andere woorden, sleep spindles waren direct gerelateerd aan het integreren van nieuwe informatie met bestaande achtergrondkennis. 

Een andere Britse studie wijst uit dat nieuw geleerde informatie tijdens je slaap opnieuw wordt geactiveerd en versterkt in het geheugen. Deelnemers aan deze studie werd gevraagd om associaties te leren tussen woorden en afbeeldingen van objecten en omgevingen. Vervolgens konden de proefpersonen een dutje doen in het laboratorium. Tijdens de slaap werd via een koptelefoon de helft van de geleerde woordjes afgespeeld. De onderzoekers hoopten hiermee de geheugensporen te activeren, om zo te kijken of deze woord-plaatjes associaties beter werden opgeslagen. Na een dutje te hebben gedaan mochten de vrijwilligers weer aan de bak. Ze kregen alle woorden nog eens te zien en moesten aangeven welke object- en omgevingsplaatjes bij elk woord hoorden. Hieruit bleek dat de herinneringen beter waren voor de associaties met de woorden die tijdens de slaap waren gepresenteerd! Tijdens de slaapperiode maten de onderzoekers de de hersengolven van de deelnemers middels EEG. Hieruit bleek dat bij het activeren van de herinneringen sleep spindles ontstonden. De onderzoekers bleken in staat om de hersengolven behorende bij objectherinneringen en omgevingsherinneren van elkaar te onderscheiden. Blijkbaar produceren deze spindles unieke geheugencodes voor bepaalde geactiveerde herinneringen, wat waarschijnlijk zorgt voor de verbeterde opslag van deze herinneringen tijdens slaap.

Kun je deze effecten van slaap op geheugen ook versterken?

We weten nu dat sleep spindles belangrijk zijn voor het opslaan van aangeleerde informatie en dat we dat kunnen versterken door tijdens de slaap deze informatie te activeren. Maar eerder werd er al een andere manier gevonden om geheugenopslag tijdens slaap te verbeteren.

Zoals bij de andere onderzoeken werd ook in dit experiment hersenactiviteit gemeten bij slapende proefpersonen door middel van EEG. Iedere keer als er langzame (anders dan spindles) hersengolven in het EEG-patroon te zien waren, kregen de slapende proefpersonen twee korte klikjes te horen. Deze klikjes vielen precies in het ritme van de EEG golven en zorgden ervoor dat het langzame ritme versterkt werd. Deze klikjes leken een effect te hebben op het geheugen. Alle proefpersonen hadden voordat ze naar bed gingen een serie woordparen uit het hoofd geleerd. Na het nachtje slapen werden zij gevraagd welke paren zij zich konden herinneren. Zoals verwacht verbeterde de prestatie van alle proefpersonen na een nacht slaap. Maar de ritmische klikjes hadden een extra groot effect op het geheugen, vergeleken met nachten waarin geen klikjes afgespeeld werden of waarin de klikjes niet in het ritme vielen.

Het is dus de timing van de klikjes ten opzichte van het ritme van de hersengolven dat cruciaal is. Het heeft dus geen zin om een metronoom naast het bed te zetten vlak voor een tentamen Franse woordjes. Tenzij je een paar handige neurowetenschappers inschakelt die deze metronoom verbinden met een EEG apparaat... Dus het lijkt erop dat het heel verstandig is om na het leren lekker te gaan slapen. Jouw hersencellen krijgen dan de kans alle geleerde stof nog een keer te activeren en veilig op te slaan. Dus voor het volgende tentamen geen warme dampende koffie mok, maar een heerlijk zacht bed.

Dit artikel is gebaseerd op eerder gepubliceerde brianmatters artikels van 9-6-2015 “Slapen hoort bij een goede leerstrategie” geschreven door Iris van Sambeek, 18-4-2016 “Slaap en Geheugen” door Sander van Bree, 20-3-2018 “Herinneringen uitlezen tijdens slaap” door Job van den Hurk en 29-5-2013 “Klikjes tijdens slaap verbeteren geheugen” geschreven door Bart Aben

Referenties:

Serotonine = geluk?

Zoals je wellicht weet is depressie een van de meest voorkomende psychische aandoeningen en treft het wereldwijd miljoenen mensen. Jij of iemand in jouw omgeving worstelt er waarschijnlijk mee op een bepaald moment in het leven. Een hypothese die lange tijd zeker leek, was dat deze stoornis verband hield met een abnormaal laag serotoninegehalte in de hersenen. Een recent overzicht met resultaten van tientallen studies heeft echter nieuw licht geworpen op deze veronderstelling.

Maar laten we bij het begin beginnen. Serotonine is een neurotransmitter in je hersenen die verbonden is met vele functies, zoals cognitie, beloning, leren, geheugen en zelfs lichamelijke processen zoals braken. Waarschijnlijk heb je wel eens gehoord dat mensen met een depressie (of specifieker MDD, major depressive disorder) te lage serotonine-niveaus in de hersenen hebben. En inderdaad, een van de rollen die serotonine speelt is bij de regulering van onze stemmingen. Maar kijkende naar de vele recente onderzoekspublicaties wordt het idee dat MDD-patiënten een laag serotoninegehalte hebben door steeds meer wetenschappers in twijfel getrokken. Of serotonine een belangrijke component is bij depressie, heeft natuurlijk ook gevolgen voor hoe we denken over de effectiviteit van SSRI's (‘selective serotonin reuptake inhibitor, in het Nederlands 'selectieve serotonineheropnameremmers'), de belangrijkste farmacologische behandeling van depressie. Dus gingen de auteurs van een in 2022 gepubliceerde overkoepelende review op pad om zoveel mogelijk relevant bewijs te verzamelen om uit te zoeken of er een verband bestaat tussen serotonine en depressie.

Een umbrella review is in wezen een meta-analyse van verschillende meta-analyses; een meta-analyse is gewoon een studie waarbij de resultaten van verschillende studies over hetzelfde onderwerp worden gecombineerd en vergeleken. In wezen onderzochten zij of mensen met een depressie lagere serotonine-niveaus of -activiteit hadden dan gezonde mensen. Om dit te testen analyseerden zij gegevens van verschillende studies waarin serotonine of de belangrijkste metaboliet ervan (een basisbouwsteen van serotonine) werd gemeten in bloedmonsters van deelnemers. De gecombineerde resultaten van 21 afzonderlijke studies waren dat depressieve patiënten geen lagere serotonine-niveaus hadden dan gezonde mensen!

Als je al enigszins vertrouwd bent met de hersenen en hun neurotransmitters, vermoedt je misschien dat het verhaal eigenlijk iets ingewikkelder is dan alleen maar meten hoeveel serotonine iemand in zijn hersenen heeft! Misschien heb je onze database artikelen gelezen over de synaps en serotonine, en weet je dat het aantal (auto)receptoren dat je hebt voor een bepaalde neurotransmitter van invloed kan zijn op hoeveel van deze neurotransmitter beschikbaar is in je hersenen. Dus, als je meer of minder serotoninereceptoren hebt, komt er meer of minder serotonine beschikbaar voor je neuronen, ook al verandert de hoeveelheid serotonine in je hersenen niet echt. Nou, de auteurs van het overkoepelende overzicht waren zeker goed op de hoogte van dit effect. Maar ook na veel meer studies te hebben geraadpleegd, vonden ze dat er ook geen grote verschillen waren tussen gezonde en depressieve mensen wat betreft serotoninereceptoren. Andere factoren die de beschikbaarheid van serotonine kunnen bepalen zijn de hoeveelheid serotonine-transporters bij de synaps en bepaalde genetische verschillen. Ook voor deze factoren werd geen relatie gevonden met depressie!

Wow, waar komt dat idee van lage serotonine en depressie dan vandaan? Nou, een significant verband dat de overkoepelende review wel vond is dat het gebruik van SSRI's, zowel bij mensen met als zonder depressie, in verband werd gebracht met verlaagde serotonine niveaus. De auteurs waarschuwen inderdaad dat veel van de meta-analyses en studies die zij dagelijks lezen niet controleren voor het medicijngebruik van hun proefpersonen. Dat wil zeggen dat ze niet alleen patiënten selecteren die al dan niet medicatie gebruiken. Daarom kan dit de resultaten van veel oudere studies over dit onderwerp vertekend hebben, en kan hebben geleid tot het onjuiste verband tussen depressie en lage serotonine. En, nog erger, dit kan nog steeds gebeuren in heel ander onderzoek naar andere geestelijke stoornissen.

Dus, onthoud kinderen, controleer altijd voor medicijngebruik in je empirische pathologie studies!

Auteur: Melanie Smekal

Referenties:

Slaap en cafeïne, hoe kunnen we vrienden zijn?

Heb je je ooit afgevraagd waarom je je zo moe voelt na de lunch, een paar uur na je eerste kop koffie, of waarom het nuttigen van een maté of een energiedrankje 's middags je 's nachts wakker houdt, terwijl je collega na het eten een dubbele espresso kan drinken en prima kan slapen? Slaap is een ingewikkelde en mysterieuze activiteit die onmisbaar is voor elk levend organisme. Wij mensen zijn geen uitzondering, en we brengen ongeveer een derde van ons leven slapend door. Toch weten de meesten van ons niet per se waarom we dat doen, waardoor we in slaap vallen en hoe sommige stoffen die we regelmatig innemen onze hersenen kunnen beïnvloeden.

Het twee-procesmodel van slaapregulatie

Er zijn verschillende modellen en hypothesen naar voren gebracht om te verklaren waarom we slapen, maar de meest geaccepteerde is tegenwoordig het twee-procesmodel dat in 1982 door Borbély werd voorgesteld. Het idee is dat de interactie van twee belangrijke factoren onze behoefte aan slaap beïnvloedt. De eerste, proces-S, staat voor slaapdruk en beschrijft een behoefte aan slaap die toeneemt met de tijd dat iemand wakker is. U hebt misschien gemerkt dat als u op een bepaalde dag heel vroeg moet opstaan, u zich sneller moe voelt naarmate de dag vordert dan op een gewone dag. De neurofysiologische chemische basis van deze slaapdruk heet adenosine; overdag, hoe meer en langer onze hersenen actief zijn, hoe meer adenosine ze produceren, en uiteindelijk, hoe slaperiger we ons voelen. Vervolgens maakt de slaap 's nachts een soort "adenosine-reset" mogelijk door de overdag opgebouwde adenosine op te ruimen. De tweede factor is proces-C, dat staat voor circadiaan en gebaseerd is op onze slaapgewoonten en blootstelling aan licht gedurende de dag. De biologische basis van dit proces ligt in de interactie tussen twee hormonen, cortisol en melatonine. Cortisol wordt afgescheiden door de bijnieren en beïnvloedt ons bewustzijn en onze alertheid. Wanneer je 's ochtends wakker wordt, is de stijging van cortisol wat je in staat stelt om op gang te komen en over te schakelen van de "slaperige modus" naar de "bewuste modus", de zogenaamde cortisol awakening response (CAR). Deze stijging van het cortisolniveau in de ochtend maakt deel uit van een dagelijkse schommeling die elke 24 uur plaatsvindt. Daarna volgt een langzame en regelmatige daling tot de nacht, wanneer het cortisol zijn laagste niveau bereikt. Omgekeerd wordt melatonine gesynthetiseerd door de pijnappelklier, die slaperigheid veroorzaakt, 's nachts in het donker afgescheiden en geremd door blootstelling aan licht. De melatoninespiegel schommelt ook gedurende de dag, met een stijging in de late avond voor het slapengaan tot ongeveer 2 of 4 uur 's nachts, wanneer hij zijn hoogtepunt bereikt, gevolgd door een langzame daling tot zeer lage niveaus overdag. De interactie tussen deze twee processen en hun respectieve onderliggende chemische stoffen regelt dus onze slaap.

Cafeïne en uw hersenen

Cafeïne is een psychoactieve alkaloïde die gewoonlijk wordt geclassificeerd als een stimulerend middel voor het centrale zenuwstelsel. U hebt ongetwijfeld al gemerkt dat een van de belangrijkste effecten voor de meeste mensen de toename van de alertheid en het aandachtsvermogen is. Een vraag die echter vaak onbeantwoord blijft, is hoe het werkt, en of het de slaap belemmert. Ten eerste werkt cafeïne op proces-S van het eerder beschreven twee-processenmodel. We zagen inderdaad dat de accumulatie van adenosine gedurende de dag enige vermoeidheid en een zogenaamde slaapdruk opbouwt. Maar om dit mechanisme te laten werken, moet de chemische stof adenosine zich binden aan zijn receptor, net zoals een sleutel in een deurslot moet gaan om zijn functie uit te oefenen. Cafeïne als een adenosine receptor antagonist. Deze terminologie lijkt misschien ingewikkeld, maar wees gerust, het is eigenlijk vrij eenvoudig. Stel u komt thuis en u wilt de deur van uw appartement openen (de adenosinereceptor) met uw sleutel (adenosine), maar u ontdekt dat er al een ander soort sleutel (cafeïne) in uw slot zit, die de deur niet kan openen en ook niet uit het slot kan worden gehaald. Hierdoor kun je de deur niet openen, maar je sleutel verdwijnt niet. Bedenk nu dat hetzelfde gebeurt met je buren die allemaal aan komen zetten naarmate de tijd verstrijkt, er ontstaat dan een opeenstapeling van sleutels die wachten om hun functie uit te oefenen. Dus, zodra je lichaam de cafeïne elimineert (de blokkerende-sleutel verwijderd), zal je lichaam plotseling de slaapdruk voelen die is opgebouwd door alle adenosine die "achter de deur wachtte", maar die zich niet aan het slot kon binden vanwege de cafeïne. Dit moment wordt vaak een cafeïne crash genoemd, vooral als je je moe voelde (wat betekent dat je al veel adenosine in je hersenen had) voordat je je favoriete cafeïnehoudende drank consumeerde. Om de vraag te beantwoorden of cafeïne de slaap al dan niet verstoort, moeten we bedenken dat de halfwaardetijd van cafeïne ongeveer 5 uur bedraagt en dat het lichaam cafeïne in ongeveer 10 uur uit het lichaam verwijdert (of metaboliseert). Dit betekent dat, als u bijvoorbeeld vóór 14.00 uur cafeïne inneemt, u waarschijnlijk schoon bent tegen de tijd dat u naar bed gaat, en dat cafeïne uw slaap dus niet zal verstoren. Voor de meeste mensen daarentegen zal het later innemen van cafeïne, vooral 's nachts, hun vermogen om vroeg naar bed te gaan en hun slaapkwaliteit in het algemeen in gevaar brengen. Dat komt omdat de cafeïne nog steeds actief is in het lichaam, waardoor adenosine zijn werk niet kan doen. Dit gezegd hebbende, varieert de gevoeligheid voor cafeïne van mens tot mens, en een klein deel van de bevolking heeft misschien veel minder last, althans subjectief, van cafeïnegebruik, zelfs vlak voor het slapengaan. De receptorgevoeligheid van deze personen is dus minder sterk dan bij de rest van de bevolking. Een verminderde gevoeligheid betekent echter niet de volledige afwezigheid ervan. Dit betekent dat een te late of te grote inname van cafeïne waarschijnlijk nog steeds schadelijke gevolgen heeft voor de slaap, ook al worden die niet altijd bewust waargenomen.

Kortom, om je uitgerust te voelen, zijn een goede slaaphygiëne, slaapkwaliteit en slaap hoeveelheid de eerste factoren waarop je je moet concentreren, want geen enkele hoeveelheid cafeïne kan hiervoor volledig compenseren (de cafeïne crash dient als een goede herinnering daaraan). Vervolgens, als dit wordt gerespecteerd en u uw energieniveau of aandachtscapaciteit toch nog een beetje wilt opkrikken, zijn er manieren om cafeïne te consumeren zonder uw slaap te schaden. Als u een van deze mensen bent, kan het verstandig zijn uw cafeïne-inname te beperken tot de ochtend en het begin van de middag. Als u iemand bent die geen last hebben van cafeïne, is een kopje koffie later op de dag misschien niet zo schadelijk voor uw slaap, maar gematigdheid blijft geboden.

Auteur: Pablo de Chambrier

Shift-Work Sleep Disorder; hoe verschillende therapieën de effecten van deze slaapstoornis kunnen terugdraaien

In onze huidige wereld is werken van 9 tot 5 eerder uitzondering dan regel. 20% van de werkende volwassenen, de zogenaamde ploegenarbeiders, werken buiten deze "reguliere kantooruren" om onze economie draaiende te houden. Wat we ons echter soms niet realiseren is dat deze mensen vaak een verstoord slaap-waakgedrag vertonen, omdat hun slaappatroon niet in overeenstemming is met hun biologische slaappatroon. Deze verkeerde afstemming leidt onder meer tot ernstige gezondheidseffecten waarvan het ploegendienst syndroom er één is. Dit type slaapstoornis wordt gekenmerkt door moeilijkheden met inslapen, in slaap blijven, en slaperigheid tijdens de werkuren. Niettemin worden preventieve of behandelingsopties zoals verschillende geneesmiddelen, lichttherapie en Top-down slaapmanagement (de werkgever en werknemer zorgen ervoor dat de werknemer goed uitgerust naar het werk komt) onderzocht. Echter staat het daadwerkelijk gebruiken van deze opties in de kliniek nog in de kinderschoenen. Dit artikel zal deze 3 opties stuk voor stuk belichten en de voor- en nadelen ervan bespreken. 

Voordat we ingaan op de huidige stand van zaken wat betreft deze therapieën, zal ik jullie in vogelvlucht meenemen in hoe het biologische slaapritme van ploegenarbeiders is georganiseerd en waarom dit tot problemen kan leiden door het werken in ploegendiensten. Ons interne "horloge" wordt aangestuurd door ongeveer 20.000 neuronen die veel verschillende lichaamsfuncties regelen binnen een cyclus van 24 uur. Dit horloge zal door de tijd heen niet meer precies ingesteld staan op een 24-uurs ritme en moet daarom voortdurend worden bijgewerkt. Misschien klinkt het volgende je wel bekend in de oren; namelijk dat als je op je telefoon kijkt voor het slapen gaan dit het in slaap vallen bemoeilijkt. Licht is precies wat dit interne "horloge" afstemt en update en daardoor terug in het 24-uurs ritme drukt. Normaal gesproken wordt de afgifte van dit slaaphormoon minder onderdrukt als het donker wordt, waardoor de slaap kan beginnen. Echter, als je voor het slapen gaan nog op je telefoon kijkt, zal dit proces verstoord worden en wordt het dus moeilijker om in slaap te vallen. 

Bij nachtdiensten moeten werknemers echter overdag slapen wanneer het licht is en je interne "horloge" is afgestemd op het promoten van wakker blijven (daglicht onderdrukt de afgifte van je slaaphormoon melatonine). Dit soort slaap is dus gefragmenteerd (hierbij word je regelmatig wakker tijdens je slaap) en van lage kwaliteit, waardoor de werknemer een slaapschuld opbouwt. Bovendien werken ploegenarbeiders 's nachts, wanneer je wakker moet zijn, echter verteld je interne "horloge" dat het tijd is om te gaan slapen (geen daglicht en dus hoge niveaus van het slaaphormoon melatonine in het lichaam). Logischerwijs is wereldwijd bij ongeveer 10 procent van de ploegenarbeiders het ploegendienst syndroom vastgesteld, en behalve het stoppen met werken in ploegendienst is er momenteel geen remedie voor deze slaapstoornis. Daarom worden momenteel verschillende strategieën onderzocht die onder meer gericht zijn op deze verkeerde afstemming om de slaap-waakcyclus van ploegenarbeiders weer op gang te krijgen.

Farmacologische interventies; melatonine pillen

Er zijn al verschillende farmacologische interventies op de markt voor de behandeling van het ploegendienst syndroom, waarvan melatonine de meest voorkomende is. We hebben al gelezen dat melatonine ons slaaphormoon is, dat ons lichaam vertelt dat het tijd is om naar bed te gaan. Sommige studies hebben aangetoond dat de slaap overdag bij ploegenarbeiders verbeterd kan worden wanneer zij melatonine in de vorm van een pil innemen. Daarom beveelt de American Academy of Sleep Medicine 3 milligram melatonine aan voor het slapengaan. Studies zijn echter niet overtuigend over de effectiviteit van melatonine pillen. Uit een overzicht waarin meerdere studies naar de doeltreffendheid van deze farmacologische interventie werden gecombineerd, bleek dat de absolute toename van de slaapefficiëntie 1,9% bedroeg, wat overeenkomt met een toename van 10 minuten extra slaaptijd. Belangrijk is dat we in gedachten moeten houden dat studies die een ploegendienst omgeving simuleren en de doeltreffendheid van melatonine pillen konden waarnemen, niet de werkelijke werkomstandigheden weerspiegelen.  Hierin is het normale licht (dat, zoals je al hebt kunnen lezen de afgifte van melatonine door de hersenen onderdrukt en daarom het “wakker zijn” bevordert) het effect van melatonine pillen gemakkelijk teniet kan doen. Dit maakt de klinische toepassing van melatonine toediening in het dagelijks leven voor de behandeling van het ploegendienst syndroom momenteel nogal moeilijk.

Licht therapie

Over licht gesproken, je bent misschien al bekend met de verschillende soorten lampen die momenteel op de markt zijn en die alertheid verbeteren en helpen tegen de winterblues (een seizoensgebonden vorm van depressie, meestal tijdens de kortste dagen). Niet alleen laboratorium studies, maar ook veldstudies wijzen op een positief resultaat van lichttherapie als mogelijke behandeling van slaapstoornissen door ploegenarbeid. Een onderzoek onder vrouwelijke verpleegsters die 's avonds en 's nachts in ploegendienst werken en die tijdens hun dienst 30 minuten aan kunstlicht worden blootgesteld, heeft aangetoond dat dit een effectief middel is om slaapproblemen te verlichten. Een studie onder vliegtuig bemanningsleden vond dezelfde resultaten en toonde aan dat de alertheid van deze werknemers toenam. Wil deze lichttherapie echter effectief zijn, dan moet er een consistent format komen wat betreft schema, intensiteit en duur. Bovendien zou de clinicus rekening moeten houden met omgevingsfactoren zoals achtergrondlicht of sociale/familiale verantwoordelijkheden om de slaap-waakcyclus van de ploegenarbeider opnieuw af te stemmen. Deze beperkingen van lichttherapie worden momenteel in de literatuur onderzocht, zodat clinici de juiste timing en toepassing van lichttherapie als behandeling voor het ploegendienst syndroom kunnen bepalen. 

Top-down slaap management

Een vrij nieuwe benadering, "Top-down slaap management" genaamd, wordt momenteel ook onderzocht, aangezien veel gedrags- en omgevingsfactoren de effectiviteit van eerder toegepaste therapieën (bijv. medicatie) belemmeren. Ik wil er echter wel op wijzen dat deze "behandeling" gericht is op het voorkomen van het ploegendienst syndroom, en niet zozeer op het verlichten van de symptomen van een ploegenarbeider die al gediagnosticeerd is met deze slaapstoornis. Niettemin blijkt uit verschillende organisatorische interventies onder meer dat de subjectieve gezondheid en de slaapkwaliteit toenemen, wat gepaard gaat met een afname van het ziekteverzuim, vermoeidheid en klachten over het gezinsleven. Eén van de belangrijkste determinanten van een dergelijke organisatorische interventie is de fysieke werkomgeving. Ondanks bijvoorbeeld een goed verlichte werkruimte (hier komt het belang van licht terug in dit verhaal), en het handhaven van de juiste temperatuur, zijn "dutjes kamers" tegenwoordig de gouden standaard in veiligheid gevoelige industrieën (lange afstands piloten). Nachtelijke dutjes waarbij ploegenarbeiders  tijdens het werk dutten, kunnen leiden tot een diepere slaap. Bovendien bleek uit een studie waarbij mannelijke onderhoudsmonteurs van vliegtuigen op de werkplek een dutje van 20 minuten mochten doen, dat dit hun alertheid en prestaties verhoogde en hun slaperigheid verminderde. Een ander voordeel van een nachtelijk dutje is de mogelijkheid voor de ploegenarbeiders om elke dag op hetzelfde punt te slapen, waardoor hun slaap-waakcyclus wordt gestabiliseerd. 

Kortom, melatonine pillen en lichttherapie lijken veelbelovend om de symptomen van het ploegendienst syndroom te verlichten. De toepassing ervan blijft echter problematisch, aangezien nog veel onduidelijkheid heerst over een exacte dosis of frequentie van deze therapieën en daarnaast het vertalen van de onderzoeksresultaten vanuit de laboratoriumsetting naar het echte leven niet tot de gewenste resultaten leidt. Top-down slaapmanagement lijkt dan een interessante aanpak in plaats van het behandelen van deze slaapstoornis, door het in de eerste plaats te voorkomen. Maar, om met een persoonlijke noot te eindigen, tijdens mijn interrail reis afgelopen zomer sprak ik met twee Amerikaanse jongens die in ploegendienst werkten bij Facebook. Zij vertelden mij dat er inderdaad dutjes kamers zijn, maar dat niemand ze gebruikt. Ik hoor je nu denken, waarom niet, ik heb toch net gelezen dat dit mogelijk slaapstoornissen door ploegendienst kan voorkomen? Nou, als je besluit een dutje te doen, riskeer je je kans op promotie, omdat één van je collega's die op dat moment geen dutje doet, harder werkt en dus meer kans maakt op een promotie. Al met al is deze preventieve aanpak interessant en het onderzoeken waard, maar er moet ook iets in de werkcultuur veranderen om het te doen laten slagen. 

Auteur: Joyce Burger

Figuur: Joyce Burger

Referenties:

Unnatural Selection - Netflix

De manier waarop onze genen werken kan worden beïnvloed door onze omgeving; dit wordt epigenetics genoemd. Maar wat als we onze genen rechtstreeks kunnen veranderen? Nieuwe technologieën blijven zich ontwikkelen en stap voor stap wordt een sci-fi wereld waarin we ons eigen DNA veranderen realistischer. Hierbij denk je waarschijnlijk aan ethische bezwaren, invloed op de samenleving en de extremen. Unnatural selection is een Netflix-serie in de vorm van een documentaire die enkele van de gekste toepassingen van genetische manipulatie laat zien die nu gebeuren. 

Een van de hoofdpersonen uit de serie is een biohacker die experimenteert met zijn eigen lichaam. Ik vind dit zelf vrij gestoord, hij is erg bekend met bioengineering, maar hij wil DIY-kits voor genetische bewerking op de markt brengen (ja, voor iedereen). Vergeet niet dat de veranderingen in je genetica zelfs meer kunnen zijn dan alleen je leven beïnvloeden, ze kunnen worden doorgegeven aan je nageslacht. 

Zonder de serie te spoilen, gaan sommige andere delen van de documentaire over een Amerikaanse hondenfokker die probeert het DNA van zijn honden te veranderen om ze een zeer vreemde eigenschap te geven. Een ander deel gaat over het gebruik van genbewerking om de natuur te stabiliseren, bijvoorbeeld door invasieve dieren of gehele plagen uit te schakelen. Raad eens welk bedrijf veel investeert in onderzoek op dit gebied?  Het is het Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), een onderzoeks- en ontwikkelingsagentschap van het Amerikaanse ministerie van Defensie. Zij zijn verantwoordelijk voor de ontwikkeling van innovatieve technologieën voor gebruik door het leger. En weer een ander deel gaat over het gebruik van genbewerking om (zeldzame) ziekten te behandelen.

Is Unnatural Selection: Limited Series (2019) on Netflix Norway?
Foto van de hondenfokker aan het werk in zijn thuislab.

Centraal in deze documentaire staat het gebruik van de nieuwe techniek CRISPR-cas9. CRISPR staat voor Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, een belangrijk bacterieel afweermechanisme tegen virussen. CRISPR's zijn korte delen van ons DNA, deze korte delen worden vaak herhaald. De kracht van deze techniek komt voort uit de koppeling met een enzym genaamd Cas9, waarmee we een specifiek deel van het DNA kunnen wegknippen en vervolgens vervangen door een ander deel dat we bevestigen. Dit nieuwe deel hoeft niet afkomstig te zijn van DNA van dezelfde soort; je kunt bijvoorbeeld DNA van een kwal injecteren in een plant, bacterie of mens. Met deze combinatie kunnen we in veel van deze korte delen van het DNA een verandering aanbrengen, waardoor verschillen in expressie ontstaan. Met deze techniek zijn de mogelijkheden gigantisch. Denk aan het genezen van zeldzame ziekten die verband houden met deze korte DNA-delen, tot het manipuleren van de gist in bier om het te laten gloeien in het donker. 

Al met al denk ik dat deze serie enkele van de meest belachelijke, verontrustende, misschien veelbelovende maar zeker impactvolle toepassingen van genmodificatie laat zien. Klaar om versteld te staan? Dan raad ik je aan de serie op Netflix te bekijken!

Auteur: Kobus Lampe

Brain basics: slaap

Best een vreemd idee: Iedere avond gaan we liggen wachten tot we in een soort onbewuste staat terechtkomen, erop vertrouwende dat we ongeveer 8 uur later weer zullen ontwaken. Dit noemen we slaap. We slapen ⅓ van ons leven, dat is gemiddeld zo’n 26 jaar! Maar hoe komen we in zo’n slaap toestand terecht? En wat voor nut heeft het eigenlijk?

Vroeger dacht men dat het brein simpelweg “uit” ging tijdens slaap, maar dit klopt niet. Er gebeurt juist een heleboel. Wanneer het donker wordt activeert de pijnappelklier, een klier in het centrum van het brein die eruit ziet als een heel klein dennenappeltje. Deze produceert melatonine, een stofje dat je slaperig maakt. Licht zorgt voor inhibitie van de pijnappelklier, dan stopt de melatonine productie juist. Daarom voelen we ons ‘s avonds moe en overdag (hopelijk) niet. 

De hersenstam (waaronder de pons, medulla, en midbrain) en de hypothalamus  produceren GABA, een inhiberende neurotransmitter. Deze neurotransmitter zorgt ervoor dat andere neuronen minder vaak vuren en brengt het brein daardoor in een rustigere staat. Met een electroencephalogram (EEG) kunnen we die verandering in hersenactiviteit meten. 

Wanneer we slapen gaan we door verschillende fases heen. We komen eerst in de niet-REM slaap terecht. Op het EEG neemt de frequentie van hersenactiviteit langzaam af en de amplitude toe. Dat betekent dat neuronen synchroon in een langzamer ritme vuren. Zo komen we in een diepe slaap terecht. De thalamus, de poortwachter van het brein, laat geen signalen naar de cortex meer door, waardoor je afgezonderd bent van de externe wereld. Vervolgens versnelt de hersenactiviteit weer en komen we in de REM-slaap terecht. Opvallend is dat tijdens REM-slaap het EEG dezelfde activiteit vertoont als wanneer je wakker bent. Dit komt doordat we dromen. De thalamus zet de poort dan op een kiertje waardoor er weer signalen naar de cortex kunnen gaan. Deze signalen voeden de inhoud van onze dromen. De hersenstam stuurt inhiberende signalen naar de spieren, zodat we de bewegingen in dromen niet daadwerkelijk uitvoeren. Eigenlijk is ons hele lichaam tijdens REM-slaap verlamd, behalve de ogen die tijdens het dromen wel bewegen. Dat verklaart de term REM: “rapid-eye movement” slaap (vrij vertaald, “snelle oogbeweging slaap”). Deze cyclus van de niet-REM naar REM slaap duurt ±90 minuten en herhaalt zich ongeveer 5 keer op een nacht. 

Er zijn boeken vol geschreven over de mechanismen achter slaap, maar dit is in een notendop hoe het werkt. Dan rest de vraag waarom we eigenlijk slapen. Evolutionair gezien lijkt slapen een beetje verspilde tijd. Je zou denken dat organismen zich beter kunnen bezighouden met het verzamelen van voedsel of het vinden van een partner, dan 1/3e van de dag horizontaal te gaan. Er zijn verschillende theorieën over het nut van slaap. Een verklaring is dat het een soort eco-stand is van het lichaam om energie te besparen. We verbranden namelijk 10% minder calorieën tijdens slaap. Ook herstelt ons lichaam tijdens slaap. Slaap versterkt immers het immuunsysteem en tijdens slaap komen er groeihormonen vrij. Daarnaast wordt het brein “schoongemaakt” van afvalstoffen die gedurende de dag zijn opgebouwd. Ook vinden er veranderingen plaats tussen de connecties in het brein. Dit heet neuroplasticiteit. Dit zorgt er onder andere voor dat we herinneringen beter kunnen opslaan. De uitdrukking “een nachtje ergens over slapen” is dus zo gek nog niet! Kortom, slaap heeft veel verschillende functies en is belangrijk voor onze gezondheid. Sterker nog, slaap is van levensbelang. 

Auteur: Pauline van Gils
Illustraties: Pauline van Gils

Het draait allemaal om de etiketten

In de huidige maatschappij hebben we de neiging om iedereen een etiket op te plakken, zodat we iemands gedrag kunnen rechtvaardigen. In de psychologie doen we hetzelfde; iemand kan worden bestempeld met ADHD, depressie of een burn-out, zodra je de juiste hoeveelheid vakjes aangevinkt hebt volgens het Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-V (DSM-V: de heilige graal voor psychologen en psychiaters om mensen te diagnosticeren met verschillende psychologische en psychiatrische stoornissen). Binnen het veld rijst echter twijfel of het gebruik van dit handboek volledig gerechtvaardigd is en of er geen potentieel betere manieren zijn om deze stoornissen te diagnosticeren. Momenteel behandelt de DSM-V elke psychologische of psychiatrische stoornis als een dichotome ziekte, wat betekent dat je het etiket krijgt of niet. Maar in werkelijkheid is het niet zo zwart-wit. Belangrijk is dat we in dit artikel niet proberen te pleiten voor één oplossing, maar dat we jullie een beknopt overzicht willen geven van mogelijke alternatieve ideeën die momenteel in de literatuur rondzwerven.

Neem bijvoorbeeld depressie, een veel voorkomende en ernstige stemmingsstoornis. De DSM-V schetst de volgende criteria om iemand de diagnose depressie te geven. Wie de diagnose depressie krijgt, heeft vijf of meer symptomen (bv. depressieve stemming gedurende het grootste deel van de dag; verminderde belangstelling of plezier in (bijna) alle activiteiten gedurende het grootste deel van de dag enz). Stel dat twee verschillende mensen allebei een depressieve stemming ervaren; maar slechts één van hen voldoet aan de criteria om de diagnose "depressie" te krijgen volgens de DSM-V. De ander ervaart bijna exact dezelfde symptomen (misschien zelfs in ernstiger mate), maar komt slechts in aanmerking voor vier van de vereiste vijf symptomen. Deze cut-off van vijf symptomen leidt ertoe dat slechts één van hen de diagnose krijgt, ook al heeft de tweede persoon er misschien meer last van. Dit is een probleem met de DSM-V. We kruisen vakjes aan om een diagnose te stellen, terwijl de ernst van de symptomen meestal wordt verwaarloosd.

Wat we bij dit type aanpak vergeten, is dat een diagnose volgens de DSM-V heel breed is en veel verschillende dingen kan betekenen. Als we depressie als voorbeeld nemen, bevat de lijst met 5 symptomen in totaal 9 symptomen. Een studie vond 1030 unieke symptoom profielen voor depressie; dat betekent dat de ene persoon met een depressie een heel andere reeks symptomen kan hebben dan een andere persoon met dezelfde diagnose. Bovendien kwam het meest voorkomende symptoom profiel slechts in 1,8% van de gevallen voor. Hierdoor vormen mensen met de diagnose depressie volgens de DSM-V een zeer gemengde groep patiënten. Wat zegt zo’n diagnose dan eigenlijk nog?

De laatste 10 jaar is de belangstelling voor onderzoek gewekt door technieken als (f)MRI of genetische technieken toe te passen om te proberen de biologische basis van psychische stoornissen te ontrafelen om de behandeling ervan te verbeteren. Het idee was dat als we inzicht konden krijgen in hoe het gezonde brein werkt en hoe het bij deze stoornissen verstoord kan raken, we de stoornis vanuit een continu perspectief kunnen bekijken. Dit betekent dat bij depressie bijvoorbeeld biologische factoren (zoals het hebben van bepaalde risicogenen of het hebben van een abnormale hersenactiviteit in een bepaald hersengebied de kans dat je een depressie ontwikkelt kunnen vergroten). Omdat deze biologische factoren niet dichotoom zijn, maar continu (bv. de hoeveelheid risicogenen die je hebt), zou dit resulteren in een nauwkeuriger continu risicoprofiel, waarbij al deze risicofactoren opgeteld ertoe leiden dat sommige mensen de drempel voor het krijgen van de diagnose passeren en andere niet.

Het is echter belangrijk erop te wijzen dat dit onderzoek naar een biologisch risicoprofiel is gedaan op groepsniveau. Dit betekent dat bijvoorbeeld 20 depressieve patiënten en 20 gezonde deelnemers worden vergeleken qua hersenactiviteit of genetisch profiel. Dan zien we inderdaad verschillen, maar op dit moment zijn deze technieken niet verfijnd genoeg om de diagnose depressie bij één individu te kunnen stellen.

Een andere oplossing die in de huidige literatuur wordt voorgesteld is daarom niet te focussen op diagnoses, maar te kijken naar de individuele symptomen op een continuüm. Dit wordt de netwerktheorie van geestelijke gezondheid genoemd. Dit zou een veel nauwkeuriger en preciezer beeld van de problemen kunnen geven dan een brede diagnose zoals depressie, die veel verschillende dingen kan betekenen. Op deze manier zou de patiënt zich meer kunnen herkennen in een dergelijk profiel, in vergelijking met alleen het etiket depressie. 

Kortom, tot nu toe is de DSM-V nog steeds de heilige graal als het gaat om het diagnosticeren van verschillende psychologische en psychiatrische stoornissen, maar mogelijke verbeteringen en alternatieve ideeën worden door deskundigen voorgesteld!

Auteur: Joyce Burger

Afbeelding: Joyce Burger

Referenties:

Een vis met een heel klein breintje

De hersenen van een mens bevatten ongeveer 100 miljard neuronen die op allerlei manieren met elkaar verbonden zijn. Dit maakt het nogal ingewikkeld om te onderzoeken. Het zou voor wetenschappers handig zijn als er een kleiner en simpeler brein was om mee aan de slag te kunnen. Gelukkig is dat er ook: het brein van een zebravis.

Zebravissen zijn kleine, gestreepte, tropische vissen. Ze zijn de laatste jaren steeds populairder in wetenschappelijk onderzoek geworden. Allereerst omdat de zebravis verwant is aan de mens: het zijn allebei gewervelden en 70% van de genen in een zebravis hebben een overeenkomstig gen in de mens. Daardoor kan een zebravis bijvoorbeeld ook last krijgen van de ziekte van Parkinson. Bovendien zijn zebravissen makkelijk te onderhouden en erg geschikt voor genetische modificatie. Aldus is de zebravis een uitstekende kandidaat voor hersenonderzoek.

De hersenen van een jonge zebravis zijn kleiner dan één kubieke millimeter met in totaal ongeveer 100 duizend hersencellen. Mensenhersenen zijn 10 miljoen keer groter. Omdat jonge zebravissen doorzichtig zijn, kunnen wetenschappers een heel precieze methode gebruiken om hun hersenactiviteit te meten. Deze methode heet “light sheet fluorescence microscopy”. Dat is een flinke term, maar gelukkig is het in drie stukken op te delen:

1.“Microscopy”

Microscopie betekent simpelweg: Kijken naar iets wat met het blote oog niet te zien is.

2. “Light sheet”

Om de hersencellen te kunnen zien, wordt er met een platte laser door het doorzichtige visje geschenen. Daarmee kan heel precies, op celniveau, een laagje hersenen worden verlicht. Zo kan het hele brein in één enkele seconde, laagje voor laagje door de laser belicht worden.

3. “Fluorescence”

De calcium ionen in de hersencellen zijn fluorescent gemaakt. Daardoor geven ze licht af wanneer ze met de laser beschenen worden. Een hersencel bevat normaal gesproken maar weinig calcium ionen. Maar als de hersencel geactiveerd raakt, stromen er een heleboel calcium ionen naar binnen. Door de calcium ionen te meten, meet je dus ook de hersenactiviteit!

Met deze wonderbaarlijke techniek kan het brein van een zebravis tot op de hersencel nauwkeurig in kaart worden gebracht. Daarmee krijgt de wetenschap een beter inzicht in de zebravis, en nog belangrijker het brein.

Auteur: Boudewijn van Gils

Referenties

Dwangmatig denken

Heb ik de auto wel afgesloten? Heb ik het gas aan laten staan? Heb ik mijn portemonnee bij me? Allemaal normale gedachtes die iedereen weleens heeft. Als er echter sprake is van het dwangmatig controleren of de auto wel is afgesloten dan spreken we van een obsessief-compulsieve stoornis, ook wel OCD genoemd.

Wat is OCD?

OCD is een mentale stoornis waarbij mensen een dwang voelen om herhaaldelijk bepaalde handelingen uit te voeren. Deze mensen hebben veel dwanggedachten (obsessies) en dit gaat gepaard met veel angst. Om deze angst (tijdelijk) te verlichten gaan ze dwanghandelingen (compulsies) uitvoeren. De rituelen zelf zijn over het algemeen vrij ongevaarlijk, maar komen voort uit een groot gevoel van nervositeit en kunnen iemands normale leven op die manier volledig verstoren. Daarnaast kunnen mensen heel veel tijd kwijt zijn aan het uitvoeren van de dwanghandelingen, wat het dagelijks leven nog verder verstoort.

Een kijkje in de hersenen

Uit eerder onderzoek bij Parkinsonpatiënten met OCD was al gebleken dat OCD-symptomen worden verlicht door diepe hersenstimulatie, waarbij een elektrode wordt ingebracht in de subthalamische nucleus (STN). De STN is een subcorticale hersenkern die betrokken is bij motorische vaardigheden, vandaar de rol bij de ziekte van Parkinson. Het verminderen van de OCD-symptomen bij stimulatie van de STN, suggereert dat dit gebied ook betrokken is bij het verwerken van cognitieve en emotionele informatie. Dit werd onderzocht door het meten van de activiteit van individuele STN-neuronen in OCD-patiënten.

Alle proefpersonen hadden naast OCD ook Parkinson en moesten als behandeling voor Parkinson een operatie om elektroden te implanteren ondergaan. Deze operatie gaf de onderzoekers de mogelijkheid om de activiteit van individuele neuronen in de STN te meten. De belangrijkste bevinding was dat de activiteit van individuele STN-neuronen beïnvloed werd door de onzekerheid van de proefpersoon. Bij meer onzekerheid vuurden de neuronen meer, wat resulteerde in meer check-gedrag. STN lijkt dus een belangrijke rol te spelen bij de repetitieve gedachten en handelingen van OCD-patiënten, wat zou kunnen verklaren waarom diepe hersenstimulatie van de STN het compulsieve gedrag vermindert. Het onderzoek was zeer uitzonderlijk en moeilijk om te doen met mensen. Het is natuurlijk niet alledaags dat iemand tijdens zijn operatie een cognitieve taak moet uitvoeren!

Moeite met het leren welke stimuli veilig zijn en welke niet

Een team van Britse neurowetenschappers besloot te onderzoeken hoe goed mensen met en zonder OCD nieuwe associaties konden leren en nog belangrijker: of ze het weer konden loskoppelen. Terwijl met fMRI hun hersenactiviteit werd gemeten, kregen de deelnemers herhaaldelijk óf een groen gezicht, óf een rood gezicht te zien. In het eerste experimentje ontvingen de proefpersonen een milde elektrische schok wanneer er een groen gezicht werd getoond, maar niet bij het rode gezichtje. Het duurde niet lang of alle deelnemers hadden de associatie tussen het groene gezicht en de schok aangeleerd. Dat werd onder andere aangetoond door sensoren die een lichte toename in zweetproductie registreerden wanneer er een groen gezicht op het scherm verscheen.

Na een tijdje werden de groene en rode gezichten omgewisseld, zodat nu de rode gezichten gepaard gingen met een schok. Terwijl de controlegroep al vrij snel had geleerd dat het groene gezicht nu geen gevaar meer was, hadden de OCD-patiënten daar meer moeite mee, zo bleek uit de zweetproductie. Uit de hersenscans kwam naar voren dat deze groep minder activiteit liet zien in de ventromediale prefrontale cortex, een gebied dat onder andere betrokken is bij het maken van beslissingen onder risicovolle omstandigheden.

De onderzoekers stellen dat dit kan verklaren waarom mensen met OCD moeite hebben met het loslaten van hun dwangmatig gedrag. Hun brein heeft een negatieve associatie bij bepaalde onschuldige stimuli en blijkt slecht in staat om dit negatieve verband af te leren, zelfs wanneer binnen veilige omstandigheden (zoals bij exposure therapie) is laten zien dat er niets is om bezorgd over te zijn. Dit inzicht helpt wetenschappers om specifieker op zoek te gaan naar efficiëntere behandelingen voor OCD.

Auteur: Dit artikel is een combinatie van eerder gepubliceerde Brainmatters artikels geschreven door Lorraine Fliek (22-02-2013) en Job van den Hurk (09-03-2017). Het is in 2022 bewerkt door Anneke Terneusen.

Ik zie, ik zie, wat jij niet ziet: schizofrenie en het default mode network

Je zit in de trein en kijkt in gedachten verzonken uit het raam. Waarschijnlijk ben je wat aan het dagdromen of aan reflecteren op jezelf. Op dat moment is het Default Mode Network (DM-netwerk) actief. Dit netwerk raakt geactiveerd wanneer we niks of aan zelfreflectie doen. Het bestaat uit verschillende hersengebieden (waaronder de mediale prefrontale cortex, de posterieure cingulate cortex, de precuneus, en de temporale kwabben) die met elkaar samenwerken.  

Uit meerdere onderzoeken is gebleken dat de verbindingen binnen het DM-netwerk bij mensen met schizofrenie minder sterk zijn in vergelijking met de meeste mensen. Schizofrenie is een psychische ziekte waarbij wanen, hallucinaties, desorganisatie, en cognitieve problemen centraal staan. Eerst werd de verklaring voor het verzwakte DM-netwerk bij deze mensen vooral gezocht in de genetische aanleg, maar recentelijk is er een andere factor gevonden die een belangrijke rol speelt.

Onderzoekers hebben onderzocht hoe goed het DM-netwerk met elkaar verbonden is door fMRI scans te maken van zowel schizofreniepatiënten als van “gezonde” mensen. Wat bleek? Niet alleen de mensen met schizofrenie vertonen een verzwakt DMN-netwerk, maar ook een aantal mensen zonder schizofrenie. Het bleek dat een groot deel van de mensen met een verzwakte connectiviteit in het netwerk als kind trauma’s had doorgemaakt. Een verzwakt DM-netwerk  lijkt dus niet specifiek geassocieerd te zijn met schizofrenie, maar met jeugdtrauma’s.  

Waarom is dat zo? Als kind zijn je hersenen nog in ontwikkeling en daardoor vatbaarder voor veranderingen. Als je als kind traumatische gebeurtenissen meemaakt zoals mishandeling, leidt dit tot hormonale reacties die je hersenen voor de rest van je leven kunnen beïnvloeden (waaronder een verzwakt DM-netwerk). Deze permanente veranderingen verhogen de kans op psychische stoornissen zoals schizofrenie.

Het DM-netwerk is geassocieerd met innerlijke processen (dagdromen, denken over jezelf, etc.). Wanneer dit netwerk verstoord is, is het moeilijker voor het brein om onderscheid te maken tussen innerlijke processen en de omgeving. Omdat de grens tussen de interne (dus alles wat er in je hoofd gebeurt) en de externe wereld minder duidelijk is, kan interne cognitie soms onterecht verwerkt worden door sensorische gebieden in het brein. Dat betekent dat het brein deze interne cognitie verwerkt alsof het uit de buitenwereld komt. Dit veroorzaakt hallucinaties (het waarnemen van dingen die er niet zijn), een veelvoorkomend symptoom van schizofrenie.

Onderzoek heeft dus aangetoond dat veranderingen in connectiviteit in het DM-netwerk niet uniek zijn voor mensen met schizofrenie of andere psychische stoornissen, zoals eerst werd gedacht. Een belangrijke onderliggende oorzaak van een verzwakt DM-netwerk is een traumatische jeugd. Maar hoewel de meeste mensen met schizofrenie een traumatische jeugd hebben gehad, hebben de meeste mensen met een traumatische jeugd geen schizofrenie. Dat laat zien dat er ook andere factoren een rol spelen bij het ontwikkelen van schizofrenie (denk aan een genetische aanleg of andere omgevingsfactoren). Zoals vaak het geval in de neurowetenschap weten we de precieze werking van het DM-netwerk in relatie tot schizofrenie nog niet, maar we komen steeds een stapje dichterbij.

Auteur: Pauline van Gils

Referenties:

Dope-amine, of wat?

Ken je het gevoel dat je krijgt op het moment dat je je favoriete maaltijd eet, of wanneer je het eerste biertje opent op vrijdagavond? Vermoedelijk komt dit plezier dat je krijgt van deze en vele andere ervaringen doordat er op dat moment dopamine vrijkomt in je hersenen. Dopamine wordt daarom ook vaak het 'gelukshormoon' of 'feel good hormoon' genoemd. In dit artikel zullen we ontdekken dat dit verre van het volledige plaatje is en wat er mis kan gaan in het dopaminesysteem tijdens een verslaving.

Allereerst is dopamine een hormoon/neurotransmitter van je centrale zenuwstelsel en wordt meestal geproduceerd door neuronen in de middenhersenen. Hoewel slechts ongeveer 1% van alle neuronen in je hersenen het gebruikt, is dopamine betrokken bij vele functies, zoals beweging, leren en geheugen, en beloning.

Dopamine is uiterst belangrijk voor beweging: Parkinson-patiënten hebben hun typische ernstige motorische beperkingen deels te wijten aan een gebrek aan dopamine in hun basale ganglia. Bij Parkinson sterven de dopaminerge neuronen van de substantia nigra af, en dus functioneert de basale ganglia, die gewoonlijk helpt bij het nemen van beslissingen over beweging, niet meer goed. Dit leidt tot de kenmerkende tremor, stijfheid en traagheid van beweging die patiënten ervaren.

Waarom denken we dan vaak dat dopamine een plezier hormoon is? Verschillende dierstudies (meestal bij muizen) blokkeerden de werking van dopamine met medicijnen of vernietigden dopaminerge neuronen volledig. Dit leidde ertoe dat de dieren niet meer naar voedsel zochten, ook al was dit veelvuldig beschikbaar, bijna alsof ze eten niet meer plezierig vonden. Zo ontstond de (an)hedonia-hypothese, die in wezen stelt dat dopamine zorgt voor het goede gevoel dat we krijgen van 'bekrachtigers'. Dit zijn beloningen als eten, drinken en ook seks, maar hier vallen ook stimuli onder die je op het eerste gezicht niet als belonend zou bestempelen, zoals je favoriete film of video game. Dit zijn de zogenaamde 'aangeleerde versterkers'.

Meer onderzoek hiernaar wees echter uit dat er eigenlijk meer dopamine vrijkomt, niet wanneer de beloning werd gegeven, maar kort daarvoor, terwijl de dieren/mensen er nog naar op weg waren. Dit suggereert dat de verklaring van dopamine voor anhedonie niet helemaal juist is! Veel wetenschappers geloven nu dat dopamine niet zozeer samenhangt met het "leuk vinden" van een bepaalde bekrachtiger, maar eerder met het "willen" ervan. Dit wordt de "incentive salience hypothese" genoemd. Hier is dopamine dus nog steeds zeer belangrijk voor de motivatie om bijvoorbeeld aan voedsel te komen, maar het veroorzaakt niet direct het goede gevoel dat je krijgt van het eten van dit voedsel.

Een andere manier om de vroege afgifte van dopamine te interpreteren is dat het belangrijk is om te leren welk gedrag belonend is. Dopamine-afgifte wordt hier gekoppeld aan het leren dat een stimulus wordt geassocieerd met een goed gevoel en aan het voorspellen van plezier dat je krijgt op het moment dat je de beloning ontvangt. Dit wordt ook wel de "beloningsleerhypothese".

Helaas is de werkelijkheid nog iets gecompliceerder. Verschillende studies kunnen deze vroegtijdige afgifte van dopamine niet aantonen wat ons laat zien dat de incentive salience en de reward learning hypotheses niet helemaal perfect zijn. Dus, zoals je ziet, is het vrij moeilijk te zeggen wat dopamine precies in de hersenen doet!

Tot zover de positieve effecten van dopamine. Hoe staat dopamine dan in verband met verslaving? Ten eerste lijken verslavende middelen in het algemeen het effect van dopamine op de nucleus accumbens, een structuur in de middenhersenen, te versterken. Volgens de prikkel sensitisatie hypothese vindt verslaving plaats wanneer herhaald misbruik van een stof, bijvoorbeeld van alcohol of cocaïne, leidt tot anatomische en functionele veranderingen in de hersenen. (Dit betekent niet dat herhaald drugsgebruik bij iedereen tot verslaving leidt, want sommige mensen zijn er gevoeliger voor dan anderen!) Deze veranderingen in de hersenen vinden vooral plaats in circuits die betrokken zijn bij motivatie, waardoor ze overgevoelig worden. Zoals we inmiddels weten, speelt dopamine een belangrijke rol in motivatie. De hersenen worden dus zodanig veranderd dat ze overreageren (met een hogere afgifte van dopamine) op de drug (bv. heroïne) en de bijbehorende signalen (bv. het gereedschap om heroïne te gebruiken, zoals een spuit). Dit leidt ertoe dat de persoon naar de drug verlangt, ook al ervaart hij/zij/het misschien niet veel plezier meer bij het gebruik ervan! (Hier zien we hetzelfde onderscheid tussen willen en houden van: de verslaafde wil/houdt van de drug, maar houdt niet meer van het effect).

Het is ook belangrijk op te merken dat je niet alleen aan drugs verslaafd kunt raken. Naast verslavende middelen kunnen mensen ook verslaafd raken aan bepaalde gedragingen, bijvoorbeeld aan gokken of internetverslaving. Deze verslavingen lijken biologisch sterk op drugsverslaving. Beeldvorming studies van de hersenen tonen bijvoorbeeld de betrokkenheid van dezelfde gebieden aan. De betrokkenheid van dopamine zou ook zeer vergelijkbaar zijn, met een verhoogde afgifte bij stimuli die met de verslaving samenhangen (bv. de plaats van een casinotafel bij gokken).

Onze belangrijkste conclusies zijn dus:

1.      Dopamine is niet echt een 'gelukshormoon'. Het is betrokken bij vele verschillende processen zoals beweging en motivatie.

2.      Dopamine gevoeligheid is verhoogd voor verslavende drugs en de bijbehorende prikkels.

3.      Dit is ook het geval voor verslaving aan bepaalde gedragingen.

Zo, ik hoop dat dit kleine overzicht nuttig was en dat je in de toekomst kritisch kunt zijn op het moment dat iemand je vertelt over dit feel-good hormoon!

Auteur: Melanie Smekal

Referenties: 

Vroeg pieken; de langzame aftakeling van ons brein...

Ik heb goed nieuws voor sommigen van jullie en slecht nieuws voor anderen: je hersenen bereiken een piek vroeg in je levensverwachting; heel vroeg. De algemene consensus is dat onze cognitieve vaardigheden zich uiteindelijk volledig ontwikkelen rond de leeftijd van 22 jaar - daarna gaat het allemaal bergafwaarts. In werkelijkheid zijn de zaken niet zo zwart-wit. Volgens een studie over schaakspelers bereiken onze cognitieve vaardigheden een plateau rond 22 jaar en vervolgens een piek op 35-jarige leeftijd, waarna het langzaam afneemt tot de leeftijd van 40 jaar. Hoewel het mooi zou zijn te denken dat alleen schakers dit lot ondergaan, komen deze bevindingen overeen met waarnemingen van cognitieve veranderingen bij mensen naarmate zij ouder worden.

Hoe vindt deze achteruitgang plaats? Nou, er zijn verschillende redenen voor de bovengenoemde krimp van de grijze hersenmassa. De eerste is simpelweg neuronale celdood als gevolg van leeftijd. Een andere factor is de afnemende hoeveelheid neurotransmitters in ons systeem, waardoor actiepotentialen moeilijker worden doorgegeven en de neuroplasticiteit op lange termijn afneemt. Wat verder bijdraagt tot beide problemen is het verlies aan efficiëntie van de bloedvaten in de hersenen, waardoor delen van de hersenen onvoldoende zuurstof, glucose en chemische stoffen ontvangen. Deze afname in vasculariteit maakt het moeilijker om gifstoffen uit delen van de hersenen te verwijderen, waardoor het risico op de ontwikkeling van de ziekte van Alzheimer en een beroerte toeneemt. De eerste gebieden die door deze krimp worden getroffen zijn de prefrontale cortex, het striatum en de hippocampus. De hippocampus gaat het eerst verloren en episodisch geheugenverlies is het eerste waarneembare symptoom van cognitieve achteruitgang. Ironisch genoeg is een van de laatste gebieden die zich volledig ontwikkelen, de prefrontale cortex, ook een van de eerste die lijdt aan krimp van de grijze stof.

Het is echter niet allemaal kommer en kwel! Ten eerste kunnen we ons troosten door te begrijpen dat er een belangrijke tekortkoming is in studies over ouder wordende hersenen: het is onmogelijk om met alles rekening te houden. Er zijn tal van verzachtende factoren die onze levensduur en onze algemene gezondheid kunnen beïnvloeden, van fysieke factoren zoals het voedsel dat we eten en de hoeveelheid alcohol die we drinken, tot mentale factoren zoals ons algemene geluk en onze levenstevredenheid. Bovendien zien we elke dag voorbeelden van mensen die cognitieve achteruitgang lijken te trotseren, dus hoe kan het dat onze hersenen met de jaren krimpen? Eén reden is dat naarmate onze hersenen ouder worden, we beter worden in het rekruteren van netwerken. Uit een studie bleek dat de hersenen van ouderen eerder symmetrische gebieden van de hersenen activeren dan die van jongere deelnemers; bij episodische geheugentaken bijvoorbeeld, werd bij jongere deelnemers slechts in één hemisfeer van de prefrontale cortex activering gezien, terwijl oudere deelnemers in beide hemisferen activering vertoonden. Deze methode van netwerkrekrutering om dezelfde efficiëntie van een jonger brein te bereiken is een onderdeel van het concept cognitieve reserve. Hoe groter iemands zogenaamde "cognitieve reserve", hoe beter hij bestand is tegen de gevolgen van cognitieve achteruitgang, gemeten als hersenfunctie in tegenstelling tot hersenomvang. Cognitieve reserve is dus gebaseerd op het idee dat de hersenen actief proberen weefselverlies te compenseren met alternatieve methoden.

Hoewel er geen recept is om onze individuele reserve te ontwikkelen, zijn er enkele dingen die we allemaal kunnen doen. De eerste daarvan is onderwijs; onze geest draaiende houden en gedurende ons leven nieuwe vaardigheden leren draagt bij tot het versterken van neurale netwerkenen het ontwikkelen van nieuwe. Ook is aangetoond dat lichaamsbeweging de levensduur van zowel de hersenen als het lichaam bevordert, en in combinatie met goede, constante slaap en een evenwichtige voeding zou het risico op dementie op latere leeftijd aanzienlijk afnemen.  Hoe vreemd het ook klinkt, regelmatig buiten onze comfortzone treden helpt ook om onze cognitieve reserve te vergroten. Nieuwe ervaringen bevorderen namelijk de neurogenese in onze hersenen, evenals andere systemische veranderingen in het lichaam, wat onze levensduur ten goede komt. Dus als iemand van jullie een excuus nodig heeft om op reis te gaan, het zou je cognitieve vaardigheden wel eens kunnen vergroten.

Auteur: Thomas von Rein

Referenties:

Peters R. Ageing and the brain. Postgrad Med J. 2006 Feb;82(964):84-8.

Stern Y. 2012. Cognitive reserve in aging and Alzheimer’s disease. Lancet Neurology. 11. 1006-1012.

Strittmatter A., Sunde U., Zegners D. 2020. Life cycle patterns of cognitive performance over the long run. PNAS. 117(44).

Een goede conditie houdt je brein jong

Iedereen wordt ouder. Ook het brein wordt iedere dag ouder, en dat zien we terug in de gezondheid van onze hersenen. Veel mensen krijgen te maken met dementie wanneer ze ouder worden en een echte remedie is nog niet ontdekt. Toch geeft onderzoek aan dat we iets kunnen doen om de kans op leeftijdsgerelateerde klachten te verlagen: zorgen voor een gezond en fit lichaam. Twee voormalige auteurs van brain matters vonden dit interessant en wijdden er beiden in 2015 een artikel aan. In dit artikel is de informatie uit deze twee artikelen samengevoegd.

Het Default Mode Network

Wanneer je niet zoveel aan het doen bent, is het brein allesbehalve stil. Een groot netwerk van hersengebieden genaamd het Default Mode network (DM-netwerk) vertoont op dit soort momenten volop activiteit. Eerder onderzoek heeft echter laten zien dat mensen die dementeren minder activiteit vertonen in dit netwerk. Misschien is het voorkomen van deze abnormaliteiten wel de sleutel tot een gezond brein.

Een groep Amerikaanse onderzoekers ging de uitdaging aan om een antwoord te vinden op de vraag hoe je het DM-netwerk in het brein gezond kunt houden. Er werd veel data verzameld van dertig oudere deelnemers. Zo bekeken de wetenschappers hoe gezond het hart en de hartspieren waren van de ouderen, doorliepen alle deelnemers een fitnesstest en werd met behulp van fMRI de bloedtoevoer naar het DM-netwerk in kaart gebracht.

Met wat statistische trucjes werd ontdekt dat een gezond hart en fitheid ontzettend belangrijke voorspellers zijn van een gezonde bloedtoevoer naar het DM-netwerk. Oftewel, de deelnemers die het fitst waren en het gezondste hart hadden, lieten in de scanner de meest gezonde activatie van het DM-netwerk zien!

Betere conditie

Dus fitheid blijkt heel belangrijk te zijn afgaande op het onderzoek dat hierboven wordt beschreven. Maar welke vorm van bewegen of fitheid is dan precies het beste? Krachttraining, of misschien juist cardio? Dat is wat een groep Amerikaanse hersenwetenschappers zich afvroeg. Hun onderzoeksinteresse werd geprikkeld door het feit dat niet iedereen die regelmatig beweegt, ook daadwerkelijk een effect daarvan in zijn of haar hersenen merkt. Daarom hypothetiseerden de onderzoekers dat lichaamsbeweging an sich niet genoeg is: er moet sprake zijn van een verbetering van de conditie. Een goede conditie zorgt er namelijk voor dat je lichaam snel zuurstof naar spieren kan brengen, en je spieren deze zuurstof snel kunnen opnemen. En een goed transport van zuurstof zou ook voor het brein positieve gevolgen kunnen hebben, precies zoals het eerste onderzoek al suggereerde. 

Om het ouder worden van de hersenen in kaart te brengen, keken de wetenschappers naar de communicatie tussen hersengebieden. Deze communicatie blijkt namelijk af te nemen naarmate we ouder worden, en geeft dus een aardige indicatie van hoe het met het brein is gesteld.

Van ouderen (gemiddeld 65 jaar) en jongeren (gemiddeld 22 jaar) werden fMRI-scans gemaakt. Op basis van deze scans werd de communicatie tussen hersengebieden bestudeerd. Bij de ouderen werd fysieke activiteit gemeten door middel van een band die de ouderen vijf dagen om hadden. Deze band mat hoeveel lichaamsbeweging de senioren per dag hadden. De conditie werd bepaald door de maximale zuurstofopname van ouderen te meten wanneer zij maximale inspanning leverden tijdens een oefening op een loopband. Hoe meer zuurstof zij konden opnemen, hoe beter hun conditie.

Allereerst bleek zoals verwacht dat de hersenen van de jongeren meer interne communicatie vertoonden dan die van de ouderen. Maar vergeleken met de ouderen die een slechtere conditie hadden, lieten de ouderen met een goede conditie veel minder achteruitgang zien in de neurale communicatie. Opmerkelijk genoeg bleken deze bevindingen onafhankelijk van de mate van fysieke activiteit! Vooral de temporale en prefrontale cortex werden beschermd tegen achteruitgang in ouderen met een goede conditie.

Je conditie verbeteren zorgt dus niet alleen voor een fit lichaam, maar ook voor een jong brein! Zouden individuele conditietrainingen een preventie voor Alzheimer (vorm van dementie) kunnen zijn? Toekomstig onderzoek zal het moeten uitwijzen! 

Auteur: Dit artikel is gebaseerd op oude gepubliceerde brain matters artikels geschreven door Sander van Bree: Sporten tegen dementie & Iris van Sambeek: Een goede conditie houd je brein jong (2015) - Editor: Loes Beckers

Referenties:

Amyloïd-bèta en Alzheimer: is het tijd voor een nieuwe hypothese?

De ziekte van Alzheimer is de meest voorkomende vorm van dementie en onderzoekers zijn nog altijd hard op zoek naar een medicijn. Als uitgangspunt wordt de amyloïd-cascade-hypothese gebruikt: een ophoping van het amyloïde-bèta eiwit zou ervoor zorgen dat neuronen afsterven. Er zijn echter ook veel onderzoeken die de hypothese tegenspreken. Het verwerpen van de amyloïd-hypothese zou grote gevolgen hebben, maar vasthouden aan een foutieve hypothese kan nog schadelijker zijn.

Al meer dan 100 jaar leggen wetenschappers het verband tussen Alzheimer en abnormale eiwitophopingen in de hersenen: amyloïde plaques (klonten) en verstrengelingen van het tau-eiwit. Deze waarnemingen hebben geleid tot de amyloïd-cascade-hypothese, die zegt dat deze amyloïde plaques de oorzaak zijn van Alzheimer. Het aantrekkelijke van deze hypothese is haar eenvoud: als deze plaques de ziekte veroorzaken, kan de aanwezigheid hiervan gebruikt worden voor een vroege diagnose en zelfs voor de behandeling.

De hypothese testen

Mocht amyloïd-bèta inderdaad de oorzaak zijn van Alzheimer, dan zou je dit met twee soorten experimenten kunnen bewijzen. Het eerste experiment zou zijn om amyloïde plaques toe te voegen aan gezonde hersenen. Volgens de hypothese zouden deze hersenen ziek moeten worden. Het tweede experiment zou het tegenovergestelde zijn: de plaques weghalen uit Alzheimer-breinen. Volgens de hypothese zouden deze hersenen beter moeten worden, of in ieder geval niet slechter.

Kunnen we gezonde hersenen ziek maken?

Voor het eerste experiment is zowel naar mensen als naar muizen gekeken. Er is aangetoond dat mensen flinke hoeveelheden amyloïd-bèta in hun hersenen kunnen hebben en toch weinig tot geen symptomen van dementie hoeven te vertonen. Dit zou zelfs het geval zijn in 25-30% van alle ouderen met gezonde cognitieve vaardigheden. Wat betreft de muizen kunnen we nog duidelijker zijn: genetische manipulaties die aanzienlijke hoeveelheden amyloïd-bèta veroorzaken, leiden zelden tot de cognitieve symptomen van Alzheimer.

Conclusie: je kan de ziekte niet veroorzaken door gezonde hersenen bloot te stellen aan de vermoedelijke boosdoener.

Kunnen we zieke hersenen beter maken?

Ook voor het tweede soort experiment is bewijs vanuit mensen én muizen. Hier zijn de resultaten echter niet zo eenduidig. In muismodellen voor Alzheimer is de opeenhoping van amyloïde plaques succesvol voorkomen en zelfs verwijderd. Het gedrag van de muizen ging dan vooruit, in overeenstemming met de hypothese. Een belangrijke kanttekening is hier dat het functioneren van de muizen terugging naar 100%. Als dit muismodel de ziekte écht zou benaderen zou dit onmogelijk moeten zijn, want het kenmerkende van Alzheimer is dat de beschadigingen onomkeerbaar zijn. Het is dus onduidelijk hoeveel waarde we aan deze resultaten kunnen hechten.

De menselijke aanpak was minder succesvol. Net als bij muizen is er geprobeerd mensen te immuniseren tegen amyloïd-bèta. Deze studies zijn vroegtijdig beëindigd moeten worden vanwege de vele bijwerkingen. Een lichtpuntje: de patiënten die geen last hadden van de bijwerkingen reageerden goed op het proces, en ontwikkelden antilichamen tegen het eiwit. Hun cognitieve symptomen werden echter niet beter.

Voorzichtige conclusie: wanneer je de eiwit plaques verwijdert uit de hersenen, hebben mensen nog steeds Alzheimer.

Wat nu? Wat betekenen deze resultaten voor de hypothese dat Alzheimer veroorzaakt wordt door de schadelijke plaques? De hierboven genoemde onderzoekslijnen samen zeggen niet dat plaques geen rol spelen in Alzheimer, maar waarschijnlijk zijn ze niet de enige of de rechtstreekse oorzaak. Het is dus tijd om de hypothese aan de kant te schuiven en op zoek te gaan naar alternatieve verklaringen voor de ziekte. Er zijn al genoeg opties voorhanden: problemen met autofagie en/of lysosomen, calcium-homeostase, ontsteking van het zenuwstelsel, genen, oxidatieve schade, glucose metabolisme… Zomaar wat factoren die door wetenschappelijk onderzoek al aan het licht zijn gebracht. We hoeven dus vooral niet stil te zitten!

Edit 2022: Ondertussen zijn onderzoekers hard bezig geweest om uit te vinden waar het probleem dan precies ligt. Recent onderzoek geeft dan ook sterke aanwijzingen dat er problemen zijn met lysosomen. Dit zou er voor  zorgen dat het functioneren van neuronen wordt versoord en dat daardoor neuronen afsterven. Dit afsterven van neuronen leidt daarna pas tot het vormen van plaques. 

Auteur: Dit artikel is een eerder gepubliceerd brainmatters artikel geschreven door Mireille van Berkel (3-8-15) en in 2022 bewerkt door Loes Beckers. 

Referenties:

The Mountain in the Sea

Ray Naylers recente science fiction roman "The Mountain in the Sea" is een fantasierijke duik in de diepten van neurowetenschappelijke theorieën over bewustzijn, taalontwikkeling en de menselijke staat. Hoe ontmoedigend deze gedurfde onderwerpen ook lijken, de lezer wordt er op zo'n manier doorheen geleid dat ze niet alleen goed worden uitgelegd, maar de lezer ook wordt aangemoedigd vragen te stellen over deze ideeën en over zichzelf. Dit wordt bereikt door vragen te stellen en ze niet altijd te beantwoorden, maar (net als bij romans als "The Overstory" van Richard Powers) creëert deze stijl geen gevoel van onbevredigende dubbelzinnigheid aan het eind, maar eerder een motivatie en verlangen om de wereld om ons heen beter te begrijpen.

Een korte samenvatting van de roman is als volgt: "De mensheid ontdekt intelligent leven in een octopussoort met een eigen taal en cultuur, en zet een wereldwijde wedstrijd op touw om de toekomst te domineren." - Goodreads. In de kern is dit boek  een verhaal over verbinding met een andere aardse soort en ons falen als zelfbenoemde verzorgers van de planeet. Het boek speelt zich af in een niet nader omschreven tijd in de toekomst, waarin de wereld en haar machten er heel anders uitzien dan hoe wij ze nu herkennen. De roman ademt een cyberpunk-esthetiek zoals die van William Gibson's "The Neuromancer". Beide werken geven de lezer het gevoel ondergedompeld te worden in de fictieve wereld door onnodige uiteenzettingen tot een minimum te beperken. Feiten uit de wereld worden alleen uitgelegd wanneer dat in het belang is van een personage en niet van de lezer, waardoor verdere intrige ontstaat en de details worden overgelaten aan de verbeelding en vooroordelen van de lezer. Maar in tegenstelling tot recente verkenningen van het cyberpunk-genre (vooral in de videogame scene) voelt deze wereld niet fictief of ver-futuristisch aan. Hij is geaard, een tikje brutaal en voelt op een gruwelijke manier heel bereikbaar.

Het plot wordt geleid door de personages die deze griezelige wereld bewonen en met wie de lezer door de roman heen reist, waarbij heen en weer geschakeld wordt tussen perspectieven. Toch voelt de lezer zich nooit gedesoriënteerd of afgesneden, want weinig hoofdstukken eindigen op frustrerende cliffhangers. Eén plotlijn volgt onderzoekers op het eiland Con Dao, een beschermd natuurreservaat voor de kust van Vietnam; een andere een tot op het bot bewerkte slaaf op een boot zonder kapitein die koste wat het kost winst nastreeft in een wetteloze oceaan; de laatste een genie in kunstmatige intelligentie die zijn moeilijkste taak tot nu toe krijgt. Elke plotlijn is een hulpmiddel dat het concept van het zogenaamde harde probleem van het bewustzijn via verschillende benaderingen verkent. Wat betekent het om homo sapien te zijn? Kunnen we werkelijk datgene repliceren wat we niet kunnen begrijpen? En zelfs, hoe wij als wezens die beweren zelfbewust te zijn, er niet in slagen dat bewustzijn uit te breiden naar de vernietiging die we op het milieu en elkaar uitoefenen.

Ik beveel dit boek van harte aan aan iedereen die geïnteresseerd is in bewustzijn, menselijke empathie en ontwikkeling, en milieu- of mariene biologie. Het leidt tot nadenken en kan bij iedereen, ongeacht achtergrond, een filosofische nieuwsgierigheid opwekken.

Auteur: Thomas von Rein

Redenen om te vasten, of niet te vasten?

Wat is intermittent fasting?

Vasten maakt al duizenden jaren deel uit van onze menselijke geschiedenis. In de tijd van de jager-verzamelaars kwamen we soms in voedselschaarste, en dan moesten we vasten tot de volgende succesvolle jacht. Later werd vasten een religieuze activiteit, om het lichaam te reinigen of de soberheid te vergroten. Sinds de jaren 1800 is het vasten herontdekt om verschillende kwalen te behandelen. Tegenwoordig wordt vasten vaak gebruikt om snel gewicht te verliezen. Intermittent fasting is een verzamelnaam voor een groep van methoden om te vasten, om enkele voorbeelden te geven: Time-restricted feeding (TRF) is een methode waarbij we 12 tot 20 uur per dag geen calorieën innemen. Andere methoden hebben betrekking op het verminderen van de calorie-inname tot een niveau tussen 0-25% gedurende opeenvolgende dagen in een patroon (periodic fasting), of op afwisselende dagen (alternating day fasting). 

De effecten van intermittent fasting

Dat intermittent fasting (IF) zo'n breed begrip is, maakt het ook moeilijk te bestuderen; de voordelen van de verschillende methoden kunnen afhangen van zeer specifieke parameters zoals de duur van de vastenperiode, de mate van voedselrestrictie etc. De meeste kennis over intermittent fasting is afkomstig van dierstudies. Vroege studies gaven aan dat de levensduur van ratten tot 80% kon worden verlengd wanneer de juiste calorische restrictie (CR) werd toegepast. Uit recentere analyses van vele CR-studies bleek echter dat de levensduurverlenging bij ratten tussen de 14-45% en bij muizen tussen de 4-27% ligt. Verder blijkt uit diermodellen dat intermittent fasting een eiwit genaamd brain-derived neurotropic factor (BDNF), dat belangrijk is voor overleving en groei van neuronen, verhoogt. 

Hoewel gegevens over mensen veelal ontbreken, zijn er enkele bevindingen die de voordelen van intermittent fasting aantonen. IF zou voordeliger kunnen zijn dan calorierestrictie, omdat het meer voordelen oplevert voor de insulinegevoeligheid. Bovendien, terwijl de effecten klein tot gemengd zijn bij gezonde deelnemers, zou er een groter voordeel kunnen zijn bij mensen die neurologische aandoeningen ontwikkelen. Mild cognitive impairment (MCI) is de fase tussen de achteruitgang van een neurologische aandoening zoals dementie en de verwachte achteruitgang door gezond ouder worden. Uit een studie bij mensen met MCI bleek dat intermittent fasting kan leiden tot brede verbeteringen in het metabolisme die cognitieve verbeteringen zouden kunnen moduleren, zoals de groep die IF onderging liet zien. 

Hoewel het moeilijk is om de mechanismen van elke verschillende vorm van intermittent fasting te onthullen, is er één overlappend mechanisme. Het mechanisme dat in werking treedt bij intermittent fasting is de omschakeling van de stofwisseling. Waar het lichaam normaal zijn energie haalt uit glycogeen in glucose, zal het nu energie halen uit opgeslagen vet.

Auteur’s opmerking
Ik was nogal sceptisch over intermittent fasting voordat ik weer in het onderwerp dook. Ik denk dat mensen die sterke claims maken zonder wetenschappelijk bewijs me er pessimistischer over maakten dan ik zou moeten zijn. In het algemeen denk ik dat het een gebied is waar verder onderzoek moet worden gedaan om een beter begrip te krijgen. Maar de effecten in dierstudies en de veelbelovende bevindingen van menselijke studies zijn opwindend. Wie weet probeer ik het wel eens. 

Auteur: Kobus Lampe

Referenties:

Hoe gehoorverlies en cognitive achteruitgang samengaan

Je weet vast wel dat mensen tegenwoordig ouder worden dan ooit, dat komt doordat onze leefomstandigheden en de medische kennis beter zijn dan in het verleden. Helaas zorgt ouder worden wel voor een toename in ongemakken of ouderdomsziektes. Bijvoorbeeld gehoorverlies of cognitieve achteruitgang en later dementie. De uitdaging is op dit moment dan ook niet zo lang mogelijk leven, maar op een fijne manier oud worden. 

Gelukkig zijn er voor sommige van deze ongemakken eenvoudige oplossingen, zoals bijvoorbeeld het dragen van een hoortoestel. Maar corrigeren voor andere dingen zoals cognitieve achteruitgang of zelfs dementie, dat is misschien iets minder voor de hand liggend. In dat geval is voorkomen beter dan genezen. Je hebt vast wel gehoord dat we zelf ons risico op cognitieve achteruitgang kunnen verkleinen door bijvoorbeeld genoeg te bewegen of niet te roken. Maar wist je dat het voorkomen van gehoorverlies ook een belangrijke factor is? Volgens een rapport uit 2020 is het percentueel gezien zelfs belangrijker dan roken en bewegen samen!

Twee recente onderzoeken wijzen er op dat we cognitieve achteruitgang kunnen tegengaan, en wel door het compenseren voor gehoorverlies met behulp van hoorapparaten. In deze studies werden de cognitieve vaardigheden van mensen met zwaar gehoorverlies gemeten. Om dit te doen ontwikkelden de onderzoekers een cognitieve test die mensen zonder gehoor goed konden uitvoeren. Deze test heet de “Repeatable Battery for the Assessment of Neuropsychological Status for Hearing-impaired individuals” (RBANS-H). In deze test worden alle items (ook) visueel gepresenteerd. De proefpersonen lieten hun cognitie meten op het moment dat ze zwaar slechthorend of doof waren, maar ook 1 jaar nadat ze een cochleair implantaat hadden ontvangen. Een cochleair implantaat is een apparaatje dat direct de gehoorzenuw signalen geeft waar het oor dit van nature niet meer kan. Dat zorgde er voor dat de proefpersonen weer konden horen. De onderzoekers vonden dat hun proefpersonen 1 jaar nadat ze weer konden horen ook significant verbeterde in hun cognitieve vaardigheden. 

Ook al werd al in 1989 geconstateerd dat gehoorverlies sterk gerelateerd leek aan het risico van het ontwikkelen van dementie, zijn onderzoekers er nog niet achter hoe deze relatie precies in elkaar zit. Het zou namelijk zo kunnen zijn dat wanneer iemand gehoorverlies heeft, er zo veel cognitieve capaciteit wordt ingezet voor luisteren, dat die dan niet meer beschikbaar is voor andere cognitieve processen. Die andere cognitieve processen worden daardoor minder gebruikt en getraind. Maar misschien is er een andere factor die zorgt voor deze relatie. Wellicht zorgt gehoorverlies ervoor dat mensen meer in sociale isolatie terecht komen, wat kan leiden tot cognitieve achteruitgang. 

Nu deze onderzoeken laten zien dat de relatie oorzakelijk lijkt te zijn, kunnen onderzoekers verder kijken hoe het verband precies in elkaar zit. Duidelijk is wel dat wanneer je kiest voor een hoorapparaat bij gehoorverlies, je meer dan alleen een beter gehoor ervoor terug krijgt. Dus laat je oren vooral op tijd checken!

Auteur: Loes Beckers

Referenties:

De darm-brein as; de weg naar genezing van de ziekte van Alzheimer?

Misschien herken je het volgende; als je gestrest of overstuur bent, word je misselijk, wat je ervaart in jouw buik. Dit geeft precies de fijne kneepjes weer van de interactie tussen onze darmen en hersenen via ons bloed en onze zenuwen. Op deze manier bestaat er een tweerichtingsweg die communicatie tussen beide mogelijk maakt, met alle gevolgen van dien.

Deze connectie lijkt wellicht ook belangrijk te zijn voor het behandelen van Alzheimer (AD), een vorm van dementie waarbij mensen geleidelijk aan hun herinnering aan diverse levenservaringen verliezen. Dit bleek uit een interessante casus over een 82-jarige mannelijke patiënt met Alzheimer die ik tegenkwam tijdens mijn zoektocht naar literatuur voor een opdracht die ik moest maken. Deze patiënt werd gediagnosticeerd met een bepaalde bacteriële infectie en onderging hiervoor een poep transplantatie waarbij hij een enkel monster ontlasting kreeg van zijn gezonde 85-jarige vrouw. Na twee maanden was niet alleen zijn infectie verholpen, maar scoorde hij bovendien op een test om de ernst van iemands Alzheimer te beoordelen (Mini-Mental State Examination) weer cognitief normaal?! 

Je vraagt je nu misschien af hoe dit mogelijk is. Nou, normaal gesproken staat een gezonde darm gelijk aan gezonde hersenen, waarbij de juiste verhouding tussen ongezonde (ziekmakende) en gezonde bacteriën onze darm bevolken. Naarmate we ouder worden zien we echter een verschuiving optreden, waarbij meer ziekteverwekkende bacteriën de darmen gaan bevolken en de gezonde bacteriën worden verdrongen. Dit proces, ook wel "darmdysbiose" genoemd, brengt de darm in een ontstekingsfase en zou een rol spelen bij diverse aandoeningen, waaronder de ziekte van Alzheimer. 

De precieze route van hoe de darmen invloed hebben op het ziekteproces in het geval van Alzheimer is nog niet volledig bekend. Een opkomende hypothese is echter dat de bacteriën in onze darmen ook ontstekingen veroorzaken in de hersenen. Onderzoekers hebben aangetoond dat in het geval van Alzheimer, waarbij ontstekingsstoffen zich verplaatsen via het bloed of onze Nervus Vagus (de tiende zenuw die letterlijk de snelweg vormt tussen darm en hersenen), immuuncellen in de hersenen geactiveerd worden. Op hun beurt gaan deze geactiveerde immuuncellen allerlei processen verstoren die betrokken zijn bij leren en geheugen. Een voorbeeld hiervan is het verhogen van de productie van amyloïd bèta- en TAU-eiwitten in de hippocampus, één van de meest bekende kenmerken van de ziekte van Alzheimer. 

Tegenwoordig komt er steeds meer aandacht voor deze "snelweg" bij het onderzoek naar behandelingsmogelijkheden voor de ziekte van Alzheimer, zoals bijvoorbeeld de al eerder genoemde poeptransplantatie. Vele dierstudies hebben reeds het potentieel van deze therapie aangetoond, waarbij onderzoekers lieten zien dat het de afzetting van amyloïd-bèta en TAU-eiwitten in de hersenen verminderde, evenals het aantal ontstekingsstoffen in de hersenen van Alzheimer muismodellen. Bovendien zagen ze dat herstel van het immuunsysteem in combinatie met een vermindering van amyloïd-bèta- en TAU-eiwitten resulteerde in verbeteringen op verschillende tests ter beoordeling van de cognitieve functie van deze muizen. 

Ondanks dat veel dierstudies al zijn gedaan, is er buiten deze ene casus om nog geen bewijs voor het effect van poeptransplantatie in patiënten met Alzheimer. Wel bevat de ontlasting van patiënten met de ziekte van Alzheimer meer pro-inflammatoire darm bacteriën in vergelijking met gezonde mensen. Aangezien er geen behandelingsmogelijkheden zijn voor de ziekte van Alzheimer op dit moment, vormt het herstel van de darm-brein as via bijvoorbeeld poeptransplantatie, een interessante weg die het onderzoeken waard is. Uiteindelijk gaat het erom ons "onderbuikgevoel" te volgen over wat zou kunnen werken, nietwaar?

Auteur: Joyce Burger

Referenties:

Een kijkje in de praktijk: Interview met een psycholoog over dementie

We focussen ons bij Brainmatters vooral op onderzoek in de neurowetenschap, maar het is ook interessant om eens een kijkje te nemen in de praktijk. Selma Coumans is psycholoog voor onder andere mensen met dementie. Ze werkt nu twee jaar bij Sevagram, een organisatie voor ouderenzorg, als psycholoog en doet al vanaf haar 17e vrijwilligerswerk met mensen met dementie. Binnenkort gaat ze het traject tot GZ-psycholoog volgen. Zij heeft wat tijd voor ons vrij gemaakt om te vertellen hoe het is om met mensen met dementie te werken.

Selma, je bent nu haast 10 jaar werkzaam binnen de doelgroep mensen met dementie. Wat trekt jou zo aan tot deze doelgroep?

Goh, tien jaar al? Ja, dat klopt inderdaad. Er zijn meerdere dingen die me zo trekken tot deze doelgroep. Ten eerste verloopt geen enkele dag hetzelfde. Mensen met dementie kunnen vaak onvoorspelbaar zijn. De ene keer kun je te maken krijgen met agressief gedrag en de andere keer krijg je een knuffel. Met allerlei uitlopende en onverwachte situaties kunnen omgaan vind ik heel interessant. Ten tweede, het stereotype van psychologen is dat wij veel behandelen door middel van gesprekstechnieken. Maar dit is vaak niet mogelijk bij cliënten met dementie. Het leervermogen is vaak weggevallen en er kunnen bijvoorbeeld problemen zijn met de gesproken taal. Je moet het bij deze doelgroep dus anders aanpakken. Je kijkt vooral naar het systeem. Daarmee bedoel ik de mensen om de cliënt heen zoals de mantelzorger, de verzorgenden, familie, en behandelaren. Want hoewel je de cliënt zelf geen nieuwe dingen kunt aanleren, kun je de omgeving wel dingen aanleren en de fysieke omgeving aanpassen. Daarom kan ik zelf als onderdeel van een behandeling in gesprek met managers om het beleid in het verpleeghuis aan te passen. Het gaat dan bijvoorbeeld over hoe we de gangen inrichten. Doodlopende lege witte gangen kunnen beangstigend zijn voor mensen met dementie die dwalen. Ik probeer me in te leven in de belevingswereld van mensen met dementie. Een beleid waar we inzetten op belevingsgerichte muurschilderingen kan de kwaliteit van leven voor meerdere cliënten bevorderen.

“Ik probeer me in te leven in de belevingswereld van mensen met dementie”

We hebben er allemaal een beeld bij, maar wat is dementie eigenlijk? En hoe weet je of er sprake is van dementie of gewone veroudering?

Dat is een goede vraag. Ten eerste is dementie een parapluterm voor stoornissen waarbij problemen met het verwerken van informatie door de hersenen centraal staan. Daaronder vallen bijvoorbeeld Alzheimer dementie, vasculaire dementie, Lewy body dementie, en fronto-temporale dementie.

Bij gewone veroudering is er ook sprake van achteruitgang in de cognitie. Iemand van 88 zal hoogst waarschijnlijk een minder goed geheugen hebben dan iemand van 25. Om erachter te komen of er sprake is van dementie of gewone veroudering doen we verschillende testen. We vergelijken de scores van deze cognitieve testen met die van mensen van dezelfde leeftijd en opleidingsniveau. Op deze manier kunnen we zien of mensen afwijkend scoren in vergelijking tot hun leeftijdgenoten. Daarnaast is het belangrijk om door middel van gesprekken erachter te komen hoe problematisch de informatieverwerkingsproblemen zijn voor het dagelijkse leven van de cliënt. Kan het bijvoorbeeld voor gevaarlijke situaties zorgen? Ik probeer ook het verloop van de problemen in beeld te krijgen. Is er een plotselinge achteruitgang? Of verloopt het heel geleidelijk? We voeren ook gesprekken met de partner of de kinderen van de cliënt. Er bestaat niet één testje die kan aantonen of je dementie hebt of niet. We kijken naar het totaalbeeld om een diagnose te stellen.

“Er bestaat niet één testje dat kan aantonen of je dementie hebt of niet.”

Zijn er verschillende soorten dementie? Welke verschillen merk je dan?

Er zijn veel verschillende soorten dementie, en er kan ook een mengbeeld zijn (dus dat er sprake is van meerdere ziektebeelden tegelijkertijd). Maar de meest voorkomende soorten zijn:

Vasculaire dementie

Dit wordt veroorzaakt door problemen bij de doorbloeding van de hersenen. Het kan zo zijn dat er “propjes” in de bloedvaten van de hersenen zitten, die ervoor zorgen dat een deel van de hersenen tijdelijk te weinig zuurstof krijgt (een beroerte), waardoor die delen van het brein minder goed gaan functioneren. In dat geval kunnen mensen, iedere keer als er een beroerte is, met sprongetjes achteruitgaan. Het ziektebeeld kan verschillen, afhankelijk van waar dat propje zit. Daarnaast is er niet alleen sprake van geheugenverlies, maar ook moeite met het herkennen van dingen, het vergeten van woorden, verlamming van het lichaam, en problemen in de emotieverwerking.  

Alzheimer dementie

Alzheimer wordt veroorzaakt door het kapotgaan van neuronen. Dit komt doordat eiwitten (amyloid) zich ophopen en “plaques” vormen. Er ontstaan een soort kluwen van eiwitten tussen de hersencellen (tangles). Uiteindelijk zorgt dit ervoor dat de hersenen van mensen met Alzheimer krimpen. De eerste symptomen zijn vaak het geleidelijk afnemen van het geheugen. Omdat het verloop zo geleidelijk gaat, kunnen veel mensen de eerste symptomen goed ‘verbloemen’. Als mensen bijvoorbeeld goed gebruik maken van een agenda, valt het niet zo op dat ze vergeetachtiger worden. Daarnaast zie je vaak dat mensen met Alzheimer zeggen activiteiten “niet meer leuk vinden” om te doen en passiever worden, terwijl de daadwerkelijke reden is dat het ze niet meer lukt. Merken dat je geleidelijk zo achteruitgaat is natuurlijk heel moeilijk.   

Fronto-temporale dementie

Bij fronto-temporale dementie raakt de frontale kwab beschadigd en krimpt. Dit deel van de hersenen regelt ons gedrag. Hier worden keuzes gemaakt en besluiten genomen, plannen gemaakt en handelingen gecoördineerd. De precieze oorzaak is nog onbekend, maar schijnt een sterke genetische component te hebben. Deze vorm van dementie komt vaker voor bij jongere mensen (het grootste deel is tussen de 40 en 60 jaar). In deze vorm is vooral de inhibitie aangetast, wat kan zorgen voor een verandering in het karakter. De omgeving schaamt zich ook vaak voor de plotselinge gedragsveranderingen van de cliënt. Een lieve vrouw met een zachtaardig karakter kan bijvoorbeeld opeens beginnen met schelden.

Lewy body dementie

Bij deze soort dementie schommelen mensen erg met de symptomen. Op een goed moment lijkt het of deze mensen geen dementie hebben, maar op andere momenten zijn ze heel verward. De symptomen kunnen over de dag en zelfs per uur verschillen. Bij deze vorm van dementie is er ook een grotere kans op hallucinaties. De oorzaak van Lewy body dementie zit in de hersenstam, daar ontstaan hoopjes eiwitafzettingen (genaamd Lewy bodies) die schade veroorzaken.

Het progressief verslechteren van het geheugen staat centraal in dementie. Wat vergeten mensen met dementie vaak het eerst? En zijn er ook dingen die mensen minder snel vergeten?

Hoewel het verloop per persoon erg kan verschillen, zien we vaak dat de functies die we het laatst leren ook het eerst vergeten. Mensen met dementie gaan eigenlijk langzaam terug naar de kindertijd. Eerst vergeten ze alledaagse dingen zoals het besturen van een nieuw apparaat. In een verder stadium zie je dat het executief functioneren, de emotie regulatie, en zelfreflectie achteruitgaan (dus eigenlijk wat je in je tienerjaren hebt geleerd). Als laatst vergeten mensen de dingen die ze als baby hebben geleerd, zoals het slikken

Vaak zie je dat herinneringen die gekoppeld zijn aan sterke emoties later vergeten worden. Dit zijn ook vaak dingen uit de kindertijd. Liedjes van vroeger of familieleden worden vaker nog langer herkend. Soms komt dit echter ook te vervallen, wat natuurlijk ook heel pijnlijk is voor de naasten.

“Mensen met dementie gaan eigenlijk langzaam terug naar de kindertijd.”

Wat kun jij als psycholoog betekenen voor deze mensen?

Als eerste het in kaart brengen van de problematiek, de diagnostiek. De vragen kunnen erg uiteenlopen. Maar voorbeelden zijn; hebben we te maken met iemand met dementie? Of iemand die zijn vrouw heeft verloren en door depressie soms dingen vergeet? Ik probeer bij probleemgedrag te begrijpen waar het gedrag vandaan komt. Er is bijvoorbeeld een cliënt in het verpleeghuis die gaat slaan wanneer hij gewassen moet worden. Ik sprak met zijn familie en kwam erachter dat hij in zijn kindertijd is  misbruikt en dat fysieke aanraking een angstresponse bij hem veroorzaakt. Dan probeer ik een oplossing te vinden. Kan deze persoon misschien nog een deel van de verzorging zelf doen? Of helpt het als we hem op een andere manier benaderen? Om deze oplossingen toe te passen ga ik uiteindelijk weer in gesprek met het systeem, zoals psychoeducatie voor familie of een behandelplan opstellen met collega’s van de zorg.

Het leven op een psycho geriatrische afdeling is geen feestje, want je woont hier als je vergevorderde dementie hebt en dus ernstig ziekt bent. Ik probeer eraan bij te dragen dat de mensen op deze afdelingen de best mogelijke zorg krijgen en zo de kwaliteit van leven zo hoog mogelijk te maken. We streven er naar deze mensen, ondanks hun ziekte, een zo goed mogelijk leven bieden. Ik ben constant bezig met begrijpen van cliënt en het systeem, verbinden, en kijken wat ik kan toevoegen.

Er zijn veel mensen die iemand in hun omgeving kennen met dementie. Heb jij nog tips voor ons hoe je het beste met mensen met dementie om gaat?

Ga mee in de beleving van cliënt. Het is goed om je eerst in de schoenen van de ander te verplaatsen, in plaats van direct met je eigen doel op iemand met dementie af te stevenen. De gevoelens van de mensen met dementie zijn echt, ook al verschilt hun belevingswereld met de werkelijkheid. Als een cliënt van 80 stress ervaart, omdat zij denkt dat haar moeder haar zoekt dan is deze emotie oprecht, ook al is de werkelijkheid dat de moeder jaren geleden al is overleden. Benoem niet zomaar dat de moeder allang is overleden, maar probeer haar te begrijpen en kijk of je haar vervolgens kunt afleiden met een andere activiteit. Mensen met dementie zijn uiteindelijk gewoon mensen die pijn en verdriet ervaren en die zich, zoals ieder ander mens, begrepen willen voelen. Daarnaast is het zwaar als je iemand in je omgeving hebt met dementie. Neem dus tijd voor jezelf, zodat je juist voor de ander kunt blijven zorgen. Jij voelt ook dingen bij de ziekte, dat mag er ook zijn. Dat is misschien nog het belangrijkste.

“Het zijn mensen die pijn en verdriet ervaren en die zich, zoals ieder ander mens, begrepen willen voelen.”

Auteur: Pauline van Gils

Wilt u meer weten over dementie? Neem dan een kijkje op de website van Alzheimer Nederland: https://www.alzheimer-nederland.nl/

Horror, mijn hersenen en ik

Het is Halloween, geen beter moment om voor de TV te kruipen en een horrorfilm te kijken, toch? Maar dan moet je het wel leuk vinden om naar een horrorfilm te kijken. Hoewel veel mensen graag bang worden gemaakt, kunnen anderen hier juist helemaal niet tegen.

Maar hoe komt dat? Waarom is de anticipatie van vermeende dreiging op het scherm voor sommigen opwindend en voor anderen verschrikkelijk? En wat gebeurt er in de hersenen als je voor de tv zit te griezelen zonder daadwerkelijke dreiging om je zorgen over te maken. 

Waarom zijn enge films spannend voor de één en letterlijk horror voor de ander? 

Deze vraag heeft veel onderzoekers beziggehouden, en er zijn verschillende ideeën voorgesteld. Eén factor betreft man versus vrouw (alleen gebaseerd op biologisch geslacht en niet op het geheel van genderidentiteiten). Er wordt gesuggereerd dat mannen en jongens meer van het horrorgenre genieten dan vrouwen en meisjes. Bovendien beleven mannen niet alleen meer plezier aan enge films, maar zijn zij ook minder bang dan vrouwen en geven zij de voorkeur aan visuele horror. Uit een studie bleek dat mannen meer last hebben van fictieve horror als ze naar een film kijken met een vrouw die angstiger leek dan zijzelf. Het feit dat vrouwen angstiger zijn dan mannen bij een enge film past in het grotere plaatje dat vrouwen vatbaarder zijn voor angstgerelateerde stoornissen in het algemeen (als u meer wilt lezen over het sekseverschil in angst, klik dan hier). Bovendien is de zogenaamde walgingsgevoeligheid bij vrouwen hoger; dit zou een aannemelijke verklaring kunnen zijn voor hun grotere afkeer van horrorfilms. Want als je sneller walgt, is het zeker minder leuk om naar een lugubere horrorscène te kijken. 

Verder is ook empathie onderzocht in verband met horrorfilms. Stel je iemand bent die erg empathisch is en snel meevoelt met mensen om je heen, dan geniet je misschien minder van het zien van lijden op een scherm dan van spannende actiescènes. Andersom blijkt een laag empathie-niveau juist geassocieerd te zijn met meer plezier bij het zien van horrorscènes. 

Het is niet verrassend dat je leeftijd uitmaakt of je graag naar horrorfilms kijkt. Hoe jonger je bent, hoe banger je bent. Dit is gemeten in termen van vermijding bij kinderen van 11-12 jaar in vergelijking met tieners van 15-16 jaar. De jongere groep vermeed enge films aanzienlijk meer dan de oudere groep. Ook al neemt de voorkeur voor het horrorgenre vroeg in het leven toe, later neemt deze weer af. Ouderen genieten dus minder van horrorfilms dan jongere volwassenen. Dit is in overeenstemming met dat we in het algemeen minder sensatie zoeken naarmate we ouder worden; oudere mensen zoeken minder sensatie, en dus ook minder in films. 

Over sensatie zoeken gesproken, dit is een andere factor bij het al dan niet kiezen voor een enge film. Maar wat is sensatie zoeken eigenlijk? Het is het zoeken naar nieuwe extreme ervaringen die je adrenalineniveau omhoog stuwen. Het piekt tijdens onze tienerjaren en neemt af bij het ouder worden. Terwijl sommige mensen kunnen worden geïdentificeerd als lage-sensatiezoekers, die nieuwe en mogelijk angstaanjagende ervaringen vermijden, zijn anderen hoge-sensatiezoekers. Deze hoge-sensatiezoekers zullen eerder kiezen voor een spannende horrorfilm dan voor een romcom. Ook dit komt vaker voor bij jonge mannen en jongens. Er is gesuggereerd dat sensatie zoeken verband houdt met de testosteronspiegel en een bepaald gen, D4DR genaamd, dat verband houdt met dopamine. 

Wat gebeurt er in onze hersenen als je naar een horrorfilm kijkt? 

Een in Finland uitgevoerde studie boog zich over deze vraag en liet deelnemers naar horrorfilms kijken terwijl ze in een MRI-scanner lagen. Ze moesten eerst via een online database de beste en engste films van de afgelopen eeuw vinden en het grote publiek laten stemmen. Dit resulteerde in 'Conjuring 2' en 'Insidious' die daarom gebruikt werden voor hun studie. Vervolgens keken de deelnemers naar de avondvullende films, terwijl hun hersenactiviteit werd vastgelegd met behulp van een MRI-scanner. 

Na een plotselinge schrikreactie, bijvoorbeeld als gevolg van een jump-scare scène, werd meer hersenactiviteit gemeten in hersengebieden die betrokken zijn bij emotionele ervaring, dreigingsevaluatie, en besluitvorming over snelle reacties. Om deze schrikreactie in context te plaatsen en te evalueren of we daadwerkelijk in gevaar zijn, is de frontale cortex nodig. En uiteraard is de amygdala in het limbisch systeem actiever omdat deze betrokken is bij angstverwerking (meer algemene uitleg over angstverwerking in de hersenen is hier te vinden).  

Tijdens scènes waarin de spanning langzaam wordt opgebouwd en de kijker angstig wacht op de volgende wending in het verhaal, zijn de visuele en auditieve verwerking actiever evenals de motorische gebieden. De onderzoekers concludeerden dat deze verhoogde waakzaamheid en verwerking van zintuiglijke informatie nodig is om snel te kunnen reageren op bedreigende gebeurtenissen tijdens het kijken naar een horrorfilm. Waarschijnlijk is dit omdat de hersenen ons willen voorbereiden om onszelf te beschermen in geval van daadwerkelijk gevaar. 

Auteur: Sophie Ruppert 

Wie is er bang voor....?

Je fietst alleen naar huis door het donker en je bent bang dat iemand je achtervolgt. Je bent bang voor spinnen, hoogtes of kleine ruimtes. Heb je hier wel eens last van? Waarschijnlijk spreken bovenstaande angsten je meer aan als je een vrouw bent, tenzij je amygdala beschadigd is... Maar als dit zo is, ben je dan nooit meer bang? Uit onderzoek bleek het volgende:

Vrouwen zijn angstiger dan mannen
Angstgerelateerde stoornissen komen minstens twee keer zo vaak voor bij vrouwen dan bij mannen. De amygdala is een kleine kern in het brein die van groot belang is voor het reguleren van angst. Deze hersenstructuur reageert sterker op angstige informatie bij vrouwen dan bij mannen.

Maar hoe komt dat dan? In een onderzoek kregen 80 mannen en vrouwen noradrenaline en glucocorticoïden toegediend; een neurotransmitter en een hormoon die in het lichaam vrijkomen als reactie op stress. Ook was er een controlegroep die een placebo kreeg toegediend. Hierna moesten de proefpersonen in een fMRI scanner de mate van angst aangeven bij plaatjes van neutrale en angstige gezichten.

Wat bleek? Noradrenaline zorgde bij vrouwen voor een verhoogde amygdala activiteit, terwijl het bij mannen tot een afzwakking van activiteit leidde. Bij vrouwen zorgde het bovendien ook nog voor een verlaagde orbitofrontale cortex activiteit. Omdat de amygdala meer samenhangt met een reflexmatige reactie, en de orbitofrontale cortex daarna een analyse maakt van de emotionele informatie, zorgde noradrenaline er bij vrouwen dus voor dat het reflexmatige systeem werd versterkt, terwijl het systeem dat een uitgebreide analyse maakt werd afgezwakt. Bij mannen zorgde de noradrenaline daarentegen tot een afzwakking van activiteit in de amygdala. Ook in het gedrag was dit verschil waarneembaar; vrouwen scoorden de gezichten hoger op angst, terwijl mannen juist een lagere inschatting gaven. Het hormoon had geen effect, zowel bij vrouwen als bij mannen.

Het verschil in reactie op noradrenaline is waarschijnlijk het biologische mechanisme dat kan verklaren waarom vrouwen vaker een angststoornis hebben dan mannen.

De amygdala staat niet garant voor alle angst
De amygdala speelt dus een belangrijke rol in de beleving van angst en paniek. Wanneer mensen schade hebben aan de amygdala reageren ze niet op angstige stimuli van buitenaf. Verder kunnen ze geen gevaar inschatten in een dreigende situatie. Maar wanneer deze angst intern wordt opgewekt, laten ze wel een angstreactie zien.

Dit lieten onderzoekers zien in een studie waar patiënten lucht in moesten ademen die voor 35% uit koolstofdioxide (CO2) bestond (ter vergelijking, normale lucht bestaat voor 0,03% uit CO2). Deze methode wordt vaker bij onderzoek toegepast om een angstreactie uit te lokken. Als iemand zo’n groot gehalte aan CO2 binnenkrijgt, ontstaat er een tekort aan zuurstof waardoor een paniekreactie ontstaat. De verwachting van de onderzoekers was dat deze patiënten een minder sterke angstreactie laten zien in tegenstelling tot mensen die wel nog een intacte amygdala hebben.

Het tegenovergestelde bleek echter het geval te zijn. De patiënten lieten wél een angstreactie zien als gevolg van de CO2 inhalatie. Dit onderzoek laat zien dat de amygdala niet noodzakelijk is voor het beleven van angst. De onderzoekers concluderen dat het erop lijkt dat de amygdala wel nodig is voor angst die wordt opgewekt door externe stimuli (stimuli in je omgeving), maar niet voor angst die intern (door het lichaam) wordt veroorzaakt.

Maar nog niet alles wordt duidelijk uit angst onderzoeken, want...
Toevallig waren de proefpersonen in deze laatste studie alle drie vrouw. De vraag is dus of precies dezelfde uitkomst te vinden is wanneer dit onderzoek wordt uitgevoerd met mannen. Het niet testen van zowel mannelijke als vrouwelijke proefpersonen bij onderzoek naar angst is dan ook precies wat onderzoekers de laatste jaren zorgen baart. Ook al zijn er meerdere onderzoeken die verschillende angstreacties laten zien tussen mannen en vrouwen, er is meer onderzoek nodig om er achter te komen hoe dit (op hormonaal level) precies veroorzaakt wordt.  Belangrijke informatie die nodig is om zowel mannen als vrouwen met een angststoornis op de juiste manier te helpen. 

Dit artikel is gebaseerd op oude gepubliceerde brainmatters artikels geschreven door Lorraine Fliek: Beschadiging aan de amygdala en tóch angstig (27-2-13) & Noradrenaline zorgt voor tegenovergestelde angstwaarneming bij vrouwen en mannen (5-4-13) - Editor: Loes Beckers

Referenties:

Thanatophobia - angst voor de dood en manieren om deze te bestrijden

Waar komt de term vandaan?
Heb je wel eens marvel films gekeken? Dan ben je misschien bekend met de schurk Thanos, die zoveel macht heeft dat hij wezens helemaal kan wegvagen van het bestaan. Klinkt gruwelijk, toch? De naam van dit personage is afgeleid van Thanatos, de Griekse personificatie van de dood. Hoewel Thanatos' rol in de Griekse mythologie vrij klein was, werd hij gehaat door de meeste goden en stervelingen, vooral omdat hij niet discrimineerde tussen wie hij meenam naar de onderwereld. En het tweede deel van het woord, fobie komt van phobos, het Griekse woord voor angst. Maar genoeg achtergrondinformatie, laten we het hebben over angst voor de dood.

Wat zorgt ervoor dat we de dood te vrezen?
Deze vraag lijkt gemakkelijk te beantwoorden, niet willen sterven en dingen vermijden die tot de dood kunnen leiden zijn voordelig voor ons voortbestaan. Maar wanneer deze angst in het dagelijkse leven overheerst, kan het onze geestelijke gezondheid aantasten en ons risico’s laten overwaarderen, wat kan leiden tot vermijding en isolatie. 

Uit een enquête onder plattelandsbewoners blijkt dat de angst voor de dood wordt beïnvloed door drie grote factoren: de zin van het leven, de geestelijke gezondheid en de lichamelijke gezondheid. Waarbij de eerste twee een negatieve correlatie hebben met angst voor de dood, wat betekent dat hoe hoger je geestelijke gezondheid en zin in het leven zijn, hoe minder je over het algemeen angst voor de dood ervaart. De derde factor, fysieke gezondheid, valt vooral op omdat deze een sterke positieve correlatie heeft met de vorige twee, waardoor deze toenemen wanneer je fysieke gezondheid toeneemt. 

Wat gebeurt er in de hersenen als we bang zijn voor de dood?

In een fMRI-studie werd de hersenactiviteit geobserveerd terwijl deelnemers werden blootgesteld aan woorden die betrekking hadden op hun eigen dood, de dood van anderen of woorden die niets met de dood te maken hadden. Uit de studie blijkt dat verschillende delen van de hersenen mogelijk verband houden met verschillende aspecten van angst voor de dood. Zo bleek dat het Supplementair Motorgebied (SMA) werd geremd tijdens het existentiële aspect van gedachten over de dood. De SMA is belangrijk voor het plannen en controleren van bewegingen, misschien kan de remming hiervan tijdens angst voor de dood ook verklaren hoe deze existentiële gedachten verstijvend kunnen zijn. Dit zijn gedachten zoals wat er met ons bewustzijn gebeurt als we er niet meer zijn. De supramarginale gyrus (SMG), een gebied betrokken bij interpretatie van taal en emotie, zou een aparte reactie kunnen hebben waarbij we afstand nemen van het fysieke zelf om ermee om te gaan. Tenslotte zou de Posterieure cingulate cortex (PCC), een gebied dat belangrijk is voor het aanpassen van ons gedrag aan onze omgeving, verband kunnen houden met gedachten over angst voor de dood en het beeld dat wij van onze toekomst hebben. Hoewel deze bevindingen een interessant uitgangspunt zijn, moet er meer bewijs worden verzameld om sterkere beweringen te kunnen doen.

Geeft denken aan de dood je rillingen? Hier zijn enkele oplossingen.
In een eerder deel van dit artikel werd al gehint naar oplossingen. Door onze lichamelijke gezondheid, onze geestelijke gezondheid of onze zin van het leven te verbeteren, kunnen we onze angst voor de dood verminderen. Dus, het verbeteren van onze leefstijl en/of het vergroten van onze sociale betrokkenheid in onze gemeenschap kan ons helpen de angst voor de dood te verminderen.... Geen slapeloze nachten meer! 

Een andere manier om angst voor de dood te bestrijden is via religie. Een studie onderzocht de effecten van een interventie genaamd het "death education project" onder Italiaanse middelbare scholieren. De interventie was bedoeld om het gesprek over de dood en de spiritualiteit aan te moedigen, met als hoofddoel om het gesprek over het hiernamaals te starten. Bij vergelijking met een groep leerlingen die de interventie niet kreeg, bleek dat de voorlichting resulteerde in minder angst voor de dood, het in mindere mate beschouwen van de eigen dood als het einde, en meer spiritualiteit. Hoewel dit veelbelovend klinkt, werd de studie uitgevoerd door onder meer het Vaticaan, wat zou kunnen wijzen op een vooroordeel. Uit een andere studie waarin de rol van religie bij doodsangst werd onderzocht, bleek dat er behoefte is aan meer nuance in de relatie tussen religie en doodsangst. Zij toonden aan dat de angst voor de dood groter was bij gematigd religieuze mensen en kleiner bij niet-gelovigen of zeer religieuze personen. Verder lieten zij zien dat de natuurlijkheid van de dood, de levensduur, het meemaken van de dood van anderen die we kenden, de goedheid van het leven, en de hoop op voortleven bij anderen ook zorgden voor acceptatie van de dood, waardoor de angst voor de dood afnam.

Wist de dinosaurus in de afbeelding van dit artikel maar dat hij hierin zou voortleven, wellicht had het geholpen bij de acceptatie van de dood. Eén ding is zeker: wanneer we uiteindelijk sterven, kunnen we de angst voor de dood ook niet meer ervaren.

Auteur: Kobus Lampe

Referenties:

Aimée Coenen: 'Mindfulness; de kracht van liefde en aandacht voor het hier en NU.'

Op een zonnige donderdag in oktober stapte ik op mijn fiets richting Berg en Terblijt waar Aimée Coenen mij ontving op haar grote boerderij. Na een uitgebreide rondleiding waarin Aimée haar verbouwplannen met mij deelde en de grote bijbehorende dromen wat betreft het organiseren van groepslessen en mindfulness midweken waar deelnemers in grote lofts kunnen verblijven, werd mij al snel weer duidelijk wat voor bijzondere en inspirerende vrouw zij is. Eigenlijk staat de ‘bouwval’ centraal voor wat mindfulness echt is; ‘het gaat om genieten van het proces, in het hier en nu, daarbij is het de kunst om je niet teveel te fixeren op het einddoel, dat geeft je de flexibiliteit om je koers gaandeweg aan te passen’. 

Na zelf afgelopen jaar een mindfulness traject te hebben gevolgd, pas ik deze mentaliteit nog altijd dagelijks toe en stel ik jullie graag voor aan Aimée Coenen:

Aimée is moeder van Kée en Fló en getrouwd met Ron en samen hebben we afgelopen jaar een authentieke boerderij gekocht, een plek waar ze hun passie voor mindfulness en bewustzijnsontwikkeling delen met anderen. Na psychologie met als specialisatie cognitieve psychologie afgerond te hebben en na jarenlang studenten te hebben mogen coachen en begeleiden, is Aimée momenteel gecertificeerd mindfulness trainer en positieve psychologie coach en eigenaar van haar eigen coachingspraktijk: aimeecoenen.nu. 

‘Hoe ben jij zelf met mindfulness in aanraking gekomen?’

Ergens in 2009 is het mindfulness zaadje geplant. Na de vroeggeboortes van onze beide dochters bracht meditatie mij steun in deze toch wel zware periode. Toen mij werd voorgesteld om deel te nemen als proefpersoon aan het onderzoek genaamd ‘mindfulness extended’, een evidence based mindfulness programma, was mijn interesse dan ook meteen gewekt. Mindfulness is zo mooi en waardevol, ik ben het meteen gaan doorgeven aan de studenten die ik begeleidde tijdens mijn baan als studieadviseur. Echter, het zelf beoefenen van mindfulness thuis vond ik lastig.... Ik was te druk en ik had er de tijd niet voor. Althans dit is wat ik zelf dacht. Totdat in 2015 mijn lichaam op de rem trapte. Het aan iedereens verwachtingen willen voldoen, de twee vroeggeboortes van onze dochters, te veel werk en daarnaast in mijn privé leven veel heftige emotionele issues leidde ertoe dat ik burn-out raakte. In die tijd heb ik dat mindfulness zaadje flink laten groeien. Mindfulness werd mijn redding, mijn gids.’ 

‘Wat is mindfulness precies volgens jou en wat heeft het jou gebracht?’

‘Mindfulness gaat over aandacht, het leren richten van je aandacht. Het leert je bewuster in het leven te staan, met meer aandacht dingen doen. Je bent ook in staat bewustere keuzes te maken, je ontwikkelt meer bewustzijn. Je word je bijvoorbeeld bewust van het feit dat je denkt. We hebben gedachten maar we zijn niet wat we denken. Dat maakt dat je niet meer zo vast komt te zitten in gedachten en dat brengt rust. Het meer in het hier en nu zijn heeft mij enorm veel geleerd over mezelf. Gedachten en gedachtepatronen werden helder en ging ik herkennen. Dan ontstaat er ruimte, ruimte waarbinnen je een keuze hebt. Wil ik dit nog wel? Of wil ik het nu anders?

Het vraagt wel wat beoefening. Je kunt het zien als een aandachtsspier die je traint. Hoe meer je traint, hoe groter en sterker die spier wordt des te makkelijker kun je herkennen dat je weer in die gedachten trein zit én dan ervaar je de ruimte waarin je kunt kiezen, doorgaan of even uitstappen en stilstaan om te voelen of je nog wel de goede richting uit gaat.’ 

“Veel studenten zullen dit gevoel herkennen; je hebt een opleiding gekozen en je zit in een denderende trein richting een bepaalde baan. Het is belangrijk om af en toe uit te durven stappen, om te luisteren naar je gevoel en stil te staan. Ben je in de juiste trein gestapt? Mindfulness brengt je dit soort momenten, zodat je beter kunt voelen of je nog wel de goede richting uitgaat. Én het geeft je de kracht om die sprong in het diepe te wagen in het geval wanneer dit niet het geval is.”

‘Bij het woord Mindfulness associëren veel mensen dit met iets zweverigs, heerst er eigenlijk nog zo’n stigma op in onze huidige maatschappij?’

‘Ja en nee. Sommige mensen zien het nog steeds als iets spiritueels, wat het deels natuurlijk ook wel is. Maar er wordt sinds de jaren ’70 al heel veel onderzoek naar mindfulness gedaan. En dat is in de jaren erna exponentieel gegroeid. Het is evidence-based. De resultaten liegen er niet om. Mij heeft het wel geholpen dat het evidence based is en ik spreek natuurlijk ook vanuit eigen ervaring dat Mindfulness bijdraagt aan de kwaliteit van mijn leven. Je kunt je dus afvragen of deze ervaring niet voldoende op zichzelf is en of we het wel zwart op wit moeten willen verklaren en bewijzen.’ 

‘Zoals wij studenten vaak toch heel wetenschappelijk zijn opgeleid 😉 , zou je toch wat meer over de achtergrond wat betreft mindfulness willen vertellen?’

‘John Kabat Zinn is de grondlegger van de 8-weekse mindfulness training en hij heeft meditatietechnieken vanuit het oosten in dit programma verwerkt. Vervolgens is hij hier meteen wetenschappelijk onderzoek naar gaan doen, waarbij hij de effecten hiervan in mensen met chronische pijn kunnen aantonen. Dit programma heette “de Mindfulness-based stress reduction” waarbij ook veel lichaamswerk zoals yoga hierin verwerkt was. In de jaren 90 hebben klinisch psychologen deze positieve resultaten opgepikt. Zij hebben dit programma doorontwikkeld naar een “Mindfulness-based cognitive therapy”, waarbij je je bewust wordt dat je gedachten geen feiten zijn. Deze psychologen hebben hierin aangetoond dat dit voor significante vermindering zorgde van de donkere gedachten die  patiënten met recidiverende depressieve episodes hadden en dat ze hier ook beter mee om konden gaan. 

‘Hoe zou mindfulness in de ideale situatie geïntegreerd moeten worden binnen onze huidige maatschappij’?

‘Hiervoor moeten we starten bij de kinderen, want als we hen dit meegeven op jonge leeftijd, kan dit ervoor zorgen dat zij voor zichzelf, de ander en de wereld leren zorgen. Ons huidige schoolsysteem is natuurlijk erg gericht op cognitie en op presteren. Cito toetsen worden al heel vroeg, op de kleuterschool, afgenomen. Onze prestatie maatschappij leidt ertoe dat we vaak en veel in de “doe modus” verkeren en dat we veel en druk in ons hoofd zijn. Mindfulness leert om vaker over te schakelen naar de “zijns modus. En vanuit die zijns-modus kun je ook doen. Het zou toch mooi zijn als we kinderen al van jongs af aan kunnen meegeven hoe daarin een balans te vinden. Het verdient wat mij betreft echt op alle scholen meer aandacht. Van kleuterschool tot hogeschool.’

“Het is veel beter om vanuit de “zijns-modus” je doel te bepalen, waardoor je veel beter aanvoelt wat bij jou past. Het maakt ook dat je veel meer kunt genieten van de reis ernaartoe en dat je je doel kunt bijstellen wanneer dat nodig is”

‘Je benoemde al even dat het zelf thuis beoefenen van Mindfulness niet gemakkelijk is en ik denk dat veel lezers zich hierin zullen herkennen. Hoe heb jij toch deze aandacht spier weten te trainen en in te bouwen in je dagelijks leven?’

‘In de fase na mijn burn-out bleef dit lastig, want op momenten dat het weer goed ging, ebde het gevoel van oefenen weer weg. Maar diep vanbinnen wist ik dat het mij heel veel kon brengen en ben ik het mezelf een tijd blijven opleggen. Op een gegeven moment is er een knop omgegaan. Ik kan niet zo goed terughalen, wanneer en hoe, maar die knop is omgegaan en het is een gewoonte geworden.

En het is zo waardevol, het draagt echt bij aan de kwaliteit van leven. Niet alleen voor mij, daar ben ik van overtuigd, en daarom wil ik het zo graag doorgeven!

“Het wolkendek zijn jouw gedachten, daarboven schijnt altijd de zon. Mindfulness leert mij door dit wolkendek heen te vliegen en hier op neer te kijken” 

‘Ik merk dat dit je raakt, hoe probeer jij dit te doen bij je eigen kinderen?’

‘Een mooie vraag. Ik heb ontdekt dat ik vooral niet moet zeggen dat ze het moeten doen, want dat werkt niet. Ik leef het voor en ik zie dat ze stukjes meenemen. Wanneer ik zie dat ze ergens tegenaan lopen, dan probeer ik ze daar natuurlijk in te begeleiden en dan komen de lesjes mindfulness vanzelf. Soms wuiven ze het weg, soms pakken ze er iets uit op. En zelf blijf ik ook ontdekken en leren hierin. Terwijl ik nog in de modus zat van dat je het onderste uit de kan moet halen, voelde mijn oudste dochter Kée feilloos aan dat haar plek niet op het VWO was. Ze wilde de overstap maken naar de Havo. Uiteindelijk is daar wat tijd overheen gegaan, het was een heel proces. Maar ik ben blij en dankbaar dat ik mijn diepgewortelde overtuiging dat je het onderste uit de kan moet halen, heb durven loslaten. Toen zag ik pas dat ze op haar tenen liep. We hebben besloten dat ze naar de Havo ging. En ik vind het echt een mooi besluit want wat is belangrijker in het leven, welzijn of presteren? Wat mij betreft dat laatste en dat is precies waar mindfulness een ondersteunende rol in heeft geboden, namelijk door af te stappen van die drang naar prestatie ten koste van je mentale welzijn.’ 

‘Deze maand staat in het thema van angst in de breedste zin van het woord. Tijdens de burn-out had je ook vaak last van paniekaanvallen, hoe heeft mindfulness jou hierin geholpen om van deze angstgedachten af te stappen?’

‘Door me te realiseren dat gedachten maar gedachten zijn en gedachten zijn geen feiten. Daardoor ben ik meer bij mijn gevoel gekomen en kan ik eerder merken wanneer ik stress ervaar. Ik gebruik hier graag de metafoor van de thermometer voor om dit uit te leggen. Je hebt een groene fase waarin je helemaal ontspannen bent, je hebt een gele fase, een oranje en een rode fase waarin de stress die je ervaart, telkens groter en meer wordt. De stress kan ook doorschieten richting een paarse bijna zwarte error. Mindfulness heeft mij geholpen te voelen waar ik mij op deze thermometer bevindt en zo kan ik voorkomen dat ik weer eindig in die paarse paniek toestand. Ik ben ook maar mens en bevind mij nog bij lange na niet altijd in het groen, maar ik kan wel sneller opmerken wanneer ik in geel of oranje zit en dan handelen om weer in het groen terecht te komen. Ik weet op deze manier wanneer het tijd is om terug te schakelen.’ 

‘Hoe doe je dit, dit even terug schakelen?’

‘Op het moment dat ik mij in het gele gebied bevind, maak ik tijd vrij om vooral korte meditaties te beoefenen. Ik ben nog steeds een bezige bij, dus naar buiten gaan wandelen en een frisse neus halen past hier ook bij. Mijn grootste valkuil is een te volle agenda, maar Mindfulness heeft mij echt gebracht dat ik veel duidelijker voel wanneer mijn thermometer en dus stress weer oploopt. Op dit soort momenten maak ik juist die wandeling, ook al voelt het misschien dat het niet past qua tijd, want dit zijn maar gedachten die we hebben. Dit brengt juist veel meer focus en concentratie in plaats van maar door rennen. Op deze manier handel je preventief om niet in die paarse top van paniek terecht te komen.’

“Soms wanneer je je eigenlijk nog in het gele gebied op de thermometer zit, is het juist waardevol om toch alvast terug te schakelen om te voorkomen dat je eigenlijk in het rode gebied constant op je tenen moet lopen”

‘Mensen die bij jouw in de praktijk het mindfulness traject starten, ervaren die ook deze angst gedachten?’

‘Veel mensen hebben angst gedachten inderdaad. Die komen vaak voort uit een gevoel van controleverlies. Het ervaren van een hoge druk gepaard met het hebben van een bepaald verwachtingspatroon van zichzelf en het gevoel dat deze wordt opgelegd door hun omgeving is een universeel thema. Veel mensen verlangen naar meer rust en ruimte en dan zijn ze bij mij aan het goede adres.’ 

“Wat we doen binnen de Mindfulness is eerst navigeren naar veiligheid en vanuit daar kun je stress onderzoeken; wat triggert jou en waar op de thermometer bevind ik mij?”

‘Hoe komt het eigenlijk dat we deze angst gedachten hebben en hoe leren we liever voor onszelf zijn?’

‘De evolutie heeft ons zo geprogrammeerd dat we meer stilstaan bij gevaar in plaats van beloning, aangezien dit belangrijk was om te kunnen overleven. 70% van al onze gedachten zijn negatief gekleurd. Ik denk dat Mindfulness mij in de eerste plaats heeft laten inzien dat ik gedachten heb. Eerder identificeerde ik me met wat ik dacht. En veel gedachten komen voort uit kritische stemmen. Die hebben we allemaal. Door mindfulness ben ik me hier veel bewuster van geworden en ze zijn er nog, maar ik luister er niet altijd meer naar. Dat maakt dat ik zachter en milder naar mezelf ben geworden. Vandaar dat ik altijd zeg, mindfulness leidt tot heartfulness, waar je veel meer vanuit je hart leert leven. En ik ben mijn kinderen heel dankbaar hierin want zij herinneren mij elke dag weer goed te willen zorgen voor mezelf, want dat is vooral ook wat ik hun het meeste gun, goed voor zichzelf te zorgen, dichtbij zichzelf te blijven. En de beste manier dit door te geven is natuurlijk het voor te leven!’ 

Na ons gesprek, was het weer tijd om op mijn fiets te stappen richting de universiteit. Echter, zat ik misschien iets te ‘mindful’ op de fiets, waardoor ik de weg kwijt raakte en te laat kwam voor mijn les. Stiekem kon mij dat allemaal gestolen worden op dat moment, ik was namelijk nog aan het nagenieten van dit inspirerende gesprek 😉. 

Mocht je geïnteresseerd zijn in hoe mindfulness precies werkt in het brein, lees dan de volgende artikelen op onze website:

Auteur: Joyce Burger
Aimée Coenen
Website: https://www.aimeecoenen.nu
Instagram: aimee.coenen

Breinfuncties beter door meditatie?

Meditatie begint in het westen steeds meer voet aan de grond te krijgen. Wellicht heeft onze drukke, westerse cultuur steeds meer behoefte aan het stil staan bij onze gedachten en gevoelens. Of zou het komen doordat meditatie goed is voor ons brein? Verschillende studies hebben namelijk de relatie tussen meditatie en cognitieve achteruitgang onderzocht, maar de resultaten zijn veelal tegenstrijdig. Tijd voor wat meer duidelijkheid!

Onderzoekers uit Berlijn, Boston en Maastricht zijn 12 eerdere onderzoeken gaan vergelijken, waarbij alleen mensen van middelbare leeftijd en ouder uitgekozen waren om mee te doen. Ook werd alleen gekeken naar mentale meditatievormen als mindfulness, Zen en Transcendente Meditatie; fysieke varianten als yoga werden niet meegenomen in het vergelijkingsonderzoek. Vervolgens werd gekeken naar hoe de mensen die aan mediteren deden presteerden op neuropsychologische testen. Hierbij werd dan o.a. geheugen, snelheid en intelligentie bestudeerd, maar ook het globale functioneren van de hersenen.

De effecten van meditatie

Meditatie bleek helaas niet samen te hangen met het executieve functioneren; het zogenaamde plannen, controleren en bijsturen van ons gedrag. Mediteren bleek wel een relatie te vertonen met geheugen, maar hierover was nog onenigheid. Onderzoekers vonden echter wel een sterke relatie tussen meditatie en aandacht! Zo bleek mindfulness niet alleen onze aandacht te verbeteren, maar ook onze mentale reserve (hoeveel schade het brein op kan vangen voordat men iets merkt van deze schade). Ook bleek de zogenaamde Kirtan Kriya yogic meditatie (vingeroefeningen in combinatie met het zingen van tonen) mogelijk goed te zijn voor het algehele geestelijk functioneren.

Een toevoeging

Ondanks dat cognitieve achteruitgang nooit helemaal wordt tegengehouden, lijkt meditatie volgens het onderzoek goed te zijn voor onze aandacht en mentale reserve. Mediteren naast je drukke baan zou dus niet alleen rust bieden, maar ook nog eens goed zijn voor je brein! Toch is het nog onduidelijk hoe het kan dat iets als mindfulness een effect op ons brein heeft, maar daar kunnen onderzoekers de komende jaren nog over mediteren.

Dit onderzoek werd gepubliceerd op 13 januari in Annals of the New York Academy of Sciences.

Auteur: Collin van Vehmendahl

De werking van mindfulness meditatie in het dynamische brein

Mindfulness-meditatie is een vorm van meditatie waarin volledig op het hier en nu gefocust wordt. Alle aandacht ligt op het rustig in- en uitademen. Op het moment dat er een gevoel of gedachte opkomt, wordt deze volledig geaccepteerd en niet beoordeeld. De traditie van meditatie komt uit het Oosten, maar Westerse mensen beginnen het steeds meer te integreren in hun dagelijks leven. En dit is niet zonder reden.

Onderzoek wijst uit dat mindfulness meditatie ontzettend veel voordelen met zich meebrengt. Het is bewezen dat het beoefenen van mindfulness-meditatie het welzijn van mensen vergroot. Daarnaast wordt het steeds meer geïntegreerd in klinische settings, want behandelprogramma’s met mindfulness-onderdelen leiden namelijk tot de verlichting van klinische klachten. En de lijst gaat nog door: onderzoek gericht op het brein laat zien dat de structuur van het brein op een positieve manier kan veranderen.

Een nieuwe studie beantwoordt een belangrijke aansluitende vraag. In tegenstelling tot de structuur van het brein, kan men zich namelijk ook afvragen wat mindfulness verandert aan de dynamiek van het actieve brein. Hoe verschillen de breinen van mindfulness-meditatie beoefenaars en niet-beoefenaars op dit niveau? Om dit te kunnen beantwoorden werd aan de hand van fMRI-data gekeken naar drie relevante hersennetwerken.

Drie netwerken, drie functies

Kandidaat 1: het Default Mode Network (DMN). Dit netwerk is actief op momenten waarin je wakker bent en ongefocust bent op de externe wereld. Denk hierbij aan momenten als dagdromen of introspectie. Waarom werd dit gebied geanalyseerd? Het DMN is relevant voor mindfulness-meditatie, want tijdens meditatie sluiten we ons af van de externe wereld. Kandidaat 2 was het Saliency Network (SN). “Saliency” heeft betrekken op zaken die onze aandacht makkelijk trekken. Dit netwerk werd meegenomen in de analyse omdat het gelinkt is aan de mate waarin we bewust zijn van het afdwalen van onze gedachten, met name emotioneel getinte gedachten. Best relevant voor meditatie toch? Als laatste werd gekeken naar het Central Executive Network (CEN). Dit netwerk is actief wanneer iemand actief probeert te focussen op het heden en wanneer we onze aandacht bijsturen.

Hoe ging het onderzoek in zijn werk?

De procedure was als volgt. Een 26-tal deelnemers zonder ervaring met meditatie werd twee weken lang getraind op mindfulness-meditatie aan de hand van ademoefeningen. Vervolgens kregen ze een mindfulness-vragenlijst om hun mindfulness-vaardigheden vast te stellen. De onderzoekers verwachtten dat de hierboven benoemde hersennetwerken van de deelnemers die hoger scoorden op deze vragenlijst op een duidelijke manier verschillen van deelnemers die laag scoren op de mindfulness-vragenlijst.

Bevindingen en interpretatie

Wat deden de breinen van mensen die beter zijn in mindfulness meditatie nou precies anders? Uit de data blijkt dat de drie netwerken van mensen die beter zijn in mindfulness minder in verbinding staan met elkaar. In andere woorden, de netwerken zijn meer van elkaar gescheiden en er vindt minder communicatie plaats. De interpretatie hiervan is lastig, maar de onderzoekers durven toch een aantal gedachtegangen naar voren te brengen. Een belangrijke hiervan betreft de verlaagde connectiviteit tussen het Central Executive Network (relevant voor het bijsturen van aandacht) en het Saliency Network (relevant voor emotionele gedachten). De verzwakte verbinding tussen de twee netwerken zorgt er misschien voor dat een mindfull persoon beter in staat is om controle te krijgen over afwijkende piekergedachten tijdens het mediteren. Hoe dan ook, het vinden van dit soort verschillen is een belangrijke stap naar een volledig begrip van de krachten en mechanismen achter mindfulness-meditatie. Dit is belangrijk, want of je het nou aan de wetenschapper of beoefenaar vraagt, mindfulness-meditatie heeft nog veel onontdekte potentie.

Dit artikel is gepubliceerd in Frontiers in Human Neuroscience.

Auteur: Sander van Bree

Meditatie heeft langetermijneffect op de hersenen

Meditatie zorgt ervoor dat de hersenen anders gaan werken. Niet alleen tijdens het mediteren zelf, maar nog weken later. Nieuw onderzoek laat aanhoudende effecten zien in een hersengebied dat betrokken is bij emotie en stress.

 De deelnemers aan het onderzoek volgden een acht weken-durende meditatie training. Gemiddeld mediteren ze ieder in totaal ongeveer tien uur. Eén groep proefpersonen bekwaamde zich in aandachtsmeditatie, de andere ging aan de slag met compassie meditatie, waarbij de focus ligt op het ontwikkelen van vriendelijkheid en mededogen. Om te zien wat het effect is van de verschillende meditatievormen op de langere termijn werden hersenscans gemaakt vóór de meditatietraining en drie weken daarna.

 Amygdala

Daarbij letten de onderzoekers vooral op de amygdala, een hersenstructuur die betrokken is bij emotie en stress. Typisch een plek dus waar je een effect van meditatie zou mogen verwachten. Om de amygdala te activeren kregen de proefpersonen tijdens het scannen plaatjes te zien van mensen in positieve, negatieve of neutrale situaties.

In een controlegroep, met mensen die tussen de meetmomenten niet hadden gemediteerd, trad geen verschil op. Maar bij de proefpersonen die aandachtsmeditatie hadden beoefend was er wel iets veranderd. Hun amygdala reageerde minder sterk op alle plaatjes. Blijkbaar het langetermijneffect van de aandachtsmeditatie, waarvan bekend is dat die emotionele stabiliteit en het omgaan met stress kan verbeteren.

 Voor het eerst

Ook bij de mensen uit de compassie meditatie-groep vertoonde de amygdala verminderde activiteit. Behalve bij de plaatjes van mensen in negatieve situaties: die zorgden juist dat de amygdala harder ging werken dan voor de meditatie. Ook de compassie meditatie-training had blijkbaar na drie weken nog altijd een effect op de hersenen. Volgens de onderzoekers is het voor het eerst dat effecten van meditatie op de hersenen zijn aangetoond na het mediteren zelf.

Het onderzoek werd online gepubliceerd op 1 november in Fron­tiers in Human Neuroscience.

Auteur: Daan Schetselaar

Meditatie tegen depressie

Een op ademhaling gebaseerde meditatietechniek helpt mensen met ernstige depressie bij wie zelfs medicatie geen effect heeft, blijkt uit een nieuwe studie.

Ruim de helft van de mensen die antidepressiva slikt voelt geen volledige verbetering in hun stemming. Precies om die reden worden er verschillende andere strategieën geprobeerd om depressie te bestrijden. Zo ook een groep Amerikaanse neuropsychologen: zij onderzochten het effect van een speciale yoga-techniek genaamd Sudarshan Kriya

Meditatie

De techniek draait om specifieke ritmische ademhalingsoefeningen, die mensen in een diepe en rustige staat brengen. Eerdere onderzoeken suggereren dat yoga en andere ademhalingstechnieken het zenuwstelsel stimuleren om stresshormonen te verminderen.

In het huidige onderzoek werden 25 patiënten uitgenodigd, die allen depressief waren ondanks meer dan acht weken antidepressiva te hebben geslikt. De deelnemers werden voor acht weken lang verdeeld in een meditatiegroep en een “wachtlijst”-controlegroep (die na afloop van de studie alsnog te training kregen).

Aan de slag

De deelnemers aan de meditatiegroep kregen in de eerste week verschillende trainingen, waaronder Sudarshan Kriya yoga, zittende meditatie en lessen over stress. De weken die volgden werden ingevuld met follow-up sessies en oefeningen voor thuis.

Verbetering

De meditatiegroep liet een flinke verbetering zien in zogeheten HDRS-scores vergeleken met de controlegroep. Gemiddeld was de score voor de behandeling 22.0 (wat wijst op ernstige depressie), maar na acht weken van yoga was de score gereduceerd tot 10.27. De controlegroep liet geen verbetering zien.

De onderzoekers richten zich nu op de volgende stap in deze lijn van onderzoek: op welke manier beïnvloedt deze interventie de structuur en werking van de hersenen bij mensen met depressie?

 Dit onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Journal of Clinical Psychiatry.

Auteur: Job van den Hurk

Mediterende muizen?

Het is natuurlijk niets nieuws, maar wel weer helemaal van deze tijd: mediteren. Het zou goed zijn voor lichaam en geest, verlichting geven, rust in deze wilde wereld… Hoe het ook zij, mediteren wordt mainstream, en dus wordt er onderzoek naar gedaan. 

Uit onderzoek blijkt dan ook met enige regelmaat dat mediteren, zoals bijvoorbeeld het richten van de aandacht op het hier en nu, op de ademhaling, of op het eigen lichaam, wel degelijk positieve effecten kan hebben. Zo kan het stress en angstklachten verlichten. Maar hoe werkt dat dan?

Hersengolven in de Anterieure Cingulate Cortex

Hersenonderzoek wijst naar twee ‘kandidaten’ voor neurale mechanismen achter de effecten van meditatie. Er is wat bewijs dat activiteit in de zogenaamde ‘anterieure cingulate cortex’ er bij betrokken is, en dat hersengolven met de theta-frequentie (6 hersengolven per seconden) belangrijk zijn. Een hypothese is bijvoorbeeld dat meditatie zorgt voor meer theta-golven en dat deze golven zorgen voor betere verbindingen tussen de anterieure cingulate cortex en onder andere de welbekende amygdala. Aangezien de amygdala nauw betrokken is bij angstgevoelens, zou dit complexe verhaal inderdaad kunnen verklaren waren meditatie zo rustgevend is. Maar hoe onderzoek je zoiets?

Mediterende muizen

Amerikaanse onderzoekers besloten te proberen een zogenaamd ‘mouse model’ te maken voor meditatie: je laat een muis mediteren en kijkt vervolgens naar wat er in het breintje gebeurt. Dat zou nuttig kunnen zijn om vervolgens verder onderzoek te doen naar de neurale effecten van meditatie in mensen. Maar hoe krijg je een muis aan het mediteren? Nou… niet dus… maar in een muis kunnen we tegenwoordig wel theta-golven stimuleren in, bijvoorbeeld, de anterieure cingulate cortex. En dat is precies wat de wetenschappers deden middels optogenetics: ze maakten dat gebiedje gevoelig voor licht, en stimuleerden het vervolgens met ritmische lichtflitsen in de theta-frequentie.

Minder angstgedrag

Het spannende resultaat was dat de muizen na 20 dagen, met 30 minuten van dit soort ‘meditatie-simulatie’ per dag, inderdaad minder angstig gedrag vertoonden. Hoe voelen die muizen zich nu? Dat weet natuurlijk niemand. Maar veel directer bewijs voor een succesvol ‘mouse model’ van meditatie gaan we niet krijgen.

De bevindingen zijn gepubliceerd in het toonaangevende journal PNAS.

Auteur: Tom de Graaf

Baby’s ruiken de angst van hun moeder

Als je moeder bang is voor spinnen dan is er een grote kans dat jij dit ook bent. We weten al uit eerder onderzoek dat de angsten van ouders op verschillende manieren worden overgedragen op hun kinderen. Dit gebeurt via de genen, maar ook via het gedrag dat ouders laten zien aan hun kinderen. In een onderzoek met ratten is aangetoond dat geur hierbij ook een rol speelt. Baby’s kunnen aan de geur van hun angstige moeder ruiken of hun moeder bang is. Hierdoor wordt de angst van moeder op kind al in een heel vroeg stadium van de ontwikkeling overgedragen.

In een eerdere studie is de relatie tussen geur van de moeder en angst bij de kinderen al aangetoond. Hierbij werd ratten geleerd om bang te zijn voor de geur van pepermunt, door ze deze geur te laten ruiken en ze tegelijkertijd milde elektrische schokjes te geven. Dit alles werd gedaan voordat de ratten zwanger waren. Nadat de kleine ratjes geboren waren, lieten de onderzoekers de moeders weer de pepermunt-geur ruiken zonder de schokjes, om de angstreactie op te wekken. De moeders gaven een geur af waardoor de baby’s leerden om bang te zijn voor de geur van pepermunt. In het onderzoek werd ook een controleconditie gebruikt van ratten die niet bang waren gemaakt voor de pepermunt-geur.

In een vervolgonderzoek hebben de Amerikaanse wetenschappers een specifiek hersengebied ontdekt dat een rol speelt bij deze overdracht van angst op zeer jonge leeftijd. De onderzoekers hebben zich hierbij gericht op de laterale amygdala, een gebied betrokken bij het leren van angst. De wetenschappers gaven sommige ratjes een stofje dat de activiteit in de amygdala blokkeerde. Deze ratjes leerden niet om bang te zijn voor de pepermuntgeur. Dit toont dus aan dat de amygdala betrokken is bij deze overdracht.

Wat deze bevinding zo interessant maakt, is dat baby’s op zo’n jonge leeftijd nog niet kunnen leren op basis van hun eigen ervaringen, maar blijkbaar wel op basis van de ervaringen van hun moeder. Deze resultaten bieden een nieuw perspectief op de vraag hoe moeders hun angst kunnen overdragen op hun kinderen. Dit kan bijdragen aan het bedenken van nieuwe therapeutische behandelingen. De vraag is nu alleen, speelt geur ook een rol bij dit proces in mensen? Of is deze manier van het overnemen van angst alleen mogelijk bij ratten?

Dit artikel is een eerder gepubliceerd brainmatters artikel geschreven door Lorraine Fliek (14-8-14)

Referentie:

Debiec, J., & Sullivan, R. M. (2014). Intergenerational transmission of emotional trauma through amygdala-dependent mother-to-infant transfer of specific fear. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America111(33), 12222–12227. https://doi.org/10.1073/pnas.1316740111

Trippende Terror: psychedelica en angst

Discussies rond het onderwerp psychedelische drugs hebben de neiging om mensen vaak te laten struikelen, maar met de toenemende acceptatie ervan op wetenschappelijk en therapeutisch gebied, is er meer informatie dan ooit over het gebruik, de gevaren en de ogenschijnlijke voordelen van een geestverruimende ervaring. Waar we vroeger bang waren voor wat deze stoffen met ons zouden kunnen doen, hebben verschillende groepen nu onderzocht wat deze stoffen voor ons en onze angsten kunnen doen. Het onderzoek is natuurlijk nog gaande, en zal nog lang duren; het stigma van psychoactieve drugs kan niet gemakkelijk worden omgedraaid. Maar kunnen we, met behulp van muismodellen en proeven op mensen, het overwinnen van onze diepste angsten wat gemakkelijker maken?

Ongetwijfeld het meest bekende en succesvolle onderzoek dat momenteel wordt uitgevoerd, betreft het therapeutisch gebruik van MDMA bij patiënten die lijden aan posttraumatische stressstoornis (PTSS). Deze stoornis wordt vaak gekenmerkt door het feit dat de slachtoffers een gebeurtenis uit het verleden opnieuw levendig beleven, alsof die zich op dat moment voordoet. Er is een diepe, oerangst verbonden aan zo'n herinnering, een die meestal vele jaren conventionele therapie vereist om te overwinnen. Uit de eerste proeven met een psychedelisch ondersteunde therapietechniek blijkt dat het gebruik van MDMA tijdens een therapiesessie de angst bij een deelnemer blijvender verlicht dan praattherapie alleen.

Om de vraag te beantwoorden waarom dit zou gebeuren, is in verschillende studies geëxperimenteerd met het geven van op psilocybine gebaseerde verbindingen aan muizen, die zijn geconditioneerd met een uitlokkende angstreactie. Zonder de dosis drug vertonen de muizen typisch angst-respons gedrag. Echter, tijdens en na de dosering vertonen de muizen minder tot geen angstreacties bij het tegenkomen van de eerder geconditioneerde angstprikkel. Een soortgelijke reactie als bij PTSS-patiënten. Nader onderzoek wijst uit dat een serotonerge receptor van het type 5-HT2A in de amygdala wordt geblokkeerd door de psychoactieve molecule, waardoor het angstgevoel tijdens de gebeurtenis, of in het geval van PTSS, tijdens het ophalen van de traumatische herinnering vermindert. Maar ongelooflijk genoeg treedt dit verschijnsel niet alleen op tijdens een trip, maar blijft het zelfs bestaan wanneer de psychoactieve stof het systeem heeft verlaten. Als gevolg daarvan vertonen de muizen in de proef niet meer zo'n uitgesproken angstreactie op de trigger na de psychedelische gebeurtenis.

Van psilocybine en andere hallucinogene verbindingen is aangetoond dat zij de neurogenese in de hersenen bevorderen, waarbij nieuwe dendritische stekels worden gevormd uit bestaande neuronen (waarover in de toekomst meer); misschien is het dan ook geen verrassing dat zij ook de systemen beïnvloeden die onze herinneringen regelen en hoe wij daarop reageren. Maar betekent dit dat we allemaal paddo's moeten nemen om onze hersenen te ontwikkelen en onze angsten te overwinnen? Nou, nee. De belangrijkste uitkomst van deze studies is dat we een beter inzicht krijgen in de moleculaire en neurologische reacties in muizenmodellen, die ons op hun beurt helpen te begrijpen wat we zien in proeven met ondersteunde therapie. Maar (en ik kan dit niet genoeg benadrukken) we zijn geen muizen, dus verdere studies op menselijke deelnemers zullen nodig zijn om de hersenchemie te begrijpen. Bovendien wordt psychedelische hulptherapie uitgevoerd in een veilige omgeving waar deelnemers zo ontspannen mogelijk worden gehouden en in aanwezigheid zijn van bevoegde psychotherapeuten. Misbruik van deze stoffen buiten een veilige omgeving kan gevaarlijk zijn, vooral wanneer men een onderliggende mentale instabiliteit heeft, zoals vergeten trauma's, sterke angst, enz.

Zoals met alle goede dingen is matiging de sleutel, en als we ooit kunnen leren om een matiging van nuttige hallucinogene ervaring toe te passen op onze therapieën, kunnen we misschien helpen om de angsten die zovelen plagen te verminderen.

Auteur: Thomas von Rein

Translated with DeepL; Reviewed by Kobus Lampe

Referenties:

Byok, I. Taking Psychedelics Seriously. Journal of Palliative MEdicine. 21(4) (2018).

Daneluz, D.M., Sohn, J.M.B., Silveira, G.O. et al. Evidence on the impairing effects of Ayahuasca on fear memory reconsolidation. Psychopharmacology 239, 3325–3336 (2022).

de la Fuente Revenga, M., Zhu, B., Guevara C.A. et al. Prolonged epigenomic and synaptic plasticity alterations following single exposure to a psychedelic in mice. Cell Reports. 37(3).(2021)

Pędzich, B.D., Rubens, S., Sekssaoui, M. et al. Effects of a psychedelic 5-HT2A receptor agonist on anxiety-related behavior and fear processing in mice. Neuropsychopharmacol. 47, 1304–1314 (2022).

Prouzeau, D., Conejero, I., Voyvodic, P.L. et al. Psilocybin Efficacy and Mechanisms of Action in Major Depressive Disorder: a Review. Curr Psychiatry Rep 24, 573–581 (2022).

Verschillende angst netwerken in het brein

In je eentje wandel je ‘s avonds laat over straat, tot je in de verte een persoon in de schaduw ziet staan. Met bonzend hart denk je na over je besluit. Steek je de straat over? Draai je om? Of negeer je het ongure type?

Vergelijk dit scenario nu eens met het volgende. Je loopt weer door diezelfde straat, maar ditmaal word je opgeschrikt door het geluid van piepende banden. In je ooghoeken zie je een auto op je af komen, en nog maar net op tijd kun je opzij springen.

Gevaar

Beide scenario’s beschrijven een geval waarin je brein gevaar waarneemt. Toch zijn er belangrijke verschillen tussen de vormen van gevaar. In het eerste geval is de bron van mogelijk gevaar op een afstandje, waardoor je tijd hebt om een strategie uit te denken. In het tweede geval was er geen tijd om na te denken, je moest direct handelen. Dit doet vermoeden dat angst en gevaar niet door slechts één netwerk van hersengebieden wordt geregeld, zoals vaak wordt aangenomen. In een recente studie laten Amerikaanse wetenschappers zien dat er inderdaad twee verschillende hersennetwerken bij betrokken zijn. Het cognitieve-angst netwerk is verantwoordelijk voor het verwerken van angst op een afstand, en bestaat uit de hippocampus, posterieure cingulate cortex en de ventromediale prefrontale cortex. Het reactieve-angst netwerk wordt ingeschakeld als er direct moet worden gehandeld, en bestaat uit de midcingulate cortex en het periaqueductale grijs.

Spelletje in de scanner

Deelnemers aan deze studie werden in een MRI-scanner gelegd waarin hun hersenactiviteit kon worden gemeten. Omdat het niet ethisch is om deze vrijwilligers onder deze omstandigheden ernstig in gevaar te brengen, werd gekozen voor een videospelletje om gevaar te simuleren. In het spelletje was het de bedoeling om een klein driehoekje zolang mogelijk midden in het scherm te houden. Hoe langer dit lukte, hoe meer geld er te verdienen viel. Helaas waren er twee gekleurde cirkelvormige bad guys geprogrammeerd, en dit boevenpak had het op het leven van het driehoekje gemunt. De rode ronde rover kon enkel van dichtbij aanvallen, dus je zag hem van verre al aankomen. De blauwe boef was daarentegen in staat om van grotere afstand de aanval in te zetten, dus had je minder tijd om te reageren.

Hersenactiviteit 

De onderzoekers zagen in de hersendata dat wanneer de gevaarlijke blauwe vijand ten tonele verscheen, het reactieve-angst netwerk activeerde, terwijl de activiteit in het cognitieve-angst netwerk juist daalde. Wanneer de minder gevaarlijke rode cirkel zijn entree maakte was het cognitieve-angst circuit in volle actie, en het reactieve-angst netwerk juist niet.

Deze studie laat zien dat het brein meer dan één angstnetwerk heeft. Afhankelijk van de context van het gevaar, gebruikt het brein een ander neuraal pad om te handelen. Dit is belangrijke informatie voor toekomstige behandelingen van bijvoorbeeld angststoornissen.

Zie hier een grappige visuele samenvatting van de studie:

Dit artikel is een eerder gepubliceerd Brainmatters artikel geschreven door Job van den Hurk (19-3-18)

Referentie: Qi, S., Hassabis, D., Sun, J., Guo, F., Daw, N., & Mobbs, D. (2018). How cognitive and reactive fear circuits optimize escape decisions in humans. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America115(12), 3186–3191. https://doi.org/10.1073/pnas.1712314115

Wat verliefdheid en van een klif vallen gemeen hebben

Ben je ooit verliefd geweest? Zo ja, dan weet je waarschijnlijk hoe opwindend en allesomvattend deze ervaring kan zijn. Maar verliefd worden schijnt ook een zeer stressvolle ervaring te zijn, althans dat zegt onderzoek naar neurotransmitters en hormonen...

Voor het eerst verliefd worden op iemand is misschien wel één van de meest opwindende menselijke ervaringen. Deze persoon geeft je een euforisch gevoel over het leven en jullie mogelijke toekomst samen. Deze vroege vreugde zou verband houden met een toename van phenylethylamine (of PEA), een neurotransmitter met een structuur die lijkt op die van amfetaminen (= sterke stimulerende drugs!). Daarnaast kun je ook veel op een dag denken aan deze partner. Deze obsessie lijkt te worden veroorzaakt door een lagere serotonine activiteit in de hersenen. Serotonine is betrokken bij het reguleren van bijvoorbeeld slaap en emotie, en interessant genoeg worden verlaagde niveaus van deze neurotransmitter vaak gezien bij depressieve patiënten.

Maar hoe houdt verliefdheid dan verband met angst en stress? Nou, hier komt cortisol om de hoek kijken. Cortisol is een hormoon dat in de bijnieren wordt geproduceerd tijdens stressvolle of bedreigende situaties.* Juist deze verhoogde cortisolniveaus werden bijvoorbeeld gevonden in een studie waarin mensen die onlangs verliefd waren geworden, werden vergeleken met mensen die single waren of een langdurige relatie hadden. Toen dezelfde mensen één tot twee jaar later werden getest, was hun cortisolniveau weer 'normaal' geworden. Het is logisch dat wanneer je iemand voor het eerst leert kennen en lief hebben, dit tegelijkertijd ook juist angst kan opwekken. Je kunt bijvoorbeeld bang zijn dat hij/zij/het niet zoveel van hen houdt als jij van diegene. Met andere woorden, verliefd worden kan een beetje overweldigend zijn!

Interessant is dat samen stress ervaren belangrijk lijkt te zijn voor het opbouwen van een band: Onderzoek in mensen heeft aangetoond dat samen zijn in dit soort situaties lijkt te helpen in het ontwikkelen en versterken van deze relatie.  Zo kan de stress van het verliefd worden op elkaar en de stress van (bijvoorbeeld) samen in een achtbaan rijden je band met deze persoon verbeteren.

Kortom, verliefd worden kan geweldig en eng tegelijk voelen. Maar zoals we hebben gezien is dit volkomen normaal. Dus, vertrouw op je hersenen en probeer ervan te genieten!

 *Als je meer wilt weten over cortisol en de aard van angst, bekijk dan dit artikel over angst in de hersenen!

Auteur: Melanie Smekal

Referenties (in het Engels)

Vereniging tot PEA:  Liebowitz, M. R. (1983). The chemistry of love. Little, Brown.

Cortisol studie: Marazziti, D., & Canale, D. (2004). Hormonal changes when falling in love. Psychoneuroendocrinology, 29(7), 931-936. https://www-sciencedirect-com.mu.idm.oclc.org/science/article/pii/S0306453003001616?casa_token=lwc6kvtcjGkAAAAA:ZRB8qYqpuTCssi_hLfr0E0PSCAdR-rXQewxKQtPvLYMuK45_cfaE2PoBy99hHVrdsVWZGcee#BIB36

Gedeeltelijke afbeelding door upklyak op Freepik: https://www.freepik.com/free-vector/set-people-slip-wet-floor-stumble-vector_28590660.htm#query=danger%20fall&position=3&from_view=search

Orthorexia: wanneer angst voor 'ongezond' voedsel je leven overneemt

Tegenwoordig staat sociale media vol staat met 'fitgirls of boys'. Op het eerste gezicht kan dit geen kwaad, zeker nu obesitas een wereldwijd probleem is onder jongeren. Echter heeft het promoten van een gezonde levensstijl ook een keerzijde, aangezien de prevalentie van een eetstoornis genaamd 'Orthorexia Nervosa' toe is genomen de afgelopen jaren. Orthorexia kan het best worden omschreven als de ongezonde obsessie om gezond te eten en te leven. Een patiënt die aan Orthorexia lijdt legt het op de volgende manier uit: "het is letterlijk alsof er een papegaai in mijn hoofd schreeuwt dat ik na het eten van dit stuk taart dik word en dat ik 10 kilometer moet hardlopen om het goed te maken".

Wat is dan het verschil met andere eetstoornissen (Anorexia nervosa of Boulimia nervosa) vraag je je misschien af? In tegenstelling tot deze eetstoornissen is Orthorexia nog niet opgenomen in de DSM (het handboek dat psychologen gebruiken om verschillende psychische stoornissen te herkennen). 

Daarnaast is er veel discussie of Orthorexia gezien kan worden als een eetstoornis of als een Obsessieve Compulsieve Stoornis (OCD). OCD is een stoornis waarbij mensen ernstige obsessies ervaren, bijvoorbeeld de angst om een besmettelijke ziekte op te lopen, gecombineerd met een bepaalde dwang om deze angst te verminderen, zoals honderd keer per dag je handen wassen. Net als bij OCD hebben patiënten die aan Orthorexia lijden een immense fobie, alleen gaat het bij Orthorexia patiënten om een fobie rondom het alleen durven eten van "puur" eten. Wanneer het hen niet lukt om zich aan dit regime te houden, compenseren ze met overmatige lichaamsbeweging.

Eigenlijk is deze vergelijking met OCD niet vreemd, want uit onderzoek is gebleken dat personen die hoger scoorden op obsessief-compulsieve symptomen ook meer symptomen hadden die Orthorexia patiënten ook hebben. Bovendien is gerapporteerd dat personen met Orthorexia een 11-69% grotere kans hebben om ook OCD te hebben. Dit heeft onderzoekers op het idee gebracht dat Orthorexia zich kan ontwikkelen tot OCD met symptomen die lijken op die van andere eetstoornissen. Dit idee komt voort uit het feit that Orthorexia patiënten de hele dag door alleen maar denken aan het eten van ‘gezond’ voedsel gepaard met repetitieve handelingen en routines rondom de bereiding hiervan.  

Ik wil er echter op wijzen dat personen met orthorexische neigingen ook een grote overeenkomst vertonen met symptomen vergelijkbaar met andere eetstoornissen. Deze associatie met andere eetstoornissen was zelfs sterker dan die van orthorexia-symptomen en OCD-symptomen. Daarnaast worden, in tegenstelling tot OCD waarbij de patiënt beseft dat de obsessieve gedachten in zijn hoofd onredelijk en onwaar zijn, gedachten rondom voedsel door patiënten met Orthorexia als normaal ervaren. Daarom wordt Orthorexia tegenwoordig gezien en behandeld als een eetstoornis waarbij het risico voor de ontwikkeling van OCD hoger is in vergelijking met een gezond persoon. 

Maar zelfs wanneer Orthorexia wordt behandeld als een eetstoornis, zijn onderzoekers nog steeds het oneens over de vraag of Orthorexia kan worden gezien als een eetstoornis of dat het samen met OCD op één spectrum moet worden gezien. Een interessante theoretische benadering die goed aansluit bij het huidige tijdsbeeld van sociale media en alle 'fitgirls en jongens' die een gezonde levensstijl promoten, is het idee dat Orthorexia kan worden gezien als een door de samenleving "geaccepteerde" manier om symptomen te uiten vergelijkbaar met wat wordt waargenomen in het geval van Anorexia. Desalniettemin kunnen we hopelijk de boodschap over deze stoornis verspreiden en haar in een vroeg stadium opsporen. Hierbij is de take-home boodschap van dit artikel dat gezond eten en daarnaast met enige regelmaat sporten zeker niet verkeerd is, echter kan je er ook in doorslaan en dat is natuurlijk niet de bedoeling!

Auteur: Joyce Burger

Referenties:

Brain basics: Angst in het Brein

We zijn allemaal wel eens bang. De een kan niet tegen horrorfilms, de ander is bang voor spinnen, en weer een ander krijgt knikkende knieën van hoge hoogtes. Maar waarom ervaren we eigenlijk angst? En hoe werkt dat in het brein? 

Een zekere mate van angst hebben is heel nuttig. Het heeft er in het verleden voor gezorgd dat onze voorouders niet te dicht bij een een diepe klif of boze beer gingen staan. Ze hadden een grotere kans om te overleven en dus om hun genen door te geven aan de volgende generatie. Daarom ervaren we angst. Maar hoe ontstaat dat angstgevoel eigenlijk? 

Informatie uit de omgeving komt altijd eerst langs de thalamus (de poortwachter van het brein, zoals beschreven in het Brain Basics artikel). Wanneer dit bedreigende informatie is, stuurt de thalamus deze informatie direct door naar de amygdala. De amygdala, ook wel bekend als het angstcentrum van het brein, is een kleine amandelvormige kern van neuronen in beide mediale temporale kwabben. Wanneer we een angst stimulus (iets engs) waarnemen, wordt de amygdala actief. Deze stuurt dan een signaaltje naar de hypothalamus, een gebied die ervoor zorgt dat het lichaam in balans blijft. Deze kan via de stresshormonen cortisol en adrenaline een “fight”, “flight”, of “freeze” (vecht, vlucht, of bevries) reactie in het lichaam veroorzaken. Je hart gaat sneller kloppen om hard weg te kunnen rennen. Je pupillen worden groot zodat je beter kunt zien. Zelfs je pijnervaring kan tijdelijk verminderen tijdens een angstreactie. Wanneer de angst stimulus is verdwenen keert je lichaam weer terug naar z’n originele staat. 


Deze angst ervaring wordt opgeslagen in de hippocampus, een gebied verantwoordelijk voor herinneringen. Om ervoor te zorgen dat we deze angstige ervaring niet snel vergeten, drukt de amygdala een soort stempel op de herinnering met “NIET VERGETEN, BELANGRIJK!”. Hoe heftiger de ervaring, hoe groter de stempel, en hoe beter we de ervaring onthouden. Dit is waarom we ons vaak enge gebeurtenissen (als kind je moeder kwijt raken in de stad) nog goed kunnen herinneren, terwijl we gebeurtenissen met weinig emoties (wat je hebt ontbeten vorige week) snel vergeten. Dit is nuttig. Want door die nare ervaring goed te onthouden kun je in de toekomst soortgelijke situaties hopelijk voorkomen. 

De interactie tussen de amygdala en de hippocampus gaat ook de andere kant op. Je kunt bijvoorbeeld in de eerste instantie erg van iets schrikken, zoals van een blaffende hond. De amygdala komt dan direct in actie. Maar het duurt wat langer voordat de informatie ook door de hippocampus en de frontale cortex verwerkt wordt. Het duurt daarom eventjes voordat je je realiseert dat het de lieve hond van de buren is. De hippocampus en de frontale cortex onderdrukken dan de activatie van de amygdala. De hippocampus doet dit met positieve herinneringen (bijvoorbeeld van al die keren dat je de hond hebt geaaid). De frontale cortex gooit logica in de strijd (bijvoorbeeld dat de hond achter een hek staat en je dus niets kan doen). Dan realiseer je je dat de eerste angstreactie onterecht was, en er niks is om bang voor te zijn. 

Samengevat: Hoewel de amygdala bekend staat als het “angstcentrum” van het brein, is dit wat kort door de bocht. Angst wordt veroorzaakt door een complexe samenwerking tussen een snelle route via de amygdala, die de eerste angstreactie veroorzaakt, en een langzame route via de hippocampus en de frontale cortex, die de situatie wat genuanceerder analyseren. Ook zorgt de samenwerking van de amygdala en de hippocampus ervoor dat we enge gebeurtenissen goed herinneren. Dus als je soms nog geplaagd wordt door een herinnering van toen je als kind vast zat in het toilethokje, weet dat je brein deze herinnering niet vasthoudt om je te treiteren, maar om je te helpen niet nogmaals dezelfde fout te maken. 

Auteur: Pauline van Gils
Illustraties: Pauline van Gils

WTF is bewustzijn?

Hey jij! Ja, jij! Ben je nu bij bewustzijn? Natuurlijk ben je dat, toch? Maar wat betekent dat eigenlijk? 

Bewustzijn is een uiterst intuïtief, maar mysterieus fenomeen: Voor wetenschappers, filosofen, eigenlijk voor iedereen. Het omvat letterlijk alles wat we ervaren zonder dat iemand zeker weet hoe het werkt. Misschien heb je je wel eens afgevraagd of de manier waarop jij de kleur oranje waarneemt hetzelfde is als de manier waarop andere mensen dat doen. Of misschien heb je je wel eens afgevraagd hoe je er zeker van kunt zijn dat andere mensen überhaupt bij bewustzijn zijn. Hoewel het in het dagelijks leven meestal helpt om aan te nemen dat mensen soortgelijke bewuste ervaringen hebben, zijn dit vragen waarop we niet zulke duidelijke antwoorden hebben ...

Over het algemeen zou je kunnen zeggen dat bewustzijn twee aspecten heeft: het functionele en het fenomenale aspect. Het functionele bewustzijn omvat alle gegevens die we kunnen verzamelen over iemands bewuste ervaring. We kunnen bijvoorbeeld het vuren van neuronen meten. Dit is dus vrij objectief, maar zegt ons vaak niet zo veel over iemands directe ervaring: Aan haar EEG-scan kun je niet zien hoe Petra de kleur oranje waarneemt. Fenomenaal bewustzijn is waar het sappiger wordt: Het is de subjectieve aard van de ervaring van een persoon. We kunnen dus zeggen dat een persoon, dier of andere levensvorm bewust is als er 'zoeits  als' het is om hen te zijn. Bijvoorbeeld, er is zoiets als het is om de kleur oranje te zien, om je gelukkig te voelen of om een gedachte te denken. Deze zoiets-als's worden ook wel 'qualia' genoemd en ze zijn gerangschikt in grotere ('eidetische') structuren, bijvoorbeeld zoiets als een sinaasappel te zien op de markt. 

Foto: De quale (enkelvoud van 'qualia') van de kleur oranje (links) is opgenomen in de eidetische structuur van het zien van sinaasappels op de markt (rechts). 

Hoe zit het dan met de hersenen? Aangenomen dat het bewustzijn hier ontstaat (wat neurowetenschappers denken dat er gebeurd), hoe werkt dat dan?

Wel, het is een beetje ingewikkeld: Onderzoekers hebben allerlei verschillende experimenten bedacht om meer te weten te komen over het bewustzijn in de hersenen. Eén voorbeeld is het gebruik van 'binoculaire rivaliteit'. In wezen komt het erop neer dat wanneer je verschillende beelden aan het linker- en rechteroog van iemand laat zien, de visuele perceptie van die persoon zal wisselen tussen het linker- en het rechterbeeld. De visuele input blijft dus hetzelfde, terwijl alleen de bewuste ervaring verandert. (Belangrijk is dat de deelnemer in dit experiment niet kan bepalen welk beeld hij ziet, aangezien beide stimuli met elkaar wedijveren om te worden waargenomen. Er is dus een verschil tussen aandacht en je bewuste waarneming, en hier meten we het laatste). Nu kunnen we een fMRI gebruiken om een hersengebied te lokaliseren dat actiever is wanneer deze perceptuele omschakeling plaatsvindt. Verschillende studies hebben aangetoond dat een heel netwerk van gebieden, meestal in de rechter hersenhelft, hierbij betrokken is. Sommige onderzoekers zijn vooral geïnteresseerd in de rol van frontale gebieden* in dit schakelproces. 

Een studie uit 2014 onderzocht op een nieuwe manier welke gebieden betrokken zijn bij het wisselen van perceptie: In tegenstelling tot andere studies die deelnemers lieten rapporteren wanneer een switch zou plaatsvinden, voegden de onderzoekers ook een conditie toe waarbij ze deze switch afleiden uit pupillen en oogbewegingen. Interessant is dat bij vergelijking van deze condities de frontale gebieden alleen actiever waren dan normaal wanneer deelnemers werd gevraagd wissels te melden, maar niet wanneer deze werden afgeleid. De activering van de frontale gebieden lijkt dus meer verband te houden met de actieve melding en niet met de eigenlijke verandering in waarneming. Andere gebieden waren echter nog steeds geassocieerd met de wissel, namelijk pariëtale en occipitale gebieden*...

Hoewel dit op zich vrij cool onderzoek is, blijft het de vraag wat dit ons werkelijk vertelt: Zelfs als we één of meer gebieden vinden waar het bewustzijn zich bevindt, weten we nog steeds niet echt hoe het bewustzijn daar in de eerste plaats tot stand komt. Het is duidelijk dat er nog veel meer onderzoek nodig is (en wordt gedaan) om dit allemaal uit te zoeken. 

Zoals je ziet, blijft bewustzijn een boeiend onderwerp! Binnenkort zullen we meer artikelen publiceren over andere neurowetenschappelijke methoden om het te onderzoeken, en wat die betekenen voor de filosofie van het bewustzijn.

*Niet zeker wat de frontale, occipitale en pariëtale cortex doen? Bekijk ons Brain Basics 1.01 artikel, waar je wat basiskennis over de hersenen kunt opdoen! 

Links en referenties (in het Engels):

Auteur: Melanie Smekal

The mind, Explained - Netflix series

Naast ‘How to Change Your Mind’, bestaat er een andere relatief nieuwe Netflix serie genaamd 'The Mind explained. Deze serie bestaat uit korte afleveringen van ongeveer 20 minuten, waarin op een gemakkelijke en begrijpelijke manier over verschillende psychologische concepten wordt gesproken. Elke aflevering probeert een andere vraag te beantwoorden, zoals; ‘Wat betekent het om gehersenspoeld te worden’? Of: ‘Waarom dromen we?’ Met behulp van geweldige animaties, afgewisseld met interviews van patiënten, worden deze concepten op een gemakkelijke en begrijpelijke manier geïntroduceerd. Momenteel zijn er twee seizoenen van elk 5 afleveringen verschenen, maar het zal mij niet verbazen als er in de toekomst nieuwe seizoenen worden gemaakt.

Auteur: Joyce Burger

Atomic habits by James Clear - book

We hebben allemaal gewoonten die we graag zouden willen veranderen; minder alcohol drinken, minder op je mobiel zitten en vaker naar de sportschool gaan. In dit boek geeft James Clear je praktische handvatten die geïnspireerd zijn op psychologische theorieën over hoe je stapsgewijs slechte gewoonten kunt doorbreken en gezonde gewoonten kunt opbouwen. Het is een toegankelijk boek voor iedereen dat je binnen een week uitleest. Daarnaast zijn sommige van zijn tips, denk hierbij aan het wegleggen van je telefoon in een andere kamer dan je studeert, nog steeds een gewoonte die ik op dagelijkse basis toepas binnen mijn huidige studentenleven. Hiermee vergroot ik de moeite en ook de verleiding om te pas en te onpas afgeleid te worden door social media tijdens mijn werk.

Auteur: Joyce Burger

Why we sleep by Mathew Walker - book

In dit boek probeert de beroemde slaaponderzoeker Matthew Walker al het neurowetenschappelijk onderzoek over slaap en dromen dat momenteel bekend is te ontrafelen. Op een begrijpelijke en vlot geschreven manier behandeld Matthew hoe belangrijk slaap is voor jouw lichamelijke en geestelijke gezondheid. Hierbij passeren verschillende onderwerpen in relatie tot slaap de revue. Denk hierbij aan de ziekte van Alzheimer, geheugen en het proces van veroudering. Daarnaast geeft Matthew de lezer praktische tips die je gemakkelijk in je dagelijkse routine kunt opnemen om je slaaphygiëne te verbeteren, bijvoorbeeld het niet eten vlak voor bedtijd. Met de 24-uurs economie waarin we nu leven, is het namelijk heel gewoon om je slaap te verminderen. Maar, zelfs voor mij als iemand die al enige voorkennis heeft over dit onderwerp, was het nog steeds confronterend om te lezen dat het geen prioriteit geven aan slaap zoveel verschillende negatieve gevolgen kan hebben. Ik wil graag wijzen op een citaat in zijn boek dat deze boodschap in één zin overbrengt: "Wakker zijn is hersenbeschadiging op een laag niveau, terwijl slaap letterlijk een voorjaarsschoonmaak teweegbrengt in het brein".

Auteur: Joyce Burger

Brain Basics

Bij Brainmatters zijn we gefascineerd door het brein. Maar als je een brein zo los op een tafel zou hebben liggen, ziet het er eigenlijk helemaal niet zo indrukwekkend uit. Het is een 1,5 kilo slijmerige pudding. Je kunt je bijna niet voorstellen dat die pudding verantwoordelijk is voor al ons denken en doen. Hoe kan dat eigenlijk? 

Wat je met het blote oog niet ziet is dat deze pudding onder andere bestaat uit 86 miljard neuronen. Dit zijn gespecialiseerde cellen die met elkaar in verbinding staan. Ze kunnen met elkaar communiceren door middel van elektrische en chemische signalen. Door de verschillende communicatiepatronen van de neuronen kunnen wij denken, bewegen, zien, horen, voelen, herinneren, en ga zo maar door.
Maar er zitten kosten verbonden aan deze supercomputer in ons hoofd. Het lichaam verbruikt namelijk zeker ⅕ van alle energie om het brein draaiende te houden. Dat is best veel als je je bedenkt dat de hersenen maar 2% van ons totale lichaamsgewicht in beslag nemen. 

Wat je wel met het blote oog kunt zien is dat het brein uit twee delen bestaat. Een linker en een rechterhelft. De linkerhersenhelft is verantwoordelijk voor het rechterdeel van ons lichaam en vice versa. Als het brein dus aan de linkerkant beschadigd raakt, zou het zomaar kunnen dat je je rechterarm niet meer goed kunt bewegen. De twee helften kunnen met elkaar communiceren door een “bruggetje” dat tussen beiden hersenhelften ligt, het corpus callosum.

Wat ook direct opvalt aan het brein zijn de groeven en richels. Dit buitenste deel van het brein noemen we het cerebrum. Dit is evolutionair gezien het nieuwste deel van ons brein. Het bestaat uit verschillende kwabben met elk een eigen functie. De reden voor de richels en groeven is simpelweg dat het brein anders niet in je schedel zou passen. Je kunt het vergelijken met een papiertje dat je op frommelt, deze neemt minder plek in dan een kreukvrij blaadje. 

Wat we niet kunnen zien zijn alle hersendelen  die onder het cerebrum liggen. Een hele belangrijke structuur die midden in het brein ligt is de thalamus. Dit is eigenlijk de poortwachter van de hersenen. Hij houdt veel onbelangrijke prikkels tegen. En dat is maar goed ook! Als de thalamus dit niet zou doen, zouden we helemaal overspoeld raken door alle indrukken om ons heen. De thalamus beslist dus eigenlijk welke zintuiglijke prikkels (behalve geluid) door de rest van ons brein verwerkt worden. 

Wat we ook niet met het blote oog kunnen zien, is dat de neuronen in de hersenen netwerken vormen. Eigenlijk net als snelwegen die verschillende steden met elkaar verbinden.  Neuronen werken samen in een netwerk om een bepaalde functie te volbrengen. Eén van de belangrijkste netwerken is het limbisch systeem. Dit netwerk is verantwoordelijk voor emoties. In dit systeem werken verschillende delen van het brein samen (onder andere de amygdala, de hippocampus, en de hypothalamus) om emoties te veroorzaken. Er zijn naast het limbische systeem ontzettend veel andere netwerken zoals een netwerk die ervoor zorgt dat we kunnen bewegen en ook weer kunnen stoppen met bewegen, een taalnetwerk, een aandachtsnetwerk, een geheugen netwerk, en ga zo maar door. Hoe alle netwerken werken, weten we vaak nog niet precies. Maar de wetenschap is hier druk mee bezig. 

Als laatste kun je van buitenaf zien dat er een klein kwabje achteraan onder het grote cerebrum hangt. Dat is het cerebellum. Het cerebellum is vooral betrokken bij beweging. Het finetuned onze bewegingen en zorgt dat onze bewegingen steeds weer up-to-date zijn met onze omgeving. Dit is vooral handig als dingen om ons heen ook bewegen, zoals bij het vangen van een bal. 

Dit was een heel globaal overzicht van hoe het brein ongeveer werkt. Maar hoe het allemaal precies zit, dat weten we nog niet. Het is een fascinerende, voortdurende, en misschien wel oneindige zoektocht naar hoe dit ontzettende ingewikkelde orgaan in elkaar steekt. Hopelijk begrijp je nu waarom dit, in de eerste instantie pudding ogende orgaantje, zo ongelooflijk interessant is.  

Auteur: Pauline van Gils
Illustraties: Pauline van Gils

How to change your mind - Netflix series

Tijdens één van mijn werkgroepen voor het vak ‘Neuropsychopharmacology’ waar we de potentie van psychedelica bespraken voor de behandeling van psychische stoornissen, tipte één van mijn medestudenten mij op deze Netflix documentaire genaamd 'How To Change Your Mind'. Deze Netflix serie is gebaseerd op een boek gepubliceerd door Michael Pollan genaamd 'How to Change Your Mind: What the New Science of Psychedelics Teaches Us About Consciousness, Dying, Addiction, Depression, and Transcendence'. Net als het boek behandeld deze documentaire vier verschillende psychedelische drugs verspreid over vier afleveringen; LSD, psilocybine, MDMA en mescaline. Deze serie is een echte game changer wat betreft de vooroordelen rondom deze middelen, waarbij het een aantal mythes rondom deze psychedelica ontkracht en letterlijk de geest ‘opent’ om in te zien wat de potentie is van deze middelen in de behandeling van onder andere angst en depressie. Aangezien het slechts vier afleveringen zijn van ongeveer 55 minuten, is deze serie bij uitstek geschikt om te binge watchen tijdens een regenachtig weekend! 

Auteur: Joyce Burger

Extreme hitte binnenshuis zorgt ook voor verminderde cognitie bij jongeren

De zomer loopt op zijn einde, en daarmee ook een periode van hittegolven. Vooral ouderen en baby's hebben te lijden onder hoge temperaturen en kunnen sneller uitgeput raken. Eerdere studies hebben het effect van hitte vooral bij dergelijke kwetsbare groepen gemeten, in laboratoria waar de hitte kon worden gecontroleerd. Maar heeft extreme hitte ook gevolgen voor het cognitieve vermogen van jongeren? 

Airco aan/uit
In deze nieuwe studie volgden de onderzoekers 44 jongvolwassenen die woonden in studentenkamers. 24 van deze studenten woonden in relatief nieuwe flats (gebouwd rond 1990) en met een airco; de andere 20 woonden in gebouwen die al meer dan 60 jaar oud waren en die geen airco hadden. De onderzoekers installeerden een apparaat in alle kamers om de temperatuur, CO2, luchtvochtigheid en geluid te meten. Om de invloed op cognitie in een natuurlijke setting te meten, wachtten de onderzoekers tot er een hittegolf was in Boston. De effecten werden gemeten over een periode van 12 dagen: vijf dagen met normale zomerse temperaturen, vijf dagen tijdens een hittegolf en de studie eindigde met twee dagen waarop het buiten afkoelde.

Kleuren benoemen
Deelnemers aan de studie werd gevraagd om op twaalf opeenvolgende dagen verschillende testjes uit te voeren op hun mobiele telefoons: de Stroop-test en simpele rekensommetjes. Bij de Stroop-test krijgen de deelnemers woorden zoals rood of groen te zien, terwijl het woord de corresponderende kleur wel of niet heeft. De opdracht luidt om de afgebeelde kleur zo snel mogelijk te benoemen. Over het algemeen zijn we veel trager om de kleur van het woord te benoemen, wanneer deze níet overeenkomt met de inhoud van het woord.

De resultaten toonden aan dat studenten in gebouwen zonder airco slechter presteerden op beiden testen dan studenten die wel airco hadden. Studenten met airco waren niet alleen sneller, maar ook accurater in hun antwoorden. Verrassend was vooral dat de grootste negatieve impact werd gezien tijdens de twee dagen waarop het buiten afkoelde. Op deze dagen waren de temperaturen buiten weer normaal, maar was de woonkamertemperatuur nog steeds aan de hoge kant.

Dus mocht je tijdens een hittegolf die toets niet halen of je werk slechter doen in een ruimte zonder airco: verwijs dan naar deze studie en eis een goede airco!

Deze studie werd onlangs gepubliceerd in het tijdschrift PLoS Medicine


Auteur: Stefan Jongen (aangepast door Sophie Ruppert)
Orgineel gepubliceerd op Brainmatters: 18 juni, 2018

Nemen baby’s gezichten bewust waar?

Een pasgeboren baby ziet boven zijn of haar wiegje vaak een hele rits gezichten langskomen. Hoewel het visueel systeem bij de geboorte nog niet volgroeid is, ontwikkelen baby’s al binnen enkele weken een voorkeur voor het gezicht van de moeder. Het blijft echter de vraag in hoeverre baby’s zich bewust zijn van de stimuli om hen heen. Omdat baby’s hun ervaringen niet met ons kunnen delen is het moeilijk deze vraag te beantwoorden. Met behulp van EEG is het toch mogelijk hier iets over te zeggen.

Om bewuste waarnemingen te onderscheiden van onbewuste waarnemingen worden vaak gemaskeerde stimuli gebruikt. Er wordt bijvoorbeeld gedurende enkele honderden milliseconden een afbeelding van een gezicht getoond, direct gevolgd door een andere afbeelding. Deze laatste afbeelding fungeert als “masker”. Het kan bijvoorbeeld een afbeelding zijn van een vervormde figuur met dezelfde afmetingen en vorm als een gezicht, dat niet als zodanig herkenbaar is. Door de timing en de duur van de masker stimulus te variëren zal een proefpersoon de afbeelding van het gezicht soms wel en soms niet bewust waarnemen. Bij volwassenen is aangetoond dat alleen wanneer een persoon aangeeft de stimulus bewust waargenomen te hebben er een piek in EEG hersenactiviteit te meten is.

Bovenstaande onderzoeksopzet is nu ook toegepast op baby’s van 5, 12 en 15 maanden. Bij alle leeftijdsgroepen werd hetzelfde EEG kenmerk van bewuste waarneming gemeten, zoals dat ook bij volwassenen is gevonden. Bij de jongste baby’s was deze respons echter zeer zwak en vertraagd. Bij de oudere kinderen was de respons sterker en vond deze ook eerder plaats. Het lijkt er dus op dat de hersenmechanismen die verantwoordelijk zijn voor bewuste waarnemingen al vroeg in de ontwikkeling aanwezig zijn. Deze processen moeten zich nog wel verder ontwikkelen, getuige de trage respons bij de jongere baby’s. Dit kan komen doordat de myelinisatie nog in volle gang is of doordat bepaalde verbindingen tussen hersenregio’s nog gevormd moeten worden. Myelinisatie is een proces tijdens de rijping van de hersenen waarbij zich een laagje vetachtig materiaal vormt rond het deel van een neuron dat signalen naar een ander neuron transporteert. Dit helpt onze hersenen om informatie sneller naar andere hersendelen te sturen. 

Overigens benadrukken de auteurs van deze studie dat de resultaten niets zeggen over de subjectieve ervaring van de baby’s. Daarvoor is nu eenmaal verbale communicatie nodig. Het gaat dus te ver om te zeggen dat de baby’s herinneringen, gevoelens of associaties hebben bij het zien van een gezicht.

Dit onderzoek is op 19 april 2013 gepubliceerd in Science.

Auteur: Bart Aben (bewerkt door Sophie Ruppert)

Oorspronkelijk gepubliceerd op Brainmatters: 8 mei 2013 

Een eerste ontmoeting met het brein

Hier bij brainmatters.nl houden we van het brein en we hopen jou net zo enthousiast te maken over dit mysterieuze orgaan in ons hoofd. Als je nog niet zoveel over het brein weet, is dit een goede plek om te starten. Laten we beginnen bij het begin: Hoe is het brein eigenlijk ontstaan?

Zoals met alles dat zich ontwikkelt, begint de groei van het brein met de meest belangrijke delen. Namelijk de delen die ervoor zorgen dat we in leven blijven. Terwijl een foetus in 9 maanden uitgroeit tot een baby, ontwikkelt het brein zich ook. Het brein ontstaat in het begin uit een neuronale buis, die na een paar weken aan zijn uiteinde uitgroeit tot drie verschillende delen. Deze heten heel handig de achterhersenen, middenhersenen en voorhersenen. De rest van die buis wordt later de ruggengraat, terwijl de achter, midden en voorhersenen zich nog verder ontwikkelen.

Wat heeft een baby nodig om in leven te blijven? Een hartslag en ademhaling. Dat is geen overbodige luxe. De gebieden die deze functies aansturen ontwikkelen zich als eerste. Die ontwikkeling gaat als volgt: De achterhersenen ontwikkelen zich in het myelencephalon (of de medulla) en de metencephalon, deze ontwikkelt zich op zijn beurt in het cerebellum (de kleine hersenen) en de pons. Samen vormen de pons, medulla en de middenhersenen de hersenstam. En juist deze hersenstam reguleert de hartslag en de ademhaling van de toekomstige baby. 

Goed, nu het brein de meest essentiële taken kan uitvoeren, kan het zich verder ontwikkelen. Nu zijn de voorhersenen aan de beurt. Zij ontwikkelen zich tot het telencephalon en diencephalon. Het diencephalon verandert in de thalamus, de structuur die vooral belangrijk is voor communicatie tussen hersendelen en de hypothalamus, de structuur die behoeftes zoals onder andere honger, dorst, vechten of vluchten en moeheid en slaap controleert. Het telencephalon ontwikkelt zich ook uit de voorhersenen. Hieruit ontstaat later het limbisch systeem, verantwoordelijk voor emoties, en de basale ganglia, verantwoordelijk voor de regulatie van beweging. Nu hebben we, heel simpel gezegd, dus een foetus die leeft (een hartslag en ademhaling heeft), behoeftes heeft (slaap, honger, dorst, etc.), en daarop kan reageren (met emoties of beweging). 

Nu is er een groot deel van het brein dat we nog niet hebben besproken, namelijk de cortex. De cortex is wat de meeste mensen kennen als de hersenen, die kronkelachtige structuur aan de buitenkant van het brein. Deze is ook ontstaan uit het telencephalon en wordt onderverdeeld in vier delen, genaamd lobulen of kwabben: De frontale kwab, temporale kwab, pariëtale kwab en occipitale kwab. Bij elk deel horen specifieke functies, maar het is belangrijk om te weten dat voor de meeste handelingen die mensen uitvoeren meerdere gedeeltes worden gebruikt. De occipitale kwab wordt voornamelijk gebruikt bij zien, de temporale kwab bij horen en de pariëtale kwab bij voelen en ruimtelijk inzicht. Deze delen zorgen ervoor dat onze toekomstige mens de dingen om zich heen kan waarnemen.

Het enige wat nog mist is een soort van aansturingssysteem die ervoor zorgt dat we niet als ongeleide projectielen ongeremd naar iedere behoefte gaan handelen (bijvoorbeeld dat we niet zomaar gaan plassen op straat, of op een feestje de hele verjaardagstaart op eten). Daar hebben we de  frontale kwab voor. Dit is de meest complexe kwab en je zou kunnen zeggen dat deze ons onderscheidt van apen. Deze kwab is namelijk betrokken bij het aansturen van doelgericht gedrag, waaronder ook zelfbeheersing, spraak en geheugen. Bij de geboorte is deze kwab echter nog niet volledig ontwikkeld (dat valt ook af te leiden aan het gedrag van baby's en kinderen). De frontale kwab ontwikkelt zich door tot ergens in je pubertijd. Dan pas zijn je hersenen volledig uitgegroeid. Dit is dan ook precies de reden dat je pas op latere leeftijd mag autorijden en alcohol drinken.

Dit was een korte introductie over het brein, maar er valt nog veel meer te leren. Dus vond je dit artikel interessant? En wil je meer leren over de verschillende onderdelen van het brein en manieren waarop onderzoek gedaan wordt? Lees dan onze Brain Basics artikelen. 

Auteur: Loes Beckers
Illustraties: Pauline van Gils

Referentie: Breedlove, S. M., and Watson, N. v (2013). Biological psychology: An introduction to behavioral, cognitive, and clinical neuroscience, 7th ed. Sunderland,  MA,  US: Sinauer Associates.

Love on the brain

Als we het hebben over nieuwe indrukken, is liefde een onderwerp dat niet onbesproken mag blijven. Wat gebeurt er in onze hersenen wanneer we een potentiële partner voor het eerst zien?

Hoofd, schouders, knie en teen, knie en teen.
Laat me de scène zetten: Je loopt op straat, opeens zie je iemand die je aandacht trekt… Waar kijken we eigenlijk naar, en wat betekent dit? Uit een onderzoek naar oogbewegingen blijkt dat we eerder naar iemands hoofd en borst kijken als we proberen in te schatten of hij/zij een potentiële partner kan worden. Meer oogbewegingen in die gebieden wijzen namelijk op het hebben van een grotere belangstelling voor die persoon als partner. Aan de andere kant kijken we meer naar iemands benen en voeten als we ons afvragen of iemand een goede vriend zou kunnen worden. Hier duidt meer oogbeweging in de voet- en beengebieden op een grotere belangstelling voor het vormen van een vriendschap. Dus, de volgende keer dat je iemand lang naar je benen en voeten ziet staren, weet je dit teken te herkennen en maak je een vriend! Alle gekheid op een stokje, het gaat uiteindelijk allemaal om een kleine verandering in de verhouding van waar we naar kijken, maar ik denk dat het best interessant is om over dit onderscheid te weten.

Zijn eerste indrukken belangrijk voor het lange termijn potentieel van relaties?
We zijn nu in de volgende fase, een nieuwe liefde is net ontstaan tussen jou en je partner. Maar hoe weten we of dit voor altijd zal blijven? Misschien kunnen we hier inzicht in krijgen middels het kijken naar de hersenactiviteit die hiermee geassocieerd is… Een studie onderzocht fMRI hersenactiviteit bij prille liefde en na 40 maanden. En wat blijkt, er was een verschil in initiële hersenactiviteit tussen degenen die na 40 maanden nog bij elkaar waren en degenen die dat niet meer waren. Hoewel de gegevens van deze studie slechts een eerste aanwijzing zijn, lijkt het erop dat een toename van de activiteit in de frontale kwab (betrokken bij onder andere beloningsfuncties) dient als voorspeller voor hoe sterk een relatie is en of deze stand zal houden. Wanneer de frontale kwab van je nieuwe partner dus een verminderde activiteit vertoont, is het misschien beter om de benen te nemen!

Hoe berekent ons brein of we geïnteresseerd zijn in iemand als potentiële partner of niet?
Op basis van de informatie uit de vorige alinea’s is al duidelijk geworden dat de rol van oogbewegingen bij eerste indrukken belangrijk zijn en dat hersenactiviteit van de frontale kwab een indicatie kan zijn voor het potentieel van een nieuwe relatie. Maar wat gebeurt er in onze hersenen als we iemand zien en we ook daadwerkelijk gaan berekenen of we diegene leuk vinden of niet? Volgens de neural common currency (neurale gelijkwaardige valuta) hypothese zijn de hersengebieden die verband houden met het maken van keuzes hetzelfde, ongeacht het soort keuze. Dus of we nu keuzes maken over of we met iemand daten, of dat we een nieuwe telefoon kopen, hetzelfde neurale netwerk speelt een rol. fMRI-gegevens ondersteunen deze hypothese, en wijzen op de ventromediale prefrontale cortex en de orbitofrontale cortex sleutelgebieden zijn voor het maken van dit type beslissingen.

Auteur: Kobus Lampe

Schijn bedriegt

Wanneer we iemand ontmoeten, hebben we vaak meteen al een idee hoe deze persoon in elkaar steekt. Dit is de eerste indruk die we van iemand krijgen. Studies laten zien dat de eerste indruk in slechts 100 milliseconde wordt gemaakt. Dat is net zo snel als dat je met je ogen knippert. Maar hoe belangrijk is een eerste indruk eigenlijk?

We baseren onze eerste indruk (vaak onbewust) op allerlei eigenschappen, zoals iemands stem, hoe iemand zich kleedt, en lichaamsgeur. Tijdens de eerste indruk categoriseren we de persoon als een bepaalde type mens. Is dit een fijn mens? Of gevaarlijk? En vooral “Is dit eenzelfde type persoon als dat ik ben?”. Ons brein vindt het fijn om te categoriseren. Dit brengt namelijk orde in de ingewikkelde chaotische wereld om ons heen. Deze categorisatie wordt, onder andere, gedaan door de amygdala , een amandelvormige kern neuronen die zich bezighoudt met het koppelen van emoties aan de dingen die we waarnemen. De posterieure cingulate cortex speelt ook een rol bij de eerste indruk. Dit is een hersenstructuur met verschillende functies (de exacte functie is nog onduidelijk, maar het zou betrokken zijn bij het geheugen en het maken van associaties). Eerste indrukken zijn erg nuttig. Ze zorgen ervoor dat we snel keuzes kunnen maken. Echter gaan veel nuances verloren tijdens deze snelle categorisatie. Soms kunnen we er daardoor ook helemaal naast kan zitten. Dit soort snelle beslissingen van het brein heten ook wel “biases”.

Een voorbeeld van een bias is de beautiful-is-good bias (mooi-is-goed bias), dit komt erop neer dat we er vaak vanuit gaan dat mooie mensen ook goede mensen zijn. Dit kan worden verklaard met het halo-effect ('halo' is Engels voor aureool). Het halo-effect houdt in dat het brein onterecht aanneemt dat als iemand één positieve eigenschap heeft (in dit geval, schoonheid), deze persoon vast ook over andere goede eigenschappen beschikt (zoals intelligentie, competentie, of vriendelijkheid).

Een studie gepubliceerd in 2021 in het Journal of Nonverbal Behavior heeft deze beautiful-is-good bias onderzocht in een experiment. Deelnemers kregen aantrekkelijke en onaantrekkelijke gezichten te zien op een computerscherm. Bij ieder gezicht werd hen gevraagd hoe aannemelijk het was dat deze persoon over bepaalde karaktereigenschappen beschikt, zoals moed, intelligentie, of vriendelijkheid. De deelnemers waren geneigd meer positieve eigenschappen toe te schrijven aan de mensen met aantrekkelijke gezichten dan aan de mensen met minder aantrekkelijke gezichten. Er werd met name gedacht dat de mensen met aantrekkelijke gezichten een betere moraal hadden.

Dus, Is de eerste indruk belangrijk? Ja, best wel. Ons brein trekt namelijk veel conclusies gebaseerd op iemands uiterlijk, hoewel deze niet altijd gerechtvaardigd zijn. Maar we handelen er wel naar. Bijvoorbeeld, studies laten zien dat aantrekkelijke mensen meer kans hebben om aangenomen te worden of een promotie te krijgen, minder kans hebben om schuldig bevonden te worden of zware straffen te krijgen in de rechtbank, en we stemmen eerder op een aantrekkelijke politicus dan een onaantrekkelijke. Sterker nog, we neigen zelfs meer aandacht en zorg te geven aan mooiere kinderen dan aan minder mooie kinderen.

Dit is natuurlijk niet gerechtvaardigd. Je kunt niet aan gezichtssymmetrie aflezen hoe intelligent of vriendelijk iemand is. Om onrecht te voorkomen, zouden we actief tegen de beautiful-is-good bias in moeten gaan. Het belangrijkste is om je ervan bewust te zijn dat je brein deze denkfout maakt (Gefeliciteerd! Gezien je dit artikel hebt gelezen is dat al bereikt). Hopelijk vraag je jezelf de volgende keer wanneer je iemand ontmoet af “Is mijn mening gebaseerd op feiten? Of val ik ten prooi aan een bias?”.


Auteur: Pauline van Gils

Het leven van een hooggevoelig persoon

hoe nieuwe indrukken je fysieke en mentale batterij laten leeglopen

Vorig jaar verhuisde ik ver weg van huis om in Maastricht te gaan studeren. Ik moest helemaal opnieuw beginnen; mij aanpassen aan een nieuwe stad, een nieuwe studie, veel nieuwe mensen leren kennen en weer fysiek onderwijs volgen. Na de eerste week voelde ik mij overweldigd door al deze nieuwe indrukken, en zowel mijn sociale als mijn fysieke batterij was leeg. Terwijl ik op het terras van de laatste zonnestralen genoot, sprak ik hierover met mijn medestudenten die zich ook allemaal zo voelden. Eén van hen liet de term 'HSP' vallen, wat 'Hoogsensitief Persoon' betekent. Ik vraag me af of alle mensen dit gevoel van overstimulatie op dezelfde manier ervaren als wij, of dat dit soort gevoelens bij sommigen meer voorkomen dan bij anderen. Maar wat blijkt, ongeveer 15 tot 20 procent van de mensen kan als een hoogsensitief persoon worden beschouwd. 

De laatste jaren is er meer bekend geworden over deze subgroep van de bevolking. Zij scoren hoog op een persoonlijkheidskenmerk die bekend staat als zintuigelijke verwerkings gevoeligheid. Volgens een theorie van de Amerikaanse psychologe Elaine Aron scoor je hoog op zintuigelijke verwerkings gevoeligheid als je in vergelijking met anderen gemakkelijker lichamelijk en emotioneel overprikkeld raakt, sterker reageert op de emoties of gevoelens van een ander, en hogere gevoelens van empathie ervaart voor de mensen om je heen 

Het blijkt dat deze zintuigelijke verwerkings gevoeligheid kan worden herleid op basis van hersenactiviteit! FMRI studies waarbij deelnemers naar blije en droevige foto's keken toonden aan dat mensen die hoger scoorden op de HSP schaal meer activatie vertonen in de hersengebieden die gewoonlijk betrokken zijn bij bewustzijn, verwerking van zintuiglijke informatie, empathie en plannen van handelingen. Deze toename in activiteit was nog sterker op het moment dat hun romantische partner op de foto te zien was in plaats van een onbekende.

Een recentere studie gepubliceerd in 2021 bevestigd bovenstaande resultaten. Deze studie toonde aan dat deze overgevoeligheid bij hoogsensitieve personen ook in rust kan worden waargenomen. In deze studie kregen de deelnemers eerst zowel blije als droevige foto's te zien van ofwel vreemden ofwel hun romantische partner, net zoals in de vorige studie. Echter, in het tweede deel van deze studie werd deelnemers gevraagd 'gewoon te ontspannen'. Interessant is dat geheugenverwerking, specifiek het geheugen van ervaringen die je hebt gehad (ook wel episodisch geheugen genoemd), wordt versterkt tijdens rust bij hoogsensitieve personen. Deze versterkte geheugenverwerking, die tot uiting komt in een sterkere verbinding tussen twee hersengebieden (hippocampus en precuneus), kan het bewustzijn en het begrip van gevoelens en emoties van anderen verbeteren. 

Maar hoe is het mogelijk dat hoogsensitieve personen een hogere hersenactiviteit vertonen in vergelijking met mensen die niet hoogsensitief zijn? We weten dat elk mens op een andere manier 'geprogrammeerd' is en daardoor een eigen unieke persoonlijkheid heeft. Deze unieke persoonlijkheid wordt deels bepaald door de genetische code waarmee je geboren wordt (net zoals het feit dat je de oogkleur erft van je vader en moeder), maar ook door de invloeden van je omgeving (hoe je als kind bent opgevoed of de vrienden die je kiest op de middelbare school). Dit samenspel van erfelijkheid en omgeving speelt ook een rol bij de gevoeligheid voor sensorische verwerking. Vooral genen die verband houden met ons dopaminesysteem (een belangrijke boodschapper in onze hersenen die vooral verantwoordelijk is voor beweging en gevoelens van plezier en beloning) lijken een rol te spelen bij deze verhoogde hersenactiviteit van mensen die hoog scoren op sensorische verwerkings gevoeligheid. Echter, net zoals met alle persoonlijkheidskenmerken is er nog geen specifiek gen gevonden dat betrokken is bij het ontwikkelen van zintuigelijke verwerkings gevoeligheid.

Dit brengt mij terug naar het begin van dit verhaal, waar de focus lag op de nadelen van hoogsensitiviteit, zoals overprikkeld raken en geen energie meer hebben. Aan de andere kant vergeten we vaak dat er ook voordelen zitten aan het zijn van een hoogsensitief persoon. Deze mensen hebben vaak betere opvoedingsvaardigheden, het vermogen om diepere relaties aan te gaan met vrienden en familie, en een hogere creativiteit. Dus, als je in hetzelfde schuitje zit en het gevoel hebt dat alles teveel is aan het begin van dit academische jaar, weet dan dat je niet de enige bent, en ten tweede, doe het rustig aan en realiseer je dat hoogsensitiviteit ook een heleboel kwaliteiten en goede vriendschappen met zich meebrengt!

Auteur: Joyce Burger
Illustratie:
Pauline van Gils