Groen: kernbegrippen
Week 1&2
Human Anatomy & Physiology (Marieb/ Hoehn):
Chap. 11, Fundamentals of the Nervous System and Nervous Tissue
Chap. 12, The Central Nervous System
Physical Management for Neurological Conditions (Lennon, Ramdharry, Verheyden)
Chap. 1, Guiding Principles in Neurological Rehabilitation
Chap. 2, Common Impairments and the impact on Activity
Chap.3, Observation and Analysis of Movement
Chap.23, Clinical Neuropsychology in Rehabilitation
Chap. 24, Complex Case Management (Spasticity: when …)
Artikelen Ben van Cranenburgh
Therapeutic Exercise (Kisner & Colby)
Chap. 1, Therapeutic Exercise; Concepts of Motor Learning
KNGF-richtlijn Beroerte
Deel B behandelprincipes en uitgangspunten van fysiotherapie
Deel D Cognitieve revalidatie
Medisch Biologisch
College 1 Motorisch leren, motorische revalidatie
Herstel, leren en revalidatie zijn vergelijkbare processen
Met een basis van ingeslepen patronen en reflexen, gaan wij in ons leven compleet nieuwe bewegingen leren. De
basispatronen spelen hierbij een voortdurende belangrijke rol. Bij mensen met een pathologische verandering zie je vaak dat de
aangeleerde bewegingen verdwijnen, maar de basispatronen aanwezig blijven. Dit resulteert bijvoorbeeld in
standsveranderingen, houdingsveranderingen en automatische bewegingen waar je weinig/geen controle over hebt. In een
aangepaste situatie kun je dingen die je al eerder geleerd hebt op een andere manier aanleren, zodat je de beweging nog
steeds kunt uitvoeren. Als er geen plasticiteit van onze hersenen zou zijn, zou je niet kunnen leren.
Lokalisatie: door het zenuwstelsel.
Uitgangspunten: leren verandert de structuur en functies van de hersenen, dit wordt ook wel de plasticiteit van de
hersenen genoemd.
De primaire gebieden zijn vaak zo gespecialiseerd, dat je dit direct kunt waarnemen en de afgenomen functies worden
overgenomen door andere delen. Herstel en leren hebben dezelfde onderliggende mechanismen, namelijk modificatie en
afstemming van de synaptische verbindingen.
Plasticiteit
Korte termijn veranderingen in effectiviteit en sterkte van neuronale verbindingen: een voortdurende verandering om zich aan te
passen aan de (huidige) situatie. Dit leidt tot structurele veranderingen:
Het verdwijnen van synapsen en verbindingen die je niet/nauwelijks gebruikt;
Een toenemende dikte en snelheid bij vaak gebruikte verbindingen.
Als kind heb je veel verbindingen, die weinig gespecialiseerd zijn. Naarmate je steeds meer
leert en ouder wordt, krijg je minder verbindingen, die wel gespecialiseerd zijn. De mogelijkheden van je brein om zich aan te
passen nemen gedurende je leven af. Hoe jonger mensen zijn, hoe sneller en makkelijker zij revalideren, omdat hun hersenen
nog een stuk plasticer zijn. Plasticiteit stelt ons in staat om structurele veranderingen aan te brengen na het oplopen van
hersenletsel: remapping van de (secundaire) motorische en (secundaire) sensorische cortex. Bij schade aan de primaire
motorische schors is het niet mogelijk om een patiënt weer een normaal bewegingspatroon aan te leren. Dit zal met
aanpassingen moeten.
Leren
Neuropsychologen zeggen dat leren bestaat uit een combinatie van:
Het opslaan en onthouden van informatie: gebeurt in de hippocampus en amygdala. Je hebt dit nodig om toegang te
krijgen tot je langetermijngeheugen.
Aanpassingen van de hersenen: zorgt voor nieuwe en snellere verbindingen.
Anticipatie: cerebellum. Je kunt cognitief en motorisch anticiperen.
Onze hersenen hebben een voorgeprogrammeerd brein voor de meest natuurlijke situaties waarmee we zijn (en zullen worden)
geconfronteerd. Hierdoor kunnen we vergelijkbare situaties snel herkennen en interpreteren door veel opties automatisch uit te
sluiten. Dit wordt gedaan op basis van (eerdere) ervaringen. Het systeem heeft ook een negatieve kant, omdat wij hierdoor
misleid kunnen worden in bepaalde situaties.
Geheugen
Leren: het proces waarbij we informatie tot ons nemen en hier gebruik van kunnen
maken.
Geheugen: slaat de informatie op die we leren en creëert de mogelijkheid om hier
gebruik van te kunnen maken.
1
,Groen: kernbegrippen
Het kortetermijngeheugen heeft een beperkte capaciteit en duurt slechts enkele seconden tot
minuten. Een voorbeeld hiervan is het vocale geheugen, zoals het onthouden van een
telefoonnummer.
Het langetermijngeheugen zorgt voor functionele veranderingen in de efficiëntie van de hersenen en structurele
veranderingen in de synaptische verbindingen. Zo kunnen er nieuwe verbindingen worden gemaakt, maar er kunnen ook
verbindingen verdwijnen, omdat de hersenen zich verder specialiseren.
Herinneringen (en dus het geheugen) wordt over de gehele associatieve cortex (of de tertiaire cortex) opgeslagen. Eén
specifiek geheugen wordt waarschijnlijk op verschillende plaatsen/kwabben opgeslagen.
Plasticiteit en leren
Er liggen twee basisprincipes ten grondslag aan leren: habituatie en sensitisatie.
Habituatie of adaptatie (= aanpassing)
Verminderde synaptische activiteit, na herhaalde korte termijn blootstelling aan dezelfde prikkel. Dit leidt tot een verminderde
activiteit van EPSP (Excitatory Post Synaptic Potential) van de:
Sensorische neuron op interneuron en/of;
Zintuigelijke neuron op motorneuron.
Dit primaire effect kan enkele minuten duren.
Voorbeeld: kleding en sieraden die je draagt en op langer termijn niet meer voelt.
Herhaalde langdurige blootstelling kan leiden tot structurele veranderingen in neuronen:
Verminderde activiteit van synaptische verbindingen;
Verlaagd aantal synapsen.
Habituatie bij dieren
Ook bij dieren zorgt repetitieve stimulatie tot een verminderde reactie, vanwege:
Langer durende verminderde productie van neurotransmitters;
Er zijn geen veranderingen in post-synaptische receptoren.
Habituatie bij gewervelde dieren houdt geen geheugenopslag in de tertiaire gebieden in en is het resultaat van structurele
veranderingen in de normale sensorische en/of motorische paden.
Experiment: uitgevoerd in Aplysia californica (zeeslak). Als de sifon van het dier mechanisch
wordt gestimuleerd, trekt het dier de kieuw terug, vermoedelijk ter bescherming. Het is bekend
dat die actie plaatsvindt omdat de stimulus receptoren in de sifon activeert, die direct of indirect
via een interneuron de motoneuron activeren die de kieuw terugtrekt. Dit is een eenvoudig
reflexcircuit. Dit alles wordt weergegeven aan de linkerkant van de figuur. Bij herhaalde
activering leidt de stimulus tot een afname van het aantal dopaminebevattende blaasjes die hun
inhoud afgeven aan het motoneuron. Er lijkt geen verandering te zijn in de gevoeligheid van
postsynaptische NMDA- of niet-NMDA-receptoren. We weten nog niet waarom de afgifte van
dopamine afneemt. Aangenomen wordt dat gewenning bij gewervelde dieren, inclusief de mens,
plaatsvindt door een soortgelijk proces.
Habituatie bij mensen
Wanneer de patiënten met de therapie beginnen kunnen ze een snelle afname van hun
klacht(en) ervaren. Na een korte periode zullen de klachten terugkomen (verdwijnen van
functionele aanpassing), omdat er geen geheugenopslag is. Wanneer de therapie vaker
gedurende dagen/weken wordt herhaald, zal de klacht voor een veel langere periode of
permanent verminderen/verdwijnen.
Sensitisatie (= verhoging van de gevoeligheid)
Sensitisatie: een stimulans voor het ene pad zorgt voor een verhoogde reflexsterkte in het andere pad (een versterkt stimulus-
respons). In feite hebben de twee prikkels niets met elkaar te maken, maar doordat ze tegelijk ontstaan, ontstaat er een
connectie tussen de prikkels, waardoor de reactie erop sterker is. Dit komt door een toename van EPSP in de motorneuronen,
zonder een verhoogde activiteit van het sensorische neuron.
Versterking van de stimulus-respons:
Fysiologische veranderingen op de korte termijn zijn:
Een langdurig of aanhoudend actiepotentiaal;
Een verhoging van de K+ -geleiding;
Een verhoogde afgifte van neurotransmitters;
Dit leidt tot een verhoging van EPSP;
Een verhoogde productie en mobilisatie van neurotransmitters.
2
,Groen: kernbegrippen
Fysiologische veranderingen op de lange termijn (leren), zijn:
De ontwikkeling van nieuwe synapsen;
Een toename van het aantal postsynaptische dendrieten.
Associatief leren
Associatief leren omvat:
Klassieke conditionering;
Operante conditionering;
Declaratief leren;
Procedureel leren;
Perceptueel leren.
Klassieke conditionering (Pavlov)
Neuropsychologie van het ontwikkelen van voorspelbaar gedrag. Geconditioneerde (fysiologische) en ongeconditioneerde
stimuli komen kort na elkaar aan op hetzelfde neuron. Dit leidt tot facilitatie, waarbij Ca+ naar het presynaptisch neuron gaat.
Hierdoor wordt de ongeconditioneerde stimulus geconditioneerd. Klassieke conditionering is een vorm van leren. Dit gebeurt
door een neutrale stimulus te koppelen aan een andere stimulus, die leidt tot een reflex.
Voorbeeld: je hebt behoorlijke honger en naast je zit iemand een broodje te eten. Door alleen de geur van het broodje wordt er
speeksel geproduceerd in je mond. Als nou iedere keer wanneer iemand een broodje zit te eten een bel klinkt, ga je de bel
associëren met een broodje eten. Het geluid van de bel zorgt er dan voor dat je al speeksel gaat produceren.
Ongeconditioneerde stimulus: het eten van een broodje.
Geconditioneerde stimulus: de bel.
Ongeconditioneerde reactie: speeksel produceren door het ruiken van voedsel.
Geconditioneerde reactie: speeksel produceren door het horen van de bel.
Operante conditionering (Skinner)
Bij operante conditionering worden dezelfde fysiologische principes gebruikt als bij klassieke conditionering. Het verschil is dat
de geconditioneerde stimulus niet van fysiologische oorsprong is, maar van sociale oorsprong (gedrag). Operante
conditionering omvat een proces waarin het gedrag van een mens verandert als gevolg van de consequenties die dat gedrag
heeft (straf of beloning). Gedrag is een respons op een stimulus en heeft altijd consequenties die de waarschijnlijkheid
beïnvloeden dat het gedrag herhaalt of juist nagelaten wordt.
Declaratief leren
Het resultaat van declaratief leren is expliciete kennis. Dit is kennis die kan worden uitgedrukt en gebruikt in een andere vorm
dan waarin deze is aangeleerd.
De neuropsychologie van declaratief leren is: Bij declaratief leren zijn de temporale kwab en de hippocampus betrokken. De
hippocampus wordt beschouwd als de toegang tot geheugenopslag:
Als de hippocampus beschadigd raakt kunnen oudere herinneringen worden opgehaald. Nieuwe lange termijn
herinneringen kunnen niet worden opgeslagen.
Het kortetermijngeheugen wordt niet beïnvloed, maar als de aandacht naar iets anders wordt getrokken (gedurende
slechts enkele seconden), gaat het kortetermijngeheugen verloren.
Fysiologie van “herinneringen” in de hippocampus Lange termijn potentiëring:
Een zwak impuls en opwindend (sterk) impuls komen tegelijkertijd op hetzelfde dendriet aan;
De zwakke impuls zal versterkt worden en zal worden geactiveerd worden in samenhang met de sterke impuls.
Procedureel leren
Procedureel leren is een van de belangrijkste principes van motorisch leren. Dit zorgt voor verbeterde prestaties van de
aangeleerde taak. Er is een grote betrokkenheid van cerebellaire circuits en de motorische cortex. Het cerebellum heeft hierbij
een belangrijke rol door het geven van feed forward.
Het cerebellum krijgt input van twee soorten vezels (input vezels):
Mosvezels: geven kinetische informatie over huidige bewegingen.
Klimvezels: detecteren fouten van huidige bewegingen, waardoor een ‘error’ signaal wordt verstuurd
naar de Purkinjevezels, waardoor er middels aanpassingen voor wordt gezorgd dat de beweging wel
goed verloopt.
Cerebellaire output
Purkinjecellen (wijzigen van het motorsignaal) zorgen voor een langdurige verminderde output, door een
verminderde input van klimvezels. Motor cerebellum circuits:
Input: mos- en klimvezels.
Input/transport: parallelle vezels.
Output: purkinjevezels.
3
, Groen: kernbegrippen
Voor motorisch leren is het cerebellum en dopamine belangrijk.
Motorische cortex
Door een nieuwe reeks acties te leren wordt de motorische cortex steeds actiever, als bewijs van verbeterde prestaties. Zodra
de actie meer automatisch wordt, neemt de betrokkenheid van de motorische cortex af en nemen andere gebieden (zoals de
middenhersenen en de basale ganglia) de coördinatie over.
Complex motorisch leren en de cortex
Het herhaaldelijk oefenen van motorische vaardigheden verbetert de synaptische efficiëntie tussen de sensorische en
motorische cortex (met behulp van langdurige potentiëring). Tegelijkertijd worden de thalamo-corticale paden (paleo-niveau) die
worden geactiveerd efficiënter. Na de training kunnen alternatieve routes de functies van de motorische cortex overnemen.
Alternatieve paden bij motorisch leren omvatten:
Basale ganglia (paleo-niveau): putamen, nucleus caudatus, striatum.
Cerebellum;
Limbisch systeem;
Amygdala.
Perceptueel leren
Perceptueel leren is de vorming van zintuigelijke herinneringen en is niet-geassocieerd leren. Het visuele geheugen, een
opeenvolging van acties, wordt opgeslagen in de parallelle circuits in de visuele cortex. Deze ze parallelle visuele circuits
convergeren op één set tijdelijke neuronen (tijdelijk geheugen). Ze vormen een ‘geheugentrigger’ in een traject met:
De cortex;
Het limbisch systeem (emoties);
De thalamus (sensorische input en opslag);
De amygdala (coördinatie van input, legt een verbinding met emoties);
Hippocampus (toegang tot het declaratief geheugen op de lange termijn);
Visuele cortex (opslag van visuele herinneringen).
Wanneer dit circuit opnieuw wordt geactiveerd is alle gelijktijdig opgeslagen informatie toegankelijk:
Zintuigelijke herinneringen;
Emotionele herinneringen;
Motor herinneringen;
Humeur, geluiden en geur.
Kernitems
Centraal zenuwstelsel (Blok 1.4): bestaande uit de hersenen (kleine en grote hersenen) en het ruggenmerg.
Sensorische systemen (Blok 1.4): sensorische neuronen geven informatie af vanaf de periferie naar de hersenen toe. Het zijn
afferente neuronen. Alle sensorische neuronen zijn unipolair en hun cellichamen liggen in de sensorische ganglia, buiten het
centrale zenuwstelsel.
Perceptuele systemen (Blok 1.4): sensorische informatie wordt geïnterpreteerd in de cerebrale cortex. Het vermogen om
sensaties te identificeren en te begrijpen hangt af van de locatie van de target neuronen in de sensorische cortex, niet van de
oorsprong van de prikkel. De grootste onderdelen van sensorische perceptie zijn:
Perceptuele detectie: het vermogen om een stimulus te detecteren. Dit is het simpelste niveau van perceptie.
Schatting van de omvang: het vermogen om te detecteren hoe intens een stimulus is.
Ruimtelijke onderscheiding: zorgt ervoor dat we de plaats of het patroon van stimulatie kunnen identificeren. Een veel
gebruikte manier om deze kwaliteit te testen is de two-point discrimination test. De test bepaalt hoe dicht twee punten
op de huid kunnen worden geprikkeld en toch nog als twee punten worden gevoeld.
Kenmerk abstractie: het mechanisme waarbij een neuron of circuit is afgestemd als kenmerk of eigenschap. Sensatie
is vaak een samenspel tussen verschillende stimuluskenmerken. Kenmerk abstractie zorgt er voor dat we meer
complexe aspecten van sensatie kunnen identificeren.
Eigenschap onderscheiding: het vermogen om submodaliteiten van een bepaalde sensatie te kunnen onderscheiden.
Elke sensorische modaliteit heeft verschillende eigenschappen, of submodaliteiten. Smaak is bijvoorbeeld een
sensorische modaliteit en bitter en zoet zijn submodaliteiten.
Patroon herkenning: het vermogen om de omgeving om ons heen in ons op te nemen en daarin een bekend, een
onbekend of een voor ons significant patroon in te herkennen.
Motorische systemen (Blok 1.4): motorische neuronen geven impulsen vanuit het centrale zenuwstelsel door aan effector
organen (spieren en klieren). Motorische neuronen zijn multipolair. Met uitzondering van een aantal neuronen van het autonome
zenuwstelsel, liggen de cellichamen in het centrale zenuwstelsel.
Perceptuele systemen: een van de hoofdprincipes van het motorisch leren. Cerebellaire circuits en de motorische cortex
hebben grote invloed bij het procedureel leren. Cerebellaire input focust op feed forward. Het cerebellum krijgt heel veel
informatie vanuit de sensoriek binnen, deze patronen worden opgeslagen en op momenten dat je een vergelijkbare beweging
4
