Course 3.6 Neuropsychology
Probleem 1: Perceptie en Motorisch gedrag
Frontaal: rood, Temporaal: blauw, Occupitaal: oranje, Pariëtaal: paars.
Apraxie: Hoe bak je?
Kolb & Wishaw Hoofdstuk 9 (niet: ruggengraat)
HOOFDSTUK 9: INITIATING THE MOTOR SYSTEM
We kunnen het gehele zenuwstelsel zien als het motorsysteem, omdat het zenuwstelsel functioneert om het lichaam te bewegen.
Zelfs bij de simpelste motortaken worden heel veel breingebieden gebruikt.
Figuur 9.1A laat de stapsgewijze volgorde zien hoe het zenuwstelsel werkt in het aansturen van je hand om een kop koffie op te pakken.
Figuur 9.1B laat zien dat andere centrale zenuwsystemen de bewegingen hebben gemoduleerd en aangepast.
- Subcortical basal ganglia: helpt om de juiste hoeveelheid kracht te produceren voor het grijpen van het handvat.
- Cerebellum: helpt om de timing en accuraatheid van de beweging te reguleren.
- Motorsysteem: stuurt de hersenstam en ruggenmerg aan voor bewegingen en stuurt spiegelneuronen aan.
9.1 THE NEOCORTEX: INITIATING MOVEMENT
Figuur 9.2. Het starten van een motorsequentie.
1. De posterior (achterste) cortex: specificeert bewegingsdoelen en stuurt
zintuigelijke informatie van het zicht, aanraking en gehoor via meerdere routes
naar de frontale gebieden.
a. De meer directe routes vragen dep primaire motorische cortex om
een relatief automatische beweging uit te voeren.
b. Informatie over bewegingen die een bewust controle vereisen,
neemt indirecte routes door de temporale en frontale cortex.
2. De prefrontale cortex (PFC): in opdracht van de posterior cortex, genereert
de PFC plannen voor de bewegingen, deze worden doorgegeven aan de
premotor en motor cortex.
3. De premotor cortex: organiseert bewegingsopvolgingen.
4. De primary motor cortex: produceert specifieke bewegingen, dus bestaat
uit meer elementaire bewegingen dan de premotor cortex.
In het algemeen: wanneer een bewegingsdoel aankomt in de posterior cortex, zijn
er twee routes voor actie:
- Relatief simpele beweging: de premotor en motor cortex voeren de actie
uit.
- Moeilijkere beweging waarbij planning nodig is: de temporale en prefrontale cortex maken beslissingen en daarna voeren de
premotor en motor cortex de geschikte bewegingen uit.
Figuur 9.3. Hiërarchische controle van beweging in het brein.
Het figuur laat de breinregio’s zien die relatief meer actief zijn als participanten in een studie moeilijke taken uitvoeren.
1
,Course 3.6 Neuropsychology
A) Wanneer een participant met een vinger drukt: toename van de bloedstroom in primary somatosensory en motor cortex.
B) Wanneer een participant een opeenvolging van vingerbewegingen uitvoert: toename van bloedstroom in bovenstaande cortexen
en ook in de premotor cortex.
C) Wanneer een participant een vinger gebruikt om door een afbeelding van een doolhof te navigeren (een taak die gecoördineerde
bewegingen vereist in het nastreven van een doel en specifieke beweging): toename bloedstroom in bovenstaande cortexen en ook in
de prefrontale cortex en regio’s van de pariëtale en temporale cortex.
MAPPING THE MOTOR CORTEX USING ELECTRICAL STIMULATION
Dieren hebben lichaamsdelen die gespecialiseerd zijn in het uitvoeren van vakkundige bewegingen (denk: slurf,
neus, mond, staart, lippen, handen/voeten (mens)).
Wilder Penfield (1950) gebruikte korte pulsen van elektrische stimulatie om in kaart te brengen welke cortexen
worden geactiveerd bij bewuste mensen die op het punt stonden om een neuro-operatie te ondergaan de
meeste bewegingen worden getriggerd door stimulatie van de precentral gyrus (Brodmann’s area 4): de regio
die primary motor cortex of M1 wordt genoemd. Er kan ook beweging worden geproduceerd door stimulatie
van het dorsale deel van de premotor cortex (Brodmann’s area 6): de supplementary (aanvullende) motor
cortex. (Dus volgens Penfield 2 homunculi, denk ik?).
Figuur 9.4. Penfield’s motor homunculus
Motor homunculus = en representatie van lichaamsdelen in de motorische en premotorische cortex. Door
middel van deze representatie is het mogelijk om onderscheid te maken tussen verschillende hersendelen. Het
gedeelte van de cortex dat wordt toegewezen aan en bepaald lichaamsdeel is afhankelijk van de mate waarin
dit deel gebruikt wordt.
- Het opvallendste kenmerk van de homunculus is de onevenredige relatieve grootte van lichaamsdelen
in vergelijking met het echte lichaam.
o Grote handen/vingers (vooral duim), lippen en tong: grote delen van de motor cortex reguleren
hand-, vinger-, lip- en tongbewegingen. Hierdoor hebben we fijne en nauwkeurige motorische
controle over die lichaamsdelen.
o De romp, armen en benen nemen minder ruimte in beslag in de motor cortex: delen van het
lichaam waarover we een veel bredere motorische cortex hebben, hebben een veel kleinere
representatie in de motorische cortex.
- Een ander onderscheidend kenmerk is dat de opstelling van lichaamsdelen enigszins verschilt van die
van het echte lichaam.
o Bijvoorbeeld: representaties in de motor cortex die oogbewegingen produceren, liggen naast die
van hoofd- en lipbewegingen.
Dus, relatief grote breingebieden controleren de lichaamsdelen die de meest complexe en fijne bewegingen
maken.
Zie figuur 9.4: de homunculus kan je dus zien als een klein persoon. Als jullie het niet snappen:
http://www.brainmatters.nl/terms/homunculus/ op deze site kan je zien hoe je er een klein persoon in kan zien (ik heb ook info van deze
site, want dat was me veel duidelijker dan het boekhoofdstuk).
MULTIPLE REPRESENTATIONS IN THE MOTOR CORTEX
De techniek die Penfield heeft gebruikt is verfijnd. Er is gebruik gemaakt van micro-electrode stimulatie en veel stimulatieplaatsen. Hieruit
is gebleken dat er meer homunculi zijn, er kunnen er zelfs 10 zijn en de delen van de homunculi zijn niet zo simpel als Penfield tekende.
Natural movement categories
Michael Graziano (2009) maakte, in plaats van korte pulsen van elektrische stimulatie, gebruik van 0.5-seconde trains van elektrische
stimulatie in bewuste apen. Bevindingen:
2
, Course 3.6 Neuropsychology
- Stimulatie in de primary motor en premotor cortex lokken acties uit die hij “ethologische categorieën van beweging” noemt, omdat
dit bewegingen zijn die de apen in hun dagelijkse activiteiten gebruiken.
- In het algemeen is de topografie van Graziano consistent met Penfield’s map en met het idee dat bewegingen van het hele lichaam
worden weergegeven in de premotor cortex en meer discrete bewegingen in de motor cortex.
o Primary motor cortex: klimmen/springen, uitreiken om iets te pakken, verdedigen, hand naar mond bewegen.
o Premotor cortex: kauwen/likken, manipuleren in centrale ruimte, hand in lagere ruimte.
Visual-parietal-motor connections
De motor cortex is niet het enige gebied waaruit bewegingen kunnen worden opgeroepen. Vergelijkbare functionele bewegingen kunnen
worden opgewekt door het elektrisch stimuleren van de pariëtale cortex.
- Dorsal parietal regions: stappende bewegingen.
- Medial parietal regions: reikende bewegingen.
- Ventral parietal regions: hand- en mondbewegingen.
Studies naar de relatie tussen de topografische regio’s van de motor cortex en de bijpassende pariëtale regio’s laten zien deze dichte
anatomische verbindingen hebben.
VB. Om een reikende beweging uit te voeren, moeten visuele, somatosensorische en/of auditieve informatie over het doel naar de motor
cortex worden gestuurd.
- Visuele cortex: moet de locatie van het object en het object zelf identificeren.
- De visuele cortex geeft instructies aan de pariëtale armregio over de locatie en aan de handregio over de vorm van het object.
- De pariëtale gebieden vertegenwoordigen de sensorische receptoren op het lichaam die zullen worden geactiveerd wanneer er
contact is met het object (dus identificeert het lichaamsdeel dat in contact komt met het object).
- De reik- en grijpregio’s van de pariëtale cortex maken daarna verbinding tussen de reik- en grijpregio’s van de motor cortex die de
beweging zullen produceren en de ruggengraat (dus de motor cortex representeert de elementen die nodig zijn om te bewegen).
- In de breinstam of ruggengraat worden de bewegingen georganiseerd.
Dus, er is een dual pathway die actie produceert: visuele cortex pariëtale cortex motor cortex ( breinstam/ruggengraat).
THE MOVEMENT LEXICON
Mensen hebben een lexicon of repertoire van bewegingscategorieën in de cortex.
Bewijs hiervoor:
- Overeenkomst in manier waarop mensen bewegingen uitvoeren.
o Pincer grip = een klein object pakken met de duim en een andere vinger. Dit leer je al van jongs af aan.
o Whole-hand grip = een object pakken met de gehele hand. Dit leer je als je door laesie de pincer grip niet kan uitvoeren.
- De meeste primaten vertonen hetzelfde patroon.
- Als er letsel is in de motor cortex in het gebied van de duim, zijn er ook tekorten in beweging van andere vingers en de arm. Dus de
hele actie wordt belemmerd bij letsel, niet alleen individuele spieren.
Dus, repertoire niet geheel aangeleerd, maar ook aangeboren.
De repertoire premotor cortex speelt een grotere rol bij hele lichaamsbewegingen (= meer complexe bewegingen) en de primary motor
cortex speelt een grotere rol bij specifieke bewegingen.
- Neurale activiteit van de motor cortex neemt toe net voor een beweging, dit suggereert dat de motor cortex deelneemt aan
plannen.
- Tijdens de beweging gaat de neurale activiteit door, maar is het wel minder.
- Bewegingen worden gecoördineerd door meerdere cellen, de motor cortex specificeert ook de kracht en richting van beweging.
o Elke neuron in de armregio kan maximaal actief zijn als een aap zijn arm in een specifieke richting beweegt waarop de
neuronen maximaal reageren.
o Als een aap zijn arm beweegt in een andere richting dan de richting waarop de cel maximaal reageert, neemt de activiteit
van de cel af.
o Ik denk dus dat elke neuron zijn eigen voorkeur heeft voor een specifieke beweging en als de aap zijn arm in deze richting
beweegt dan reageert die neuron maximaal en andere neuronen met een andere voorkeur reageren dan niet maximaal.
- Cellen in de primary motor cortex: specificeren de beweging die moet worden gemaakt en ook de kracht en richting.
- Cellen in de premotor cortex: zijn actief tijdens complexere bewegingen waarin moet worden gekeken naar de beweging en het
doel.
MIRRORING MOVEMENT
Onze acties zijn geleerd, situatie specifiek en vaak afhankelijk van de interactie met anderen.
- Spiegelneuronen: neuronen in de ventral premotor area worden actief als apen een beweging maken, maar dezelfde neuronen
worden ook actief als andere apen of mensen dezelfde beweging maken.
- Rol spiegelneuronen: coderen het doel van een actie en staan communicatie toe tussen zender en ontvanger.
- Spiegelneuronen kunnen gebruikt worden voor imitatie, maar ook voor het begrijpen van betekenis van acties waardoor de
geschikte respons mogelijk wordt gemaakt.
- Bij mensen vooral in de linker hemisfeer.
- Het is nodig bij zelfbewustzijn, sociaal bewustzijn en bewustzijn van doel en actie van anderen
3
