HC 1 | Inleiding klinische neuropsychologie | H1, H2, (H3), H5
Hoofdstuk 1: The development of neuropsychologie
Brain function: insight from brain injury
1. Neuropsychologie: verklaring van menselijk gedrag als hersenfuncties (het menselijk gedrag is toe te
wijzen aan tal van verschillende hersenfuncties).
o De klinische neuropsychologie zegt: als er iets mis is met die hersenfuncties, dan krijg je
gedragsproblemen.
- Bv. processen die mis kunnen gaan tijdens de zwangerschap kunnen negatieve gevolgen
hebben voor het gedrag van het kind na de geboorte.
2. Vanaf 1800 ontstaat geleidelijk het idee dat mentale functies op specifieke plaatsen in de hersenen
gelokaliseerd zijn (cerebrale lokalisatie = waar zit wat en wat doet het binnen het brein?).
3. Geleidelijke cyclische ontwikkeling over de tijd met voor- en tegenstanders:
o Gall en Spurzheim (1810): localisationisten.
- Mentale functies zijn exact gelokaliseerd in de hersenen.
- Ze kende specifieke functies toe aan specifieke delen van de
hersenen (localisationisten). Zij konden alleen niet zien welke
delen van het brein dan specifiek belangrijk waren. In de
neuropsychologie ben je namelijk vaak afhankelijk van de
technologie.
- Goed ontwikkelde functies zijn gevolg van beter ontwikkelde
cortex (bijv. "rekenknobbel").
- Is te zien aan uitstulpingen van de schedel (schedelleer ofwel frenologie). Op het
linkerplaatje zie je dat: de nummertjes geven aan wat volgens hun de functies waren van
dat gebied. Niet alleen cognitieve functies, ook sociaal (is iemand empathisch, een goed
mens, criminele eigenschappen etc.).
➢ Sommige mensen gebruikten frenologie als een middel om
persoonlijkheidsbeoordelingen te maken. Ze ontwikkelden een methode
genaamd cranioscopie, waarbij een apparaat rond de schedel werd geplaatst om
de hobbels en depressies te meten. Deze metingen werden vervolgens
gecorreleerd met de frenologische kaart om de waarschijnlijke
gedragskenmerken van de persoon te bepalen.
- In het rechterplaatje zie je twee mannenschedels die verschillen van vorm. In die tijd
werd daar een grote betekenis aan gegeven. Ook in sociale kringen werd hier veel
waarde aan gehecht.
o Flourens (1821): anti-localisationist.
- Nam kleine stukjes cortex weg bij proefdieren maar vond geen specifieke en blijvende
gedragseffecten (herstel soms mogelijk).
- Eigenlijk niet heel verrassend, want bv. bij honden heeft de cortex niet zulke specifieke
functies als bij de mens. Als je hier en daar wat wegneemt is het heel moeilijk de effecten
daarvan precies te beschrijven.
o Broca (1865) en Wernicke (1874): localisationisten.
- Artsen die specifieke relaties tussen hersenbeschadigingen en taalstoornissen vonden
(specifieke stoornissen die bij proefdieren niet kunnen voorkomen).
- Eigenlijk de eerste onderzoekers die we echt localisationisten kunnen noemen.
o Fritz & Hitzig (1870) en Munk (1881): localisationisten.
- Vonden toch specifieke motorische en sensorische
corticale effecten bij honden.
- Linkerplaatje: als je bepaalde delen van de cortex van een
hond stimuleert, krijg je specifieke bewegingen (bv. van
de nek, voorpoten of achterpoot).
- Munck vond dat niet alleen motorische, maar ook
sensorische cortexdelen specifieke functies hadden. Als
, je meer achterin de cortex kijkt (bepaalde leasies daar), dan observeerde ze visuele
stoornissen.
o Goltz (1881) en Lashley (1929): anti-localisationisten.
- Gedragseffecten van corticale lesies bij proefdieren: hoe groter de lesie,
hoe sterker het effect (= "principle of mass action").
- Effecten vaak niet erg specifiek, het maakt niet uit waar een lesie zit, de
verschillende delen van de cortex zijn equipotential (= "principle of
equipotentiality")
- En lesies zijn onderhevig aan herstel (= "brain's plasticity").
- Zie bovenste plaatje: je ziet bijna de hele linkercortex beschadigd en
ongeveer de helft van de rechtercortex is beschadigd. Dus dat je geen
specifieke effecten krijgt ligt voor de hand. Hetzelfde geldt voor het
onderste plaatje: bijna de hele linkerhemisfeer is beschadigd.
- Dus dit soort onderzoek was redelijk grof. Maar in het algemeen geldt
toch: ook al maak je hele grote lesies, bij dieren worden eenvoudige
functies behouden ondanks corticale beschadigingen.
- Vaak stoornissen van complex gedrag (zoals zoeken van voedsel) terwijl eenvoudige
functies (zoals staan, lopen, eten) behouden bleven.
- Eenvoudige functies bij dieren zijn dus kennelijk meer subcorticaal gelokaliseerd dan bij
de mens, terwijl complexe functies corticaal gelokaliseerd zijn. Bij de mens ligt dat iets
anders: ook eenvoudige functies zijn over het algemeen wat lager gelokaliseerd dan
complexe functies. Maar bij de mens is het wel zo dat de sterk ontwikkelde cortex ook
voor allerlei eenvoudige functies meteen belangrijk is.
- Cortex bij dieren dus primair verantwoordelijk voor integratie van simpele gedragingen in
meer complexe gedragsvormen (bv. eerst eten gaan zoeken en daarna pas opeten).
o Penfield & Rasmussen (1950): localisationisten.
- Brachten tijdens hersenoperaties bij mensen functies van de cortex in kaart met behulp
van lokale elektrische stimulatie.
- Er werd een stuk van de schedel weggehaald, en als er een tumor zat werd die
weggehaald.
- Om te weten welk deel van de cortex hij te pakken had, ging hij de cortex stimuleren.
Ieder nummertje was een plaats van stimulatie en dan keek hij wat het effect was.
- Patiënten waren onder lokale verdoving. Zo konden effecten van corticale stimulatie
tijdens bewustzijn worden onderzocht zoals motorische reacties, spraak, zintuiglijke
beelden, hallucinaties (o.a. dromen), herinneringen.
- Bv. nummer 10 links en rechts: stimuleren van motorische cortex. Of nummer 11 of 12:
somatosensorische cortex (proefpersoon voelt iets).
- Maar ook stimuleren van de temporaalkwab (nummer 22, 23) → veel complexere
reacties (spraak bv.)
- Belangrijk onderzoek, omdat het in de mens aantoont als het gaat om de cortex, dat hele
specifieke cognitieve, motorische, sensorische effecten vrij goed gelokaliseerd zijn.
In deze slide lijkt het dus alsof functies op één plaats in de cortex gelocaliseerd zijn. Maar in feite is dat
niet zo en dat maakt het zo complex. Bij een heleboel problemen (bv. taalproblemen) zie je dat
meerdere delen betrokken zijn van de cortex (zie nummer 4).
Afasie = taalstoornis (niet kunnen begrijpen, lezen, na zeggen etc.)
,4. Wernicke’s afasiemodel (1874; zie H. 19): voorloper van moderne opvatting dat een mentale functie
niet op één plaats in de cortex maar op meerdere plaatsen gelokaliseerd is die onderling verbonden
zijn.
o Het gaat dus om een neuraal netwerk. Via het paarse
lijntje komt gesproken taal binnen. Via het gele lijntje
gaat het van sensorische naar motorische cortex. En daar
wordt het woord dat gesproken wordt door de patiënt
omgezet en via lijn b uitgesproken.
o Functiestoornissen kunnen dus het gevolg zijn van
beschadigingen van corticale centra (cellichamen, grijze
stof) maar ook van beschadigingen van banen die deze
centra verbinden (axonen, witte stof).
o Er kunnen dus functiestoornissen zijn zonder dat er duidelijke corticale beschadigingen zijn
- Bv. als de verbindingen in de witte stof verbroken zijn
- (bijvoorbeeld alexie, apraxia; zie H. 17)
5. Tegenstelling tussen localisationisten en anti-localisationsisten overbrugd door Engelse neuroloog
Hughlings-Jackson (1931) in een hiërarchisch model van het brein (wat een aantal dingen verklaard):
o Hersenfuncties zijn hiërarchisch georganiseerd: functies worden complexer naarmate men
van lagere delen (ruggenmerg- simpele reflexen, hersenstam- ademhaling, cerebellum-
automatische bewegingen) naar hogere delen gaat (basale ganglia, cortex – complexere
functies). De complexe functies bestaan dus eigenlijk uit een integratie van lagere functies op
lagere delen van het brein.
o Lagere functies worden dus geïntegreerd in hogere functies, bijvoorbeeld assemblatie van
bewegingen van afzonderlijke vingers tot complexe bewegingen, zoals pianospel.
- Als iemand heel goed kan pianospelen, een ongeluk krijgt en de motorische cortex bv.
wordt beschadigd en niet meer kan pianospelen → kan nog steeds wel de vingers van
elke hand afzonderlijk goed bewegen. De elementaire bewegingen zijn dus niet
verstoord, maar de integratie tot een complex motorisch patroon (zoals pianospelen) dat
lukt niet meer.
o Alle delen van de hersenen zijn in principe betrokken bij complex gedrag.
o Veel kleinere effecten van corticale lesies bij dieren dan bij mensen, omdat diergedrag
minder complex is, en dus minder afhankelijk van cortex. Dieren kunnen veel handelingen
uitvoeren op basis van lagere delen van het brein.
- Daarom sterkere terugval op subcorticale structuren mogelijk na corticale lesies en dus
grotere kans op herstel (grotere plasticiteit).
- Bij de mens is plasticiteit ook aanwezig, maar minder sterk.
6. Moderne opvatting van functielocalisatie sluit aan bij idee van Hughlings-Jackson:
o "Parallel distributed processing": functies zijn afhankelijk van verschillende locaties in het
brein die gelijktijdig actief zijn en onderling samenwerken (actieve netwerken zoals blijkt uit
neuroimaging).
o Goed voorbeeld van "distributed processing" is taal → berust op een aantal processen op
diverse locaties in het brein. O.a. temporaal en frontaal kwab. En die kwabben hebben
verschillende functies.
o Complexe mentale functies moeilijker te lokaliseren dan eenvoudige functies vanwege
meervoudige representatie bij complexe functies. Een complexe functie berust op activiteit
van meerdere delen van het brein (o.a. de cortex).
o Functielocalisatie is niet statisch maar tot op zekere hoogte flexibel. Plasticiteit maakt
aanpassing mogelijk aan veranderende eisen van de omgeving alsmede herstel na
beschadiging.
- Maar zie je al bij gezonde mensen. Als iemand geleerd heeft te spelen op een bepaald
soort piano, en dan gaat spelen op een ander soort piano, dan moet die zich gaan
aanpassen en dat zie je in het brein. De functielocalisatie kan dan wat veranderen.
, - Dus: veranderende eisen van de omgeving die kunnen gevolgen hebben voor welke
delen van het brein in feite meedoen. En dat is weer een vorm van plasticiteit. En die
plasticiteit maakt veranderen aan de omgeving mogelijk.
- Plasticiteit speelt ook een rol bij beschadigingen → er treedt (gedeeltelijk) herstel op. Je
ziet vaak dat het brein de functie wat anders gaat uitvoeren. Bepaalde delen die eerst
niet actief worden, nemen functies over van delen die uitgevallen zijn.
o Functielocalisatie kan enigszins verschillen tussen (gezonde) mensen (zie bijv. H. 7: effecten
van transcraniële magnetische stimulatie – stimulatie van bepaalde delen bij verschillende
mensen kan leiden tot ietwat verschillende effecten).
Als we het hebben over verschillen tussen individuen als het gaat om functielocalisatie in de cortex, dan
moeten we ook oppassen voor hele simpele fouten. De cortex van de buitenkant: allerlei gyri en sulci
(verbindingen en inkepingen tussen verbindingen).
7. Verschillen kunnen deels het gevolg zijn van het feit dat morfologie van de cortex (gyri en sulci)
enigszins varieert tussen individuen.
In de klinische praktijk zie je dat de cortex er bij mensen
enigszins verschillend uit kan zien. Je ziet dat de bindingen
rechtsboven bv. veel dikker zijn dan rechtsonder. Als je dan
mensen gaat vergelijken op basis van die bindingen, kun je
tot verschillende conclusies komen. Maar in feite wordt er
een fout gemaakt. Op de volgende slide zien we hoe we
dat echt goed kunnen vergelijken.
8. Toevallige verschillen in morfologie niet van wezenlijk belang voor functielocalisatie. Localisatie in
"uitgeklapte" cortex is redelijk vergelijkbaar tussen individuen.
Rechts zie je een plaatjes van een
oesterzwam. Je ziet dat de oesterzwam
onder bestaat uit grotere dikkere delen
dan die erboven. Als je dat vergelijkt met
de hersenen kun je zeggen: onder heeft
veel dikkere gyri/verbindingen dan de
oesterzwam boven.
Als de verbindingen van de cortex van de een dikker zijn dan bij de ander, wil dat niet zeggen dat de cortex bij
de een anders functioneert dan bij de ander. Wat je in feite moet doen, is als je corticale functies wil
vergelijken, dan moet je die cortex (zowel de gyri als sulci) uitklappen. In de linkerfiguur zie je rechtsboven een
afbeelding van de hersenen zoals ze er in feite uitzien. De gekleurde delen zijn delen van de occipitale cortex.
Linksboven zie je dezelfde hemisfeer, maar daar is de cortex in feite opgeblazen, zodat die delen van de cortex
die liggen in de sulci (verborgen) ook zichtbaar worden. En dan in het onderste deel van het figuur is dat
opgeblazen deel in feite platgeklapt. Daar zie je linksonder de sulci en gyri. De donkere delen zijn de gyri (aan
de buitenkant zichtbaar) en de lichte delen is de cortex die ligt in de sulci.
Als je deze techniek toepast, dan blijkt dat de verschillende cortexdelen van verschillende mensen heel goed
vergelijkbaar zijn als het gaat om functies. De functies die je ziet in de gekleurde gebieden komen we nog tegen
in het hoofdstuk over de occipitaalkwab. Dat zijn onderdelen van de visuele cortex.
, 9. Localisatie van functies op meerdere plaatsen ("distributed processing") heeft in het gezonde brein
geen gevolgen voor gedrag en bewustzijn.
o Verschillende locaties dragen bij tot één, ondeelbare, actie en bewustzijnservaring ("binding
problem"; zie H. 10 en H. 22 + blz. 15 H1).
- Geldt ook voor linker- en rechterhemisfeer: leiden tot geïntegreerde actie en subjectieve
ervaring. Twee hemisferen werken onderling heel sterk samen. Maar het is niet zo dat
we doordat we 2 hemisferen hebben, we ook 2 soorten van bewustzijn hebben.
- Dit heeft vooral te maken met onderlinge verbindingen. Je kan het een beetje vergelijken
met verbindingen tussen computers die bv. wereldwijd aan hetzelfde probleem werken.
Maar vanwege het netwerk is er dan maar 1 proces aan de gang.
10. Neemt niet weg dat groot deel van ons gedrag door het brein gereguleerd wordt op niveaus waar we
geen bewuste toegang toe hebben ("automatische", "precognitieve", "subcognitieve" processen; zie
H. 22).
o Voorbeeld: iemand die een auto bestuurt. Tijdens het besturen van de auto, is die sterk
verwikkeld in het gesprek naast hem. Er zijn allerlei automatische pecognitieve processen die
zorgen dat de bestuurder de auto dan toch in de juiste richting stuurt. Mocht er plotseling
wel iets urgents zijn, dan zie je dat het gesprek stopt.
Stof uit boek
Lateralisatie van functie
▪ Lateralisatie van functie = 1 hemisfeer kan een functie uitvoeren, zonder dat
dit gedeeld is met de andere hemisfeer. (dit werd gevonden voor taal)
o Later vond Broca dat spraak in de frontaalkwab van de linkerkant van
het brein is gelokaliseerd.
- Het gebied van Broca en Broca’s afasie.
Gelateraliseerd taalmodel
▪ Hoewel de patiënten van Wernicke konden horen, konden ze niet begrijpen of
herhalen wat er tegen hen werd gezegd.
▪ Het syndroom van Wernicke wordt soms temporaalkwab-afasie of vloeiende
afasie genoemd, om te benadrukken dat de persoon woorden kan zeggen,
maar wordt vaker de Wernicke’s afasie genoemd.
▪ Het bijbehorende gebied van de temporale kwab wordt het gebied van
Wernicke genoemd
Volgens het model van Wernicke blijven de spraakbewegingen in het gebied van Broca behouden als de
temporale kwab beschadigd is, maar de spraak heeft geen zin omdat de persoon geen woorden kan volgen.
Schade aan het gebied van Broca veroorzaakt verlies van spraakbewegingen zonder verlies van geluidsbeelden,
en daarom gaat Broca's afasie niet gepaard met verlies van begrip.
Disconnectie
▪ Wernicke suggereerde dat, als de vezels die de twee spraakgebieden met elkaar verbinden, zouden
worden doorgesneden, waardoor de gebieden zouden worden losgekoppeld maar zonder schade toe
te brengen aan een van beide, een spraakachterstand zou ontstaan die Wernicke beschreef als
geleidingsafasie.
o In deze toestand blijven spraakgeluiden en bewegingen behouden, maar wordt spraak
gestoord omdat het niet van de ene regio naar de andere kan worden geleid. De patiënt kan
niet herhalen wat er wordt gehoord.
▪ Met dezelfde redenering beschreef Joseph Dejerine in 1892 een geval waarin het verlies van het
vermogen om te lezen (alexia, wat 'woordblindheid' betekent) het gevolg was van een ontkoppeling
tussen het gezichtsveld van de hersenen en het gebied van Wernicke.
▪ Liepmann toonde aan dat het onvermogen om bewegingsreeksen te maken (apraxie, uit de Griekse
praktijk, voor 'beweging') het gevolg is van de ontkoppeling van motorische gebieden van sensorische
gebieden.
, Meerdere geheugensystemen
▪ Het hedendaagse onderzoek naar het geheugen begon in 1953, toen neurochirurg William B. Scoville
delen van de temporaalkwabben verwijderde van de linker- en rechterhersenhelft van patiënt H.M.
om zijn epilepsie te behandelen. De operatie stopte de epilepsie, maar liet H.M. met een ernstig
geheugenprobleem: amnesia, gedeeltelijk of volledig geheugenverlies
o H.M. leek herinneringen van vóór de operatie te hebben behouden, maar was niet in staat
nieuwe herinneringen te vormen die langer dan een paar seconden tot minuten bleven
bestaan. Ook kon hij motorische vaardigheden verwerven, maar kon hij zich niet herinneren
dat hij dat had gedaan.
o De studie van geheugenverlies suggereert dat wanneer mensen een gedenkwaardige ervaring
hebben, ze verschillende delen van de ervaring gelijktijdig in verschillende delen van de
hersenen coderen.
- Ruimtelijke locatie wordt opgeslagen in het ene hersengebied, emotionele inhoud in het
andere, gebeurtenissen die de ervaring omvatten in weer een ander gebied, enzovoort.
In feite komen nergens in de hersenen alle aspecten van de ervaring samen om 'het
geheugen' te vormen.
Hoofdstuk 2: Origins of the human brain and behavior
Estimating relative brain-body size versus counting brain cells
+ The meaning of human brain size comparisons
1. Oeroude vraag: is er een relatie tussen grootte van de hersenen en cognitieve functies/intelligentie?
2. Hogere soorten hebben relatief grotere hersenen (walvis bv. grotere hersenen maar t.o.v. lichaam niet
per se). Zowel encefalisatiequotiënt (omvang van de hersenen in relatie tot de omvang van het
lichaam) als absoluut aantal hersencellen zijn in dit opzicht belangrijke maten.
o Dus de twee belangrijkste manieren om de relatieve hersengrootte te schatten, zijn door de
hersengrootte te vergelijken met de lichaamsgrootte en door hersencellen te tellen.
o Harry Jerison: ontwikkelde een index van de hersengrootte die de hersenen van verschillende
soorten vergelijkt met hun verschillende lichaamsafmetingen. Hij berekende dat naarmate de
lichaamsgrootte toeneemt, de hersengrootte toeneemt met ongeveer tweederde van de
toename van het lichaamsgewicht.
- Hij ontwikkelde het encefalisatiequotiënt (EQ). Het encefalisatiequotiënt is bij de mens
het hoogst van alle soorten.
- Suzana Herculano-Houzel, die de grondgedachte van Jerison weerlegt, stelt dat
lichaamsgrootte en hersengrootte onafhankelijk kunnen evolueren. Zij stelt voor dat een
meer bruikbare schatting van de hersencapaciteit een telling is van neuronen, de
functionele eenheden van de hersenen. Hierbij is de dichtheid van de cellen van belang
(hoe minder dichtheid hoe minder neuronen).
3. Grotere omvang vooral te wijten aan relatief grotere cortex (cortex is bij de mens veel beter ontwikkeld als bij bv.
chimpansees). Grotere cortex hangt onder andere samen met meervoudige representatie van sensorische,
motorische, en cognitieve functies. Dat wil zeggen: op meerdere plaatsen komen ze voor met
verschillende specialiteiten.
Bijvoorbeeld, de mens heeft meerdere visuele projectiegebieden in de occipitale
cortex die bij lagere soorten niet allemaal aanwezig zijn.
▪ Ieder gebied heeft een aparte functie.
▪ Hoe meer projectiegebieden (V1, V2, V3 etc.) des te meer functionele
mogelijkheden (wij kunnen bv. kleuren zien) (zie H. 13).
De omvang/bijdrage van de cortex is dus de belangrijkste factor die bijdraagt aan de relatief grotere omvang
van de hersenen van de mens.
