< Terug naar vorige pagina

Project

Cognitieve controle over actie na traumatisch hersenletsel.

Cognitieve controle over actie heeft betrekking op ons vermogen om snelonze handelswijze te veranderen wanneer bepaald gedrag niet langer adequaat is. Cognitieve controle is bijvoorbeeld nodig om veilig door het verkeer te kunnen bewegen. Zonder effectieve controle over onze acties zouhet onmogelijk zijn om een auto die plotseling van baan verandert te ontwijken, of om op tijd te stoppen voor een kind dat de straat op rent. Cognitieve controle is ook belangrijk in een sociale context. Wanneer we geen mechanisme zouden bezitten dat ons ervan weerhoudt te handelen naarelke opkomende gedachte, zouden we veel meer ongepaste opmerkingen maken. 
Het doel van dit proefschrift is het vergroten van het inzicht in de wijze waarop de mens controle uitoefent over zijn gedrag. Het onderzoek naar de neurale mechanismen die hieraan ten grondslag liggen isook van belang om verschillende neurologische en psychiatrische aandoeningen beter te kunnen begrijpen. ADHD en Gilles de la Tourette worden bijvoorbeeld gekenmerkt door problemen met cognitieve controle over actie.Ook patiënten met een traumatisch hersenletsel ervaren problemen met het doelmatig controleren van hun acties. 
De experimenten in dit proefschrift richten zich op de twee voornaamste aspecten van cognitievecontrole over actie: enerzijds het switchen tussen taken en anderzijds respons onderdrukking oftewel inhibitie. Recente literatuur suggereert dat interacties tussen de frontale hersenschors en de subcorticale kernen(de basale ganglia en thalamus) van groot belang zijn voor deze processen. Daarom onderzoeken we in het eerste deel van dit proefschrift of schade aan dit frontale-subcorticale hersencircuit een mogelijke oorzaak isvan de problemen bij patiënten met een traumatisch hersenletsel met hetswitchen tussen verschillende taken. 
Met behulp van structurele beeldvorming brachten we uitgebreide schade aan witte stof banen door heel het brein aan het licht. Dit wijst op diffuse axonale schade die veroorzaakt wordt door de acceleratie en deacceleratie van het brein in deschedel op het moment van de impact. Daarnaast vonden we dat bij de patiënten met traumatisch hersenletsel het volume van de subcorticale kernen is afgenomen. Bovendien was de mate van structurele schade aan de witte stof banen gerelateerd aan het volume van de subcorticale kernen. Dit suggereert dat een gelokaliseerde daling in grijze stof volume het resultaat kan zijn van secundaire degeneratie processen die gepaard gaan met diffuse axonale schade.
Op gedragsniveau hadden de patiënten met een traumatisch hersenletsel meer tijd nodig om te switchen tussen taken dande proefpersonen uit de controle groep. Bovendien maakten ze meer fouten in het switchen. Ondanks de diffuse schade door heel het brein, was specifiek de schade aan de witte stof connecties tussen de frontale hersenschors en subcorticale structuren gerelateerd aan een slechtere prestatie op de taak. Ook een kleiner volume van bepaalde delen van de subcorticale kernen was voorspellend voor problemen met switchen tussen taken. 
Om te onderzoeken of structurele schade aan het brein ook leidt tot abnormale hersenactiviteit, hebben we gebruik gemaakt van functionelebeeldvorming. In vergelijking met een controle groep toonden traumatisch hersenletsel patiënten een overactivatie van de frontale hersenschors wanneer zij switchten tussen taken. Tegelijkertijd hadden ze verminderdeactiviteit in de subthalamische kern. Deze kern maakt deel uit van de basale ganglia en wordt als belangrijk verondersteld voor het remmen en onderdrukken van acties. Dit proces is essentieel in het switchen tussen taken, omdat de huidige taak eerst afgebroken moet worden voordat de nieuwe taak kan worden gestart. Bovendien waren de veranderingen in hersenactiviteit gerelateerd aan de mate van structurele schade aan de witte stof connecties tussen de frontale hersenschors en de subthalamische kern.Zowel de structurele als de functionele veranderingen in traumatisch hersenletsel waren gekoppeld aan een slechtere prestatie op de taak. Deze resultaten benadrukken het belang van het frontale-subcorticale hersencircuit voor succesvolle cognitieve controle over actie. 
Het tweede deel van dit proefschrift concentreert zich rond respons inhibitie. De literatuur maakt onderscheid tussen twee vormen, namelijk reactieve enproactieve inhibitie. Enerzijds verwijst reactieve inhibitie naar de situatie waarin een onverwachte gebeurtenis het noodzakelijk maakt een bepaalde actie te blokkeren. Bijvoorbeeld wanneer er een auto om de hoek komt net op het moment dat jij de straat wilt oversteken. Anderzijds, is het verstandig om je beweging proactief af te remmen wanneer je anticipeert dat stoppen nodig kan zijn. Het inhouden van je pas om je weg te vinden door een drukke winkelstraat, zonder tegen iemand aan te botsen, is een voorbeeld van proactieve inhibitie. Het is geopperd dat deze twee vormen van respons inhibitie afhangen van verschillende basale ganglia kernen. Wij hebben deze hypothese getest door de functionele activatie patronen tijdens succesvol stoppen te vergelijken in een reactieve en proactieve context. De resultaten lieten een sterkere activiteit van de subthalamische kern zien tijdens reactieve respons inhibitie. Daartegenover wasde staartkern (nucleus caudatus) meer actief tijdens proactieve responsinhibitie. 
Samengevat kan gesteld worden dat dit proefschrift nieuwe inzichten heeft geboden in de neurale mechanismen die ten grondslag liggen aan cognitieve controle in gezonde jongvolwassenen en patiënten met een traumatisch hersenletsel. We hebben laten zien dat structureleschade van het frontale-subcorticale hersencircuit kan leiden tot abnormale hersenactiviteit en problemen met het effectief controleren van onsgedrag. Daarnaast hebben we laten zien dat, afhankelijk van de mate vanvoorspelbaarheid van onze omgeving, verschillende basale ganglia kernenbelangrijk zijn voor response inhibitie. Deze resultaten leveren empirisch bewijs voor de huidige theorieën op het gebied van cognitieve controle over actie.
Datum:1 okt 2009 →  30 sep 2014
Trefwoorden:Motor control, Traumatic brain injury, Cognitive control
Disciplines:Neurowetenschappen, Biologische en fysiologische psychologie, Cognitieve wetenschappen en intelligente systemen, Ontwikkelingspsychologie en veroudering, Orthopedie
Project type:PhD project