Hersenontwikkeling bij mensen met een licht verstandelijke beperking

Koen Van Braeckel

Overzicht

•  Structurele ontwikkeling van de hersenen

•  Functionele ontwikkeling van de hersenen in het eerste levensjaar, tijdens kinderjaren, en puberteit

Voornamelijk normale ontwikkeling met daarin verwoven oorzaken van gestoorde ontwikkeling en gevolgen voor gedrag. Reden van deze keuze: zie vb. motorprobleem in auto

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

3 weken 20 weken 2 jaar

Hersenontwikkeling

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Hoe wordt de ontwikkeling van de hersenen gestuurd?

“Nature” theorieën: •  alle informatie die nodig is voor de ontwikkeling van de

hersenen zit in de genen •  ontwikkeling houdt het ontplooien volgens een in de genen

“opgeschreven” voorgeschreven schema •  stoornissen zijn het gevolg van fouten in genetische

programma’s of vertalingen ervan •  Voorbeelden:

•  Chomskys Language acquisition device (kinderen leren syntax onafhankelijk van formele training)

•  Pinkers Language instinct

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Hoe wordt de ontwikkeling van de hersenen gestuurd?

“Nurture” theorieën: •  De hersenen zijn gevormd door de informatie in de wereld

om ons heen en de eisen waaraan de hersenen moeten voldoen –  Veel aspecten van onze omgeving zijn door alle mensen gedeeld:

zichtbare lichtgolflengtes, hoorbare geluidgolflengtes. Het zien, het horen moeten dus aan dezelfde eisen voldoen.

–  Onze omgeving is ook gekenmerkt door regelmatige verbanden: de zwaartekracht

–  De structuren, die deze door alle mensen gedeelde functies mediëren, zijn gevormd in de loop der ontwikkeling onder de invloed van de gedeelde prikkels in de omgeving.

–  Stoornissen zijn het gevolg van inadequate input vanuit de omgeving, b.v. angst voor muizen

•  Voorbeelden: behavioristen K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Hoe wordt de ontwikkeling van de hersenen gestuurd?

Neoconstructivisten: •  onze hersenen zijn gevormd d.m.v. dynamische interacties

tussen onze genen en onze omgeving

•  Genetische stoornis verstoort hersenontwikkeling waardoor de interactie met de omgeving gestoord wordt of gestoorde omgevingsinvloed op de hersenstructuren

genen hersenstructuren

Omgeving, gedrag en info-opname

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

William’s Syndroom Down Syndroom; trisomie 21

Genetische syndromen

Fragiel X Syndroom;

mutatie op X-chromosoom Onbehandelde fenylketonurie of hypotheroïdie

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Van buis tot brein

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Van buis tot brein •  De neurale buis heeft 3 dimensies: lengte, oppervlakte en

dikte. Ontwikkeling houdt differentiatie in langs elk van deze dimensies. –  lengte: verschillende onderdelen vd hersenen bv. hersenschors,

hersenstam, ruggemerg –  oppervlakte: verschillende functionele gebieden –  dikte: verschillende laagjes (I-VI) binnen een gebied

= zeer COMPLEX proces!

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Cytoarchitectonische Kaart

I + II + III: ontvangt informatie van IV (integratiegebieden)

IV: ontvangt informatie van andere gebieden (afferentie)

V + VI: stuurt informatie naar andere hersengebieden (efferentie) K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Van buis tot brein

•  Stoornissen in deze fase: –  Anencefalie (niet sluiten van kop van neurale buis à geen

neocortex à overleven bijna nooit) –  spina bifida (niet sluiten van neurale groeve) –  midline fouten (b.v. gespleten hemeltje, FAS)

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

De levensloop van een neuron

1. proliferatie of neurogenese

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Neuron als communicatie eenheid

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Neuron als chemische fabriek

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Levensloop van neuron: 1. Proliferatie

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

proliferatiezone

Levensloop van neuron: 1. Proliferatie

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

•  begint ± 3 weken na de bevruchting; piek 2 - 4 maanden •  vindt plaats in de proliferatiezone (subventriculaire zone)

•  in totaal 1011 neuronen gemaakt, d.w.z. 500.000 per minuut

•  einde van de 5de maand: bijna alle neuronen zijn aanwezig •  40-50% meer neuronen gemaakt dan terug te vinden in

volwassen brein

Levensloop van neuron: 1. Proliferatie

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

•  stoornissen veroorzaakt door –  genetische factoren: erfelijke, spontane mutaties –  omgevingsfactoren: gifstoffen (vb. alcohol), infecties

•  stoornissen beïnvloeden het aantal neuronen in brein –  te weinig (microcefalie) → onvoldoende verwerkingseenheden –  te veel (macrocefalie) → chaos in communicatie tussen

verwerkingseenheden

--> Verstandelijke beperking

Levensloop van neuron: 1. Proliferatie

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Neurogenese = geprogrammeerde neuronale selectie / dood

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

1.  proliferatie 2. migratie

Levensloop van neuron

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

•  piek periode 3 - 5 maanden •  “inside out” d.w.z. net gegenereerde neuronen die

aan het migreren zijn, moeten over iets oudere neuronen, die al gemigreerd zijn, klimmen

•  tussen 4 – 6 maanden na bevruchting zijn de meeste neuronen aangekomen op de plaats waar ze voor de rest van hun leven zullen blijven

Levensloop van neuron: 2. Migratie – elk neuron op zijn terechte plek

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Levensloop van neuron: 2. Migratie

3-5 maanden

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

•  stoornissen veroorzaakt door –  genetische factoren: erfelijke, spontane mutaties –  omgevingsfactoren: gifstoffen (vb. alcohol), infecties

•  stoornissen hebben als gevolg dat neuronen op de verkeerde plaats terecht komen –  ectopische clusters waardoor bv. ernstige epilepsie –  gebrekkige verbindingen

--> Verstandelijke beperking

Levensloop van neuron: 2. Migratie – elk neuron op zijn terechte plek

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

1.  proliferatie 2.  migratie 3. Differentiatie = bouw van neurononderdelen

Levensloop van neuron

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

2 maanden na bevruchting – kinderjaren:

•  neuronen werken in netwerken •  ze communiceren via verbindingen tussen

uitlopers – Dendrieten (informatie-aanvoer) – Axonen (informatie-uitvoer)

•  uitlopers verschijnen tijdens (axonen) of na (dendrieten) de migratie

Levensloop van neuron: 3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Levensloop van neuron: 3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen

•  al tijdens de migratie beginnen de axonen te groeien •  verbindingen tussen neuronen moeten de basis vormen

voor snel, doelgericht gedrag •  axonen moeten de weg vinden naar de juiste doel-

neuronen –  bij het juiste doelneuron aangekomen, ontwikkelen ze (te veel)

vertakkingen –  bij een ongeschikt doelneuron aangekomen, trekken ze zich terug –  bij te weinig actieve verbindingen, kunnen neuronen sterven

Axonen / kabels:

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Levensloop van neuron: 3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen

De route van het netvlies naar de visuele schors = 2 axonen / kabels

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Axonen / kabels van neuronen in het visuele systeem

Optic chiasma

Optische radiatie

Primaire visuele schors

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Wegwijzers voor axonen

Levensloop van neuron: 3. Differentiatie

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

•  een zeer robuust proces dat tot soortgelijke patronen van verbindingen binnen en tussen laagjes leidt: - axonen / kabels kunnen doelcellen vinden zelfs als de doelcellen verplaatst zijn - axonen / kabels kunnen doelcellen vinden zelfs als de axonen / kabels zelf verplaatst zijn

Axonen / kabels:

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Levensloop van neuron: 3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Dendrieten / voelsprieten: neuronen ontvangen signalen van andere neuronen via

synapsen

om veel synapsen te kunnen aanmaken, moet de oppervlakte van de neuronen groot zijn, dus

als neuronen eenmaal op hun plek zijn, beginnen ze uitlopers

(dendrieten) te ontwikkelen

dendrieten vertakken → dendrieten boom K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Levensloop van neuron: 3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen

Dendrieten / voelsprieten boom

Levensloop van neuron: 3. Differentiatie

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

•  stoornissen veroorzaakt door: –  genetische factoren –  omgevingsfactoren, zoals zuurstofgebrek en infecties (bv. bij

vroege prematuren), gifstoffen, ondervoeding, prenataal traumatisch hersenletsel (vb. stuur in buik van zwangere vrouw)

à Informatie kan niet getransporteerd worden binnen een neuron à grote kans op verstandelijke beperking

Levensloop van neuron: 3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen

•  Zodra een neuron –  op de juiste plek is gekomen (migratie) –  de axon heeft gestuurd naar geschikte neuronen

(differentiatie, stap 1) –  dendrieten heeft ontwikkeld (differentiatie, stap 2)

•  begint het te communiceren met andere neuronen via synapsen

Levensloop van neuron:

4. synapsformatie – koppeling tussen neuronen

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

•  WANNEER? 1 maand na bevruchting – kindertijd Meer specifiek •  op verschillende tijdstippen in verschillende gebieden:

–  ruggemerg: week 5 –  Hersengebieden voor overleving: week 5 tot 2 jaar –  Sensorische informatieverwerkingsgebieden: geboorte tot 2 jaar –  Hoger denken (prefrontale) gebieden: gaat door tot 7 - 8 jaar

•  HOE? met groei en terugsnoei:

–  eerst te veel synapsen, dan –  wegwerken van overvloedige synapsen:

•  inactieve synapsen verdwijnen/sluimeren •  actieve synapsen worden uitgebreid

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Levensloop van neuron:

4. synapsformatie – koppeling tussen neuronen

•  7 – 9 weken: ledematen bewegen – startle, hand naar gezicht, hapbewegingen

•  sommige bewegingen meer “geschikt” – passen beter bij de structuur van gewrichten, spieren

die bewegingen worden steeds vaker uitgevoerd

neuronennetwerken betrokken bij deze bewegingen worden sterker, uitgebreider

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Levensloop van neuron:

4. synapsformatie – koppeling tussen neuronen

Groei: waarom worden er zoveel synapsen gevormd?

–  Als hersenen flexibel à efficiënte reactie op specifieke kenmerken van de omgeving

–  als back-up indien er iets mis gaat met voorafgaande processen

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Levensloop van neuron:

4. synapsformatie – koppeling tussen neuronen

•  stoornissen veroorzaakt door: –  genetische factoren –  omgevingsfactoren, zoals zuurstofgebrek en infecties (bv. bij

vroege prematuren), gifstoffen, ondervoeding, prenataal traumatisch hersenletsel (vb. stuur in buik van zwangere vrouw)

à Informatie kan niet van ene neuron naar andere neuron à geen communicatie tussen neuronen à grote kans op verstandelijke beperking

Levensloop van neuron:

4. synapsformatie – koppeling tussen neuronen

De levensloop van een neuron

1.  proliferatie 2.  migratie 3.  differentiatie 4.  synapsformatie 5. myelinisatie

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

•  WAT? een isolerend laagje vet om de axonen / kabels heen

•  WAAROM? Efficiënter informatietransport –  sneller elektrische impulsen verplaatsen –  vermindert cross-talk tussen axonen / springen van ene kabel naar andere

•  VOLGORDE: –  begin: ruggemerg op ± 20 weken na conceptie –  dan: subcorticale gebieden –  tenslotte: corticale gebieden:

•  primaire sensorische en motorische gebieden •  associatiegebieden •  frontale schors (tot ± 20 jaar)

•  Stoornissen beïnvloeden communicatie tussen neuronen/netwerken: –  Multiple sclerosis –  Witte stofschade na te vroeg geboorte

Levensloop van neuron: 5. myelinisatie – isolatie van kabels

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Myeline / isolatie

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

•  stoornissen veroorzaakt door: –  genetische factoren –  omgevingsfactoren, zoals zuurstofgebrek en infecties (bv. bij

vroege prematuren), gifstoffen, ondervoeding, prenataal traumatisch hersenletsel (vb. stuur in buik van zwangere vrouw)

à Informatietransport valt stil binnen een neuron à grote kans op verstandelijke beperking

Levensloop van neuron: 5. myelinisatie – isolatie van kabels

Lenroot & Giedd, 2006

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Prenatale vs. postnatale ontwikkeling

Basisarchitectuur van hersenen

Gedrag Omgevings- ervaring

Pre- en postnataal

Prenataal

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Pre- en postnataal

Genen

Prenataal

Pre- vs. postnatale ontwikkeling

K. Van Braeckel, Neuropsyconsult

Gestoorde prenatale ontwikkeling

Alle / vele hersendelen zijn minder efficiënt. Onze wereld is ingericht voor mensen met normale hersenontwikkeling.

Benader mensen met licht verstandelijke beperking niet vanuit uw wereld, want die hoeveelheid en vereiste snelheid van informatie kunnen zij niet verwerken.

Problemen van mensen met licht verstandelijke beperking zijn moeilijk te behandelen, want behandelen in oorspronkelijke betekenis houdt in ‘integratie in een wereld die te complex is voor u’…

PLEIDOOI: balans tussen aanpassing door persoon met verstandelijke beperking aan omgeving EN aanpassing door omgeving / samenleving aan persoon met verstandelijke beperking Vb.: ASS à kijkgedrag aanpassen