Hersenontwikkeling bij mensen met een licht

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
Hersenontwikkeling
3 weken
20 weken
2 jaar
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
genen
hersenstruct
uren
Omgeving, gedrag
en info-opname
•  Genetische stoornis verstoort hersenontwikkeling waardoor
de interactie met de omgeving gestoord wordt of gestoorde
omgevingsinvloed op de hersenstructuren
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Genetische syndromen
William s Syndroom
Down Syndroom; trisomie 21
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
Levensloop van neuron:
1. Proliferatie
proliferatiezone
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
1. Proliferatie
•  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
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
1. Proliferatie
•  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
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Neurogenese = geprogrammeerde neuronale
selectie / dood
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron
1.  proliferatie
2. migratie
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
2. Migratie – elk neuron op zijn terechte plek
•  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
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
2. Migratie
3-5
maanden
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
2. Migratie – elk neuron op zijn terechte plek
•  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
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron
1.  proliferatie
2.  migratie
3. Differentiatie = bouw van neurononderdelen
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen
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
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen
Axonen / kabels:
•  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 doelneuronen
–  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
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
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
Levensloop van neuron:
3. Differentiatie
Wegwijzers voor axonen
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen
Axonen / kabels:
•  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
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen
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
Dendrieten / voelsprieten boom
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
3. Differentiatie – bouw van neurononderdelen
•  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:
4. synapsformatie – koppeling tussen neuronen
•  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
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
4. synapsformatie – koppeling tussen neuronen
•  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
De levensloop van een neuron
1.  proliferatie
2.  migratie
3.  differentiatie
4.  synapsformatie
5. myelinisatie
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
5. myelinisatie – isolatie van kabels
•  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
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
–  Witte stofschade na te vroeg geboorte
Myeline / isolatie
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Levensloop van neuron:
5. myelinisatie – isolatie van kabels
•  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
Lenroot & Giedd, 2006
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Prenatale vs. postnatale ontwikkeling
Prenataal
Genen
Prenataal
Basisarchitectuur
van hersenen
Pre- en postnataal
Omgevingservaring
Pre- en postnataal
Gedrag
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Pre- vs. postnatale ontwikkeling
K. Van Braeckel, Neuropsyconsult
Gestoorde prenatale ontwikkeling
Onze wereld is ingericht voor mensen met
normale hersenontwikkeling.
Alle / vele hersendelen zijn minder efficiënt.
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’…
Vb.: ASS à kijkgedrag aanpassen
PLEIDOOI: balans tussen aanpassing door
persoon met verstandelijke beperking aan
omgeving EN aanpassing door omgeving /
samenleving aan persoon met verstandelijke
beperking