PDF van de presentatie

What’s up in a dog’s brain?
Faculty of Veterinary Medicine
Kathelijne Peremans
Faculteit Diergeneeskunde
Ugent
1
Man’s best Friend!
Faculty of Veterinary Medicine
In social (>20 000 years) and research surroundings
2
Gedragsstoornissen
Faculty of Veterinary Medicine
IMPULSIEF GEDRAG
ANGST
COMPULSIEF GEDRAG
JALOEZIE
4
Minds are what brains do.. (M.Minsky)
Faculty of Veterinary Medicine
Gedrag
Hersenfunctie
Neuron
Neurotransmitter/endocrine systemen
Electrische geleiding
Chemische geleiding
Normaal gedrag: functioneel (doel gericht), adaptief
(aangepast aan situatie) en productief (positief resultaat)
4
Elektrische geleiding
Faculty of Veterinary Medicine
Communicatie tussen neuronen
5
stimulatie
vesicle
transporter
Faculty of Veterinary Medicine
serotonine
Serotonine
receptor: 2A!
6
Faculty of Veterinary Medicine
7
De hersenschors = functionele
units
Faculty of Veterinary Medicine
Mens
1.  Frontale cortex
-  Controle gedragingen
-  Besluitvorming en planning
acties
2.  Parietale cortex (where)
-  Orientatie
3.  Occipitale cortex
-  Bewust zicht
4.  Temporale cortex (what)
-  Identificatie (bv
gezichtsherkenning)
-  Geheugen (hippocampus)
5.  Cerebellum
Hond
8
De primitieve hersenen
Faculty of Veterinary Medicine
= Behoud van het individu
-  Primitieve fight, flight reacties
-  Ervaring uit voorgaande situaties
-  Gevoelens (boosheid, angst, ..)
-  Schakelcentra naar cortex
Haai
Signalen uit omgeving
Mens
9
Regeling en beheersing gedrag
Faculty of Veterinary Medicine
Subcorticale
structuren
Frontale
cortex
Gevoelsmatige
primitieve “drift”
Modulerend
Reflecterend
Signalen uit omgeving
10
Evolutie van de Frontale Cortex
Faculty of Veterinary Medicine
4%
7%
Gedragsbeheersing
21%
32
SPECT beeldvorming van
het brein
SPECT Beeldvorming
Faculty of Veterinary Medicine
Wat?
§  Onderzoek van het functionerend brein
Evaluatie van de activiteit van de zenuwcel (neuron) in
rust en bij activatie (opdrachten) - electrische informatie
overdracht
►  Onderzoek van neurotransmitter systemen – chemische
informatie overdracht
► 
Waarom?
§  Diagnostiek gedragsstoornissen
§  Mogelijkheid behandeling met medicatie?
§  Evaluatie resultaat van behandeling
(gedragstherapie, psychofarmaca)
13
Faculty of Veterinary Medicine
RADIOPHARMACEUTICUM
TRACER
RADIONUCLIDE
TARGET
+
14
Minds are what brains do.. (M.Minsky)
Faculty of Veterinary Medicine
Gedrag
functioneel (doelgericht), adaptief
(aangepast aan situatie) en productief
(positief resultaat)
Hersenfunctie
Neuron
Neurotransmitter systemen
Target 1 = electrisch circuit
15
Faculty of Veterinary Medicine
16
De activiteit van het neuron
Faculty of Veterinary Medicine
17
De activiteit van het neuron
Faculty of Veterinary Medicine
Frontal lobe
§  Afhankelijk van hersenfunctie/activiteit gaat er meer of
minder radioactieve stof worden opgenomen
§  De activiteit in de verschillende hersendelen van een patient
wordt vergeleken met de waarden gevonden bij normaal
functionerende honden
18
Minds are what brains do.. (M.Minsky)
Faculty of Veterinary Medicine
Gedrag
functioneel (doelgericht), adaptief
(aangepast aan situatie) en productief
(positief resultaat)
Hersenfunctie
Neuron
Neurotransmitter systemen
Target 2 = chemie
19
“Fine Tuning” neurotransmitters
Faculty of Veterinary Medicine
Noradrenaline
Temperament
Serotonine
Dopamine
20
Serotonerge systeem
Faculty of Veterinary Medicine
*Sleutelrol in de ontwikkeling van het brein
*Sleutelrol in regulatie gedrag bij mens en
dier (rat, zilvervos, aap, hond, hagedis,
kreeft, vis, spin enz)
*Domesticatie (zilvervos)
*Gedrag in « waiting dimension » (wachtfase)
= nadenken voor actie (bezint eer ge
begint)
21
Faculty of Veterinary Medicine
“Risk taking Behaviour” = impulsiviteit (geen reflectie
22
over gevolgen).
Faculty of Veterinary Medicine
107
Faculty of Veterinary Medicine
5-HT2A regelt de
remmende rol van de
frontale cortex op de
subcorticale
structuren (amygdala)
(review: Aznar and Klein, 2013)
24
Kwantificatie van de serotonine-2A
receptor
Faculty of Veterinary Medicine
25
Gevonden waarden worden vergeleken met die van normale honden
SPECT beeldvorming
Faculty of Veterinary Medicine
95
SPECT beeldvorming van
het brein in ontwikkeling
27
Neuronale ontwikkeling
Faculty of Veterinary Medicine
§  Vermeerdering van de vertakkingen = uitbreiding
van de bedrading = verhoging communicatie
mogelijkheden tussen hersenregios
31
+ neurotransmitters: serotonine!!!!
Opgroeiende hond: neuronale
ontwikkeling
100
Faculty of Veterinary Medicine
98
96
94
Lambik
92
April
90
88
86
84
4m
5m
6m
7m
8m
9m
10m 11m 12m
Activiteit frontale cortex
Mens:
18j
>18j
Neurotransmitters en Receptoren
Faculty of Veterinary Medicine
§  Hoeveelheid neurotransmitter
§  Aantal en werking receptoren/transporters
30
Opgroeiende hond: 5-HT2A
receptor ontwikkeling
Faculty of Veterinary Medicine
5-HT2A densiteit frontale cortex
350
Bij de mens speelt het
serotonerge systeem in
het algemeen en de 5HT2A receptor in
bijzonder een grote rol
in de menstruele cyclus
en meer bepaald bij het
PMS
300
250
200
Lambik
150
April
100
50
0
3m
4m
5m
6m
7m
8m
9m 10m 11m 12m
117
Nurture and Nature
Faculty of Veterinary Medicine
§  Hersenfunctie kan
gestoord geraken
► Door
een erfelijke
voorbestemming
► Door opvoeding
en/of omgeving
► Combinatie van
beiden!
36
Dopy
Faculty of Veterinary Medicine
§  1.5 j, M, CV
§  Achtergelaten in bos met
§ 
§ 
§ 
§ 
§ 
nestgenoten
Enige overlever van het
nest
Verminderd leervermogen
Paniek aanvallen
Coordinatie stoornissen
Centrale blindheid
33
SPECT van het
verouderend brein
Verminderde neuronale actviteit
Faculty of Veterinary Medicine
§  Minder bedrading
§  Minder contacten
§  Minder/gebrekkige
signaal overdracht
tussen regio’s
35
Faculty of Veterinary Medicine
Verandering in bewustzijn en
affectie
Veranderde interpretatie van
externe stimuli
(verlatingsangst bij oudere
dieren)
118
Verouderend honden- en mensen
brein: neuronale functie
Faculty of Veterinary Medicine
Verminderde activiteit
in frontale en temporale
cortex
115
Peremans et al, 2002, Progr Neuropsychopharm & Mol Biol
Verouderend honden- en mensen
brein: 5-HT2A receptor aantal
Faculty of Veterinary Medicine
Verminderend
aantal
5-HT2A
receptoren
116
Peremans et al, 2001
Faculty of Veterinary Medicine
The striking similarities between species
39
Agressie in beeld?
Faculty of Veterinary Medicine
§  Normale agressie = overlevingsstrategie
► Geen
afwijkend brein!
§  Abnormale agressie
► Impulsieve
agressie (gedragscontrole
stoornissen)
► Angst stoornissen
40
Gedragscontrole
stoornis: het brein van de
impulsieve agressieve
hond
41
Definitie impulsiviteit
Faculty of Veterinary Medicine
§  Snelle actie zonder reflectie, zonder
planning
§  Gedrag wordt gesteld zelfs al heeft het
verleden de nadelen aangetoond
(verminderd leervermogen!!)
§  ≠ Reactief vermogen, cfr border collies =
functioneel, adaptief en productief!
Lage serotonerge activiteit leidt tot risico
gedrag, impulsieve/escalerende agressie
42
(weinig beinvloed door sociale cues)
Impulsieve agressie
Faculty of Veterinary Medicine
Erge agressie:
Out-of-context
Buiten proportie
Onvoorspelbare triggers
Geen verwittigingssignalen
(slokkerige eters, slecht
leervermogen)
19 honden, 15 reus, 4 teven
Peremans et al, 2004, Eur J Nuc Med & Mol Im
43
5-HT2A receptor resultaten
Faculty of Veterinary Medicine
Duidelijke stijging van het aantal receptoren
(compensatie tekort serotonine of overactiviteit receptor)
No
Peremans et al, 2004, Eur J Nuc Med & Mol Im
IA
44
Impulsief agressieve personen
(intermittent explosive disorder)
Faculty of Veterinary Medicine
5-HT2A scan
IA
No
Rosell et al, 2010
45
Striking similarities between
species
Faculty of Veterinary Medicine
46
Het brein van honden met
een angstafwijking
47
Definitie pathologische angst
Faculty of Veterinary Medicine
§  Normale angst = reactie ter overleving
§  Abnormale angst
► Te
hevig tov stimulus (paniek, fobie,
sociale angst)
► Te lang aanhoudend tov stimulus (post
traumatic stress syndrome/shell shock)
48
Faculty of Veterinary Medicine
§  Meer dan 5 percent van de ongeveer 650
militaire honden, actief werkzaam bij het US
leger, ontwikkelen PTSD
49
Beeldvorming bij honden met
angst stoornis
Faculty of Veterinary Medicine
Pathologische angst..
Opgewekt door onschuldige
prikkels met een intensiteit en
frequentie van voorkomen dat
weerslag heeft op levenskwaliteit
en relatie met eigenaars. Sommige
honden vertonen bijtgedrag
16 honden, 14 reus, 2 teven
Vermeire et al, 2009, J Nuc Med
Vermeire et al, 2009, Brain Im & Behaviour
50
Faculty of Veterinary Medicine
Symptomen
51
SPECT beeldvorming bij canine
angststoornissen
Faculty of Veterinary Medicine
Primitieve
hersenen
Frontale
cortex
Modulerend
Reflecterend
Frontale cortex
(verminderde controle)
Functionele stoornissen
primitieve hersenen
(angstgevoel uitvergroot
en input vroegere
ervaringen versterkt,
sterke cortico release met
typische angstsymptomen
als gevolg)
52
Signalen uit omgeving met potentieel bedreigend karakter
5-HT2A Beeldvorming
agressief gedrag
Faculty of Veterinary Medicine
Aggressie
Impulse controle afwijkingen
healthy subjects
Aggressie
Angstafwijkingen
Vermeire et al, Research in Veterinary Science, 2012
Er is geen typisch
“hersen” beeld van
agressie!
Angststoornissen
Faculty of Veterinary Medicine
Gelijkaardige hersenregios zijn aangetast bij
humane patienten met angsstoornissen
Zowel bij mens als hond is het serotonerge
systeem betrokken bij angststoornissen
54
Faculty of Veterinary Medicine
55
Het compulsieve brein
56
Faculty of Veterinary Medicine
57
Humane OCD
Faculty of Veterinary Medicine
1.  Obsessies
4. Tijdelijke
2. Angst
opluchting
3. Compulsies
(rituelen)
155
C(O)CD Hond
Faculty of Veterinary Medicine
1.  Obsessies
4. Tijdelijke
2. Angst: ??
opluchting
3. Compulsies
59
OCD vs CCD
Faculty of Veterinary Medicine
§  OCD bij de mens
►  Serotonerge
en dopaminerge dysfunctie
►  Gestoorde frontale cortex functie (obsessies)
§  C(O)CD bij de hond?
►  Serotonerge
en dopaminerge dysfunctie
►  Normale frontale cortex functie (geen
obsessies?)
60
Striking similarities between
species
Faculty of Veterinary Medicine
61
Band mens-hond
Heeft de mens van de wolf de hond
gemaakt?
Faculty of Veterinary Medicine
(Epi)genetische veranderingen in de loop
van de domesticatie?
63
Unieke interspecies band
Faculty of Veterinary Medicine
§  De hond kijkt de mens recht in de ogen, staat open voor
menselijke signalen (verbaal en non verbaal), en tracht
hieruit de boodschap te ontcijferen
64
Faculty of Veterinary Medicine
65
fMRI geur studie
Faculty of Veterinary Medicine
►  5
verschillende geuren aangeboden (de hond
zelf, de baas, een vreemd persoon, een
bekende hond, een vreemde hond)
►  Bij alle geuren activatie van bulbus olfactorius
►  Bij de geur van baas: activatie van dat deel van
de hersenen dat belangrijk is bij beloningen en
het scheppen van plezier (basale ggl)
SAB gedragstest: zekerheid van het
dier tov omgeving
Faculty of Veterinary Medicine
Score houding
Angst score
Met baas
Zonder baas
Test onderdeel
67
Faculty of Veterinary Medicine
68
AngstVoor
bijter: voor
training
Na training in aanwezigheid eigenaar
en na
gedragstherapie
Vragen?
Faculty of Veterinary Medicine
69