Samenvatting. Introductie. Werkgeheugen en selectieve aandacht

Transcriptie

1 Samenvatting Introductie Het doel van dit proefschrift was om te onderzoeken of en hoe gebreken in de informatieverwerking in verband kunnen worden gebracht met de ontwikkelingsstoornissen PDD-NOS (pervasive developmental disorder not otherwise specified) en ADHD (attention deficit/hyperactivity disorder). PDD-NOS is een aan autisme verwante stoornis die valt onder de pervasieve ontwikkelingsstoornissen (PDD s) beschreven in het diagnostisch handboek voor psychische stoornissen, de DSM-IV/TR (American Psychiatric Association, 2000). Kinderen met PDD-NOS worden gekenmerkt door beperkingen in de wederkerige sociale interactie, in de verbale en nonverbale communicatie en de aanwezigheid van stereotype gedrag, interesses en activiteiten. Kinderen met de diagnose ADHD vertonen concentratieproblemen, impulsiviteit en overbeweeglijkheid. Hoewel PDD- NOS en ADHD als twee afzonderlijke syndromen worden beschreven in de DSM-IV, blijkt het in de klinische praktijk vaak lastig om duidelijk onderscheid te maken tussen deze twee ontwikkelingsstoornissen. Werkgeheugen en selectieve aandacht In hoofdstuk 1 worden de constructen werkgeheugen en selectieve aandacht gepresenteerd als twee belangrijke onderdelen van de menselijke informatieverwerking. Het werkgeheugen wordt beschreven als een systeem met een beperkte capaciteit dat kan worden onderverdeeld in een deel voor de opslag van informatie en een deel voor de uitvoering van bewerkingen op deze informatie. Het afstemmen op steeds weer veranderende sociale situaties vraagt om een snelle verwerking en integratie van verschillende soorten informatie en wordt daarmee verondersteld een sterk beroep te doen op het werkgeheugen. De problemen die kinderen met PDD-NOS onder andere laten zien in de sociale interactie, hebben

2 Samenvatting daarom geleid tot de hypothese van een tekort in de werkgeheugenfunctie bij deze kinderen. Selectieve aandacht wordt beschreven als het vermogen van het informatieverwerkingssysteem om bepaalde (relevante) informatie te selecteren voor verdere verwerking en om irrelevante informatie te negeren. De verhoogde afleidbaarheid en problemen met het negeren van irrelevante informatie, wat verondersteld wordt vooral kenmerkend te zijn voor kinderen met ADHD, kunnen wijzen op een tekort in de selectieve aandachtsfunctie bij deze kinderen. Directe groepsvergelijkingen In het verleden zijn bij de hierboven beschreven patiëntgroepen verschillende studies uitgevoerd naar elk van beide vermogens afzonderlijk. Hierbij werden steeds groepsvergelijkingen uitgevoerd tussen een groep controlekinderen enerzijds en een groep kinderen met PDD-NOS dan wel ADHD anderzijds. De resultaten van deze onderzoeken, waarin dus geen directe groepsvergelijkingen plaatsvonden tussen de twee patiëntgroepen, zijn echter niet eensluidend. Studies waarin beide groepen wel werden vergeleken binnen één enkel experimenteel paradigma zijn schaars en de resultaten hiervan zijn evenmin eensluidend. In de patiëntstudies die staan beschreven in dit proefschrift zijn daarom directe vergelijkingen gemaakt tussen groepen kinderen met de diagnose PDD-NOS, kinderen met de diagnose ADHD, kinderen met kenmerken van beide ontwikkelingsstoornissen ( PDD/HD groep) en een groep gezonde controlekinderen. Taakparadigma s In het merendeel van eerder gerapporteerde studies naar informatieverwerking in kinderen met bovengenoemde ontwikkelingsstoornissen is gebruik gemaakt van taken die tegelijkertijd een beroep deden op verschillende mentale operaties. Hierdoor is het bij een achterblijvende taakprestatie niet goed te herleiden welke stap binnen het gehele informatieverwerkingsproces de bottleneck vormt. Om meer zicht te krijgen op bepaalde onderdelen in dit proces, de selectieve aandachts- en werkgeheugenfunctie, is in dit proefschrift gebruik gemaakt van reactietijdparadigma s. Een dergelijk paradigma vormt een meer verfijnde manier om het cognitieve functioneren in kaart te brengen door de taakeisen zodanig te manipuleren dat in bepaalde condities een extra beroep wordt gedaan op specifieke 158

3 onderdelen in het informatieverwerkingsproces. De effecten van zulke taakmanipulaties komen vervolgens tot uiting in meetbare veranderingen in reactietijden en/of in eventuele fouten die worden gemaakt. Op deze wijze verschaft een dergelijk reactietijdparadigma inzicht in de verschillende cognitieve processen die door de taakeisen worden opgeroepen. Psychofysiologische maten Het gebruik van reactietijdparadigma s in combinatie met psychofysiologische maten maakte het mogelijk om meer geïsoleerde informatieverwerkingsprocessen te bestuderen. Gedurende de taakuitvoering werden een aantal psychofysiologische metingen verricht. Zo werd het elektro-encefalogram (EEG) geregistreerd waaruit na afloop stimulusgebonden potentialen (event-related potentials: ERP s) en stimulusgebonden (de-)synchronisatie (event-related (de-)synchronization: ERD/ERS) van alfa- en theta-activiteit werden berekend. De toegevoegde waarde van ERP s ten opzichte van reactietijden en foutenregistratie bestaat er uit dat hiermee verschillende stadia van de informatieverwerking in beeld kunnen worden gebracht die plaatsvinden vóórdat een waarneembare gedragsrespons wordt gegeven. Het gaat hier om bijvoorbeeld stimulusselectie- en evaluatieprocessen die worden weerspiegeld in een aantal positieve en negatieve pieken (componenten) in het ERP. Componenten die in dit proefschrift staan beschreven en die doorgaans gerelateerd worden aan vroege selectieprocessen zijn de selectie-negativiteit (SN), de frontaal gemeten selectiepositiviteit (FSP) en/of een iets later optredende centraal gemeten negativiteit, de N2b. Later optredende componenten die in verband worden gebracht met werkgeheugenprocessen zijn een robuuste parietale positiviteit, de P3, en de centraal gemeten SRN ( search-related negativity ). Deze laatste component wordt in verband gebracht met de uitvoering van een zoeken vergelijkingsproces in het werkgeheugen. ERP s worden over het algemeen gekenmerkt door een zeer hoge tijdsresolutie. In tegenstelling tot ERP s, welke een zeer hoge tijdsresolutie kennen en waarin dus zeer snelle veranderingen in polariteit te zien zijn, laat alfa en theta ERD/ERS langzamere veranderingen in het frequentiespectrum zien. Synchronisatie en desynchronisatie van alfa- en theta-activiteit worden verondersteld samen te hangen 159

4 Samenvatting met langer durende mentale processen die meer aan toestandsvariaties zijn gerelateerd. Uit de literatuur komen aanwijzingen naar voren dat theta ERD/ERS gevoelig zou zijn voor werkgeheugenprocessen. Alfa ERD/ERS, daarentegen, wordt veelal in verband gebracht met meer algemene aandachtsprocessen, hetgeen een verband met het alertheidsniveau suggereert. Deze alertheid zou dan weer een sterke invloed hebben op onze selectiviteit. Tenslotte werden in de studie die staat beschreven in hoofdstuk 2, behalve EEG-metingen, ook hartslagmetingen verricht. De hartslagvariabiliteit (HRV) die hieruit werd afgeleid kan worden gezien als een weerspiegeling van de autonome responsiviteit in reactie op de taak. Het onderzoek dat in dit proefschrift staat beschreven is uniek in die zin dat er voor het eerst een vergelijking is gemaakt tussen drie groepen kinderen met de hierboven beschreven psychopathologie en een groep gezonde controlekinderen waarbij gebruik werd gemaakt van een taakparadigma waarin selectieve aandachts- en werkgeheugenprocessen tegelijkertijd konden worden bestudeerd terwijl psychofysiologische reacties werden gegenereerd. Uitkomsten van de studies Onderzoek bij gezonde controlekinderen Voordat een begin werd gemaakt met vergelijkingen tussen patiëntgroepen, zijn er twee experimenten uitgevoerd met groepen gezonde controlekinderen. De resultaten van deze studies staan beschreven in hoofdstuk 2 en 3. In de studie in hoofdstuk 2 is gebruik gemaakt van een visuospatiële, selectieve aandachtstaak waarin een centraal gepresenteerde stimulus aangaf of de aandacht links of rechts van het fixatiepunt op het computerbeeldscherm moest worden gericht. Wanneer de target stimulus op de aangeduide positie verscheen werd een reactie verwacht. Het doel van deze studie was om te onderzoeken of de manipulatie van selectieve aandacht differentiële effecten zou laten zien bij twee groepen gezonde kinderen die als introvert of als extravert waren beoordeeld. De belangrijkste uitkomsten waren dat de extraverte kinderen minder false alarms maakten in reactie op irrelevante stimuli en een grotere, aan selectieve aandacht gerelateerde, N2b lieten zien. Daarnaast vertoonden zij een grotere autonome responsiviteit in reactie op de taakeisen zoals 160

5 gemeten door grotere rust-taak verschillen in hartslagvariabiliteit in de lage en midden- frequentiebanden. De bevinding dat, binnen een gezonde controlegroep, individuele verschillen in temperament werden weerspiegeld in differentiële aandachtseffecten op psychofysiologische maten was, met het oog op de volgende studies, het belangrijkst. De taak uit deze studie bleek echter niet geschikt voor afname bij kinderen met ADHD. Tijdens een pilot-studie bij patiënten bleek namelijk dat deze kinderen te veel oogbewegingen maakten, resulterend in verstoringen van het EEG-signaal. Het doel van de studie in hoofdstuk 3 was daarom om bruikbare, taakgerelateerde EEG maten te bepalen met behulp van een taakparadigma dat geschikt was om kinderen met een ontwikkelingsstoornis te onderzoeken. Er werd nu gekozen voor een visuele, selectieve geheugenzoektaak waarbij geen spatiële aandachtsverplaatsing werd gevraagd. Met deze taak konden de effecten van selectieve aandacht en werkgeheugenbelasting op zowel ERP s als ERD/ERS worden onderzocht. De opdracht was om bij elke stimulusaanbieding één of drie medeklinkers, gepresenteerd in een bepaalde kleur, in het geheugen op te slaan. Vervolgens verscheen een search set bestaande uit vier medeklinkers in dezelfde (relevante) of andere (irrelevante) kleur. Aan de kinderen werd gevraagd om te reageren door op een knop te drukken indien de juiste ( target ) letter in de juiste ( relevante ) kleur in deze search set voorkwam. De manipulatie van selectieve aandacht bestond uit het al dan niet in een relevante kleur presenteren van letters waarop de kinderen moesten reageren. Het werkgeheugen werd verschillend belast door de kinderen één letter of drie verschillende letters te laten onthouden en vervolgens hiernaar te laten zoeken in de search set. De resultaten van dit onderzoek lieten een effect van geheugenbelasting zien op de ERP-component die was gerelateerd aan het opslaan van informatie in de buffer van het werkgeheugen. De manipulatie van selectieve aandacht werd weerspiegeld door een vroege, aandachtsgerelateerde frontale positiviteit en een iets later optredende relevantie-gerelateerde fronto-centrale negativiteit. Deze componenten werden verondersteld vergelijkbaar te zijn met de FSP en de N2b die doorgaans gezien worden in volwassenen. Verder werd het seriële zoekproces, uitgevoerd in het werkgeheugen, weerspiegeld door een centraal gemeten negativiteit (SRN). Deze SRN was alleen zichtbaar in reactie op de relevante search 161

6 Samenvatting set en afhankelijk van de geheugenbelasting. Het effect van geheugenbelasting was ook zichtbaar in de onderdrukking van een latere parietale positiviteit, de zogenaamde P3 amplitude. Wat ERD/ERS betreft leidde elke taakmanipulatie tot een significant effect op theta ERS gedurende het zoekproces. Hierbij riep de moeilijkste conditie, waarin een uitputtende vergelijking moest worden uitgevoerd van alle te onthouden letters met de aangeboden letters in de display set (relevante nontargets met de hoogste geheugenload), de meeste theta-synchronisatie op. Een toename van de belasting van het werkgeheugen leidde bij deze groep gezonde controlekinderen dus tot een toename in theta-synchronisatie. Voor het alfa ritme werd een significante desynchronisatie gevonden in reactie op het opslaan van informatie in het werkgeheugen. Hierbij ontstond meer desynchronisatie naarmate meer informatie moest worden opgeslagen. Gedurende het zoekproces in het werkgeheugen ontstond nog meer alfa-desynchronisatie. Hier was het zo dat de stimuli waaraan de meeste aandacht werd besteed (de relevante targets), de meeste desynchronisatie opriepen. Alfa ERD leek dus gerelateerd aan het proces van aandachtsbesteding. Al met al leverden de analyses van ERP s en van alfa-theta ERD/ERS in deze studie bij controlekinderen betrouwbare EEG-maten op waarmee mogelijke groepsverschillen tussen klinische groepen en een controlegroep konden worden bestudeerd. Groepsvergelijkingen In hoofdstuk 4 worden dergelijke groepsvergelijkingen beschreven ten aanzien van ERP s en van prestatiematen (reactietijden en fouten). Er vonden vergelijkingen plaats tussen een groep gezonde controlekinderen, een groep kinderen met ADHD, een groep met PDD-NOS en een groep kinderen met kenmerken die typerend waren voor beide stoornissen ( PDD/HD ). De verwachting was dat selectieveaandachtsproblemen naar voren zouden komen in een groter aantal false alarms op stimuli die de kinderen geacht werden te negeren, de irrelevante stimuli. Verder zouden de selectieve-aandachtsproblemen weerspiegeld worden in kleinere, of later optredende selectiecomponenten in het ERP. Een minder goed functionerend werkgeheugen zou weerspiegeld worden door een onevenredig grotere toename in de reactietijd en in het aantal fouten bij een grotere belasting van het werkgeheugen. 162

7 In de ERPs zou dit naar voren komen in juist kleinere effecten van geheugenbelasting op de P3 en de SRN. De resultaten lieten een verhoogde impulsiviteit zien in beide hyperactieve groepen. Deze kinderen maakten namelijk op nontargets (letters die niet behoorden tot de te onthouden letters) binnen de relevante categorie meer false alarms dan de kinderen in de controlegroep en de PDD-NOS groep. Als groep maakten deze kinderen niet significant meer false alarms in reactie op irrelevante stimuli dan de andere kinderen, maar er werd binnen de ADHD groep wel een positieve correlatie gevonden tussen het aantal false alarms op irrelevante stimuli en hyperactief/impulsief gedrag zoals was gemeten met vragenlijsten. Dit verband ondersteunt de veronderstelling dat een verhoogde afleidbaarheid samengaat met meer ADHD kenmerken. Ten aanzien van het werkgeheugen wijzen enkele bevindingen op een minder efficiënt gebruik van de werkgeheugencapaciteit in de klinische groepen vergeleken met de gezonde controlegroep. Zo misten alle patiëntgroepen meer targetstimuli dan de controlegroep. Het percentage missers bij de patiëntgroepen nam echter, ten opzichte van de controlegroep, niet in onevenredig grotere mate toe bij een verhoogde geheugenbelasting. Daarom werd deze bevinding verondersteld eerder te wijzen op een stoornis in de verdeling van verwerkingscapaciteit over informatieverwerkings-processen dan op een tekort in werkgeheugencapaciteit. In de ERP s bestonden significante verschillen tussen de controlegroep en de patiëntgroepen ten aanzien van de component die werd verondersteld een weerspiegeling te zijn van het geheugenzoekproces. Terwijl deze aan het werkgeheugen gerelateerde SRN bij de controlekinderen alleen duidelijk zichtbaar was in reactie op de sets van relevante stimuli, lieten de patiëntgroepen andere patronen zien. Bij de groepen met PDD-kenmerken was geen enkel effect van geheugenbelasting zichtbaar, wat zou kunnen wijzen op problemen in het gebruik van de werkgeheugencapaciteit. De ADHD groep, daarentegen, liet in zowel de relevante als de irrelevante categorie een klein effect van geheugenbelasting zien. Deze effecten waren weliswaar niet significant, maar gingen gepaard met hoge effectgrootten. De resultaten van deze studie legden dus geen statistisch significante groepsverschillen bloot tussen kinderen met ADHD-gerelateerde problemen en kinderen met PDD-kenmerken welke zouden kunnen duiden op verschillen in de 163

8 Samenvatting selectieve aandachtsfunctie of de werkgeheugenfunctie tussen kinderen gediagnosticeerd met ADHD en PDD-NOS. Maar, zoals hierboven staat beschreven, er was wel een trend tot significantie zichtbaar ten aanzien van de werkgeheugengerelateerde SRN. De patiëntgroepen lieten, ten opzichte van de controlegroep en elk afzonderlijk, verschillende ERP-patronen zien in reactie op de taakmanipulaties welke passen bij de eerder gestelde hypothese ten aanzien van werkgeheugenproblemen bij kinderen met PDD-kenmerken enerzijds en selectieve aandachtsproblemen bij kinderen met ADHD anderzijds. Het doel van de studie in hoofdstuk 5 was om te onderzoeken of, ten opzichte van de voorgaande ERP-studie, de methode van ERD/ERS aanvullende informatie kon verschaffen bij het identificeren van mogelijke verschillen ten aanzien van tekorten in selectieve aandacht en werkgeheugen. De resultaten laten wel duidelijke effecten van de taakmanipulaties van selectieve aandacht en werkgeheugenbelasting zien in alfa en theta ERD/ERS, maar de statistische analyses leverden geen significante groepsverschillen op. Er kon naar aanleiding van deze studie dus niet geconcludeerd worden dat er verschillen waren in informatieverwerking tussen de controlegroep en de patiëntgroepen of tussen de patiëntgroepen onderling. Tenslotte In hoofdstuk 6 is een korte samenvatting gegeven van de belangrijkste resultaten. Het gebruikte taakparadigma leverde bruikbare gedrags- en psychofysiologische maten om selectieve-aandachts- en werkgeheugensprocessen bij kinderen met ontwikkelingsproblematiek te bestuderen. Hoewel een werkgeheugengerelateerde ERP-component, de SRN, wel enige gevoeligheid liet zien met betrekking tot de beschreven psychopathologie, bleek het niet mogelijk om statistisch significante groepsverschillen bloot te leggen tussen de klinische groepen onderling. Het is echter te vroeg om op basis van de afwezigheid van dergelijke verschillen te concluderen dat deze verschillen inderdaad niet bestaan. Het kan zijn dat de taakeisen niet hoog genoeg waren of dat factoren die betrekking hadden op de proefpersoongroepen mogelijke significante bevindingen hebben verbloemd. Minstens zo belangrijk is de vermelding van het groeiende aantal studies waarin overlap in symptomatologie wordt aangetoond tussen ADHD en ASD. Daarnaast 164

9 komt er steeds meer wetenschappelijke evidentie voor overlappende genetische invloeden op autistiforme en ADHD-kenmerken. De resultaten uit dit onderzoek zijn in lijn met dergelijke bevindingen in die zin dat er geen grote verschillen waren aan te tonen ten aanzien van de onderzochte informatieverwerkingsprocessen bij kinderen met ADHD en PDD-NOS. In de klinische praktijk hoeven de ontwikkelingsstoornissen ADHD en PDD-NOS dus niet volledig onafhankelijk van elkaar voor te komen. Dit vraagt om een brede aandachtsfocus in het diagnostisch proces en een individueel georiënteerde behandeling waarbij rekening wordt gehouden met individuele variaties. Referenties American Psychiatric Association. Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fourth Edition Text Revision (DSM-IV-TR ). Washington DC:

10