Hersenontwikkeling bij mensen met een licht verstandelijke beperking. Koen Van Braeckel

Transcriptie

1 Hersenontwikkeling bij mensen met een licht verstandelijke beperking Koen Van Braeckel

2 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

3

4 Hersenontwikkeling 3 weken 20 weken 2 jaar

5

6 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

7 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

8 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

9 Genetische syndromen William s Syndroom Down Syndroom; trisomie 21 Fragiel X Syndroom; mutatie op X-chromosoom Onbehandelde fenylketonurie of hypotheroïdie

10

11 Van buis tot brein

12

13 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!

14 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)

15

16 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)

17 De levensloop van een neuron 1. proliferatie of neurogenese

18 Neuron als communicatie eenheid

19 Neuron als chemische fabriek

20 Levensloop van neuron: 1. Proliferatie

21 Levensloop van neuron: 1. Proliferatie proliferatiezone

22 Levensloop van neuron: 1. Proliferatie begint ± 3 weken na de bevruchting; piek 2-4 maanden vindt plaats in de proliferatiezone (subventriculaire zone) in totaal neuronen gemaakt, d.w.z per minuut einde van de 5de maand: bijna alle neuronen zijn aanwezig 40-50% meer neuronen gemaakt dan terug te vinden in volwassen brein

23 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

24 Neurogenese = geprogrammeerde neuronale selectie / dood

25 Levensloop van neuron 1. proliferatie 2. migratie

26 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

27

28 Levensloop van neuron: 2. Migratie 3-5 maanden

29 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

30 Levensloop van neuron 1. proliferatie 2. migratie 3. Differentiatie = bouw van neurononderdelen

31 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

32 Levensloop van neuron: 3. Differentiatie bouw van neurononderdelen

33 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

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

35 Axonen / kabels van neuronen in het visuele systeem Optic chiasma Optische radiatie Primaire visuele schors

36 Wegwijzers voor axonen Levensloop van neuron: 3. Differentiatie

37 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

38

39 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

40 Levensloop van neuron: 3. Differentiatie Dendrieten / voelsprieten boom

41 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

42 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

43 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: Levensloop van neuron: 4. synapsformatie koppeling tussen neuronen eerst te veel synapsen, dan wegwerken van overvloedige synapsen: inactieve synapsen verdwijnen/sluimeren actieve synapsen worden uitgebreid

44 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

45 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

46 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

47 De levensloop van een neuron 1. proliferatie 2. migratie 3. differentiatie 4. synapsformatie 5. myelinisatie

48 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 Witte stofschade na te vroeg geboorte

49 Myeline / isolatie

50 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

51 Lenroot & Giedd, 2006

52 Prenatale vs. postnatale ontwikkeling Prenataal Genen Prenataal Basisarchitectuur van hersenen Pre- en postnataal Omgevingservaring Pre- en postnataal Gedrag

53 Pre- vs. postnatale ontwikkeling

54 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