Het voorspellende brein en autisme

Transcriptie

1 Het voorspellende brein en autisme Ik weet al waarover het zal gaan PETER VERMEULEN geocentrisch Copernicaanse revolutie heliocentrisch Peter Vermeulen Autisme Centraal 1

2 Copernicaanse revolutie in breinwetenschap Standaard kijk op het brein Peter Vermeulen Autisme Centraal 2

3 Wat is er fout aan het huidige beeld van het brein Informatieverwerking is niet lineair Informatieverwerking en waarnemen is niet hetzelfde als alle details integreren tot één geheel Er is gewoon geen ruimte en tijd om te puzzelen en te berekenen (Daniel Kahneman) Berekenen, sensorische input integreren en verwerken tot een betekenisvol geheel is evolutionair nogal dom (sabeltandtijgerverhaal) Dus: het brein berekent niet, maar het gokt! En het brein kan goed gokken en gissen omdat het context gebruikt Dit noemt men: the predictive mind (het voorspellende brein) Dus niet zo: BETEKENIS VERWERKEN feedforward feedback STIMULUS bottom up top down Peter Vermeulen Autisme Centraal 3

4 Maar zo: VOORSPELLING CHECKEN VAN DE VOORSPELLING: VOORSPELLINGSFOUT feedback feedforward STIMULUS bottom up top down De hersenen verwerken dus geen stimuli, maar enkel wat afwijkt van de voorspelling van die stimuli Uit The Lancet Peter Vermeulen Autisme Centraal 4

5 Brein is liever efficiënt en lui dan moe Wat brein wil is zo weinig mogelijk fouten te maken in die voorspellingen (minimizing prediction error) Verschil tussen voorspelde sensorische input en actuele sensorische input Groot verschil: verrassing, stress Klein verschil: rust, tijd en energie vrij voor andere dingen Thomas Bayes ( ) Hoeveel kans is er dat ik deze input krijg wanneer mijn voorspelling klopt? Prior: hoe plausibel is mijn voorspelling? Hoe goed is mijn voorspelling gegeven de input die mijn brein krijgt? Hoeveel kans is er dat ik deze input krijg (los van elke voorspelling)? Peter Vermeulen Autisme Centraal 5

6 Voorspellingsfouten zijn niet te vermijden Daarom hanteert het brein een variabele precisie van de eigen voorspellingen Soms moet het erg precies zijn, soms niet: goed genoeg is soms ook OK Wat bepaalt de FILTER in ons brein? sensorische input voorspellingen Peter Vermeulen Autisme Centraal 6

7 Waarom zo ingewikkeld? Bayesiaanse brein: werken met probabiliteiten is aangewezen in situaties die onzeker zijn De input van de zintuigen is onbetrouwbaar stimulus stimulus sensatie VOORBEELD: Kleur zit in je brein: tomaat is niet altijd rood, toch zie je rood stimulus sensatie sensatie Kleur zit in je brein: éénzelfde kleur zie je soms als twee verschillende kleuren stimulus geen sensatie De dansende gorilla die je niet ziet geen stimulus sensatie Hallucinaties, fantoompijn, illusies zoals Rubber Hand illusie Peter Vermeulen Autisme Centraal 7

8 Waarnemen is gecontroleerd hallucineren. We zien de wereld niet, maar het door ons brein gecreëerde model ervan. Onze waarneming van de wereld is een illusie die (in de meeste gevallen, gelukkig) samenvalt met de werkelijkheid. Chris Frith Ja maar, je kan toch geen modellen hebben zonder input? Voor complexere zaken zoals jouw model van een luchthaven of een klas, heb je natuurlijk ervaring nodig Maar heel wat basale modellen zijn ingebouwd in de hardwire van het brein waarmee je geboren wordt, zoals: Licht komt van boven: hol vs. Bol (domino illusie) De wereld is 3D en niet 2D (hollow mask illusion, Shepard illusion) Peter Vermeulen Autisme Centraal 8

9 Het gissende, voorspellende brein Voorspelt de input van de zintuigen en verwerkt dan de voorspellingsfout (= verschil voorspelde en actuele input) Het voorspellende brein en autisme: publicaties Peter Vermeulen Autisme Centraal 9

10 Het voorspellende brein en autisme: publicaties Het voorspellende brein en autisme: publicaties Peter Vermeulen Autisme Centraal 10

11 Autisme en het voorspellende brein: hypothesen Te weinig, te brede voorspellingen (hypo priors) (Pellicano & Burr, 2012) Te specifieke voorspellingen (Hohwy, 2015; Brock, 2012; Qian & Lipkin, 2011) Teveel gewicht geven aan voorspellingsfouten (HIPPEA: High, Inflexible Precision of Prediction Errors in Autism) (Van de Cruys e.a., 2013, 2014) Te weinig gewicht aan precisie van de voorspellingen in vergelijking met de precisie van de input (Friston e.a., 2013; Lawson, Rees & Friston, 2014) Autisme en het voorspellende brein Er is in autisme een probleem met de voorspellingen, de verwachte precisie van die voorspellingen en het verwerken van de voorspellingsfouten En vooral dan in het flexibel aanpassen van de voorspellingen en de precisie ervan in functie van de context In ASD, the dysfunction of prediction based on context may impair the ability to adapt quickly to an ever changing socio emotional world. (Gomot & Wicker, 2012, p. 245) Autism may be related to problems with making predictions sensitive to the wider context. (Palmer e.a., 2015) Peter Vermeulen Autisme Centraal 11

12 Autisme en het voorspellende brein Wetenschappelijk bewijs? Mensen met autisme minder gevoelig voor Shepard illusion (Mitchell e.a., 2010) Mensen met autisme minder gevoelig voor Rubber Hand illusion (Cascio e.a., 2012; Palmer e.a., 2015) Hypergevoelig en hypogevoelig Dat idee is gebaseerd op het oude idee van het brein als computer Peter Vermeulen Autisme Centraal 12

13 computer metafoor Geen éénduidige, duidelijke aanwijzingen voor verschil in drempelwaarden bij autisme Peter Vermeulen Autisme Centraal 13

14 Hyposensitiviteit wellicht meer autismespecifiek Verminderde gevoeligheid voor pijn (Moore, 2014) Verminderde detectie van temperatuur (Duerden e.a., 2015) Verminderde geurdetectie (Dudova e.a., 2011) Slechtere identificatie van smaken (Bennetto e.a., 2007) B. Beperkte, repetitieve patronen van gedrag, interesses of activiteiten zich manifesterend in ten minste twee van de volgende, momenteel of door geschiedenis (voorbeelden zijn illustratief, niet exhaustief): 1. stereotiepe of repetitieve motorische bewegingen, gebruik van voorwerpen of spraak, bijvoorbeeld: eenvoudige bewegingsstereotypieën, oplijnen van speelgoed of draaien van voorwerpen, echolalie, idiosyncratische zinnen 2. aandringen op gelijkheid, inflexibel vasthouden aan routines of geritualiseerde patronen van verbaal of non verbaal gedrag, bijvoorbeeld: extreme onrust bij kleine veranderingen, moeilijkheden met overgangen, rigide denkpatronen, begroetingsrituelen, nood om dezelfde route te nemen of elke dag hetzelfde voedsel te eten 3. zeer beperkte, gefixeerde interesses die abnormaal zijn in intensiteit of focus, bijvoorbeeld: sterke gehechtheid aan of preoccupatie met ongewone voorwerpen, overdreven omschreven of persevererende interesses 4. hyper of hypo reactiviteit op sensorische input of ongewone interesse in zintuiglijke aspecten in de omgeving, bijvoorbeeld: schijnbare onverschilligheid voor pijn/temperatuur, vijandige reactie op specifieke geluiden of texturen, overmatige ruiken of aanraken van voorwerpen, fascinatie voor lichten of beweging Peter Vermeulen Autisme Centraal 14

15 autisme hyperreactiviteit hyporeactiviteit sensory seeking Sensorische problemen zelfs niet autismespecifiek Peter Vermeulen Autisme Centraal 15

16 Sensorische problemen in autisme Hoe kan je nu tegelijkertijd hypersensitief en hyposensitief zijn? (Wessel Broekhuis) Wat het brein verwerkt zijn niet prikkels maar voorspellingsfouten, dus het gaat zowel om de prikkel als de verwachte, voorspelde prikkel Voorspelling! (daarom kan je jezelf niet kietelen) Sensorische adaptatie is een probleem in autisme Reactie Sensorische gewenning Geen reactie meer op de stimulus reactieniveau drempel Sensorische receptoren worden minder gevoelig voor een verwachtte stimulus en zenden de input niet langer door Peter Vermeulen Autisme Centraal 16

17 Hyperresponsiviteit: minder habituatie in autisme door verminderde predictiviteit (Turi et al., 2015) A key determinant of habituation is stimulus predictability. a lack of predictability would compromise habituation and lead to hypersensitivity. (Sinha et al., 2014) Peter Vermeulen Autisme Centraal 17

18 Opnieuw: CONTEXT In other words, in autism there may be a failure to attenuate sensory precision and contextualize sensory information in an optimal fashion. (Lawson, Rees, Friston, 2014) Peter Vermeulen Autisme Centraal 18

19 Sensorische problemen, voorspelbaarheid en context Are sensory issues really sensory? Peter Vermeulen Autisme Centraal 19

20 Angst & onzekerheid of sensorisch? Geringe afwijkingen in verwachte stimuli worden doorgestuurd Overprikkeling Hoge precisie in verwachte voorspellingsfout Onzekerheid Angst Onzekerheid, angst, stress en hypergevoeligheid Peter Vermeulen Autisme Centraal 20

21 Niet sterkere sensorische reactie, maar wel sterkere beleving van prikkels limbisch systeem Hoe sensorische problemen aanpakken? Klassieke manier van aanpakken van hyperreactiviteit Prikkel wegnemen Prikkel reduceren Prikkel controleren Stress coping Peter Vermeulen Autisme Centraal 21

22 Over het muurtje kijken: Hyperacusis Tinnitus Niet elimineren van het geluid, maar het voorspelbaar en controleerbaar maken van het geluid: Werken aan feedforward (voorspelling) in plaats van feedback (stimulus) Hoe sensorische problemen aanpakken? Voorspellingsfouten aanpakken! Predictie aanpakken Controle geven Prikkel aanpakken Stress coping Voorspelbaarheid inzake (veranderingen) in sensorische omgeving Prikkels contextueel verhelderen Predictie / voorspelling aanpassen Peter Vermeulen Autisme Centraal 22

23 Als je pijn kan induceren door informatie, dan kan je pijn ook wegnemen/reduceren door informatie Pijnbehandeling 2.0: placebo operaties Peter Vermeulen Autisme Centraal 23

24 Pijnbehandeling 2.0 Lorimer Mosely: why things hurt Hoe sensorische problemen aanpakken? Controle geven! Predictie aanpakken Controle geven Prikkel aanpakken Stress coping Weten hoe je de prikkel weg kan filteren Zelf een competitieve prikkel genereren (opnieuw: voorspelbaarheid!) Peter Vermeulen Autisme Centraal 24

25 Het belang van controle Begrijpen van taal en communicatie: oud model INPUT PROCESSING OUTPUT betekenis coderen symbolen decoderen betekenis Peter Vermeulen Autisme Centraal 25

26 Begrijpen van taal en communicatie: nieuw model stimulus voorspellingsfout voorspelling Context en voorspellen van communicatie Op basis van de context maakt het brein een snelle voorspelling van wat iemand gaat zeggen / tonen N400 Lexical priming N400 lager bij mensen met autisme (Pijnacker e.a., 2010) Jan eet friet met mayonaise Jan eet friet met schoen. Peter Vermeulen Autisme Centraal 26

27 Special issue Cortex, July 2015 Taal begrijpen = taal voorspellen! Gelaatsuitdrukkingen: inherent dubbelzinnig!! Peter Vermeulen Autisme Centraal 27

28 Herkennen emoties VOORSPELLINGS FOUT VOORSPELLING CONTEXT HIJ IS BLIJ! STIMULUS open mond mondhoeken omhoog Opnieuw: context Peter Vermeulen Autisme Centraal 28

29 Zo dachten we tot nu toe over emotieherkenning Reading emotions FROM faces STIMULUS HIJ IS BLIJ! open mond mondhoeken omhoog Maar emoties herkennen doen we zo: Reading emotions INTO faces STIMULUS HIJ IS BLIJ! open mond mondhoeken omhoog Peter Vermeulen Autisme Centraal 29

30 We moeten mensen met autisme dus emoties leren VOORSPELLEN Link emoties aan context Peter Vermeulen Autisme Centraal 30

31 ToM takenboek (Els Blijd) Wanneer we de context activeren lukt het mensen met autisme veel beter om emoties te herkennen (Balconi e.a., 2007; Wright e.a., 2008; Ramachadran e.a., 2011) Peter Vermeulen Autisme Centraal 31

32 MEER LEZEN? Artikels in tijdschrift Sterk! In Autisme, jaargang 2016, nummers 4 & 5 peter_autisme Peter Vermeulen Autisme Centraal 32