Ontwikkeling van het adolescentenbrein Eveline Crone Brain & Development lab Universiteit Leiden 13 sept 1848: Een ongelooflijk verhaal.. Phineas Gage 1
Phineas Gage Phineas Gage: herstel bleef bij bewustzijn in 10 weken hersteld zomer 1849 weer aan het werk 2
Phineas Gage: persoonlijkheid voor het ongeluk: betrouwbaar, punctueel, leiding gevend na het ongeluk: prikkelbaar, impulsief, no longer Gage Doel van deze lezing Gedrag Brein 3
3 stappen hoe werkt het brein? hoe ontwikkelt het brein? kwetsbaar adolescentenbrein Wat doen je hersenen? Hoe zien je hersenen eruit? 4
Altijd aan het werk Snelle communicatie neuronen 5
Hoe meten we dit? Neuropsychologie: patienten die letsel hebben opgelopen of geopereerd zijn aan de hersenen Neuroimaging: door bloeddoorstroming te meten tijdens het uitvoeren van een computer taak zien we de hersenen in actie Voorbeeld neuropsychologie Object agnosia: het niet meer kunnen herkennen van objecten Schade aan occipitale/ temporale kwab 6
Functionele organisatie MRI: anatomie van het brein. Functional MRI (fmri): functies van het brein. 7
Het eerste Brain Imaging Experiment en waarschijnlijk het goedkoopste Angelo Mosso Italiaanse fysioloog (1846-1910) E = mc 2??? [In Mosso s experiments] the subject to be observed lay on a delicately balanced table which could tip downward either at the head or at the foot if the weight of either end were increased. The moment emotional or intellectual activity began in the subject, down went the balance at the head-end, in consequence of the redistribution of blood in his system. -- William James, Principles of Psychology (1890) fmri Set up Voordelen: - Veilig / niet-invasief - hersenactivatie bij gezonde mensen 8
Veilig in de hersenen kijken voor (dit is van bovenaf bekeken) achter Het doel van deze studie was te kijken welke gebieden actief zijn tijdens kijken; welke gebieden zorgen ervoor dat we iets kunnen omvormen tot een betekenisvol plaatje 3 stappen hoe werkt het brein? hoe ontwikkelt het brein? kwetsbaar adolescentenbrein 9
Vroege hersenrijping Ontwikkeling in baarmoeder zelfde traject als evolutie van de mens 10
Prefrontale cortex Prefrontale cortex & sociale omgeving 11
Structurele veranderingen tot 20 jr Laatste veranderingen in frontale cortex! Ontwikkeling van prefrontale cortex Er zijn grote veranderingen in breinanatomie in de adolescentie frontalisatie 12
Werkt een kinderbrein anders dan een volwassenen brein? Volwassene 8-jarige jongen Hoe meten we dit? 13
Hoe is het om in de scanner te liggen? Stil liggen geluiden Hard werken in de scanner 14
Prefrontale cortex cool Executieve functies hot Emoties reguleren Ontwikkeling van executieve functies 15
Wat zijn executieve functies? inhibitie: remmen interferentie: filteren werkgeheugen: vasthouden Go nogo taak 16
Prefrontale cortex en inhibitie 8-12-jaar oude kinderen: Minder activatie in frontale cortex tijdens inhibitie taak Stroop task 17
Stroop task en frontale cortex Meer activatie in frontale cortex tussen 8 en 23 jaar Werkgeheugen Forward Backward 18
Werkgeheugen en frontale cortex 18-25 yrs Backward Forward 8-12 yrs 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Time (s) 13-17 yrs 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Samenvatting executieve functies Enorme verbetering tot 12 jaar Nog steeds verbeteringen tussen 12 en 20 jaar rijping van laterale prefrontale cortex 19
Is rijper beter? Slimmere kinderen tonen latere rijping tussen 12-16 jaar in frontale hersengebieden Is rijper beter? Adolescenten maken minder gebruik van rekengebieden dan volwassenen na oefening Grotere plasticiteit! 20
Na de pauze: Ontwikkeling van emotie regulatie Patientengroep met opmerkelijke beperkingen Phineas Gage, maar ook: Patient E.V. : schade aan mediale prefrontale cortex Voor de beschadiging: sociaal, betrouwbaar Na de beschadiging: ongeremd, onbetrouwbaar Kennis over beperking! 21
Beslissingen en emoties Damasio (1994), Descartes error: Emotions zijn noodzakelijk voor het maken van toekomstige beslissingen Er is niks mis met je, het zit allemaal tussen je oren Gokken met kaarten A B C D + 100 + 100 + 50 + 50-100 - 150-125 - 1250-10 - 25-15 - 40 22
Kinderen gokken als patienten Advantageous-Diadvantageous 10 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8 trial1-20 trial21-40 trial-41-60 trial61-80 trial81-100 control patients Kinderen tot 16-18 jaar laten zelfde gokpatroon zien als patienten met medial prefrontale cortex schade Kinderen gokken als patienten Geen zweetreactie voorafgaand aan slechte keuzes 23
Functies van mediale frontale cortex Let op: gevoelige adolescentieperiode risico s inschatten korte termijn voordelen afwegen tegen lange termijn nadelen oordeel vermogen emotie regulatie morele beslissingen gevoeligheid sociale context Morele beslissingen Onpersoonlijke keuzes: rationele afweging Persoonlijke keuzes: emotioneel geladen Morele beslissingen laatste stadium in ontwikkeling van pubertijd/adolescentie 24
Trolley Dilemma Impersonal Moral Dilemma Footbridge Dilemma Personal Moral Dilemma 25
Persoonlijke dilemma s Medial PFC Posterior ACC Precuneus Lateral PFC Risico s inschatten Afweging: Onmiddelijke kans op hoge winst/verlies, uitgestelde kans op zekere beloning Adolescenten: gericht op korte termijn winst, jack ass, niet vooruitplannen Experimenteren in adolescentie: voorspellend voor later middelengebruik 26
Risico s en frontale cortex Groot risico nu, of klein risico later. Meer activatie in prefrontale cortex Sociale beslissingen Beslissingen maken we niet alleen eigen belang versus wat is eerlijk Ultimatum bargaining: verdelen van 10 euro tussen zelf en tegenspeler Jonge kinderen: gevoelig voor eerlijkheid Adolescenten: gevoelig voor opbrengst Volwassenen: afweging eerlijkheid, opbrengst 27
Sociale beslissingen en frontale cortex Frontale cortex actief bij samenwerking Onderzoek in het Brain & Development lab Risico s nemen Samen of zonder leeftijdsgenoten Linda van Leijenhorst Hartslag / huidgeleiding 28
Onderzoek in het Brain & Development lab Anticiperen op risico s Snelle hersengolven en precieze beelden Katrien van Meel EEG Conclusies: Risico s versus regulatie Vroege adolescentie Midden adolescentie Late adolescentie Pubertijd Emotioneel beloningsgericht Aangetrokken tot risico s Ontwikkeling frontale cortex Midden Adolescentie: grote kwetsbaarheid 29
Consequenties Als het brein nog niet ontwikkeld is in adolescenten, in hoeverre zijn ze dan verantwoordelijk voor hun gedrag? 30