Samenvatting neuropsychologie (onderdeel v/h vak neurowetenschappen)

Cognitieve wetenschappen = het wetenschappelijke veld dat zich bezighoudt met de studie van de
biologische processen en aspecten ten grondslag aan cognitie

Cognitie = mentale actie of proces van het verweren van kennis en begrip door middel van
gedachten, ervaring en zintuigen

Omvat veel aspecten van intellectuele functies en processen: aandacht, kennisvorming, geheugen,
werken, oordel en evaluatie, redeneren en berekenen, probleemoplossing en besluitvorming, begrip
en productie van taal

Cognitieve processen gebruiken bestaande kennis en genereren nieuwe kennis

Een korte geschiedenis van de ‘cognitieve
neurowetenschappen’
Oude romeinen (150): Galen = schrijver, dokter voor gladiatoren

 Zag effecten van hersenen- en rugschade: slag rechterzijde hoofd  verlamming linkerzijde
 Dissecteerde ook schapen
o Zachte cerebrum: gevoelens en perceptie
o Harde cerebellum: motor controle
o Holle ventrikels: communicatie

Renaissance (1500): Andries van Wesel = Andreas Vesalius = geboren in Brussel

 Maakte medische tekeningen en groef lijken op
 De corporis humani fabrica libri septum: set aan boeken met anatomietekeningen (o.a.
hersenen)
o Vooral aandacht aan ventrikels

1700-1750: eerste wetenschappelijke dissecties

 Grijze en witte materie
 Witte materie loopt via zenuwbanen over in lichaam  verzond informatie
 Centrale en perifere zenuwstelsel
 Bulten en groeven (gyri en sulci) zijn universeel (bij iedereen, niet random)

1751: ontdekking elektriciteit

 Elektriciteit ontdekt: ontdekking nieuwe tools  ontdekking elektriciteit is manier waarop
informatie doorgestuurd wordt van en naar de hersenen

1810: ontdekking frenologie

 Frenologie = bulten bovenop schedel gelinkt aan persoonlijkheidskenmerken
 Theorie nooit super populair onder meeste wetenschappers: bulten volgen niet gyri
 Boek populair en hardnekkig tot vandaag
 Gebruikt: extreemrechts, racistische kring

Neuroimagining-instrumenten
Phineas Gage: case studie

,  Mijnwerking: 1848 onverwachte explosie lanceerde tamping iron door schedel (buskruit) 
herstelde binnen uur, wandelde zelf tot dokter en legde accident uit  grote veranderingen
in persoonlijkheid (agressiever), sociaal herstel op latere leeftijd
 Evidentie plasticiteit hersenen

Patiënt Paul Broca: case studie 1860

 Patiënt kon spraak begrijpen, zelf niet meer spreken (woorden hielden geen steek)
 Sommige functies zijn wel gelokaliseerd
 Broca’s area: spraakfunctie (meeste mensen: plasticiteit)

Eerste neurowetenschappelijke methode: Angelo Mosso’s human circulation balance 1880

 Mensen op balans en moesten neurologische taken uitvoeren  bij intense processen
(emotie, wiskunde) hebben hersenen bloed nodig, bloed weegt  balans in beweging
 Wiskunde of emoties tipten balans

Pneumoencephalografie: Walter Dandy 1919

 Cerobrospinaal vocht werd gedraineerd en verplaatst door lucht  beter contrast in x-ray
 Invasief, pijnlijk, gevaarlijk
 Naald in gebracht, cerebrospinaal vocht eruit gehaald  lichaam getild (vocht vervangen
door lucht)
 Vaak gebruikt fMRI tot in jaren 70 (tumoren detecteren)
 Relatief realistisch weergegeven in The Exorcist

Methodes om hersenactiviteit te meten
Vele technieken die we zullen bespreken: zeer recent en evolueren nog volop!

Enorm jong wetenschappelijk veld: studies van 2000 al te oud

fMRI: teams vragen oplossen: weinig consensus: iedereen eigen vuistregels …

! bevindingen uit dit veld: met korrel zout

Magnetic Resonance Imaging (MRI)
3 benodigdheden

 Magneet: magnetisch veld (in Tesla: vb. 3)
o Hoe groter magneet, hoe sterker resolutie, hoe meer invasief (bekeken als niet invasief:
niet in hersenen)
o In scanner nooit metaal (aangetrokken)
 Gradient coils: magneten die kunnen bewegen, brengen verstoringen in magnetische veld,
helpen in te zoomen op bepaalde regio’s
 Radiofrequency coil: zendt signaaltjes uit en vangt ze terug op, kijk wat variaties zijn in
signalen a.h.v. manipulaties in gradient coils
 Door sterk magnetisch veld en lichte wijzigingen op magnetisch veld, kunnen we
magnetische eigenschappen meten van de processen binnen de hersenen
 Magnetische eigenschappen van zuurstofrijk en zuurstofarm bloed

Rest apparatuur = koeling (afsluitsysteem, schoorsteen)

 Magnetisch veld wordt zeer heet

,  Meest kostelijke: vloeibaar helium (eindig: niet opnieuw genereren)

Functie MRI

 Laesies detecteren, gedetailleerde beelden hersenen
 Helft hersenen weg: laat gedetecteerd (vrij normaal functioneren)

Structurele beeldvorming (MRI): anatomie

Functionele beeldvorming (fMRI): functie

 Indirecte metingen: zuurstofrijk en zuurstofarm bloed  hersenactiviteit: zuurstofrijk bloed
aantrekken (extra geoxygeneerd hemoglobine aangestuurd)
 Bloedsomloop indirecte maat hersenactiviteit (directe maat = neuronen)
 Wie, waar, wanneer activiteit vertoonde a.h.v. wateractiviteit (voorbeeld kaart)
 BOLD response (blood-oxygen-level dependent)
o Hemodynamic respons function (HFR): aanrijking zuurstofrijk bloed niet meteen
(seconden: slechte temporele reolutie): overshoot  dipje  stabilisatie
o Mate waarin we HFR terugvinden = mate waarin hersenactiviteit heeft plaatsgevonden
op tijdstip 0
 Verandering van neuronale activiteit  verandering in zuurstofconcentratie bloed 
verandering magnetische eigenschappen hemoglobine  verandering signaalintensiteit
 Spatiele resolutie = nauwkeurigheid waarmee we kunnen kijken in de ruimte  opdeling in
voxels
o 3-3-3 mm al vrij nauwkeurig
o Veel extra informatie als voxel kleiner is? Niet overtuigd: proces (bloedtoevoer:
verhouding zuurstofrijk en zuurstofarm bloed) ook zekere spatiele resolutie onderhevig
waar kleine adertjes lopen (niet overal)  kijken niet naar neuronale activiteit, wel
bloedtoevoer
 Vergelijking 2 condities: stimulus (zien raster), control (zien zwart scherm)
 Programmeren taken die mensen moeten doen bij scanning
o Stimulus: visuele cortex activiteit omhoog
! enige vertraging ! na tijd daling door habituatie
o Control: visuele cortex activiteit omlaag
o Vergelijken andere locatie: weinig tot geen activiteit

Elektro-EncefaloGrafie (EEG)
Ontdekking

 Hans Berger viel van paard 1924, zus voelde dat er iets aan de hand was en stond erop dat
haar vader Hans telegram zou zenden, incident indruk op Hans: begon in telepathie
(uitzenden hersensignalen) te geloven
 Startte onderzoek om oorsprong psychische energie ontdekken  gevonden aan de hand
van EEG
 Nu weten we: geen telepathische signalen, wel correlaat effectieve onderliggende
hersenactiviteit

Elektro-encefalografie (EEG)

 Elektroden op schedel  elektrische activiteit meten
 Linken hersenactiviteit gepaard confounds: kaakbeweging, oogbeweging, eender welke
beweging (zelden bij kinderen) genereert ook elektrische activiteit  ruis