B&C 3: Cognitive Neuroscience
Hoorcollege 1 – Cursus introductie
Waarom cognitieve neuropsychologie? Mind vs. brein.
- Descartes ‘Input gaat via de sensorische organen naar de pijnappelklier in het
brein en vanuit daar naar de immateriële geest.’
- Gall idee van lokalisatie van functie in het brein (frenologie).
- Broca vond bewijs voor lokalisatie (door laesies).
Leerobjectieven:
1. Processen en mechanismes je kunt psychologische functies/fenomenen
beschrijven (zoals taal, leren, geheugen, cognitieve controle, perceptie, aandacht,
emotie en sociale cognitie) in termen van neurocognitieve processen en
mechanismes.
2. Analyse en diagnostiek Op basis van de theoretische inzichten in de
psychologische functies benoemd in (1) kun je verstoringen hierin analyseren en
interpreteren.
3. Onderzoeksmethodes Je kunt de voordelen en waarschuwingen van verschillende
onderzoeksmethodes gebruikt in algemene en klinische neuropsychologie en
cognitieve neurowetenschap verklaren, en dus de resultaten van key experimenten
evalueren. Je kunt de gepaste onderzoeksmethode kiezen voor een
wetenschappelijke of klinisch relevante diagnostische vraag en dit baseren op juiste
argumenten.
4. Neuro-anatomische basis Voor deze psychologische functies en geassocieerde
neuropsychologische stoornissen kun je de belangrijkste neuro-anatomische
structuren/gebieden noemen en uitleggen waarom deze een belangrijke rol spelen.
Lees na elk hoofdstuk de take home messages en kijk of je ze begrijpt!
Toolbox:
- Cognitieve psychologie en gedragsonderzoek.
- Patiëntonderzoeken.
- Het brein manipuleren.
- In het brein kijken.
Waarom zo veel methodes?
- Elke benadering heeft sterke punten en beperkingen.
- Verschillende methodes beantwoorden verschillende vragen.
- On brein en gedrag te begrijpen moeten we verschillende methodes combineren.
- Bewijs samenvoegen conclusies zijn sterker als ze gesteund worden door
verschillende benaderingen.
,Cognitieve psychologie en gedragsonderzoek:
- We nemen de wereld niet direct waar, maar interpreteren de binnenkomende
informatie.
- Mentale verwerking als informatieverwerkingsprobleem:
o Informatieverwerking hangt af van bestaande interne representaties (zoals
overtuigingen, concepten, wensen, waarnemingen).
o Deze mentale representaties ondergaan transformaties.
- Cognitieve psychologie gebruikt gedragsexperimenten om erachter te komen wat
die representaties en transformaties zijn!
o Handig om mentale processen en hun beperkingen te begrijpen.
o Het kan echter niks bewijzen dat niet uitgedrukt is in gedrag en brengt geen
inzicht in de toepassing van processen in het brein.
Mentale transformaties:
- Case study: geheugen vergelijkingstaak (kijken of target letter tussen reeks staat).
o Parallelle of seriële verwerking?
o Reactietijd neemt toe met aantal items in de reeks; dit is in lijn met het
opeenvolgend verwerken van elk item.
- Beperkingen in informatieverwerking informeert ons ook over mentale
transformatie.
o Denk bv. aan het Stroop effect; hierbij zijn twee representaties geactiveerd.
Bij verbaal reageren is woord dominant over kleur.
Patiëntonderzoek:
- Onderzoeken hoe ‘cognitie’ opbreekt zou ons kunnen vertellen hoe het
georganiseerd is.
- De cognitieve functie van breingebieden onderzoeken bij breinschade.
Cognitie opbreken Single vs. double dissociation:
- Functies hebben vaak veel componenten: welke componenten leiden tot het
onvermogen in de patiënt?
o Bv. slechte prestatie op leestest kan komen door blindheid,
aandachtstoornis, taalstoornis, etc.
- Taak sensitiviteit (simpelweg verschil in moeilijkheid) of selectieve verslechtering?
- Afhankelijke of onafhankelijke functies?
o HM: verslechterde lange termijn geheugen, maar intact priming.
o MS: verslechterde priming maar intact werkgeheugen.
,Patiënt laesie onderzoek:
- Onderzoek de functionele rol van breingebieden bij breinschade.
o Logica: als een deel van het brein belangrijk is voor een bepaalde functie, zal
deze functie verslechteren na schade hieraan.
- Veel vormen van breinschade:
o Vasculair.
o Tumoren.
o Degeneratieve stoornissen (bv. Parkinson, Alzheimer).
o Breinschade na trauma.
o Epilepsie (atrofie kan ontstaan na veel seizures in een breingebied).
- Patiëntonderzoek kan laten zien dat een bepaald gebied nodig is.
- Beperkingen:
o Compensatiemechanismes.
o Schadelocatie kan verschillen tussen patiënten.
o Specificiteit van schade.
- Oplossing: dieronderzoek?
o Gecontroleerd, gelokaliseerd, repliceerbare leasies.
o Maar wel in een niet-menselijk brein..
Correlatie vs. causatie:
- Zonder manipulatie kun je geen causale link concluderen (kan wel verleidelijk zijn).
- Case study: relatie tussen PTSD en grootte van de hippocampus.
o De hippocampus bleek kleiner bij PTSD na een trauma, waardoor men eerst
dacht dat PTSD hier de oorzaak voor was (bleek juist een risicofactor).
Patiënt onderzoek naar neurochirurgie:
- Causale link na chirurgische interventie (bv. split brein of DBS).
- Patiënt is hierbij zijn eigen controleconditie.
- Maar de patiënt had geen ‘normaal’ brein voor de operatie..
Patiëntonderzoek – samenvatting:
- Patiëntonderzoeken kunnen laten zien dat een bepaald gebied nodig is (maar niet
voldoende).
- Beperkingen en waarschuwingen:
o Dubbele dissociatie is nodig om specificiteit te laten zien (niet alleen voor
laesie patiënten!).
o Compensatiemechanismes.
o Exacte schadelocatie kan verschillen tussen patiënten.
o Specificiteit van schade.
o Meeste patiëntonderzoeken laten correlatie zien, geen oorzakelijk verband.
, o Chirurgische interventie alleen in niet-gezonde patiënten.
Het brein manipuleren – transcranial stimulatie:
- Transcranial magnetic stimulation (TMS):
o Genereert een magnetisch veld en activeert neuronen.
o Genereert kunstmatige, omkeerbare ‘laesies’ of activaties.
o Cognitieve processen verstoren.
o Hoge temporale precisie (dus plek waar je het ziet is accuraat)!
- Gerelateerd aan (neurologische) patiënt laesie onderzoeken.
- Voordelen:
o Subject is zijn eigen controleconditie.
o Veilig en non-invasief.
o In gezonde breinen.
- Beperkingen:
o Alleen oppervlakkige cortex (buitenste laag).
o Spatiaal non-specifiek.
o Up/downstream effecten.
- Oplossing: dieronderzoek?
Het brein manipuleren – farmacologie:
- Communicatie tussen neuronen is afhankelijk van neurotransmitters.
o Deze zijn gerelateerd aan veel psychiatrische stoornissen.
- Je kunt neurale chemie manipuleren.
- Beperkingen:
o Regionale specificiteit.
o Temporale specificiteit.
o Drug specificiteit.
- Oplossing: dieronderzoek?
o Gecontroleerd, gelokaliseerd, specifiek.
o Maar in een niet-menselijk brein..
Het brein manipuleren – samenvatting:
- Causale rollen laten zien in cognitieve processen.
o Voor breingebieden (stimulatie).
o Voor breinchemie (neurotransmittersysteem: farmacologie).
- In mensen zijn vrij weinig manipulaties mogelijk.
o Ethische overwegingen: non-invasief, omkeerbaar, veilig.
o Regionale specificiteit.
o Temporale specificiteit.
Hoorcollege 1 – Cursus introductie
Waarom cognitieve neuropsychologie? Mind vs. brein.
- Descartes ‘Input gaat via de sensorische organen naar de pijnappelklier in het
brein en vanuit daar naar de immateriële geest.’
- Gall idee van lokalisatie van functie in het brein (frenologie).
- Broca vond bewijs voor lokalisatie (door laesies).
Leerobjectieven:
1. Processen en mechanismes je kunt psychologische functies/fenomenen
beschrijven (zoals taal, leren, geheugen, cognitieve controle, perceptie, aandacht,
emotie en sociale cognitie) in termen van neurocognitieve processen en
mechanismes.
2. Analyse en diagnostiek Op basis van de theoretische inzichten in de
psychologische functies benoemd in (1) kun je verstoringen hierin analyseren en
interpreteren.
3. Onderzoeksmethodes Je kunt de voordelen en waarschuwingen van verschillende
onderzoeksmethodes gebruikt in algemene en klinische neuropsychologie en
cognitieve neurowetenschap verklaren, en dus de resultaten van key experimenten
evalueren. Je kunt de gepaste onderzoeksmethode kiezen voor een
wetenschappelijke of klinisch relevante diagnostische vraag en dit baseren op juiste
argumenten.
4. Neuro-anatomische basis Voor deze psychologische functies en geassocieerde
neuropsychologische stoornissen kun je de belangrijkste neuro-anatomische
structuren/gebieden noemen en uitleggen waarom deze een belangrijke rol spelen.
Lees na elk hoofdstuk de take home messages en kijk of je ze begrijpt!
Toolbox:
- Cognitieve psychologie en gedragsonderzoek.
- Patiëntonderzoeken.
- Het brein manipuleren.
- In het brein kijken.
Waarom zo veel methodes?
- Elke benadering heeft sterke punten en beperkingen.
- Verschillende methodes beantwoorden verschillende vragen.
- On brein en gedrag te begrijpen moeten we verschillende methodes combineren.
- Bewijs samenvoegen conclusies zijn sterker als ze gesteund worden door
verschillende benaderingen.
,Cognitieve psychologie en gedragsonderzoek:
- We nemen de wereld niet direct waar, maar interpreteren de binnenkomende
informatie.
- Mentale verwerking als informatieverwerkingsprobleem:
o Informatieverwerking hangt af van bestaande interne representaties (zoals
overtuigingen, concepten, wensen, waarnemingen).
o Deze mentale representaties ondergaan transformaties.
- Cognitieve psychologie gebruikt gedragsexperimenten om erachter te komen wat
die representaties en transformaties zijn!
o Handig om mentale processen en hun beperkingen te begrijpen.
o Het kan echter niks bewijzen dat niet uitgedrukt is in gedrag en brengt geen
inzicht in de toepassing van processen in het brein.
Mentale transformaties:
- Case study: geheugen vergelijkingstaak (kijken of target letter tussen reeks staat).
o Parallelle of seriële verwerking?
o Reactietijd neemt toe met aantal items in de reeks; dit is in lijn met het
opeenvolgend verwerken van elk item.
- Beperkingen in informatieverwerking informeert ons ook over mentale
transformatie.
o Denk bv. aan het Stroop effect; hierbij zijn twee representaties geactiveerd.
Bij verbaal reageren is woord dominant over kleur.
Patiëntonderzoek:
- Onderzoeken hoe ‘cognitie’ opbreekt zou ons kunnen vertellen hoe het
georganiseerd is.
- De cognitieve functie van breingebieden onderzoeken bij breinschade.
Cognitie opbreken Single vs. double dissociation:
- Functies hebben vaak veel componenten: welke componenten leiden tot het
onvermogen in de patiënt?
o Bv. slechte prestatie op leestest kan komen door blindheid,
aandachtstoornis, taalstoornis, etc.
- Taak sensitiviteit (simpelweg verschil in moeilijkheid) of selectieve verslechtering?
- Afhankelijke of onafhankelijke functies?
o HM: verslechterde lange termijn geheugen, maar intact priming.
o MS: verslechterde priming maar intact werkgeheugen.
,Patiënt laesie onderzoek:
- Onderzoek de functionele rol van breingebieden bij breinschade.
o Logica: als een deel van het brein belangrijk is voor een bepaalde functie, zal
deze functie verslechteren na schade hieraan.
- Veel vormen van breinschade:
o Vasculair.
o Tumoren.
o Degeneratieve stoornissen (bv. Parkinson, Alzheimer).
o Breinschade na trauma.
o Epilepsie (atrofie kan ontstaan na veel seizures in een breingebied).
- Patiëntonderzoek kan laten zien dat een bepaald gebied nodig is.
- Beperkingen:
o Compensatiemechanismes.
o Schadelocatie kan verschillen tussen patiënten.
o Specificiteit van schade.
- Oplossing: dieronderzoek?
o Gecontroleerd, gelokaliseerd, repliceerbare leasies.
o Maar wel in een niet-menselijk brein..
Correlatie vs. causatie:
- Zonder manipulatie kun je geen causale link concluderen (kan wel verleidelijk zijn).
- Case study: relatie tussen PTSD en grootte van de hippocampus.
o De hippocampus bleek kleiner bij PTSD na een trauma, waardoor men eerst
dacht dat PTSD hier de oorzaak voor was (bleek juist een risicofactor).
Patiënt onderzoek naar neurochirurgie:
- Causale link na chirurgische interventie (bv. split brein of DBS).
- Patiënt is hierbij zijn eigen controleconditie.
- Maar de patiënt had geen ‘normaal’ brein voor de operatie..
Patiëntonderzoek – samenvatting:
- Patiëntonderzoeken kunnen laten zien dat een bepaald gebied nodig is (maar niet
voldoende).
- Beperkingen en waarschuwingen:
o Dubbele dissociatie is nodig om specificiteit te laten zien (niet alleen voor
laesie patiënten!).
o Compensatiemechanismes.
o Exacte schadelocatie kan verschillen tussen patiënten.
o Specificiteit van schade.
o Meeste patiëntonderzoeken laten correlatie zien, geen oorzakelijk verband.
, o Chirurgische interventie alleen in niet-gezonde patiënten.
Het brein manipuleren – transcranial stimulatie:
- Transcranial magnetic stimulation (TMS):
o Genereert een magnetisch veld en activeert neuronen.
o Genereert kunstmatige, omkeerbare ‘laesies’ of activaties.
o Cognitieve processen verstoren.
o Hoge temporale precisie (dus plek waar je het ziet is accuraat)!
- Gerelateerd aan (neurologische) patiënt laesie onderzoeken.
- Voordelen:
o Subject is zijn eigen controleconditie.
o Veilig en non-invasief.
o In gezonde breinen.
- Beperkingen:
o Alleen oppervlakkige cortex (buitenste laag).
o Spatiaal non-specifiek.
o Up/downstream effecten.
- Oplossing: dieronderzoek?
Het brein manipuleren – farmacologie:
- Communicatie tussen neuronen is afhankelijk van neurotransmitters.
o Deze zijn gerelateerd aan veel psychiatrische stoornissen.
- Je kunt neurale chemie manipuleren.
- Beperkingen:
o Regionale specificiteit.
o Temporale specificiteit.
o Drug specificiteit.
- Oplossing: dieronderzoek?
o Gecontroleerd, gelokaliseerd, specifiek.
o Maar in een niet-menselijk brein..
Het brein manipuleren – samenvatting:
- Causale rollen laten zien in cognitieve processen.
o Voor breingebieden (stimulatie).
o Voor breinchemie (neurotransmittersysteem: farmacologie).
- In mensen zijn vrij weinig manipulaties mogelijk.
o Ethische overwegingen: non-invasief, omkeerbaar, veilig.
o Regionale specificiteit.
o Temporale specificiteit.
