Samenvatting 1: Inleiding
Stuss (2010). Chapter 1. Principles of neuroplasticity and behavior.
Cognitieve neurorevalidatie is gegrond op twee fundamentele principes:
1. Het brein heeft inherente plasticiteit dat het in staat stelt om te herstellen van schade die kan leiden
tot cognitieve verslechtering.
2. Individuen hebben de capaciteit voor het maken van gedragsaanpassingen die nodig zijn door
veranderende omstandigheden.
Een onderliggende assumptie van veel gedragsneurowetenschappelijk werk was de standvastigheid in
de organisatie en functie van de hersenen, zowel in en tussen zoogdieren. Een onverwacht principe is
dat er ook veel variabiliteit is. Deze variabiliteit reflecteert de capaciteit van het brein om de structuur
en functie aan te passen als reactie op diversiteit van de omgeving, genaamd brein plasticiteit.
Assumpties onderliggend aan brein plasticiteit
1. Brein plasticiteit maakt gebruik van een basis maar flexibel blauwdruk voor cerebrale organisatie
die gevormd is tijdens de ontwikkeling: een blauwdruk van cerebrale organisatie moet gevormd
worden door ervaring. Het nadeel van zulke flexibiliteit is de mogelijkheid voor het maken van
fouten, maar dit weegt minder zwaar dan het voordeel van het kunnen aanleren van complexe
motor en perceptuele vaardigheden.
2. Cerebrale functie is zowel gelokaliseerd als verspreid: hoe meer een functie verspreid is, hoe groter
de kans dat de onderliggende neurale netwerken flexibel zijn na breinletsel. Er zijn
beperkingen/limieten aan verspreide functies, met name in sensorische systemen. De gedeeltelijke
lokalisatie van functies plaatst significante beperkingen op plasticiteit en herstel van functie.
3. Veranderingen in het brein kunnen aangetoond worden op veel levels van analyse: veranderingen
kunnen afgeleid worden van globale metingen van brein activiteit, zoals vormen van vivo
imaging, maar zulke veranderingen staan ver af van de moleculaire processen erachter.
Veranderingen in de activiteit van netwerken reflecteren waarschijnlijk verandering bij de
synapsen, maar verandering in synaptische activiteit moest resulteren van moleculaire
veranderingen zoals gen uitdrukking. Het gepaste analyselevel is onderzoeksvraag specifiek.
4. Om functioneel betekenisvol te zijn moeten veranderingen die brein plasticiteit reflecteren voor
minstens aan paar dagen aanhouden: de focus ligt op langer durende veranderingen die
aanhouden voor aan aantal dagen.
5. Correlatie is geen vier-letter woord: sommige veranderingen zijn direct geassocieerd met gedrag
maar andere zijn meer dubbelzinnig. Een veelvoorkomend kritiekpunt van studies die proberen
om neuronale verandering te linken aan gedrag is dat het alleen maar correlaties zijn. Echter, de
taak is om de correlatie te breken om aan te tonen dat een verandering kan plaatsvinden zonder
de ander.
Principes van brein plasticiteit
1. Wanneer het brein veranderd wordt dit gereflecteerd in gedragsverandering: de primaire functie
van het brein is het produceren van gedrag, maar dit gedrag is niet constant. Wanneer neurale
netwerken veranderen, veranderd ook (mentaal) gedrag.
1
, 2. Plasticiteit kan gevonden worden in alle zenuwstelsels en de principes worden behouden: simpel
leren is gecorreleerd met neuronale plasticiteit. Zowel simpele als complexe zenuwstelsels tonen
beide pre- en post-synaptische veranderingen welke op elkaar lijken.
3. Het brein wordt gewijzigd door een brede range van ervaringen: een breed scala aan ervaringen
kan ook blijvende veranderingen produceren, lopend van algemene sensorische-motor ervaringen
na psychoactieve drugs naar elektrische brein stimulatie. Voorbeelden in de literatuur illustreren
de kracht van ervaring in het moduleren van cerebrale netwerken en in het faciliteren van
hermoduleren gestimuleerd door gedragstherapieën.
4. Plastische veranderingen zijn leeftijdsspecifiek: in een studie toonden ratten van alle leeftijd een
toename in dendritische lengte en vertakking in piramidale cellen na complex housing. Echter,
ratten die in de omgeving geplaatst werden als baby’s toonde een afname in wervelkolom
dichtheid. Dit resultaat stelt dat er een voordeel is in beide cognitieve en motor taken en dat het
niet uitmaakt welke ervaring plaatsgevonden heeft.
5. Vroege events, waaronder prenatale, kunnen het brein heel het leven door beïnvloeden: een scala
aan prenatale ervaringen passen breinorganisatie in de volwassenheid aan, waaronder prenatale
tactiele stimulering, lichaamsbeweging tijdens zwangerschap, prenatale stress en psychoactieve
drugs. Deze ervaringen veranderen ook chronische motor en cognitieve functies.
6. Plastische veranderingen zijn gebiedsafhankelijk: veel ervaringsafhankelijke veranderingen zijn
erg specifiek. Zo zijn er voorspelbare gebieden, maar ook gebieden waar veranderingen niet
makkelijk voorspeld kunnen worden.
7. Plastische veranderingen zijn tijdsafhankelijk: er is groeiend bewijs dat plastische veranderingen
niet constant zijn en kunnen veranderen over tijd. Dit kan gezien worden als reactie op herhaalde
elektrische breinstimulatie. Herhaalde lage intensiteit stimulatie kan langzaam leiden tot de
ontwikkeling van spontane toevallen, bekend als kindling. Dit produceert veranderingen die weer
normaliseren, maar ook veranderingen die niet teruggaan naar normaal.
8. Breinletsel produceert plastische veranderingen die kunnen variëren in etiologie: het eindresultaat
van breinletsel is het resultaat van een enkel causatief event. Er is een initiële gebeurtenis gevolgd
door cascade en cellulaire gebeurtenissen die zowel de gewonde hersenen als de niet-gewonde
hersengebieden, kunnen beschadigen. Het volwassenbrein kan beschadigd worden op meerdere
manieren, met name beroerte, hoofdtrauma en neurochirurgische excisie voor ziekte. Een studie
toont aan dat perinatale ervaringen verschillende effecten kunnen hebben op breinorganisatie,
maar gelijke effecten op gedrag. Herstel door behandeling is waarschijnlijk niet gelijk na letsel met
verschillende oorzaken omdat het brein anders veranderd met verschillende etiologie.
9. Neuronale plasticiteit volgend op breinletsel verschilt met leeftijd: kinderen hebben een betere
uitkomst na vroeg letsel dan volwassenen. Er zijn drie manieren dat een brein kan compenseren
voor verloren tissue: (1) reorganisatie van bestaande neuronale netwerken; (2) ontwikkelen van
nieuwe netwerken en (3) regeneratie van verloren tissue. Als er perinatale schade is aan de cortex
die normaal aanleiding geeft tot de corticobulbar en corticospinal paden, maakt het intacte pad
aan de andere kant nieuwe connecties naar subcorticale motorgebieden. Er is nu bewijs dat nieuwe
neuronen gevormd kunnen worden na letsel. Het effect van leeftijd op post-letsel plasticiteit is
waarschijnlijk niet alleen relevant tijdens ontwikkeling.
10. Ervarings-afhankelijke veranderingen hebben interactie met elkaar: een van de meest
voorkomende ervaringen van het dagelijks leven is stress. Het is waarschijnlijk dat stress interactie
heeft met andere ervarings-afhankelijke veranderingen.
2
Stuss (2010). Chapter 1. Principles of neuroplasticity and behavior.
Cognitieve neurorevalidatie is gegrond op twee fundamentele principes:
1. Het brein heeft inherente plasticiteit dat het in staat stelt om te herstellen van schade die kan leiden
tot cognitieve verslechtering.
2. Individuen hebben de capaciteit voor het maken van gedragsaanpassingen die nodig zijn door
veranderende omstandigheden.
Een onderliggende assumptie van veel gedragsneurowetenschappelijk werk was de standvastigheid in
de organisatie en functie van de hersenen, zowel in en tussen zoogdieren. Een onverwacht principe is
dat er ook veel variabiliteit is. Deze variabiliteit reflecteert de capaciteit van het brein om de structuur
en functie aan te passen als reactie op diversiteit van de omgeving, genaamd brein plasticiteit.
Assumpties onderliggend aan brein plasticiteit
1. Brein plasticiteit maakt gebruik van een basis maar flexibel blauwdruk voor cerebrale organisatie
die gevormd is tijdens de ontwikkeling: een blauwdruk van cerebrale organisatie moet gevormd
worden door ervaring. Het nadeel van zulke flexibiliteit is de mogelijkheid voor het maken van
fouten, maar dit weegt minder zwaar dan het voordeel van het kunnen aanleren van complexe
motor en perceptuele vaardigheden.
2. Cerebrale functie is zowel gelokaliseerd als verspreid: hoe meer een functie verspreid is, hoe groter
de kans dat de onderliggende neurale netwerken flexibel zijn na breinletsel. Er zijn
beperkingen/limieten aan verspreide functies, met name in sensorische systemen. De gedeeltelijke
lokalisatie van functies plaatst significante beperkingen op plasticiteit en herstel van functie.
3. Veranderingen in het brein kunnen aangetoond worden op veel levels van analyse: veranderingen
kunnen afgeleid worden van globale metingen van brein activiteit, zoals vormen van vivo
imaging, maar zulke veranderingen staan ver af van de moleculaire processen erachter.
Veranderingen in de activiteit van netwerken reflecteren waarschijnlijk verandering bij de
synapsen, maar verandering in synaptische activiteit moest resulteren van moleculaire
veranderingen zoals gen uitdrukking. Het gepaste analyselevel is onderzoeksvraag specifiek.
4. Om functioneel betekenisvol te zijn moeten veranderingen die brein plasticiteit reflecteren voor
minstens aan paar dagen aanhouden: de focus ligt op langer durende veranderingen die
aanhouden voor aan aantal dagen.
5. Correlatie is geen vier-letter woord: sommige veranderingen zijn direct geassocieerd met gedrag
maar andere zijn meer dubbelzinnig. Een veelvoorkomend kritiekpunt van studies die proberen
om neuronale verandering te linken aan gedrag is dat het alleen maar correlaties zijn. Echter, de
taak is om de correlatie te breken om aan te tonen dat een verandering kan plaatsvinden zonder
de ander.
Principes van brein plasticiteit
1. Wanneer het brein veranderd wordt dit gereflecteerd in gedragsverandering: de primaire functie
van het brein is het produceren van gedrag, maar dit gedrag is niet constant. Wanneer neurale
netwerken veranderen, veranderd ook (mentaal) gedrag.
1
, 2. Plasticiteit kan gevonden worden in alle zenuwstelsels en de principes worden behouden: simpel
leren is gecorreleerd met neuronale plasticiteit. Zowel simpele als complexe zenuwstelsels tonen
beide pre- en post-synaptische veranderingen welke op elkaar lijken.
3. Het brein wordt gewijzigd door een brede range van ervaringen: een breed scala aan ervaringen
kan ook blijvende veranderingen produceren, lopend van algemene sensorische-motor ervaringen
na psychoactieve drugs naar elektrische brein stimulatie. Voorbeelden in de literatuur illustreren
de kracht van ervaring in het moduleren van cerebrale netwerken en in het faciliteren van
hermoduleren gestimuleerd door gedragstherapieën.
4. Plastische veranderingen zijn leeftijdsspecifiek: in een studie toonden ratten van alle leeftijd een
toename in dendritische lengte en vertakking in piramidale cellen na complex housing. Echter,
ratten die in de omgeving geplaatst werden als baby’s toonde een afname in wervelkolom
dichtheid. Dit resultaat stelt dat er een voordeel is in beide cognitieve en motor taken en dat het
niet uitmaakt welke ervaring plaatsgevonden heeft.
5. Vroege events, waaronder prenatale, kunnen het brein heel het leven door beïnvloeden: een scala
aan prenatale ervaringen passen breinorganisatie in de volwassenheid aan, waaronder prenatale
tactiele stimulering, lichaamsbeweging tijdens zwangerschap, prenatale stress en psychoactieve
drugs. Deze ervaringen veranderen ook chronische motor en cognitieve functies.
6. Plastische veranderingen zijn gebiedsafhankelijk: veel ervaringsafhankelijke veranderingen zijn
erg specifiek. Zo zijn er voorspelbare gebieden, maar ook gebieden waar veranderingen niet
makkelijk voorspeld kunnen worden.
7. Plastische veranderingen zijn tijdsafhankelijk: er is groeiend bewijs dat plastische veranderingen
niet constant zijn en kunnen veranderen over tijd. Dit kan gezien worden als reactie op herhaalde
elektrische breinstimulatie. Herhaalde lage intensiteit stimulatie kan langzaam leiden tot de
ontwikkeling van spontane toevallen, bekend als kindling. Dit produceert veranderingen die weer
normaliseren, maar ook veranderingen die niet teruggaan naar normaal.
8. Breinletsel produceert plastische veranderingen die kunnen variëren in etiologie: het eindresultaat
van breinletsel is het resultaat van een enkel causatief event. Er is een initiële gebeurtenis gevolgd
door cascade en cellulaire gebeurtenissen die zowel de gewonde hersenen als de niet-gewonde
hersengebieden, kunnen beschadigen. Het volwassenbrein kan beschadigd worden op meerdere
manieren, met name beroerte, hoofdtrauma en neurochirurgische excisie voor ziekte. Een studie
toont aan dat perinatale ervaringen verschillende effecten kunnen hebben op breinorganisatie,
maar gelijke effecten op gedrag. Herstel door behandeling is waarschijnlijk niet gelijk na letsel met
verschillende oorzaken omdat het brein anders veranderd met verschillende etiologie.
9. Neuronale plasticiteit volgend op breinletsel verschilt met leeftijd: kinderen hebben een betere
uitkomst na vroeg letsel dan volwassenen. Er zijn drie manieren dat een brein kan compenseren
voor verloren tissue: (1) reorganisatie van bestaande neuronale netwerken; (2) ontwikkelen van
nieuwe netwerken en (3) regeneratie van verloren tissue. Als er perinatale schade is aan de cortex
die normaal aanleiding geeft tot de corticobulbar en corticospinal paden, maakt het intacte pad
aan de andere kant nieuwe connecties naar subcorticale motorgebieden. Er is nu bewijs dat nieuwe
neuronen gevormd kunnen worden na letsel. Het effect van leeftijd op post-letsel plasticiteit is
waarschijnlijk niet alleen relevant tijdens ontwikkeling.
10. Ervarings-afhankelijke veranderingen hebben interactie met elkaar: een van de meest
voorkomende ervaringen van het dagelijks leven is stress. Het is waarschijnlijk dat stress interactie
heeft met andere ervarings-afhankelijke veranderingen.
2
