OWG 2 Neuropsychologische Stoornissen – Symmetrie en Connectiviteit
Leerdoelen
2.1 “Which side are you on?”
1. Wat zijn de functieverschillen tussen de linker en rechter hemisfeer?
2. Wat zijn de anatomische verschillen tussen de linker en rechter hemisfeer?
3. Welke elementen hebben een invloed op (a)symmetrie van de hersenen?
4. Wat is lateralisatie en hoe kun je het bewijzen?
2.2 “No connection”
1. Hoe verloopt de communicatie tussen de twee hemisferen?
2. Wat gebeurt er na ‘disconnection’ (split brain) van de twee hemisferen?
CHAPTER 11 Kolb
Laterality = het idee dat de 2 hersenhelften verschillende functies hebben.
De linkerhelft typisch te maken met het produceren en begrijpen van taal en het
controleren beweging aan de rechterkant van het lichaam.
De rechterhelft typisch voor het waarnemen en maken van niet-verbale informatie zoals
muziek en gezichtsuitdrukkingen en controleert bewegingen aan de rechterkant van het
lichaam.
Wat onderzoek naar lateraliteit moeilijk maakt is:
- Het is relatief en niet absoluut: beide delen participeren in bijna al het gedrag. Terwijl
linkerkant vooral een rol speelt in taal, heeft de rechterhelft ook taalcapaciteiten.
- De plek in de hersenen heeft te maken met overeenkomsten net als overeenkomsten
tussen links en rechts. Bv frontale kwabben zijn asymmetrisch maar hebben meer
overeenkomsten dan frontale kwabben en delen in posterieure delen van de
hersenen.
- Omgevings- en genetische factoren beïnvloeden lateraliteit. Bv linkshandigen hebben
een minder asymmetrische cerebrale organisatie dan rechtshandigen.
- Sommige dieren vertonen lateraliteit. Werd eerst gezien als iets unieks van de mens.
Cortical convolutions (gyri en sulci) in de linker hemisfeer zijn sneller volgroeid dan die aan
de rechterkant.
Planum temporale (Wernicke’s area): ligt net achter de primary auditory cortex (Heschl’s
gyrus) binnen de Sylvian (laterale) fissure. De planum temporale aan de linkerkant was
ongeveer 1cm langer dan die aan de rechterkant.
De daarnaast gelegen primary auditory cortex (Heschl’s gyrus) is groter aan de rechterkant
(meestal 2 Heschl’s gyri te vinden) vergeleken met de linkerkant (meestal 1).
Cerebrale asymmetrie
MRI scans tonen 8 grote verschillen aan tussen de 2 helften:
- De rechter is iets groter en zwaarder dan de linker. De linker bevat meer grijze massa
t.o.v. witte massa.
- De structurele asymmetrie van de linker- en rechter frontale kwabben kan een
anatomische basis verschaffen voor de geobserveerde specialisatie per kant.
, - De anatomische asymmetrie in de temporaal kwabben komt overeen met een
asymmetrie in de thalamus: de linkerkant van de thalamus is dominant voor
taalfuncties (zie figuur midden).
- De helling van de laterale fissure is subtieler aan de linkerkant dan aan de
rechterkant (zie figuur rechtsboven). De regio van de temporoparietaal cortex
die beneden de laterale fissure ligt lijkt daarom groter aan de rechterkant.
- De frontal operculum (Broca’s area) is links anders georganiseerd dan rechts.
Het zichtbare deel is ongeveer 1/3e groter aan de rechterkant terwijl het
gedeelte van de cortex verborgen in de sulci groter is aan de linkerkant. Deze
anatomische asymmetrie correspondeert waarschijnlijk met de lateralisatie
van deze regio’s; links beïnvloed grammaticale productie en rechts
waarschijnlijk de toon van de stem.
- De distributie van neurotransmitters is asymmetrisch in de corticale en
subcorticale gebieden. De verdeling van Ach, GABA, NE en DA is afhankelijk
van de structuur.
- De rechterhemisfeer gaat aan de voorkant verder door en de linkerkant aan
de achterkant. En de occipitale horns (deel van ventrikel die die kamer van
vocht voorziet) van de laterale ventrikels hebben 5 x meer kans om langer te
zijn aan de rechterkant.
- Wanneer meerdere hersenen bestudeerd is asymmetrie zichtbaar die niet in
een individueel brein te vinden is.
De grootste asymmetrie in de linkerhemisfeer is te vinden in de Sylvian en
medial temporale regio’s en in de rechterhemisfeer in de posterior parietaal
en dorsolaterale prefrontale gebieden.
De grootste anatomische asymmetrische bevinden zich in de temporoparietal taalgebieden.
Aanwezig voor de geboorte wat aangeeft dat taal aangeboren is bij de mens.
, Neuronale asymmetrie
Neuronen hebben verschillende patronen van dentritische vertakking afhankelijk van de
regio waarin ze zich bevinden. Hoe meer vertakkingen hoe meer vrijheid een neuron heeft
op het gebied van functies.
De Broca’s area heeft een overvloed aan vertakkingen, veel meer dan in andere gebieden.
Genetische asymmetrie
Genen komen anders tot uiting in de 2 hemisferen. Het is nog onduidelijk hoe het verschil in
uiting van invloed is op anatomische en functionele asymmetrie. Onderzoekers stellen voor
dat sommige genen groeifactoren reguleren die op hun beurt ontwikkeling van specifieke
regio’s mogelijk maken in ene of andere deel. Een provocatief idee is dat de asymmetrische
uitdrukking van genen verantwoordelijk is voor functionele eigenschappen zoals rechts- of
linkshandigheid.
Asymmetrie in neurologische patiënten
Double dissociation de sterkste experimentele methode om lateralisatie aan te tonen is
door 2 neocorticale gebieden te vergelijken bij 2 verschillende patiënten. Vergelijkt zelfde
gebieden maar aan verschillende kanten. Het gebied is bij ene patiënt aan 1 kant beschadigd
en bij andere patiënt aan andere kant en kijkt welke functies beïnvloed worden.
Omdat beschadigingen aan de rechterkant niet beïnvloed worden door beschadigingen aan
de linkerkant en vice versa, zijn de 2 hemisferen doubly dissociated (single is als je met 1
persoon doen).
Linker hemisfeer beschadigingen in rechtshandige mensen zorgt altijd voor tekortkomingen
in taalfuncties (spraak, schrijven en lezen) die niet veroorzaakt worden door beschadigingen
rechts. De 2 hemisfeerfuncties zijn gedissocieerd (gelateraliseerd). Echter het uitvoeren van
spatiele taken, zingen, muziekinstrument bespelen en tonen onderscheiden zijn verstoord
bij beschadigingen rechts i.p.v. links.
Eenzelfde logica is toegepast om functies te lokaliseren in de hemisferen. Gedragstesten die
vooral gevoelig zijn voor schade aan een specifieke plaats maar niet aan een andere kunnen
gebruikt worden.
Voorbeeld double dissociation: na het verwijderen van de linker temporaalkwab bij patiënt A
was hij beperkt in verbale testen. Bij de verwijderen van de rechter temporaalkwab bij
patiënt B was hij beperkt in niet verbale testen. Beide patienten presteerden normaal bij
andere testen wat bewijst dat functies gelocaliseerd en gelateraliseerd zijn.
Commissurotomy Patiënten
Epileptische aanvallen beginnen vaak in een afgebakend gebied van een bepaalde hemisfeer
om vervolgens door de vezels van corpus callosum (commisure) over te gaan naar een
overeenkomstig gebied in de andere hemisfeer. Om het verspreiden van deze aanvallen te
voorkomen kan er een commussurotomy gedaan worden de operatieve scheiden van de
2 hemisferen door de 200 zenuwvezels van de corpus callosum door te snijden.
Zo’n ingreep kan effect hebben op hersenfuncties. Na het scheiden zijn de hemisferen
onafhankelijk: ieder deel ontvangt sensorische input van alle sensorische systemen en ieder
deel kan de spieren aansturen maar de 2 delen kunnen niet meer communiceren.
Leerdoelen
2.1 “Which side are you on?”
1. Wat zijn de functieverschillen tussen de linker en rechter hemisfeer?
2. Wat zijn de anatomische verschillen tussen de linker en rechter hemisfeer?
3. Welke elementen hebben een invloed op (a)symmetrie van de hersenen?
4. Wat is lateralisatie en hoe kun je het bewijzen?
2.2 “No connection”
1. Hoe verloopt de communicatie tussen de twee hemisferen?
2. Wat gebeurt er na ‘disconnection’ (split brain) van de twee hemisferen?
CHAPTER 11 Kolb
Laterality = het idee dat de 2 hersenhelften verschillende functies hebben.
De linkerhelft typisch te maken met het produceren en begrijpen van taal en het
controleren beweging aan de rechterkant van het lichaam.
De rechterhelft typisch voor het waarnemen en maken van niet-verbale informatie zoals
muziek en gezichtsuitdrukkingen en controleert bewegingen aan de rechterkant van het
lichaam.
Wat onderzoek naar lateraliteit moeilijk maakt is:
- Het is relatief en niet absoluut: beide delen participeren in bijna al het gedrag. Terwijl
linkerkant vooral een rol speelt in taal, heeft de rechterhelft ook taalcapaciteiten.
- De plek in de hersenen heeft te maken met overeenkomsten net als overeenkomsten
tussen links en rechts. Bv frontale kwabben zijn asymmetrisch maar hebben meer
overeenkomsten dan frontale kwabben en delen in posterieure delen van de
hersenen.
- Omgevings- en genetische factoren beïnvloeden lateraliteit. Bv linkshandigen hebben
een minder asymmetrische cerebrale organisatie dan rechtshandigen.
- Sommige dieren vertonen lateraliteit. Werd eerst gezien als iets unieks van de mens.
Cortical convolutions (gyri en sulci) in de linker hemisfeer zijn sneller volgroeid dan die aan
de rechterkant.
Planum temporale (Wernicke’s area): ligt net achter de primary auditory cortex (Heschl’s
gyrus) binnen de Sylvian (laterale) fissure. De planum temporale aan de linkerkant was
ongeveer 1cm langer dan die aan de rechterkant.
De daarnaast gelegen primary auditory cortex (Heschl’s gyrus) is groter aan de rechterkant
(meestal 2 Heschl’s gyri te vinden) vergeleken met de linkerkant (meestal 1).
Cerebrale asymmetrie
MRI scans tonen 8 grote verschillen aan tussen de 2 helften:
- De rechter is iets groter en zwaarder dan de linker. De linker bevat meer grijze massa
t.o.v. witte massa.
- De structurele asymmetrie van de linker- en rechter frontale kwabben kan een
anatomische basis verschaffen voor de geobserveerde specialisatie per kant.
, - De anatomische asymmetrie in de temporaal kwabben komt overeen met een
asymmetrie in de thalamus: de linkerkant van de thalamus is dominant voor
taalfuncties (zie figuur midden).
- De helling van de laterale fissure is subtieler aan de linkerkant dan aan de
rechterkant (zie figuur rechtsboven). De regio van de temporoparietaal cortex
die beneden de laterale fissure ligt lijkt daarom groter aan de rechterkant.
- De frontal operculum (Broca’s area) is links anders georganiseerd dan rechts.
Het zichtbare deel is ongeveer 1/3e groter aan de rechterkant terwijl het
gedeelte van de cortex verborgen in de sulci groter is aan de linkerkant. Deze
anatomische asymmetrie correspondeert waarschijnlijk met de lateralisatie
van deze regio’s; links beïnvloed grammaticale productie en rechts
waarschijnlijk de toon van de stem.
- De distributie van neurotransmitters is asymmetrisch in de corticale en
subcorticale gebieden. De verdeling van Ach, GABA, NE en DA is afhankelijk
van de structuur.
- De rechterhemisfeer gaat aan de voorkant verder door en de linkerkant aan
de achterkant. En de occipitale horns (deel van ventrikel die die kamer van
vocht voorziet) van de laterale ventrikels hebben 5 x meer kans om langer te
zijn aan de rechterkant.
- Wanneer meerdere hersenen bestudeerd is asymmetrie zichtbaar die niet in
een individueel brein te vinden is.
De grootste asymmetrie in de linkerhemisfeer is te vinden in de Sylvian en
medial temporale regio’s en in de rechterhemisfeer in de posterior parietaal
en dorsolaterale prefrontale gebieden.
De grootste anatomische asymmetrische bevinden zich in de temporoparietal taalgebieden.
Aanwezig voor de geboorte wat aangeeft dat taal aangeboren is bij de mens.
, Neuronale asymmetrie
Neuronen hebben verschillende patronen van dentritische vertakking afhankelijk van de
regio waarin ze zich bevinden. Hoe meer vertakkingen hoe meer vrijheid een neuron heeft
op het gebied van functies.
De Broca’s area heeft een overvloed aan vertakkingen, veel meer dan in andere gebieden.
Genetische asymmetrie
Genen komen anders tot uiting in de 2 hemisferen. Het is nog onduidelijk hoe het verschil in
uiting van invloed is op anatomische en functionele asymmetrie. Onderzoekers stellen voor
dat sommige genen groeifactoren reguleren die op hun beurt ontwikkeling van specifieke
regio’s mogelijk maken in ene of andere deel. Een provocatief idee is dat de asymmetrische
uitdrukking van genen verantwoordelijk is voor functionele eigenschappen zoals rechts- of
linkshandigheid.
Asymmetrie in neurologische patiënten
Double dissociation de sterkste experimentele methode om lateralisatie aan te tonen is
door 2 neocorticale gebieden te vergelijken bij 2 verschillende patiënten. Vergelijkt zelfde
gebieden maar aan verschillende kanten. Het gebied is bij ene patiënt aan 1 kant beschadigd
en bij andere patiënt aan andere kant en kijkt welke functies beïnvloed worden.
Omdat beschadigingen aan de rechterkant niet beïnvloed worden door beschadigingen aan
de linkerkant en vice versa, zijn de 2 hemisferen doubly dissociated (single is als je met 1
persoon doen).
Linker hemisfeer beschadigingen in rechtshandige mensen zorgt altijd voor tekortkomingen
in taalfuncties (spraak, schrijven en lezen) die niet veroorzaakt worden door beschadigingen
rechts. De 2 hemisfeerfuncties zijn gedissocieerd (gelateraliseerd). Echter het uitvoeren van
spatiele taken, zingen, muziekinstrument bespelen en tonen onderscheiden zijn verstoord
bij beschadigingen rechts i.p.v. links.
Eenzelfde logica is toegepast om functies te lokaliseren in de hemisferen. Gedragstesten die
vooral gevoelig zijn voor schade aan een specifieke plaats maar niet aan een andere kunnen
gebruikt worden.
Voorbeeld double dissociation: na het verwijderen van de linker temporaalkwab bij patiënt A
was hij beperkt in verbale testen. Bij de verwijderen van de rechter temporaalkwab bij
patiënt B was hij beperkt in niet verbale testen. Beide patienten presteerden normaal bij
andere testen wat bewijst dat functies gelocaliseerd en gelateraliseerd zijn.
Commissurotomy Patiënten
Epileptische aanvallen beginnen vaak in een afgebakend gebied van een bepaalde hemisfeer
om vervolgens door de vezels van corpus callosum (commisure) over te gaan naar een
overeenkomstig gebied in de andere hemisfeer. Om het verspreiden van deze aanvallen te
voorkomen kan er een commussurotomy gedaan worden de operatieve scheiden van de
2 hemisferen door de 200 zenuwvezels van de corpus callosum door te snijden.
Zo’n ingreep kan effect hebben op hersenfuncties. Na het scheiden zijn de hemisferen
onafhankelijk: ieder deel ontvangt sensorische input van alle sensorische systemen en ieder
deel kan de spieren aansturen maar de 2 delen kunnen niet meer communiceren.
