•
•
•
•
•
Beschadigingen
Elektrische stimulatie
Imaging technieken (Pet, fMRI)
EEG
Psychofarmaca/drugs
Meting van individuele neuronen
TMS
Methoden hersenonderzoek
Het brein van Broca’s
patient (1861)
Localisatie
Voorbeeld:
Broca en
Wernicke
(1881)
Wat bewijst zoiets precies?
Leasies zijn zelden precies beperkt
Brein van een
Wernicke-patient
gespecialiseerde neuronen in apen voor
apenkoppen in specifieke orientatie
PET (PositronEmission Tomography)-scans
en fMRI (functional Magnetic Resonance)-
scans
meten doorbloeding/stofwisseling
hersengebieden
Transcraniale Magnetische Stimulatie (TMS) en neuroplasticiteit
• TMS wordt gebruikt om :
– Corticospinale exciteerbaarheid te bepalen
– Corticale gebieden en hun functies te ‘mappen’
– Connectiviteit in neurale netwerken te bestuderen
– De functionele bijdrage van corticale gebieden in een specifieke taak te onderzoeken
– Intracorticale exciteerbaarheid te bepalen
– Kort of langer niveau van corticale exciteerbaarheid te moduleren
Magnusson &Stevens, 1911Thompson, 1910
Historiek van TMS
Barker, 1984
Transcranial Magnetic Stimulation allows the Safe, Non-invasive and Painless Stimulation of the Human Brain Cortex. Cadwell
Dantec Magstim
Common rTMS machines
TMS ter hoogte van motorische cortex:
activatie van
corticospinale baan via
stimulatie van pyramidale
cellen
activatie -motorneuronen
t.h.v. ruggemerg
meetbare activiteit (m.b.v.
electromyografie) in contralaterale spier
Primary Motor cortex
Front
Back
Real lesion
Blue = sighted; Red = blind
Cohen et al., 1997. Occipitale TMS verstoord braille lezen bij blinden maar niet in de controlegroep
Hamilton et al., 2000. Rapporteerden een case van een blinde vrouw die het vermogen om braille te lezen na een bilaterale occipitale laesie
Voordelen van TMS: virtuele patiënten
Braille Alexia
Het spatiale en temporele bereik van
enkele technieken die gebruikt worden bij
de studie van het brein
Inleiding Plasticiteit van hersenen: mogelijkheid om functionele en structurele veranderingen te vertonen.
– Functionele = korte-termijn veranderingen in efficiëntie of sterkte van synaptische connecties
– Structurele = lange termijn veranderingen in organisatie en aantal connecties tussen neuronen
Basisprincipes van hersenplasticiteit
• 1. Plasticiteit betekent voordeel halen uit ervaring en oefening
• 2. Plasticiteit hoofdzakelijk ten gevolge
van veranderingen in synaps:
• Veranderingen in axon terminalen, • Dendritische arborisatie, • Veranderingen in ultrastructuur van
bepaalde synapsen
Plasticiteit op neuronaal niveau
–Productie van nieuwe
synapsen
–Verlies van oude synapsen
–Wijziging van bestaande
synapsen (fijne tuning-
kritische periodes en
regulatie van de
effectiviteit van synapsen)
Plasticiteit op neuronaal niveau
Basisprincipes van hersenplasticiteit
• 3. Plastische veranderingen na hersen-
aandoening zijn gelijkaardig aan deze
tijdens leerprocessen en ontwikkeling
en veroudering
–Basismechanismen van
synaptische verandering bij
oefenen kunnen dan ook
gebruikt worden bij herstel
Basisprincipes van hersenplasticiteit
• 4. Beperkingen in de mate waarin het centraal zenuwstelsel kan veranderen
–Plastischer/dynamischer dan vroeger werd gedacht
–Tot op hoge leeftijd kunnen structurele veranderingen optreden
• Vb herstel van CVA
Basisprincipes van hersenplasticiteit
• 5. Plasticiteit heeft niet altijd functionele voordelen
• Vb: dementie
• 6. Functieherstel na hersenaandoening is moeilijk aan te tonen daar mensen compenseren voor tekorten
• 7. Verband tussen hersenplasticiteit en functieherstel heeft klinische implicaties
– Plastische veranderingen bij herstel proberen op gang te brengen
• 8. Ervaring kan leiden tot veranderingen van diffuse of selectieve aard
– Verrijkte omgevingen leiden tot globale veranderingen bij dieren: globale dendritische groei
– Specifieke oefeningen leiden tot selectieve vooruitgang: selectieve dendritische groei
Mensen??
Basisprincipes van hersenplasticiteit
Ervaring en verandering in hersenen
• Leren kan leiden tot structurele en functionele veranderingen
– Verandering in zenuwcellen, in interconnecties motorische-sensorische systemen
– Hertekening van hersengebieden
• Experimentele evidentie – A: Veranderingen in topografische organisatie
van de somatosensoriële cortex
– B: Verandering in functionele mapping van motorische corticale gebieden met TMS
A: Verandering topografische organisatie
somatosensoriele cortex
• Lichaam is topografisch voorgesteld in
somatosensoriële cortex
• Ieder corticaal neuron heeft receptief veld • Een beperkt gebied van het lichaam waarop het
neuron bij voorkeur antwoordt of geactiveerd wordt
Somato-sensoriële cortex
Somato-sensoriële cortex
Veranderingen in de topografische organisatie
van de somatosensoriele cortex
• Kaas, Merzenich et al.
– Micro-elektrode registraties om receptieve
velden van corticale neuronen te bepalen
• mappen somatosensoriële cortex gebied van
hand en vingers
– Amputatie van vinger
– Maanden later: neuronen uit corticale gebied
van verwijderde vinger vertonen een respons
bij stimulatie van de nabij gelegen intacte
vingers
Reorganisatie somatosensoriële gebieden na amputatie
A) Somatosensoriële cortex van de aapB) Handrepresentatie voor amputatieC) Twee maandan na amputatie van vinger 3
Reorganisatie somatosensoriële gebieden na amputatie bij de mens
Reorganisatie somatosensoriële gebieden
• Dergelijke reorganisatie treedt op na amputatie maar ook na intensieve oefening (Jenkins et al.)
– Apen worden gestimuleerd om de
middenste 3 vingers te gebruiken ten koste van de overige vingers
– Na langdurig oefenen (>1000x): gebied van corticale vinger-representatie wordt groter
Oefenen en corticale representatie
A) Gedurende 1 uur per dag gebruik van vinger 2-3-4B) Representatie voor oefenperiode in gebied 3bC) Na oefening
Veranderingen in motorische maps bij apen na oefening (Nudo et al., 1997)
2 groepen:-GROEP 1: voedsel uit klein kommetje nemen (fijn motorisch)-GROEP 2: voedsel uit groot kommetje nemen (groot motorisch)Aantal pogingen = 12000
•
•–
–
–
–
–
Deep brain stimulation bij Parkinson
Deep brain stimulation bij Parkinson
Kunnen we neuroplasticiteit induceren
met kinesitherapeutische interventies?
PRE POST INTERVENTION
DAY 21 22 3 20 1 2
RESULTATEN
INTERVENTIE SPIER
Pre PostAPB APB
ADM ADM
FCE FCR
ECR ECR
Koen Cuypers, Oron Levin, Herbert Thijs, Stephan P. Swinnen, and Raf L.J. Meesen 2010
Baseline (Day 0)
TENS (3 Weeks)
Post (Day 21)
Follow-up (Day 42)
3 Weeks
Experimental design:
Meting
Resultaten
TENS
CONCLUSIE
Top Related