De invloed van nicotine op cognitie

De invloed van nicotine op cognitie Roken, zo slecht nog niet? Benita Schak

Datum: 17 april 2009 Collegekaartnummer: 5664543 Begeleider: Dr. J. Snel Opdracht: Bachelorthese Aantal woorden: 5142

1

Inhoudsopgave

1. De invloed van nicotine op cognitie

4

2. De invloed van nicotine als pure stof op cognitie

5

3. Invloed van roken op cognitie

9

4. De effecten van chronische inname van nicotine op cognitie

12

5. Conclusie

15

6. Literatuurlijst

17

2

Abstract

Is roken alleen maar slecht voor de gezondheid? Of kan het ook een positieve invloed hebben? In deze paper wordt nagegaan wat de invloed is van nicotine in tabak maar ook in pure vorm op cognitie. De menselijke cognitie bestrijkt vele verschillende gebieden. In deze paper wordt gekeken naar twee onderdelen, namelijk het (werk)geheugen en aandacht. Er wordt tevens gekeken naar de chronische effecten van beide vormen van nicotine inname. Er lijkt een positief verband te bestaan tussen nicotine als pure stof en aandacht. Voor het werkgeheugen is dit verband minder duidelijk. Roken heeft een positieve invloed op het werkgeheugen maar voor aandacht wordt het verband minder duidelijk. Meer roken gaat samen met een verslechterde cognitie maar inname van meer nicotine bevordert de cognitie. Geconcludeerd kan worden dat er een verband bestaat tussen cognitie en nicotine, verder onderzoek is nodig om sommige verbanden beter te begrijpen.

3

1. Nicotine en cognitie

Veel mensen denken bij roken alleen aan de schadelijke gevolgen die het heeft voor de gezondheid. Daarbij wordt vooral gedacht aan ziekten zoals longkanker en hart- en vaatziekten. Roken wordt dan ook veelal gezien als iets wat men maar beter niet kan doen. Toch geven rokers vaak aan dat ze na het roken van een sigaret hun aandacht er weer beter bij kunnen houden. Dat zou er op kunnen wijzen dat roken ook een positieve invloed kan hebben op bijvoorbeeld cognitie. Cognitie is het proces wat leidt tot het ‘weten’ wat volgt uit aandacht, perceptie en redenering (Gazzaniga, 2009, p.3). Bij cognitie kan dus gedacht worden aan het geheugen maar bijvoorbeeld ook aan hoe lang men ergens de aandacht op kan richten.

Een van de bestanddelen in tabak is nicotine. Uit vorig onderzoek is gebleken dat nicotine inname effect heeft op de prestatie bij een taak waarin aandacht wordt gemeten (Pritchard et al. 1995; Wesnes & Warburton, 1983, aangehaald in Ilan & Polich, 2001). Hoe kan dit effect tot stand komen? In het brein van de mens zitten nicotine receptoren. Deze zijn te activeren door de stof nicotine en oefenen op hun beurt weer invloed uit op andere mechanismen in het brein. Deze receptoren zijn verspreid over het brein en onder andere te vinden in de frontale gebieden en de parahippocampale gyrus. Van deze gebieden is bekend dat zij een rol spelen in het aandachtsproces (Gazzaniga, 2009, p.551). Nicotine zorgt daarnaast ook voor het aanmaken van acethylcholine (Benowitz, 1996, aangehaald in Poltavski & Petros, 2006). Van deze stof wordt aangenomen dat het een belangrijke rol speelt in het geheugen systeem (Mishkin & Appenzellar, 1987, in Radvanski 2006, p.24).

De laatste jaren is veel onderzoek gedaan naar de effecten van nicotine op cognitie. Als er een positief effect is van nicotine op cognitie zou dit van belang kunnen zijn in de behandeling van ziekten die de cognitie op een nadelige manier aantasten. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan Alzheimer, waarbij onder andere het geheugen en de aandacht wordt aangetast (Kalat, 2004, p.345). Ook kan gedacht worden aan een meer algemeen voordeel zoals wanneer een belangrijke test moet worden gedaan of bij het

4

bestrijden van de vergeetachtigheid die vaak ontstaat bij het ouder worden. Daarom wordt in deze paper gekeken naar de effecten van nicotine op cognitie. In de onderzoeken die gedaan worden op dit gebied wordt vaak gebruik gemaakt van ofwel nicotine als pure stof of van nicotine in tabak. Het is denkbaar dat deze verschillende manieren van toediening een verschillend effect hebben op de cognitie. Daarom wordt in dit literatuuroverzicht tevens een antwoord gezocht op de vraag welk effect beide vormen van nicotine inname hebben op cognitie. Dit is van belang omdat dan een meer overwogen keuze gemaakt kan worden in de manier waarop patiënten behandeld kunnen worden en wat voor adviezen aan hen gegeven kunnen worden betreffende hun leefstijl. Tevens zal worden gekeken naar de chronische effecten van inname van nicotine en roken op cognitie. Dit is belangrijk omdat bij het behandelen van patiënten of symptoombestrijding bij het ouder worden vaak om een langdurige periode gaat.

Om deze vragen te kunnen beantwoorden zal in de eerste paragraaf gekeken worden naar de invloed van nicotine op cognitie. Vervolgens zal in paragraaf twee de invloed van roken op cognitie worden besproken. Tot slot zal worden gekeken naar de effecten van chronische inname van nicotine op cognitie.

2. De invloed van nicotine als pure stof op cognitie

In deze paragraaf zal worden gekeken naar de invloed op cognitie van nicotine als pure stof. Cognitie bestaat uit verschillende deelgebieden. Het zou kunnen zijn dat nicotine op de verschillende gebieden een andere uitwerking heeft. Daarom wordt in deze paragraaf gekeken naar de invloed van nicotine op verschillende aspecten van cognitie zoals werkgeheugen en aandacht. Tevens wordt gekeken naar die effecten bij rokers en niet rokers omdat daar eventueel ook nog verschil in effect gevonden kan worden.

Om te kijken of nicotine effect heeft op aandacht bij mensen die moeite hebben om hun aandacht ergens bij te houden vergeleken Poltavski & Petros (2006) 24 niet rokende mannen die laag scoorden op een aandachttest met 30 niet rokende mannen die hoog scoorden op dezelfde test. Deze twee groepen werden beide random verdeeld over twee

5

placebo- en nicotine condities. Na toedienen van een placebo of 7 mg. nicotine door middel van een pleister werd gekeken naar de prestatie van deze vier groepen op een Wisconsin Card Sorting Test (WCST). Hierbij moesten proefpersonen kaarten met symbolen erop sorteren. Dit sorteren moest volgens een bepaalde regel die ze konden leren door de aanwijzingen van de proefleider. Wanneer de proefpersoon de juiste regel had ontdekt werd deze veranderd. Tevens werd gekeken naar de prestatie op de Conners Continuous Performance Test (CPT) waarbij proefpersonen zo snel mogelijk op de spatiebalk van een toetsenbord moesten drukken bij het zien van iedere letter behalve de letter ‘x’. Bij de CTP test maakten de proefpersonen in beide nicotine condities minder fouten en waren beter in het discrimineren tussen de verschillende stimuli dan de proefpersonen in de placebo condities. De proefpersonen in de nicotine groepen maakten minder commissie fouten dan de personen in de placebo groepen. Bij een commissie fout reageerde de proefpersoon terwijl hij niet had moeten reageren. Proefpersonen in de nicotine conditie die laag scoorden op de aandachtstest maakten minder fouten en waren tevens beter in het detecteren van de juiste stimuli dan de personen die laag scoorden op de aandachtstest uit de placebo groep. Proefpersonen die hoog scoorden op de aandachtstest in zowel de nicotine als de placebo conditie waren beter in het detecteren van de juiste stimuli dan de proefpersonen die laag scoorden op de test over beide condities. Proefpersonen in de nicotine conditie die hoog scoorden op de aandachtstest waren minder efficiënt in het leren van passende strategieën in de WCST dan de proefpersonen in de placebo conditie die hoog scoorden op de test. Nicotine heeft een prestatieverhogend effect bij mensen die moeilijk hun aandacht ergens bij kunnen houden. Daarnaast lijkt nicotine de aandacht bij mensen die van nature zonder moeite hun aandacht ergens bij kunnen houden te verslechteren (Poltavski et al. 2006). Een andere taak die aandacht meet is de Posner taak (Posner, 1980, aangehaald in Thiel & Fink, 2008). Het is interessant om te kijken welk effect nicotine inname bij het uitvoeren van deze taak tot gevolg heeft. Hierdoor kan meer gezegd worden over de effecten van nicotine op aandacht.

Thiel & Fink, (2008) onderzochten de invloed van nicotine op aandacht met de Posner taak. 15 Niet rokende proefpersonen kregen nicotine kauwgom met 2 mg. nicotine of een

6

placebo. De opdracht was zo snel mogelijk op een toets van het toetsenbord te drukken bij het waarnemen van de ‘cue’. In deze taak moesten de proefpersonen hun aandacht richten op een kruis in het midden van een beeldscherm. Een pijl gaf vervolgens aan waar de proefpersonen covert (zonder het hoofd in die richting te draaien) hun aandacht op moesten richten. Deze pijl gaf de juiste (‘valid’) of foute (‘invalid’) plek aan waar de ‘cue’ zou verschijnen. De verhouding ‘valid’ en ‘invalid’ was in dit onderzoek respectievelijk 80 en 20%. Er werd gekeken naar het ‘validity effect’, dat zijn de RTs van ‘valid’ trials afgetrokken van de ‘invalid’ trials. Dit geeft aan hoe snel men de aandacht kan heroriënteren. In de nicotine conditie was het ‘validity effect’ kleiner dan in de placebo conditie wat er op wijst dat de aandacht sneller opnieuw gericht kan worden naar een nieuwe plek.

Ook Vossel, Thiel, & Fink (2008) onderzochten aandacht bij 24 niet rokers met een Posner taak. Een verschil met Thiel et al. (2008) was dat ze in dit onderzoek onderscheid maakten tussen een hoge ‘validity’ groep en een lage ‘validity’ groep, met daarin respectievelijk 90 en 60% ‘valid’ trials. Dit deden zij omdat gebleken was (Yu & Dayan, 2005, aangehaald in Vossel et al., 2008) dat nicotine ervoor zorgt dat men beter in staat is om een spatiële ‘cue’ te negeren. Dus een verschil in het aantal ‘cues’ moet een verschil in het ‘validity effect’ teweeg brengen. Net als bij Thiel et al. (2008) werd in dit onderzoek gevonden dat proefpersonen in de nicotine condities sneller waren in het heroriënteren dan in de placebo condities. De proefpersonen in de hoog ‘validity’ nicotine conditie waren echter sneller in het heroriënteren dan de personen in de laag ‘validity’ nicotine conditie. Vossel et al. (2008) concludeerden dat nicotine ervoor zorgt dat het opnieuw richten van de aandacht sneller gaat daarnaast vonden zij dat dit effect wordt beïnvloed door de voorspelbaarheid van de context. Uit bovenstaande onderzoeken blijkt dat nicotine een positief effect heeft op aandacht bij niet rokers. Of nicotine invloed heeft op andere cognitieve processen, zoals het werkgeheugen wordt hierna besproken.

De invloed van nicotine op werkgeheugen werd onderzocht door Kumari, Gray, Fytche, Mitterschiffthaler & Zachariah (2003) bij 12 mannen die nog nooit hadden gerookt. Ze kregen 1 mg. nicotine of een placebo geïnjecteerd voor het uitvoeren van de ‘n-back’

7

taak. In deze taak moeten proefpersonen op een knop drukken wanneer ze een stimulus zien die 0-,1-,2-, en 3-back ook werd aangeboden. De afhankelijke maten waren het aantal correcte responses en de RT hierop. De personen in de nicotine conditie hadden meer correcte responses op de taak dan de personen in de placebo conditie. Daarnaast had deze groep ook een snellere RT bij de 3-back conditie. Hieruit kan geconcludeerd worden dat nicotine een positief effect heeft op het werkgeheugen.

Ernst, Matochik, Heishman,Van Horn, Jons & Henningfield (2001) deden onderzoek naar werkgeheugen door middel van een ‘n- back’ taak. Het verschil met Kumari et al. (2003) was dat in dit onderzoek de tests werden afgenomen bij rokers en ex- rokers in tegenstelling tot niet rokers. Vlak voor het testen kregen de proefpersonen nicotine kauwgom met 4 mg. nicotine of een placebo. De rokers in de nicotine conditie hadden meer juiste responsies dan de ex- rokers in de nicotinecondities. Hieruit concludeerden de onderzoekers dat nicotine een positief effect heeft op het werkgeheugen bij rokers maar niet bij ex-rokers.

Uit bovenstaande onderzoeken komt naar voren dat nicotine een positief effect heeft op aandacht. In het onderzoek van Poltavski et al. (2006) wordt echter een negatief effect gevonden bij de proefpersonen die van nature makkelijk hun aandacht ergens bij kunnen houden. In het onderzoek krijgen de proefpersonen 7 mg. nicotine, dit lijkt een vrij hoge dosis en kan ervoor gezorgd hebben dat er bij de proefpersonen die hoog scoorden op de aandachttest een negatief effect werd gevonden. Deze gedachte wordt ondersteund door ‘de wet van Yerkes en Dodson’ (Bron: www.Wikipedia.com). Hierin wordt gesteld dat prestatie en fysiologische geactiveerdheid samenhangen in de vorm van een omgekeerde letter U. De prestatie wordt beter wanneer de activatie toeneemt, tot aan een bepaald punt. Na dat punt wordt de prestatie slechter. Wellicht is er voor mensen die hun aandacht van nature ergens makkelijk bij kunnen houden minder nicotine nodig om een positief effect teweeg te brengen omdat hun activatie niveau al bijna optimaal is. Voor het werkgeheugen lijkt het verband nog onduidelijk. Rook status lijkt van invloed te zijn op het effect. In het onderzoek van Ernst et al. (2001) werd alleen voor de rokers een positief effect gevonden van nicotine op werkgeheugen. Of dit positieve effect wordt

8

veroorzaakt door de opheffing van de deprivatieverschijnselen, die kunnen ontstaan als men erg gewend is aan roken en een ongunstig effect kunnen hebben op de prestatie, of door de effecten van nicotine is niet duidelijk. In deze paragraaf is alleen gekeken naar nicotine als pure stof. Er is daarmee nog niet duidelijk geworden welke invloed roken heeft op cognitie. Of de invloed van roken op cognitie anders is dan die van nicotine wordt in de volgende paragraaf besproken.

3. Invloed van roken op cognitie

In 2008 rookte 27% van alle volwassen mensen in Nederland (Bron: www.Stivoro.nl). De Nederlandse overheid doet er van alles aan om dit cijfer omlaag te krijgen omdat het schade brengt aan de lichamelijke gezondheid. Hiermee wordt echter geen rekening gehouden met de eventuele effecten op cognitie. Zijn alle effecten van roken negatief? Om die vraag te kunnen beantwoorden zal in deze paragraaf zal worden gekeken naar de invloed van roken op cognitie. Dit zal worden gedaan door middel van onderzoeken die verschillende taken gebruiken. Net als in de vorige paragraaf zal ook hier worden gekeken naar de invloed van roken op aandacht en werkgeheugen.

Rusted, Caulfield, King, & Goode (2000) onderzochten of roken dezelfde invloed heeft op de prestatie bij tests die lijken op alledaagse situaties waarbij aandacht nodig is als soortgelijke taken in het laboratorium. In drie experimenten werd na het roken van een sigaret of niet roken aandacht gemeten bij 20 rokers en 12 nooit rokers (experiment 1), 23 regelmatige rokers (minstens 15 sigaretten p.d., experiment 2) en 28 regelmatige rokers (meer dan 15 sigaretten p.d., in experiment 3). In experiment 1 werd de prestatie gemeten door de ‘rapid visual information processing’ (RVIP) taak en de Strooptaak. In de RVIP taak kregen proefpersonen een stroom van losse getallen te zien op een computerscherm. Ze moesten aangeven wanneer er drie even of oneven nummers achter elkaar verschenen waren op het scherm. De alledaagse variant hiervan was een ‘telephone search taak’ waarbij tegelijkertijd een ‘auditory tone monitoring’ taak werd uitgevoerd. In de ‘telephone search taak’ werd gebruik gemaakt van een nagemaakt telefoonboek. Op iedere bladzijde stonden steeds twee symbolen. De proefpersonen moesten de bladzijden

9

markeren waar twee gelijke symbolen op stonden. Bij de ‘auditory tone monitoring’ taak moesten ze aangeven wanneer ze een toon hoorden. Met deze taken en de RVIP werd het kunnen vasthouden van aandacht tijdens het uitvoeren van meerdere taken gemeten, wat ook wel ‘multi tasking’ wordt genoemd. In de Strooptaak moesten ze op een gekleurde knop drukken die correspondeerde met de kleur van een woord dat de proefpersoon te zien kreeg. Ze moesten de woordbetekenis onderdrukken. De alledaagse variant hiervan was de ‘telephone search’ taak, voor het meten van selectieve aandacht. In experiment 2 werd de prestatie gemeten met een Strooptaak. Een andere (dan de ‘telephone search’ taak) alledaagse variant hierop was de ‘map search’ taak. In deze taak moesten proefpersonen in twee minuten tijd zoveel mogelijk vooraf geselecteerde symbolen zoeken op een kaart. In experiment 3 werden de ‘telephone search’ en ‘map search’ taak uitgevoerd. De laboratoriumtest was in dit geval de Strooptaak met daarin rookgerelateerde woorden. In het eerste experiment detecteerden de niet gedepriveerde rokers meer targets dan de gedepriveerde rokers op de RVIP taak. In de ‘telephone search’ taak met afleiding werd wel een negatief effect gevonden van deprivatie maar deze was niet significant. In de ‘telephone search’ taak zonder afleiding waren proefpersonen uit de niet gedepriveerde groep sneller dan personen uit de wel gedepriveerde groep. Gedepriveerde rokers waren langzamer op de Strooptaak dan de niet gedepriveerde rokers. De niet gedepriveerde rokers presteerden hetzelfde op de RVIP taak als de niet- rokers. In het tweede experiment omcirkelden de niet gedepriveerde rokers meer targets dan de gedepriveerde rokers op de map search taak. In experiment drie werden geen significante verschillen gevonden tussen de groepen. De onderzoekers concludeerden hieruit dat bij rokers nicotine geen betrouwbare stof is om de alledaagse aandacht mee te verbeteren. Er is wel sprake van een kleine verbetering op de alledaagse taken van aandacht.

Ilan & Polich (2001) onderzochten de effecten van het roken van twee sigaretten op selectieve aandacht door middel van een Strooptaak bij 24 studenten. Er werd tevens gekeken naar de P300. Er werd geen effect van roken op de Strooptaak gevonden. De P300 amplitude, een maat voor de hoeveelheid aandachtsbronnen die gebruikt wordt, werd kleiner in de rook conditie, dit suggereert dat er minder ‘aandachtsbronnen’

10

beschikbaar waren voor het uitvoeren van de taak. Uit het onderzoek van Ilan et al. (2001) blijkt dat roken geen directe invloed heeft op selectieve aandacht na een periode van deprivatie. Wat de oorzaak hiervan is kan wellicht verklaard worden uit het onderzoek van Gallinat, Meisenzahl, Jacobsen, Kalus, Bierbrauer, Kienast (2006). Zij deden een MRI onderzoek bij 45 proefpersonen, waarvan er 22 rookten. De rokers hadden een kleinere dichtheid en volume van grijze stof in de frontale gebieden en de parahippocampale gyrus dan de niet-rokers. Deze gebieden spelen een rol in het aandachtsproces (Gazzaniga, 2009, p. 551). De onderzoekers concludeerden hieruit dat rokers structurele schade hebben aan verscheidene sub- en corticale gebieden. De vermindering van de P300 in het onderzoek van Ilan & Polich (2001) kan eventueel verklaard worden door de vermindering van grijze stof in de prefrontale cortex (PFC) omdat de P300 ten hoogte van de PFC op de schedel wordt gemeten (Araki et al., 2005, aangehaald in Gallinat et al., 2006).

Tot nu toe komt uit de onderzoeken in deze paragraaf geen eenduidig antwoord op de vraag wat het effect is van roken op aandacht. Omdat cognitie bestaat uit meerdere aspecten wordt nu gekeken naar het onderzoek van Rycroft, Rusted, & Hutton (2005). Zij onderzochten de effecten van het roken van één sigaret of niet roken op werkgeheugen en aandacht door middel van twee experimenten bij 20 niet rokers en 19 rokers (experiment 1) en 20 rokers (experiment 2). In experiment 1 deden de proefpersonen een ‘pop-out’ zoektaak waarin proefpersonen de roze letter tussen de witte letters moest zien te detecteren. Daarnaast deden ze een seriële zoektaak waarin de target letter ook wit was. In experiment 2 moesten de proefpersonen de 30 rechtopstaande T’s te zien detecteren in een plaatje dat verder gevuld was met de letter L in verschillende rotaties. Ze mochten de T’s eenmaal aanklikken. In experiment 1 waren de rokers sneller en maakten minder fixaties dan de niet rokers in de ‘pop- out’ zoektaak. Niet- rokers maakten minder fouten dan rokers in de seriële zoektaak. In experiment 2 maakten de rokers meer fixaties dan de niet rokers maar in het totaal maakten de rokers minder fixaties dan de niet- rokers. Deze resultaten suggereren dat nicotine een positief effect heeft op werkgeheugen en aandacht bij rokers (Rycroft et al. 2005).

11

Op grond van bovenstaande onderzoeken kan geen eenduidige conclusie worden getrokken over de invloed van roken op aandacht. De tegengestelde resultaten zouden verklaard kunnen worden doordat de proefpersonen in het onderzoek van Rusted et al. (2000) één sigaret rookten en in het onderzoek van Ilan & Polich (2001) rookten ze twee sigaretten. Misschien is in het tweede onderzoek de dosis nicotine te hoog om een positief effect te veroorzaken. In het onderzoek van Poltavski & Petros (2006) dat wordt beschreven in de tweede paragraaf werd een tegengesteld effect gevonden bij de proefpersonen die hoog scoorden op de aandachtstest na het toedienen van 7 mg. nicotine. De ‘wet van Yerkes en Dodson’ leek daarvoor een passende verklaring te bieden. Dit zou ook kunnen gelden voor het onderzoek van Ilan & Polich (2001). Opvallend aan de resultaten in het onderzoek van Rusted et al. (2000) is dat in het eerste experiment wel een gunstig effect gevonden wordt van roken op de Strooptest en dat deze in de andere twee experimenten niet wordt gevonden. Er wordt uit de beschrijving van het onderzoek niet duidelijk hoeveel de proefpersonen uit het eerste experiment dagelijks rookten. Een eventueel verschil hierin zou de verschillende resultaten kunnen verklaren. Roken lijkt op het werkgeheugen wel een positief effect te hebben. In de twee voorgaande paragrafen worden de acute effecten van nicotine op cognitie besproken. Over de chronische effecten kan aan de hand van deze onderzoeken niets worden gezegd. Dit is wel van belang omdat sommige ziekten en de effecten van ouder worden langdurig zijn en dus chronische nicotine toediening nodig is. Daarom wordt in de volgende paragraaf gekeken naar de langdurige effecten van nicotine op cognitie.

4. De effecten van chronische inname van nicotine op cognitie

In deze paragraaf wordt gekeken naar de effecten van chronische inname van nicotine en de invloed daarvan op cognitie. Het type onderzoek wat hier erg geschikt voor lijkt is de longitudinale studie waarbij de proefpersonen voor een langere periode meedoen aan een onderzoek. Op die manier kunnen data worden verkregen op meerdere meetmomenten en kan men kijken naar invloeden van nicotine op cognitie op de langere termijn. In deze paragraaf worden daarom een aantal van dit type studies beschreven.

12

Reitz, Luchsinger, Tang, & Mayeux (2005) onderzochten de langdurige effecten op cognitie gedurende een ‘follow- up’ studie van vijf jaar bij 791 rokers, niet- rokers en nooit- rokers. De gemiddelde leeftijd was 75,6 jaar. Het geheugen werd gemeten door de Benton Visual Retention Test en de Selective Reminding test waarin ‘recall’, herkenning en het lange termijn geheugen werden gemeten. Rokers ouder dan 75 jaar scoorden slechter op de baselinetests dan nooit of niet rokers. In de ‘follow- up’ geheugen tests was bij hen een snellere achteruitgang te zien dan bij de niet- of nooit- rokers. Hieruit kan geconcludeerd worden dat roken een negatief effect heeft op het geheugen bij ouderen boven de 75 jaar. Ze laten ook meer achteruitgang zien in het geheugen dan leeftijdgenoten die niet roken. Dit geldt alleen voor mensen die roken op het moment van het testen. Mensen die gestopt zijn laten geen achteruitgang zien in het geheugen. In dit onderzoek wordt echter geen onderscheid gemaakt tussen de hoeveelheid die de proefpersonen rookten. In het volgende onderzoek wordt hiermee wel rekening gehouden.

Juan, Zhou, Li, Wang, Gao & Chen (2004) onderzochten in een ‘follow- up’ van twee jaar bij 2820 nooit- rokers, ex- rokers en rokers van 60 jaar en ouder uit China het verband tussen roken en dementie. Dementie is een verzamelnaam voor ziekten als Alzheimer en vasculaire dementie. Een symptoom van dementie is de achteruitgang van het geheugen. Rokers hadden een verhoogde kans op het krijgen van Alzheimer en vasculaire dementie dan nooit- rokers. Mensen die weinig rookten hadden minder kans op Alzheimer dan incidentele rokers. Mensen die veel rookten hadden meer kans op Alzheimer dan de incidentele rokers. Rook status en de hoeveelheid die men rookt heeft invloed op het krijgen van dementie (Juan et al. 2004). Ook Reitz, den Heijer, van Duijn, Hofman, & Breteler (2007) onderzochten de relatie tussen roken en dementie. Hun studie duurde zeven jaar in tegenstelling tot de duur van twee jaar bij Juan et al. (2004). Bij proefpersonen die bij de baseline meting rookten kregen werd in de ‘follow- up’ vaker dementie en Alzheimer vastgesteld dan proefpersonen die nooit hadden gerookt. Er was geen verband tussen ex- roken en het krijgen van dementie of Alzheimer. Hiermee concludeerden ook zij dat rook status invloed heeft op het krijgen van dementie en Alzheimer.

13

Uit bovenstaande onderzoeken komt naar voren dat chronisch roken een negatieve invloed heeft op cognitie bij ouderen en zelfs een verhoogde kans op dementie geeft. Wat er precies in de hersenen gebeurt wordt niet duidelijk. Hierover gaat het volgende onderzoek. Almeida, Garrido, Lautenschlager, Hulse, Jamrozik & Flicker (2008) onderzochten door middel van een MRI bij 39 rokers en 39 nooit- rokers tussen de 70 en 83 of oudere mensen die roken verminderde grijze stof in hersengebieden hebben die geassocieerd zijn met beginnende dementie. Uit hun onderzoek bleek dat rokers een verminderde hoeveelheid grijze stof hadden in de cingulum en precuneus (bilateraal), thalamus (rechts) en frontale cortex vergeleken met nooit- rokers. Zij concludeerden dat langdurig roken geassocieerd lijkt te zijn met een afname in grijze stof in gebieden die in verband worden gebracht met beginnende dementie.

In voorgaande onderzoeken werd steeds gekeken naar de effecten van chronische inname van nicotine door middel van roken. Er is echter niets gezegd over de invloed van chronische inname van pure nicotine op cognitie. French, Granholm, Moore, Nelson & Bimonte-Nelson (2006) onderzochten dit bij 30 ratten gedurende 15 dagen en keken hierbij naar het werkgeheugen en ‘reference memory’. ‘Reference memory’ bij een dier is geheugen voor een keuze waar een beloning uit voortkomt ten opzichte van een keuze waar geen beloning aan vast zit (Oades, 1981). Een groep kreeg 0.3 mg. nicotine per dag, een andere 0,1 en een derde groep kreeg een placebo. Werkgeheugen en ‘reference memory’ werden gemeten door middel van een 8-arm ‘water radial arm maze’ (RAM) taak. In vier van de armen bevond zich een platform 1 cm. onder het wateroppervlak. De ratten moesten binnen 3 min. een platform vinden. Na een pauze moest de rat opnieuw de taak doen. Het platform uit de vorige taak werd verwijderd. RF ‘errors’ werden gemeten door het aantal keren binnengaan van een arm waar nooit een platform was. WMI ‘errors’ waren herhaalde aantal keren betreden van een arm die nooit een platform had. WMC ‘errors’ was het eerste en herhaaldelijk binnen gaan van een arm vanwaar het platform tijdens die sessie was verwijderd. De 0.3 groep werd op alle drie de maten beter. De 0.1 groep liet alleen vooruitgang zien op RM en WMI. De 0.3 groep maakte minder fouten dan de controle groep en de 0,1 groep. Hieruit concludeerden French et al. (2006) dat een

14

hogere dosis nicotine een positief effect heeft op ‘reference memory’ en werkgeheugen bij ratten. Een lagere dosis heeft alleen een positief effect op werkgeheugen maar niet op ‘reference memory’.

Samenvattend is de conclusie dat chronisch roken een negatief effect heeft op het geheugen bij ouderen boven de 75 jaar. Rookstatus en hoeveel men rookt hebben hierop eveneens invloed. Uit het onderzoek van French et al. (2006) blijkt echter dat chronisch toedienen van nicotine bij ratten een positief effect heeft op ‘reference memory’ en werkgeheugen. De vraag is in hoeverre deze resultaten generaliseerbaar zijn naar de mens. Ondanks dat lijkt er voor chronische inname van nicotine toch een verschil te bestaan voor de pure nicotine en nicotine inname door middel van een sigaret. Chronisch roken heeft een negatief effect op cognitie en het chronisch toedienen van nicotine lijkt een positief effect te hebben.

5. Conclusie

Uit de besproken onderzoeken komt naar voren dat nicotine invloed heeft op cognitie. Deze invloed is echter niet gelijk voor de verschillende manieren van inname. Nicotine heeft als pure stof een positief effect op aandacht, voor het werkgeheugen lijkt een minder duidelijk verband te bestaan. Bij nicotine inname door middel van tabak is het effect tegengesteld aan dat van nicotine als pure stof. Er lijkt namelijk een positieve invloed te zijn van roken op werkgeheugen maar over aandacht kan geen eenduidige conclusie worden getrokken. Er is ook een verschil in het effect op cognitie van chronische inname van nicotine en chronisch roken. Waar chronisch roken een negatief effect lijkt te hebben op de cognitie, daar heeft chronische inname van pure nicotine een positief effect. De hoeveelheid die men rookt en of men op dit moment rookt, niet rookt of ooit heeft gerookt lijkt hier invloed op te hebben.

Het positieve effect van chronische nicotine inname dat werd gevonden in het onderzoek van French et al. (2006) betrof onderzoek bij ratten. Of chronische nicotine inname ook positieve effecten heeft bij de mens is onduidelijk en moet nog onderzocht worden.

15

Hoewel het ethisch onverantwoord is om mensen jarenlang nicotine te laten innemen is het zoals bij het onderzoek van French et al. (2006) denkbaar om proefpersonen één of twee weken nicotine te laten innemen. De resultaten hiervan zijn van belang voor eventuele behandeling van dementie of bestrijding van vergeetachtigheid bij het ouder worden omdat die mensen langere tijd behandeld zullen moeten worden. Voor hen is het ook van belang dat eventuele bijwerkingen zoveel mogelijk vermeden worden.

In de onderzoeken wordt gebruik gemaakt van verschillende doses nicotine wat kan verklaren waarom de effecten niet eenduidig zijn. Het is interessant om te onderzoeken of er een bepaalde grens is aan de werkzaamheid van nicotine. Hierbij kan gedacht worden aan de piek van de omgekeerde U uit de ‘wet van Yerkes en Dodson’. Voor deze piek gaat de prestatie omhoog naarmate het activatie niveau hoger wordt. Na de piek wordt de prestatie slechter. Dit omslagpunt zou onderzocht kunnen worden door een groep proefpersonen na het nemen van verschillende doses testen af te nemen zoals die in deze paper worden beschreven. Vervolgens is het interessant om te kijken of er een bepaald omslagpunt is waarop proefpersonen minder goed gaan presteren. Wanneer een dergelijk omslagpunt bepaald kan worden is het makkelijker om bij het gebruik van nicotine als medicijn de doses aan te passen aan de persoonlijke toestand. Dit is van belang om een optimaal resultaat te kunnen behalen in de behandeling van ziekten waarbij de cognitie wordt aangetast.

Een ander probleem met het onderzoek bij rokers naar beïnvloeding van cognitie door nicotine is dat het positieve effect dat wordt gevonden van roken na een periode van deprivatie niet veroorzaakt wordt door de nicotine maar door het opheffen van de ‘ontwenningsverschijnselen’. Dit zou opgelost kunnen worden door uit te zoeken of er een substantie is die in principe ook op het brein inwerkt op dezelfde manier als nicotine. Als na inname van een dergelijke substantie dezelfde testresultaten naar voren komen dan kan eventueel gezegd worden dat de positieve effecten na roken bij rokers niet veroorzaakt worden door het roken maar door het stimuleren van bepaalde breingebieden. Hoewel dit onwaarschijnlijk lijkt, omdat uit veel onderzoeken is gebleken dat nicotine

16

wel degelijk positieve effecten kan veroorzaken is het verstandig om dit soort factoren uit te sluiten.

Het blijft lastig om conclusies uit het laboratorium te generaliseren naar het dagelijks leven. Rusted et al. (2000) deden een poging om dit type onderzoek te vertalen naar dagelijkse situaties. Zij concludeerden dat roken weinig invloed heeft op aandacht in alledaagse situaties. Zij zijn een van de weinigen, zo niet de enigen, die hebben geprobeerd die vertaling te maken. Het zou interessant zijn om het onderzoek te repliceren of andere tests, zoals aandacht tijdens autorijden, te gebruiken om te kijken wat daar voor effecten mee worden gevonden. Van groter belang echter is om te kijken wat roken voor effect heeft op mensen die dementerend zijn. Zijn deze mensen beter af wanneer ze blijven roken? Of kunnen zij beter over gaan op nicotine pleisters of nicotine kauwgom? Het beantwoorden van deze vraag zou van grote invloed kunnen zijn op de kwaliteit van leven van deze mensen.

6. Literatuurlijst

Almeida, O. P., Garrido, G. J., Lautenschlager, N. T., Hulse, G. K., Jamrozik, K., & Flicker, L. (2008). Smoking is associated with reduced cortical regional gray matter density in brain regions associated with incipient Alzheimer disease. Am J Geriatr Psychiatry, 16(1), 92-98. Ernst, M., Matochik, J. A., Heishman, S. J., Van Horn, J. D., Jons, P. H., Henningfield, J. E., et al. (2001). Effect of nicotine on brain activation during performance of a working memory task. Proc Natl Acad Sci U S A, 98(8), 4728-4733. French, K. L., Granholm, A. C., Moore, A. B., Nelson, M. E., & Bimonte-Nelson, H. A. (2006). Chronic nicotine improves working and reference memory performance and reduces hippocampal NGF in aged female rats. Behav Brain Res, 169(2), 256262. Gallinat, J., Meisenzahl, E., Jacobsen, L. K., Kalus, P., Bierbrauer, J., Kienast, T., et al. (2006). Smoking and structural brain deficits: a volumetric MR investigation. Eur J Neurosci, 24(6), 1744-1750. Gazzaniga, M. S., Ivry, R. B., & Magnum, G.R. (2009). Cognitive neuroscience, the biology of the mind (3rd ed.). New York: Norton. Ilan, A. B., & Polich, J. (2001). Tobacco smoking and event-related brain potentials in a Stroop task. Int J Psychophysiol, 40(2), 109-118. Juan, D., Zhou, D. H., Li, J., Wang, J. Y., Gao, C., & Chen, M. (2004). A 2-year followup study of cigarette smoking and risk of dementia. Eur J Neurol, 11(4), 277-282. Kalat, J.W. (2004). Biological psychology (8th ed.). Belmont: Wadsworth/ Thomson.

17

Kumari, V., Gray, J. A., Fytche, D. H., Mitterschiffthaler, M. T., Das, M., Zachariah, E., et al. (2003). Cognitive effects of nicotine in humans: an fMRI study. Neuroimage, 19(3), 1002-1013. Oades, R. D. (1981). Type of memory or attention? Impairments after lesions of the hippocampus and limbic ventral tegmentum. Brain Res Bull, 7(2), 221-226. Poltavski, D. V., & Petros, T. (2006). Effects of transdermal nicotine on attention in adult non-smokers with and without attentional deficits. Physiol Behav, 87(3), 614-624. Reitz, C., den Heijer, T., van Duijn, C., Hofman, A., & Breteler, M. M. (2007). Relation between smoking and risk of dementia and Alzheimer disease: the Rotterdam Study. Neurology, 69(10), 998-1005. Reitz, C., Luchsinger, J., Tang, M. X., & Mayeux, R. (2005). Effect of smoking and time on cognitive function in the elderly without dementia. Neurology, 65(6), 870-875. Rusted, J. M., Caulfield, D., King, L., & Goode, A. (2000). Moving out of the laboratory: does nicotine improve everyday attention? Behav Pharmacol, 11(7-8), 621-629. Rycroft, N., Rusted, J. M., & Hutton, S. B. (2005). Acute effects of nicotine on visual search tasks in young adult smokers. Psychopharmacology (Berl), 181(1), 160169. Thiel, C. M., & Fink, G. R. (2008). Effects of the cholinergic agonist nicotine on reorienting of visual spatial attention and top-down attentional control. Neuroscience, 152(2), 381-390. Vossel, S., Thiel, C. M., & Fink, G. R. (2008). Behavioral and neural effects of nicotine on visuospatial attentional reorienting in non-smoking subjects. Neuropsychopharmacology, 33(4), 731-738. Electronische bronnen www.wikipedia.com www.stivoro.nl

18