Neuro samenvatting College 1: Inleiding: Alle materie wordt later i/h college herhaald: niets relevant College 2: Neuroanatomie structuur zie MindMaps
Ventrikels (4): • Bevatten hersenvocht (cerebrospinaal vocht = CFS) • Tussen schedel, brein CSF (‘airbag’) • Chemische stabiliteit (schoonmaken via BBB) saggital plane (de twee hersenhelften delen) horizontal plane transverse plane ventraal (inferior) <---> dorsaal (superior) anterieur (rostraal) <---> posterieur (caudaal) Anatomie van een neuron: – dendrieten -> input – soma (met nucleus; maakt eiwitten) – axon -> output – verbinding tss neuronen: synaps (lege ruimte) Myeline zorgt voor geleiding Actiepotentiaal:
Neuronen krijgen signalen binnen via dendrieten • Neurotransmitters binden aan kanalen in het membraan van de dendrieten • Dit leidt tot verandering in het rustpotentiaal (spanning w. positiever [IPSP] of negatiever [EPSP]) • Als het rustpotentiaal boven bepaalde drempel komt ontstaat er een actiepotentiaal, dat reist naar het einde van het axon en laat op zijn beurt weer neurotransmitters vrij. Neurons that fire together wire together! College 3: Vogels Spraak: vorm en semantiek hangen aan elkaar vast Vogelzang: Sequential information may correlate with behavioural context (e.g., solo song or female- directed song) or intensity of motivational state (e.g., the level of aggression) but it is not known whether a specific element of the song can have a specific reference to an object, situation, or a concept and whether a different sequence of elements produces a novel referent. Gescheiden netwerken voor receptie en productie predispositie (universal) vs experience (frequent sounds) zowel kinderen als vogels hebben eerst voorkeur voor universele klanken, deze voorkeur verandert naar frequente klanken door ervaring. Zebravinken leerde recursie doormiddel van andere truukjes College 4: stotteren Stuttering is essentially a neuromuscular disorder whose core consists of tiny lags and disruptions in the timing of the complicated movements required for speech Genetics: - variation of a gene causes disruption of the normal metabolism in some brain areas leading to stuttering - two or more variants of the gene lead to severe health issue associated with stuttering - estimation that around 9% of people who stutter possess mutations in the concerned genes - how do people interpret those findings? Neurogenic/acquierd stuttering – differs (less blocks) and resembles (repetitions) developmental stuttering – after lesions to almost all parts of the brain, the exact location of the lesions has often been uncertain = result of damage and lesions in the brain – after lesions to the left hemisphere Cluttering – fast and/or irregular speech – disorganized language and conversation – poor handwriting; distractibility, hyperactivity – temporary improvement when paying attention to speech – stuttering and cluttering are suggested to be the two opposite disturbances of the initiation of speech motor segments Fluency inducing conditions – rhythm effect – chorus speech – singing – whispering; speaking alone – AAF (nobody knows how this works exactly)
speech motor training – simplified speech tasks – diadochokinetic (DDK) tasks: production of syllable sequences – structured manipulation of syllable complexity & frequency – raining of rhythm and stress patterns – SLT models the correct production, the child repeats and receives feedback – requires mass practice and a structured training program – popular example ‘OMAT’ from Riley (1980) Basal Ganglia theory of stuttering: BG involved in various motor disorders – Parkinson’s - a disorder of BG functions due to reduced release of dopamine – motor initiation problems, involuntary movements – Dystonia - dysregulated muscular tension – motor symptoms can be influenced by emotional state (tension vs relaxation) Medial system Lateral system the basal ganglia + Supplementary Motor Area automatized motor sequences self-initiated spontaneous speech no conscious attention to speech process
lateral premotor cortex + cerebellum de-automatized speech externally cued conscious attention to speech role playing, imitation, singing, rhythmic speech speech techniques, speech with AAF Fluency is achieved by switching from the medial to the lateral system: this offers an explanation of the fluency inducing conditions. College 5: (f)MRI Werking: Protons (hydrogen atoms) have “spins” (like tops). They have an orientation and a frequency → When you put a material (like your subject) in an MRI scanner, some of the protons become oriented with the magnetic field When you apply radio waves (RadioFrequency pulse) at the appropriate frequency, you can change the orientation of the spins as the protons absorb energy --> After you turn off the radio waves, as the protons return to their original orientations, they emit energy in the form of radio waves
MRI = Strong magnet – Signal of hydrogen atoms – Contrast in images caused by differences in: – hydrogen atom concentration – T1 – T2 Kan ook anatomical connectivity onderzoeken MRI : Brain anatomy (T1/T2) fMRI: brain functionality (T2*) T2* = sensitive to local magnetic field inhomogeneities; have artifacts near junctions between air and tissue: sinuses, ear canals Blood Oxygen Level Dependent (BOLD-effect) Hemoglobine (Hb) --> OxyHB & deOxyHb (verstoort magneetveld --> “zwarte” vlekken)
relatief decrease of [Hb] --> actieve hersengebieden lichten op ↑ neural activity --> ↑ blood oxygen --> ↑ fMRI signal 1 fMRI experiment = 5-15 mins – lage resolutie (3mm ipv 1mm) – many images (vgl MRI = 1 image) – veel ruis – good spatial resolution; less temporal resolution fMRI experiment: nodig – paradigm (jargon): the set of conditions and their order used in a particular fMRI session – design – blok: conditie 1 (een paar keer), pauze, conditie 2, pauze, ... – event related: conditie wisselt elke paar sec – vele scans (snel) Data-analyse: – model van verwachtingen van veranderingen – kijk hoe de verandering EFFECTIEF verloopt –
hou rekening met haemodynamische respons
Resting state fMRI – hersenen = 2% lichaams gewicht MAAR 20% lichaamsenergie – tijdens taak maar een stijging van 5% – ruis = georganiseerd – gebieden die samen actief zijn tijdens een taak, zijn ook samen actief tijdens rust!
College 6: EEG techniek om elektrische energie in de hersenen te meten WAAROM: diagnostiek (epilepsie, tumor) & onderzoek Neuronen zorgen voor elektrische activiteit; elke neuron krijgt input van ±1000 anderen VOORWAARDEN – assymetrisce neuronen (open veld) – zelfde oriëntatie & synchroon vuren – veel vurende neuronen tegelijk (1000-10.000) Data Acquisition: – electrode kapje & kabels – referentie electroden & activie/exploring electrodes – ground electrode (voorkomt elektrocutie) GOEDE temporele resolutie (minder goede spatiale) actieve elektrode – referentie elektroden = signaal EEG data: – random noise (artefacten) – spierartefacten – oogbeweging (saccade) – knipper (blink) – Event Related Potential (ERP) golf = potentiaalverandering als gevolg v/h aanbieden v/e bepaalde stimulus – deze ERP is erg klein tov de ruis – oplossing: gemiddelde van VELE trials (goed time locken!) ERP componenten naamconventies: – P = positief (naar beneden!) – N = negatief (naar boven!) – 1, 2, 3 (temporele volgorde) – 100, 200, 300 (peak latentie in ms) ieder inhoudswoord laat een negatieve piek zien ih/ signaal = N400 COMPONENT het verschil in amplitude van twee N400 componenten = N400 EFFECT N400 = semantische /world knowledge schending P600 = syntactische schending N250 = referentieel ambiguïteits-effect VOORDELEN NADELEN - goede temporele resolutie - veel materiaal nodig - kwalitatief verschillende effecten - meten kost veel tijd - continu signaal - persoon mag niet bewegen - kan gebruiken bij geschreven én gesproken taal - artefacten - geeft meer info dan RT-studie - slechte spatiele resolutie EEG meet: de post-synaptische activiteit in de apicale dendrieten van grote groepen pyramidecellen in de neocortex die tegelijk vuren. ERP geeft meer inzicht in het proces van verschillende taalaspecten College 8: ERP research Individual components are known to reflect different grammatical operations in the brain: – N400: semantic processing related to semantic and lexical integration and thematic hierarchization – P600: syntactic processing, related to syntactic reanalysis and repair to syntactic complexity and ambiguity – LeftAnteriorNegativity: reflects syntactic errors/incongruencies related to morpho-
syntactic violations (e.g. agreement violations) (300-500ms) – (Early)LAN: related to phrase structure violations (125ms) P600: ook garden path sentences effects: the broker persuaded to sell the stock P600 & LAN, vaak samen. LAN alleen gemeten op 1 elektrode Studies on anticipation: – Van Berkum et al (2005) – Wicha et al (2004) – De Long et al (2005) suggest that comprehenders use context to actively prepare for semantic feature of upcoming items and show ERP effects connected to words not yet presented at the time of measurement in some cases Berkum et al. Ongrammaticale zinnen *daar staat een oud moter *ik bezocht een oude huis DISCOURSE: luistereer voorspelt: De inbreker had geen enkele moeite de geheime familiekluis te vinden. Deze bevond zich natuurlijk achter een grote* schilderij. ERP effect treed al op bij GROTE (ipv na schilderij). Men verwacht immers “groot” ERP from the onset of the inflection: P250 ERP from the onset of the noun: N400 Wicha et al. Little Red Riding hood brough te food to her grandmother in a basket verwacht woord = canasta (FEM) onverwacht woord= corona (FEM) un una canasta
Semantisch/ geslacht
Semantisch/ geslacht
corona
Semantisch/geslacht
Semantisch /geslacht
Onset predicted noun
P600
Corona N400
Onset predicted article P600 / readers are using sentence context (meaning + syntactic structure) to anticipate upcoming nouns, including information about their gender, a morphosyntactic property of words in Spanish. De Long et al. The day was breezy, so the boy decided to fly A KITE (expected: close prob 86%-89%) AN AEROPLANE (close prob: <50%) N400 effect wordt gemeten zowel van onset lidwoord als onset noun their results demonstrate that readers can rapidly integrate words incrementally into ongoing mental representations; their results suggest that individuals can use linguistic input to pre-activate representations of upcoming words in advance of their appearance. College 9: dyslexie verworven dyslexie (alexia/acquired dyslexia) vs developmental dyslexia D. dyslexie = vaak – problemen bij het lezen van individuele woorden – problemen vh leren van letter-klank regels zoals bij circus – verwisselen van functiewoorden zoals bij en naar – letters en woorden omdraaien (b --> d; pot --> top)
– problemen met spelling D. dyslexie is soms – familiegeschiedenis leerproblemen – door elkaar halen links en rechts – letters en getallen andersom schrijven – problemen met volgen van 2- of 3 stappen instructies Bij adolescenten (vaak) – lezen is nog steeds niet precies – problemen bij het spellen Bij adolescenten (soms) – door elkaar gooien van plaatsen, tijd & datum – moeite plannen en schrijven van papers – problemen met verweken complexe taal Bij volwassenen (vaak) – lezen vermijden; leesproblemen verstoppen – slechte spelling Bij volwassenen (soms): – problemen met tijd – vallen terug op geheugen ipv leesvaardigheden 50% van de gevallen van dyslexie hebben ook SLI
Model van lezen: Ellis&Young. Verklaart verschillende alexieën Visual analysis system: letterherkenning, positie in het woord (visueel proces) Visual input lexicon: ontvangt input van 'letterherkenners' in het VAS en activeert betekenisrepresentaties in het semantisch systeem PERIFERE: vroege stadia, analyse vn letters neglect --> linkerhelft v/h woord w niet verwerkt: fout ih VAS lettre-by-lettre (≠GPC!!): VAS=OK; VIL = OK --> verbinding is aangetast
CENTRALE: diepere processen zoals sem syst & GPC Surface dyslexia Eerste soort: – storing tss print & uitspraak; zijn gedwongen GPC route te gebruiken – goed begrip, spreken alles regelmatig uit – storing in het VIL en/of verbindingen naar het semantische systeem Tweede soort – problemen geschreven én gesproken woorden – goede non-woord leesvardigheden; reguliere én irreguliere woorden – geen begrip; vooral problemen met homofonen – storing semantsiche systeem Derde soort: – regelmatige woorden beter dan onregelmatige – 97% op LDT – storing i/h speech output lexicon; semantisch systeem intact! Phonological dyslexia – goed begrip en lezen van échte woorden; non-woorden worden onmogelijk – storing in GPC route Deep dyslexia: – concrete woorden beter dan abstracte – visuele fouten; morfologische fouten; semantische fouten – visueel – dan semantische fouten – lezen van non-woorden sterk verstoord – storing in semantisch systeem én GPC GOGI-afasie ENKEL in het Japans storing in het semantisch systeem Door middel van de BETEKENIS kan je de juiste uitspraak vinden College 11: Cochleaire Implantaten zie notitie's College 12: Afasie Model van Lichtheim (1885) verklaart de 7 hoofdvormen van afasie
Broca Wernicke motorisch geheugen –AF: arcuate fasiculus-- sensorisch geheugen
Broca's afasie afemie = onvermogen zich uit te drukken met méér dan een woord tegelijk verlies vermogen om grammaticale relaties uit de drukken (agrammatisme) inhoudswoorden blijven meestal wel bewaard ook schrijven is zwaar verstoord Dysartherie: verlies controle articulatorische spieren Spraakapraxie: overmogen articulatie te programmeren (slechte prosodie) Brocas gebied ligt vlakbij motor cortex B44/45 Left inferior frontal gyrus (LIFG) 1) pars triangularis (anterieur): programmeren verbale uitingen; taalbegrip 2) pars opercularis (posterieur): programmeren spieren, coördinatie Niet idereen met lesie aan B44 heeft afasie: diepere structuur! Insula = articul planning Wernicke's afasie Receptieve afasie Vloeiende spraak, weinig inhoud; paragrammatisch (word salad) taalbegrip is verstoord toch niet enkel storing in semantisch systeem; LDT en sem prem kan nog defeciet bij zin -en discourse level Geleidingsafasie – begrip en productie redelijk goed – repetitie loot mis (AF beschadigd) Transcortical sensory afasia – geen gesproken begrip – repetitie onbeschadigd Transcortical motor afasia – normaal begrip en repetitie – problemen bij spontane spraak Pure word deafness – kunnen taal niet in auditieve modaliteit begrijpen (schrijven & gebaren zijn ok) – productie blijft intact – storing auditieve verbindingen – stooring corpus callosum tov transmisse van auditieve info van RH naar LH Acquiered dyslexia – disconnectie tss visuele & taalgebieden – soms ook agrafie – word blindness/visual agnosia – kan niet herkennen letters tot gevolg hebben – storing in de angular gyrus (associatiegebied) Geschwindt model van taalverwerking woord oplezen 1) visuele input --> visuele gebieden --> angular gyrus 2) gebied van Wernicke (betekenisvolle sequentie wordt gegenereerd) 3) via arcuate fisiculus naar Broca 4) boodschap wordt vertaald naar motorische commandos en naar de spraakspieren gestuurd woord horen 1) auditieve input --> parieto-temporo-occipetale associatie cortex (AG) 2) Wernicke --> AF --> Broca (gramm eigenschappen en frasestructuur) 3) woordrepr activeren gerelateerde begrippen en audit taalbegrip komt tot stand
