Ontwikkeling van het adolescentenbrein
Eveline Crone Brain & Development lab Universiteit Leiden
13 sept 1848: Een ongelooflijk verhaal..
Phineas Gage
1
Phineas Gage
Phineas Gage: herstel • bleef bij bewustzijn • in 10 weken hersteld • zomer 1849 weer aan het werk
2
Phineas Gage: persoonlijkheid • voor het ongeluk: betrouwbaar, punctueel, leiding gevend • na het ongeluk: prikkelbaar, impulsief, “no longer Gage”
Doel van deze lezing
Gedrag
Brein
3
3 stappen • hoe werkt het brein? • hoe ontwikkelt het brein? • kwetsbaar adolescentenbrein
Wat doen je hersenen?
Hoe zien je hersenen eruit?
4
Altijd aan het werk
Snelle communicatie
neuronen
5
Hoe meten we dit? • Neuropsychologie: patienten die letsel hebben opgelopen of geopereerd zijn aan de hersenen • Neuroimaging: door bloeddoorstroming te meten tijdens het uitvoeren van een computer taak zien we de hersenen in actie
Voorbeeld neuropsychologie • Object agnosia: het niet meer kunnen herkennen van objecten • Schade aan occipitale/ temporale kwab
6
Functionele organisatie
MRI: anatomie van het brein.
Functional MRI (fMRI): functies van het brein.
7
Het eerste “Brain Imaging Experiment” … en waarschijnlijk het goedkoopste
E = mc2 ??? Angelo Mosso Italiaanse fysioloog (1846-1910)
“[In Mosso’s experiments] the subject to be observed lay on a delicately balanced table which could tip downward either at the head or at the foot if the weight of either end were increased. The moment emotional or intellectual activity began in the subject, down went the balance at the head-end, in consequence of the redistribution of blood in his system.” -- William James, Principles of Psychology (1890)
fMRI Set up
Voordelen: - Veilig / niet-invasief - hersenactivatie bij gezonde mensen
8
Veilig in de hersenen kijken
voor
(dit is van bovenaf bekeken)
achter
Het doel van deze studie was te kijken welke gebieden actief zijn tijdens kijken; welke gebieden zorgen ervoor dat we iets kunnen omvormen tot een betekenisvol plaatje
3 stappen • hoe werkt het brein? • hoe ontwikkelt het brein? • kwetsbaar adolescentenbrein
9
Vroege hersenrijping
Ontwikkeling in baarmoeder zelfde traject als evolutie van de mens
10
Prefrontale cortex
Prefrontale cortex & sociale omgeving
11
Structurele veranderingen tot 20 jr
Laatste veranderingen in frontale cortex!
Ontwikkeling van prefrontale cortex Er zijn grote veranderingen in breinanatomie in de adolescentie
frontalisatie
12
Werkt een kinderbrein anders dan een volwassenen brein?
Volwassene
8-jarige jongen
Hoe meten we dit?
13
Hoe is het om in de scanner te liggen? • Stil liggen • geluiden
Hard werken in de scanner
14
Prefrontale cortex
“cool”
“hot”
Executieve functies
Emoties reguleren
Ontwikkeling van executieve functies
15
Wat zijn executieve functies? • inhibitie: remmen • interferentie: filteren • werkgeheugen: vasthouden
Go noGo taak
16
Prefrontale cortex en inhibitie
8-12-jaar oude kinderen: Minder activatie in frontale cortex tijdens inhibitie taak
Stroop task
17
Stroop task en frontale cortex
Meer activatie in frontale cortex tussen 8 en 23 jaar
Werkgeheugen Forward
Backward
18
Werkgeheugen en frontale cortex 18-25 yrs
Backward Forward 8-12 yrs
2
4
6
8
10
12
Time (s)
14
16
18
20
13-17 yrs 2
2
4
6
8
10
12
14
16
18
4
6
8
10
12
14
16
18
20
20
Samenvatting executieve functies • Enorme verbetering tot 12 jaar • Nog steeds verbeteringen tussen 12 en 20 jaar • rijping van laterale prefrontale cortex
19
Is rijper beter?
Slimmere kinderen tonen latere rijping tussen 12-16 jaar in frontale hersengebieden
Is rijper beter?
Adolescenten maken minder gebruik van rekengebieden dan volwassenen na oefening Grotere plasticiteit!
20
Na de pauze: Ontwikkeling van emotie regulatie
Patientengroep met opmerkelijke beperkingen Phineas Gage, maar ook: Patient E.V. : schade aan mediale prefrontale cortex • Voor de beschadiging: sociaal, betrouwbaar • Na de beschadiging: ongeremd, onbetrouwbaar • Kennis over beperking!
21
Beslissingen en emoties Damasio (1994), Descartes’ error: Emotions zijn noodzakelijk voor het maken van toekomstige beslissingen
“Er is niks mis met je, het zit allemaal tussen je oren”
Gokken met kaarten
A
B
+ 100
+ 100
+ 50
+ 50
- 1250
- 10 - 25 - 15
- 40
- 100 - 150 - 125
C
D
22
Kinderen gokken als patienten Advantageous-Diadvantageous
10 8 6 4 2
control patients
0 -2
trial1-20
trial21-40
trial-41-60
trial61-80
trial81-100
-4 -6 -8
• Kinderen tot 16-18 jaar laten zelfde gokpatroon zien als patienten met medial prefrontale cortex schade
Kinderen gokken als patienten Geen zweetreactie voorafgaand aan ‘slechte’ keuzes
23
Functies van mediale frontale cortex Let op: gevoelige adolescentieperiode • risico’s inschatten • korte termijn voordelen afwegen tegen lange termijn nadelen • oordeel vermogen • emotie regulatie • morele beslissingen • gevoeligheid sociale context
Morele beslissingen •
Onpersoonlijke keuzes: rationele afweging
•
Persoonlijke keuzes: emotioneel geladen
•
Morele beslissingen laatste stadium in ontwikkeling van pubertijd/adolescentie
24
Trolley Dilemma
Impersonal Moral Dilemma
Footbridge Dilemma
Personal Moral Dilemma
25
Persoonlijke dilemma’s
Medial PFC
Posterior ACC
Precuneus
Lateral PFC
Risico’s inschatten • Afweging: Onmiddelijke kans op hoge winst/verlies, uitgestelde kans op zekere beloning • Adolescenten: gericht op korte termijn winst, jack ass, niet vooruitplannen • Experimenteren in adolescentie: voorspellend voor later middelengebruik
26
Risico’s en frontale cortex
Groot risico nu, of klein risico later. Meer activatie in prefrontale cortex
Sociale beslissingen • Beslissingen maken we niet alleen • eigen belang versus ‘wat is eerlijk’ • Ultimatum bargaining: verdelen van 10 euro tussen zelf en tegenspeler • Jonge kinderen: gevoelig voor eerlijkheid • Adolescenten: gevoelig voor opbrengst • Volwassenen: afweging eerlijkheid, opbrengst
27
Sociale beslissingen en frontale cortex
Frontale cortex actief bij samenwerking
Onderzoek in het Brain & Development lab • Risico’s nemen • Samen of zonder leeftijdsgenoten
Linda van Leijenhorst
Hartslag / huidgeleiding
28
Onderzoek in het Brain & Development lab • Anticiperen op risico’s • Snelle hersengolven en precieze beelden
Katrien van Meel
EEG
Conclusies: Risico’s versus regulatie Vroege
Midden
Late
adolescentie
adolescentie
adolescentie
Pubertijd
Aangetrokken tot
Ontwikkeling frontale
Emotioneel
risico’s
cortex
beloningsgericht
Midden Adolescentie: grote kwetsbaarheid
29
Consequenties Als het brein nog niet ontwikkeld is in adolescenten, in hoeverre zijn ze dan verantwoordelijk voor hun gedrag?
30
