Onze Hersenen: een Paar Apart

Presentatie over: "Onze Hersenen: een Paar Apart"— Transcript van de presentatie:

1 Onze Hersenen: een Paar Apart

2 Onze Hersenen: een Paar Apart
waarom hersenlateralisatie? lateralisatie en handvoorkeur lateralisatie en dyslexie lateralisatie en emoties emotionele woorden muziek gezichten plaatjes (IAPS) lateralisatie: overige topics veroudering connectiviteit vervolg

3 hersenlateralisatie

4

5

6 Laterality: structural asymmetries
Sylvian fissures Planum temporale Microanatomical Neurochemical

7 Evolutie van de hersenlateralisatie
Austrolopithecus (450 cc, mj) morfologische hersen-asymmetrieën Homo habilis (660 cc, mj) gelateraliseerde hersenstructuren rechter handvoorkeur Homo erectus (900 cc, mj) asymmetrie fissuur van Sylvius Neanderthaler (1500 cc, j) idem

8 Functionele lateralisatie van de hersenhelften
NB. Geen moderne frenologie Geen simpele dichotomie Modulaire hersencircuits Betrokken bij deelprocessen Patronen van activatie

9 Functionele lateralisatie van de hersenhelften
Linker hersenhelft Rechter hersenhelft Spreken en schrijven Gezichtsherkenning Ruimtelijke waarneming Reacties op com-plexe commando’s Geheugen voor vormen en muziek Woordherkenning Geheugen woorden en getallen Emotionele waarneming Complexe handelingen Positieve emotie Negatieve emotie

10 Functionele lateralisatie van de hersenhelften
Linker hersenhelft local processing hoge spatiële frequentie Rechter hersenhelft global processing lage spatiële frequentie

11 Waarom hersenlateralisatie?
Het is efficienter (sneller) om processen binnen één hemisfeer te laten plaatsvinden Waarom taal dan in de linker hersenhelft? intrauterine invloeden linker hersenhelft (micro-)anatomisch het meest geschikt (taal als exaptief gevolg van hersenontwikkeling)

12 Position in utero (Previc, 1991)

13 Waarom hersenlateralisatie?
Het is efficienter (sneller) om processen binnen één hemisfeer te laten plaatsvinden Waarom taal dan in de linker hersenhelft? intrauterine invloeden linker hersenhelft (micro-)anatomisch het meest geschikt (taal als exaptief gevolg van hersenontwikkeling)

14 hersenlateralisatie en handvoorkeur

15 Handedness - definitions
Self report subject considers him/herself as right- or left-handed Writing hand problem of social pressure: forced right handedness Preference unimanual activities, e.g. throwing Skill or Performance tempo of fine, precise movements Strength muscle strength, e.g. grip

16 Left-handedness - prevalence
Dutch survey based on self-report (CBS, 1985): Women: 9.6 % Men: %

17 Handedness - measurement
Preference Actual behavior (young children) Questionnaire Edinburgh Inventory (Oldfield) Vragenlijst Handvoorkeur (Van Strien & Bouma)

18 Oldfield, R.C. The assessment and analysis of handedness: the Edinburgh inventory. Neuropsychologia. 9(1): Writing: No preference/ Left/ Right Drawing: No preference/ Left/ Right Throwing: No preference/ Left/ Right Using Scissors: No preference/ Left/ Right Using a Toothbrush: No preference/ Left/ Right Using a Knife (without fork): No preference/ Left/ Right Using a Spoon: No preference/ Left/ Right Using a Broom (upper hand): No preference/ Left/ Right Striking a Match: No preference/ Left/ Right Opening a Box (lid): No preference/ Left/ Right

19 Handedness questionnaire (Van Strien & Bouma) CoTAN 2000: 29.6
writing hand (social pressure) 1. drawing left/right/both 2. tooth-brush left/right/both 3. bottle opener left/right/both 4. throwing ball left/right/both 5. hammer left/right/both 6. (tennis)racket left/right/both 7. cutting rope with knife left/right/both 8. stirring with spoon left/right/both 9. rubbing out left/right/both 10. striking a match left/right/both scoring / +1 / 0 (range -10, 10)

20 Left-handedness: classification
Strongly right-handed (8 or more out of 10 unimanual activities with the right hand) Strongly left-handed (8 or more out of 10 unimanual activities with the left hand) Ambidexter, mixed, inconsistent

21 Handedness - measurement
Performance Finger tapping Peg moving Purdue Pegboard

22 Handedness - distribution
Performance Preference left right

23 Left-handedness: causality
Van Strien, J.W. (2000). In: Mandal, M.K., et al. (Eds). Side-bias: A neuropsychological perspective.

24 Handedness and language dominance
Doctrine of contralateral dominance (Broca’s law): In right-handers the left hemisphere is dominant for language and the use of the preferred hand In left-handers the right hemisphere is dominant Broca’s law is not supported by the data!

25 Handedness and language dominance (Rasmussen & Milner, 1977)

26 Handedness and language dominance Knecht et al. (2000), Brain.
Formula: likelihood of right-hemisphere language dominance (%) = 15% - handedness score extreme left-hander: 15-(-10)= 25% ambidexter: (0)=15% extreme right-hander: 15- (10)= 5%

27 Sterven linkshandigen eerder? Stanley Coren en Diane Halpern (1991)

28 Sterven linkshandigen eerder? Stanley Coren en Diane Halpern (1991)
Gotere vatbaarheid voor ziekten o.a. auto-immuunziekten; epilepsie Meer gedragsproblemen o.a. alcoholisme, schizofrenie Meer ongelukken gereedschap; autorijden Kritiek op Coren en Halpern: - retrospectief onderzoek, 30% responsie (n= 987), extreem rechts-handigen vs rest

29 Sterven Nederlandse linkshandigen eerder?
CBS-onderzoek in 1985: geen aanwijzing voor eerdere sterfte; wel aanwijzing voor afname van gedwongen rechtshandigheid onder jongeren. In Nederland is (was in 1985) 22% van de oudere academici (>65 jaar) linkshandig.

30 hersenlateralisatie en visueel halfveld onderzoek

31 Visuele systeem Copyright 2002 Allyn & Bacon

32

33 Visual half-field +

34 Visual half-field (slomo 1)
+ KJH

35 Visual half-field (slomo 2)
BFS +

36 Visual half-field - trial 1
+ KJH

37 Visual half-field - trial 2
BFS +

38 Visual half-field +

39 Visueel veldvoordeel Structurele verklaring Dynamische verklaring
sub-optimale verwerking door niet-gespecialiseerde hersenhelft degradatie bij transfer door corpus callosum Dynamische verklaring contralaterale aandachtsbias

40 Lateralisatie van emoties
Perceptuele herkenning van emoties rechter hemisfeer ongeacht valentie Valentie-hypothese linker hemisfeer betrokken bij beleving van positieve emoties rechter hemisfeer betrokken bij beleving van negatieve emoties Approach/avoidance (Davidson) approach: links frontaal avoidance: rechts frontaal

41 hersenlateralisatie en emoties
1. woorden

42 Van Strien & Morpurgo (1992)
ppn: 20 rechtshandige mannen ( jr) VH-taak: letters benoemen Activatie-condities baseline bedreigende woorden niet-bedreigende woorden

43 2500 ms WALGING 1500 ms + 100 ms LTV 2500 ms + 20 rh mannen 3 condities: baseline; bedreigend; niet-bedreigend tijd

44 Opposite hemispheric activation
Van Strien & Morpurgo (1992), Neuropsychologia

45 Van Strien et al., 1995, Journal of Learning Disabilities, 28, 30-34

46 Stroop kleur-woordtaak
blauw groen rood geel

47 Emotionele Strooptaak
wiel dood afschuw kanker vrede blijheid liefde

48 Gelateraliseerde Strooptaak
54 rechthandige vrouwen 20 rechtshandige mannen 10 ‘angstige’ mannen 10 repressors VH-taak: kleur benoemen Condities neutrale woorden positieve woorden negatieve woorden Vocale reactietijden (VRTs)

49 WS 500 ms 1000 ms + 180 ms pijn 2000 ms + 20 rh mannen 3 condities: baseline; bedreigend; niet-bedreigend tijd

50 Van Strien & Valstar (2004), Emotion
Lateralized emotional Stroop - Women (n = 54) Van Strien & Valstar (2004), Emotion

51 Lateralized emotional Stroop - Anxious men (n = 10)

52 Lateralized emotional Stroop - Repressive men (n = 10)

53 hersenlateralisatie en emoties
2. muziek

54 Van Strien & Boon (1997) 16 rechtshandige mannen
VH-taak: lexicale decisie Condities baseline pink noise Penderecki (Threnody for the Victims of Hiroshima) Holst (Jupiter the Bringer of Jollity) RT: woord/pseudowoord

55 1000 ms ! ! ! ! ! 1000 ms + 180 ms GRUF 2000 ms + 16 rh mannen 4 blokken: baseline; noise; Holst; Penderecki 48 trials per blok tijd

56 Altered visual field asymmetry
Van Strien & Boon (1997), JINS

57 hersenlateralisatie 3. gezichten

58 Van Strien & Van Beek (2000) 16 mannen, 16 vrouwen
VH-taak: emotionele gezichten beoordelen tekeningen (cartoon faces) forced choice 5 typen gezichten extreem positief mild positief neutraal mild negatief extreem negatief

59

60 +

61 Ratings of emotion in faces - Women (n=16)
Van Strien & Van Beek (2000), Brain and Cognition Significante veldverschillen voor ‘mildly positive’ en ‘neutral’

62 Van Strien, Licht, de Sonneville & Valstar (2000) [Abstract]
ppn: 18 vrouwen EEG/ERP-onderzoek foto’s van emotionele gezichten 3 EEG-condities sekse beoordeling (man/vrouw) idem blurred faces emotionele beoordeling (positief/negatief)

63 Fig. 1. Examples of neutral, emotional, and blurred faces (De Sonneville, 1999)

64 Fig. 2. Grand average ERP waveforms at Cz for gender identification (green, blue) and emotional processing (red).

65 Fig. 3. Topographical distribution of the emotional- processing minus gender-identification ERPs.
Fig. 4. Mean amplitudes ms (collapsed across F-, FC-, C-, CP-, and P-electrodes).

66

67

68

69 International Affective Picture System (IAPS)
Lang, Bradley, & Cuthbert (1996)

70 Twee emotionele dimensies (Heller)
Valentie positief vs. negatief links frontaal vs. rechts frontaal Arousal laag vs. hoog rechts parietaal

71 Onderzoek met IAPS 2 x 2 design (valentie / arousal) + baseline
Old/new effect Meetmethoden: fMRI i.s.m. FPP-VU en VUMC EEG/ERP

72 fMRI-onderzoek met IAPS Nielen, Veltman, Heslenfeld, Van Strien e.a.
Hoog vs laag arousal fusiforme gyrus (BA 37) inferieure parietaal kwab (BA 40) rechter precentrale gyrus Positief vs negatief superior temporal gyrus (BA 22) rechter parietaalkwab linker insula (BA 13)

73 fMRI-onderzoek met IAPS Nielen, Veltman, Heslenfeld, Van Strien e.a.
Hoog arousal negatief vs baseline

74 fMRI-onderzoek met IAPS Nielen, Veltman, Heslenfeld, Van Strien e.a.
Amygdala-aktivatie voor HN HP LN LP

75

76 C1 C2 C3 C4 C5

77

78 Micro-anatomical model of hemispheric asymmetry

79 Synchronisatie en hemisferische lateralisatie
Correlatie tussen electroden zegt iets over de lineaire samenhang tussen twee gebieden. Er is ook niet-lineaire samenhang: synchronization likelihood.

80 Correlatie Systeem X Systeem Y

81 Synchronization likelihood Rulkov et al. (1995)
Time t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7 t8 t9 t10 State of system X D A G H Z A B T A Z State of system Y E B C R P B H S B P

82 MEG-onderzoek Gootjes, Bouma, Van Strien, Scheltens, Stam (2004)
0,11 0,1 Synchronization likelihood 0,09 0,08 EC (higher theta) EC (lower theta) 0,07 C F O P T C F O P T L R L R L R L R L R L R L R L R L R L R Hemispheric areas Hemispheric areas SL during the eyes closed condition in the lower (4-6 Hz) and higher (6-8 Hz) theta band.

83 Wordt vervolgd … Emotionele Stroop (VH-onderzoek)
Emotionele ‘old/new’ effects (EEG/ERP) Lateralisatie en synchronisatiematen (EEG) Veroudering en lateralisatie HAROLD-model OLDER-project i.s.m. Urologie ErasmusMC