Veranderingen in de hersenen gedurende de levensloop

Onderzoek met gevoelige instrumenten brengt de veranderingen die tijdens de levensloop plaatsvinden in kaart. Men kwam er achter dat de hersenen meer plasticiteit hebben dan men aanvankelijk aannam.

• Hersenfysiologie Structuur en functie: De cerebrale cortex maakt 80% van het hersenvolume uit. De lobben hebben de volgende functies:
• Frontaal: bewust bewegen, denken persoonlijkheid, en doelgerichtheid.
• Occipitaal: zien.
• Temporaal: horen, taalverwerking, geheugen.
• Parietaal: ruimtelijkheid, aandacht, motorcontrole.

Dieper gelegen structuren zijn: Hypothalamus en hypofyse, amygdala (emoties) en hypocampus (emoties en herinneringen).

Neuronen: neuronenclusters vormen samen circuits. In de prefrontale cortex ligt bijvoorbeeld een neuronaal circuit met dopamine als neurotransmitter en deze speelt een rol bij aandacht en werkgeheugen.

Lateralisatie: taal en grammatica liggen in de linker hemisfeer, humor en metaforen in de rechter. Maar de meest complexe functies hebben beide hemisferen nodig. Een mens labelen als links (logisch/analytisch) of rechts (creatief holistisch) klopt daarom niet.

De eerste twee jaar

De hersenen van een baby zijn sterk in ontwikkeling, dat maakt kwetsbaar. Men moet daarom (en om andere redenen natuurlijk) nooit een baby door elkaar schudden want dat kan hersensoedeem en zelfs een hersenbloeding geven.

De rol van vroege ervaringen

In de eerste helft van de twintigste eeuw meende men dat de ontwikkeling van de hersenen volledig genetisch bepaald was. Rosenzweig (1969) ontdekte echter dat ratjes die in een stimulerende omgeving opgroeiden beter ontwikkelde hersenen kregen: zwaardere hersenen met dikkere lagen, meer verbindingen en een hogere neurochemische activiteit. Hetzelfde ziet men bij oudere dieren, maar dan minder sterk. En ook voor mensen blijkt dit op te gaan. De hersenen van een kind dat geïsoleerd opgroeit in een weinig responsief en saai Roemeens weeshuis heeft duidelijk minder hersensactiviteit.

Herstel

Herstel is bij de juiste stimulatie of training ook mogelijk: op zevenjarige leeftijd werd in verband met ernstige epilepsie de linker hemisfeer van Michael Rehbein’s verwijderd. Op 14 jarige leeftijd blijkt zijn rechter hemisfeer de functies van de linker hemisfeer te hebben overgenomen (inclusief taal). Dus de hersenen zijn genetisch ‘voorbedraad’, maar de verbindingen worden daarna mede bepaald door de ervaringen die we opdoen.

Veranderende neuronen

Bij de geboorte is het gewicht van de hersenen van de baby 25% van die van een volwassene, na twee jaar is dit toegenomen tot 75%. De myelinisatie die tijdens de ontwikkeling van de hersenen plaatsvindt treedt niet overal even snel op: de myelinisatie van bijvoorbeeld de visuele paden is na zes maanden voltooid, de auditieve paden pas na 4-5 jaar. Nog later, tijdens de adolescentie, vinden de belangrijkste veranderingen in myelinisatie van de frontaallobben plaats (complex denken en zelfregulatie). Ook vinden er in de eerste 2 jaar enorme veranderingen in dichtheid van dendrieten en synapsen plaats. De helft van die verbindingen zal echter niet gebruikt worden en weer verdwijnen of door andere verbinden vervangen worden. Dit kan men opvatten als een soort ‘bloeien’ en ‘terugsnoeien’ van verbindingen.

Veranderende structuren

Bij de geboorte is er al lateralisatie. Bij het luisteren naar spraak ontstaat er in de linker hemisfeer meer activiteit. Als de frontaallobben gedurende het eerste jaar beginnen te myeliniseren wordt de slaap regelmatiger en komt er meer controle over reflexen. Rond twee maanden zijn de motorische centra zover ontwikkeld dat vrij plotseling reiken en grijpen verschijnt. Rond de 4 maanden ontstaat het waarnemen van diepte. En rond 12 maanden wordt het eerste woordje geuit.

Kinderjaren

In de kinderjaren groeien de hersenen en het hoofd harder dan de rest van het lichaam. Myelinisatie speelt ook in de kinderjaren een belangrijke rol in de ontwikkeling van functies: kinderen van vier jaar met achterstand in de cognitieve- en motorische ontwikkeling vertonen minder myelinisatie. De regionen die bij aandachtprocessen betrokken zijn, zijn pas volledig gemyeliniseerd in het midden of aan het eind van de kinderjaren.

Ook tussen de 3-15 jaar vinden er nog veel veranderingen plaats. Sommige hersenregionen verdubbelen binnen één jaar in volume. Rond de 3-6 jaar ziet men de meeste groei in de frontaallobben (plannen, organiseren en taakgerichte aandacht). Vanaf 6 jaar tot in de puberteit is er vooral veel groei temporaal en partiëtaal (taal en ruimte).

Adolescentie

Jonge adolescenten die naar plaatjes met angstige gezichtsuitdrukkingen kijken, vertonen meer activiteit in de amygdala dan in de frontaallobben. Het omgekeerde is het geval bij volwassenen. De adolescent neigt dus vanuit emoties (‘buik’) te reageren en volwassenen meer met rationeel denken (‘hoofd’). De verandering richting evenwichtig en volwassen reageren op emotioneel materiaal vindt vooral plaats door groei in de frontaallobben. Ook de amygdala en de hypocampus nemen tijdens de adolescentie toe. Beide zijn betrokken bij het genereren van emoties. Maar de prefrontale cortex die met zelfsturing of zelfbeheersing te maken heeft rijpt wat later (late adolescentie vroege volwassenheid). Adolescenten ervaren dus veel passie en emoties, maar kunnen dit nog niet goed beteugelen.

Groei van limbische gebieden

Door de groei van limbische gebieden hebben adolescenten sterke behoefte aan nieuwheid en stimulatie. Daarom zoeken ze risicosituaties op, maar zonder de ‘verstandige’ beteugeling van een goed ontwikkelde prefrontale cortex.
Ouders hebben hier een functie. Ze hebben vaak de neiging de adolescent minder in de gaten te houden, maar daardoor moet de adolescent alleen of met vrienden met verleidelijke situaties leren omgaan. Zonder de ‘begeleiding’ van de ouders hebben adolescenten meer kans op de negatieve gevolgen van risicosituaties.

Volwassenheid en ouderdom

Tussen de 20-90 jaar verliezen de hersenen 5-10% van hun gewicht. De prefrontale cortex vermindert en dit is geassocieerd met achteruitgang van het werkgeheugen.

Middelbare leeftijd

Vanaf de middelbare leeftijd neemt de snelheid van het zenuwstelsel af, zowel in reflexen als in cognitieve verwerking.
Afname in neurotransmitters vindt ook plaats. Een lichte afname van acetylcholine is geassocieerd met normale geheugen ‘probleempjes’ van ouderen, een ernstige vermindering is echter geassocieerd met dementie van Alzheimer. Een lichte afname van dopamine niveaus veroorzaakt de normale planning- en motorische problemen, ernstige vermindering is geassocieerd met Parkinson. Verminderde gamma aminobutyric acid (GABA) niveaus geeft concentratieproblemen bij ouderen.

Hersenen en aanpassingsvermogen

Enkele bevindingen uit onderzoek die het aanpassingsvermogen van de hersenen ondersteunen.

• Nieuwe hersencellen kunnen het gehele leven ontstaan, vooral als er veel bewogen wordt en er een stimulerende omgeving is.
• Tot in de zeventig neemt ook de dendrietenboom nog toe en dit compenseert zo het verlies aan neuronen. In de negentig ziet men geen uitbreiding meer van de dendrietenboom, mogelijk door gebrek aan stimulatie.
• Ouderen kunnen beter aanvullende of compenserende hersengebieden voor een taak inzetten dan jongeren dat kunnen.
• Rond de 40-50 jaar neemt de myelinisatie van banen tussen het limbische systeem en de prefrontale cortex toe, daardoor zijn volwassenen van middelbare leeftijd emotioneel beter in balans en beter in instaat tot reflectie.
• Lateralisatie van de prefrontale cortex is bij oudere volwassenen minder uitgesproken dan bij jongere volwassenen. Mogelijk compenseren ze hiermee, want uit ander onderzoek blijkt dat het werkgeheugen beter functioneert als ouderen beide prefrontale lobben inzetten. Een andere verklaring is dat in de jonge jaren differentiatie van functies ontstaat (o.a. lateralisatie) en in de oudere jaren dedifferentiatie. Daardoor is de samenhang in prestaties op verschillende cognitieve taken bij ouderen groter, dan bij jongeren.

Uitzonderlijk gezonde hersenen

De nonnen uit een klooster in Mankato (Minnesota) waren intellectueel zeer actief en leefden erg lang. Ze hebben hun hersenen aan de wetenschap geschonken. Bevindingen uit het onderzoek naar deze nonnen:

• Het taalkundig vermogen op 22 jaar voorspelt een hoger hersengewicht en minder Alzheimer rond de 75-90 jaar.
• Positieve emoties op 22-jarige leeftijd is geassocieerd met langer leven.
• Nonnen die lesgeven gaan intellectueel minder achteruit dan dienstverlenende nonnen.
• Hoge niveaus van foliumzuur is geassocieerd met minder Alzheimer.