De neuropsychologie van lichaamsbewustzijn, embodiment en aanverwante processen

Het eigendomschap en embodiment (in het lichaam zijn of opnemen) is een vanzelfsprekend aspect van het ‘zelf’ waar echter complexe neurologische mechanisme onder liggen. Embodiment kan zich uitstrekken richting veel gebruikte voorwerpen zoals gereedschappen en prothesen. Embodiment komt tot stand door zowel automatische bottom-up processen als bewuste top-down processen.
1. Perceptuele aspecten van het lichamelijke zelf
Multisensorische integratie en egocentrische referentiekaders

Kennis over de plaats van het lichaam in de ruimte komt tot stand door integratie van sensorische (retina, proprioceptie, vestibulair) en motorische informatie. Deze integratie vindt plaats in de posterior partietale cortex (PPC). De multimodale neuronen van de PCC en de premotorische cortex kunnen losstaande motorische- en sensorische representaties van de ruimte, omvormen tot één samenhangend ruimtelijk egocentrisch referentiekader: een ruimte die gecodeerd is met het individu als referentiepunt.

Opmerking samenvatter: een voorbeeld van een probleem dat daarbij opgelost wordt. Als je met je ogen zijwaarts kijkt is het beeld op de retina gevuld met de wereld naast je. Vanuit het perspectief van het oog, dus zonder dat het beeld gerelateerd is aan het zelf, staat de wereld die zich naast je bevind nu voor je… Echter, vanuit het bovenbeschreven geïntegreerde multisensorische-motorische egocentrische ruimtelijke referentiekader ervaar je echter dat het een beeld is van de ruimte naast je.

Proprioceptie, positie zin en de perceptie van bewegingen van de ledematen

Ook de proprioceptieve informatie uit het lichaam wordt verwerkt door de multimodale neuronen van de PPC. Proprioceptieve positiezin is preciezer bij actief bewegen dan bij passief bewegen: de neuronen in de PPC vuren sterker bij actief bewegen omdat dan de motorische informatie die actief bewegen genereert ook verwerkt wordt. Proprioceptie geeft dus niet alleen de statische positie van ledematen aan, maar vooral ook positie binnen een context van bewegen.
De perifere informatie over het bewegen komt hoogstwaarschijnlijk vooral uit de primaire spierspoeltjes. Stimulatie van deze spierspoelen met vibratie (70-80 Hz) geeft een illusoire beweging richting de verlengen van de spier. De secondaire spierspoeltjes registeren meer de statische positie van de ledemaat. Stimulatie via vibratie (2-48 Hz) geeft een plotselinge illusoire verandering van positie van de ledemaat zonder dat men het gevoel heeft dat men daarheen beweegt.
Illusoire bewegingen kunnen voorbij de anatomische bewegingsruimte gaan en daardoor tot een dissociatie gevoel leiden van de ledematen. Illusoire posities kunnen ook voorbij de lichamelijke mogelijkheden gaan. Men kan bijvoorbeeld het gevoel dat de handrug de onderarm raakt of dat de op de tafel liggende hand door het oppervlak van de tafel zakt. Kortom: de corticale sensorische regionen proberen weliswaar een accurate representatie van het lichaam te maken, maar kunnen via extrapolatie voorbij eerdere ervaringen gaan om een illusoire gevoel van positie te creëren die voorbij de anatomische mogelijkheden ligt.
Visuele ‘capture’ en visuele verwerking van het lichaam

Visuele informatie is vaak zeer accuraat en krijgt een soort voorrang als het gaat om het bepalen van de positie van de ledematen als de informatie uit andere sensorische systemen wat conflicteren. Proprioceptief waargenomen posities van de ledematen kunnen, als deze ledematen lang stil worden gehouden of bij passief bewegen, als het ware ‘wegdrijven’ van de verankering ten opzichte van het lichaam. Het visuele systeem kan hierop makkelijk corrigeren en het lichamelijk proprioceptieve gevoel weer uitlijnen (recallibreren) op het lichaam. De visuele informatie ‘heerst’ echter niet altijd over proprioceptieve informatie.
Een voorbeeld waarin dat wel het geval is: wat je visueel aan jezelf toeschrijft kan de map in de primaire sensorische cortex veranderen, ook als deze visuele informatie/interpretatie onjuist is. Als men op een televisiescherm ziet dat de duim aangeraakt wordt terwijl feitelijk de pink aangeraakt wordt dan verschuift de representatie van de duim in de primaire sensorische schors meer richting de pink.
De visuele capture kan een recaliberatie van de gevoelde lichaamspositie naar de lichaampositie die gezien wordt tot stand brengen. Dit is experimenteel manipuleerbaar. Illusoire visuele captures voelen echt/waar aan ook al weet de persoon dat het lichaamsdeel feitelijk in een andere positie ligt.
Als we moeten benoemen of we een rechter of een linker ledemaat op een scherm zien, dan verplaatsen we ons mentaal in de positie van die ledemaat om het antwoord te kunnen geven. Dit verbeelde verplaatsen geeft activiteit in de extrastriate body area (EBA) in de occipitotemporale cortex. Dit is een regio die een speciale rol speelt bij het verwerken van visuele informatie over het lichaam en lichaamsdelen (gezicht uitgezonderd).
Motor systeem: plannen preparatie en uitvoeren van motor schema’s

Nadat een bewegingscommando in de (pre)motorische cortex gegenereerd is, wordt een kopie daarvan (efference copy) over de interne lichaamssjablonen gelegd die zich in de superior parietale lob bevinden. Daar wordt deze motorische ‘intentie’ (efference copy) vertaalt in te verwachten sensorische informatie ( = feedforeward). De sensorisch ervaren posities van de ledematen blijkt tijdens het bewegen vooral via deze feedforeward gecreëerd. Dat kan het verschijnsel verklaren dat bij deafferentie (zenuwblok n. brachialis of amputatie) de persoon zijn roerloos liggende ledemaat voelt bewegen zoals hij de intentie had. Bij deafferentie is er namelijk geen sensorische feedback die de motorische verwachte sensorische informatie (feedforeward) kan tegenspreken.

Opmerking samenvatter: Er zijn twee basis systemen voor bewegingssturing: feedback (closed-loop) of feedforward (open-loop). Feedback sturing wordt vooral bij langzame of precieze bewegingen ingezet en is typerend voor de fase van vaardigheidsverwerving. Snelle bewegingen en goed aangeleerde bewegingen worden met feedforward uitgevoerd (de bewegingen gaan sneller dan de sensorisch informatie verwerkt kan worden!). Beide modussen worden afwisselend gebruikt bij bewegen (Galea 2004). Langzame bewegingen zoals Tai Chi genereren meer actuele sensorische bewegingsinformatie en bevorderen daardoor een accuraat lichaamsbewustzijn en mindfulness.
Galea, M. (2004). The effect of pain on motor control. Grieve’s modern manual therapy: the vertebral column. J. D. Boyling, Jull, G.A, Twomey, L.T. New York, Churchill Livingstone: 173-186.

2. Lichaam representatie

Er moet een onderscheid gemaakt worden tussen het lichaamsschema en het lichaamsbeeld (body image). Het lichaamsschema is een representatie die bottom-up gegenereerd wordt vanuit sensorische informatie (vooral prioprioceptief) en vermengt is met motorische componenten. Het lichaamsschema vormt het repertoire van automatische motorische- en posturele schema´s die voor een deel aangeboren zijn en waar ons onbewuste bewegen op steunt.
Het lichaamsbeeld is een bewuste lichaamsrepresentatie die voor een deel ´talig´ kan zijn. Ze bevat de volgende drie onderdelen:

De perceptuele ervaring van het eigen lichaam.
Het begrip (kennis) van/over het lichaam in het algemeen.
De emotionele verstandhouding tot het eigen lichaam.

Lichaamsschema´s representeren meer het ‘waar’ (tijd-plaats of hier-nu) coördinaten van het lichaam, terwijl het lichaambeeld meer het ´wat´of de inhoud representeert, bijvoorbeeld ´dit is mijn defecte arm´. Lichaamsschema´s en lichaamsbeelden kunnen relatief afzonderlijk wetenschappelijk bestudeerd worden, maar voor bepaalde taken zijn beide nodig, zoals bij tastoordelen.
Fantoom ledematen

80% van de geamputeerden hebben fantoompijn, bij 30% van deze patiënten is de pijn chronisch en het leven van de patiënt sterk ontregelend. De intensiteit van de fantoompijn is consistent geassocieerd met de mate waarin de representatie van het fantoomledemaat verschoven is in nabije primaire sensorische of /primaire motorische’ regionen: de representatie van de hand is bijvoorbeeld in de representatie van de lip is verplaatst. Mogelijk dat vooral een incongruentie tussen bewegingsintentie en sensorische feedback, ´ik wil mijn hand bewegen, maar er beweegt niets´, gepaard gaat met corticale reorganisatie en fantoompijn. Visuele informatie via spiegels die de indruk wekken dat men het ledenmaat wel kan bewegen kan de pijn reduceren en zelfs het fantoomlichaamsdeel doen verdwijnen. (zie ook Virtueel lopen is een veel belovende interventie tegen chronische pijn bij paraplegische patiënten).
Lichaamsschema’s en fantoompijn

Voor een deel spelen aangeboren lichaamsschema´s een rol in het generen van fantoomlichaamsdelen. Soms kan activering van aangeboren lichaamsschema’s via vestibulaire caloric stimulatie een fantoomledemaat oproepen. Bij geamputeerden die voorheen geen fantoomledemaat hadden of een fantoomledemaat dat pijnlijk was, blijkt het via vestibulaire stimulatie opgeroepen fantoomledemaat zich in een normale positie te bevinden of het fantoom is opeens pijnloos. Er wordt via vestibulaire stimulatie dus een correct lichaamsschema geactiveerd die al aangeboren was. Een andere aanwijzing voor de rol van lichaamsschema´s bij fantoomledematen is dat veel mensen hun fantoomledemaat vergeten en hem dan automatisch inzetten. Ze gebruiken bijvoorbeeld het fantoomledemaat ter verdediging. Fantoomledematen gaan doorgaans niet door materie heen. Als een fantoomledemaat een muur nadert verdwijnt het fantoom of schuift bijvoorbeeld in.
Sensorische koppelingen (herinneringen) die vóór de amputatie van de ledenmaat al aanwezig waren, zoals pijn in de elleboog, zijn vaak na de amputatie nog aanwezig. Als de arm voor amputatie geruime tijd gemobiliseerd was voelt het fantoom aan alsof het een gemobiliseerd lichaamsdeel betreft. Soms komen zelfs ´vergeten´sensorisch sensaties weer terug, oude pijnen bijvoorbeeld. Deze ‘herinnerde’ sensaties kunnen zowel via bottom-up processen (prikkeling vanuit neuroma) als topdown (via emoties) getriggerd worden.

Lichaamsschema en spiegelneuronen
Ook spiegelneuronen blijken betrokken bij fantoomledematen. Positief voorbeeld: mensen leren een fantoomledemaat beter bewegen als ze beelden van beweging van ledematen zien. Negatiefvoorbeeld: fantoompijn kan opgeroepen worden als men andere mensen met pijn ziet. Waarschijnlijk is hier de anterior insula en anterior cingulate cortex (ACC) bij betrokken, omdat deze pijngebieden ‘trekken’ van spiegelneuronen hebben.
Lichaamsbeeld en fantoomsensaties

Veel mensen voelen hun fantoomledenmaat pas als ze er bewust aandacht aan schenken, een teken dat bewust het lichaamsbeeld geactiveerd wordt. Ook bewust bewegingen maken met een fantoomledemaat kan alleen als het lichaamsbeeld erbij betrokken is. Weliswaar is de motorcortex (lichaamsschema) hier ook actief bij maar het lichaamsbeeld is hier mede leidend.
3. Lichaamseigendom en zelf-attributie

Het gaat hier om de perceptie dat bepaalde lichaamsdelen van onszelf zijn.
Stoornissen op dit gebied zijn:

Unilateraal hemi-neglect: dit ontstaat na partietale laesies in de rechter hemisfeer. De patiënten negeren hierbij de contralaterale externe- en lichamelijke ruimte. Het lichaamsschema is nog intact, want men reageert nog wel onbewust met bewegingen van het genegeerde lichaamsdeel. Het betreft dus een verstoring in bewuste functies van het lichaamsbeeld.
Somatoparaphrenia: is geassocieerd met een rechter partietale laesie (vooral van TPJ). Men meent dat het lichaamdeel niet van zichzelf is. Het eigendomsgevoel kan soms tijdelijk hersteld worden door het activeren van netwerken die verantwoordelijk zijn voor lichaamswaarneming via vestibulaire stimulatie.
Body integrity identity disorder (BIID): de wens om een (gezond)lichaamdeel te amputeren. Dit ontstaat in kindertijd of vroege adolescentie, doorgaans na het zien van- en zich identificeren met een geamputeerde . Men heeft het gevoel dat men zelf niet heel is of overcompleet.

4. Embodiment

Het gaat hier om de perceptie dat het gevoel van het ‘ik’ zich binnen de lichaamsgrenzen bevind. Het kan zich uistrekken naar gereedschap of prothesen. Vooral de hersengebieden EBA en TPJ zijn hier van belang.
Stoornissen op dit gebied zijn:

Autoscopische fenomenen: hier bestaan meerdere vormen van zoals (a) een deel van je lichaam elders zien (autoscopische hallucinatie), (b) het gevoel dat iemand anders aanwezig is die men niet kan zien (feeling of a presence), (c) eigen lichaams(delen) niet direct of in een spiegel kunnen zien (negative heautoscopy), (d) visuele hallucinatie van interne organen buiten het lichaam (inner heautoscopy)
Out-of-body experiences (OBE): dit komt het meest voor. Het gevoel dat men de wereld van buiten het lichaam waarneemt en vanuit die positie ook het eigen lichaam kan zien. Komt bij epileptici en migraine voor, maar ook spontaan bij gezonden.
Asomatognosia: vaak bij rechter partietale laesies. Ze missen bepaalde lichaamsdelen in het bewustzijn. Het kan vermindert worden door aanraken en kijken naar het lichaamsdeel, of door vestibulaire prikkeling.
Alien hand syndrome: het gevoel dat hun vreemde (niet-eigen) lichaamsdeel autonoom doelgericht handelt. Soms ook vijandig, zoals anderen of zichzelf proberen te wurgen.
Supernumerary phantom limbs: men ervaart een extra lichaamsdeel. Feitelijk altijd het aangedane lichaamsdeel.

5. Illusoire manipulaties van zelfattributie (ownership) en embodiment

Gereedschap embodiment: langdurig frequent gebruik van gereedschappen kan ertoe leiden dat het gereedschap in het lichaamsschema opgenomen wordt. De punt van de stok van de blinde of schroevendraaier wordt dan de nieuwe tast locus. Het is de punt van het gereedschap dat contact maakt wat functioneel opgenomen wordt en niet het middenstuk.
Prothese embodiment: ook de prothese wordt opgenomen in het lichaamsschema. Vooral dynamische prothesen worden gemakkelijk opgenomen. Men rapporteert vaak dat het lichaam weer compleet voelt en fantoomlichaamsdelen kunnen erdoor verdwijnen. Het kan ook dat de prothese als een ´handschoen´om het fantoom past. Prothese gebruik steunt voor een belangrijk deel op dezelfde corticale regionen die ook betrokken zijn bij bewegen van het intacte lichaamsdeel. Een prothese bevordert het inzetten van de aangeboren lichaamsschema’s , terwijl het bewust opnemen van de prothese in het lichaambeeld ook speelt. Beide processen voorkomen corticale reorganisatie en reduceren op deze wijze de intensiteit van de fantoompijn. Mogelijk dat een normaal fantoomlichaamsdeel een voorwaarde is voor goed functioneren met prothese.
Rubber limb embodiment: In het kort: men legt een rubberen hand voor de proefpersoon en de eigen hand wordt buiten het gezichtsveld gehouden. Daarna wordt met twee kwastjes gelijktijdig over zowel de rubberen hand als de echte hand gestreken. De proefpersoon kijkt daarbij continu naar de rubberen hand. Na ongeveer 2 minuten heeft 2/3 van de proefpersonen het gevoel dat de rubber hand de eigen hand is waarover gestreken wordt.

Opmerking samenvatter
De thema’s lichaamsschema, lichaamsbeeld, embodiment en ownership zijn voor psychosomatisch fysiotherapeut zinvolle en interessante kennisgebieden. Immers, een groot deel van de interventies richten zich op lichaamsbewustwordingsprocessen, emoties en pijn. De literatuur op het gebied van lichaambewustwording wordt op dit moment helaas gekenmerkt door effectstudies terwijl publicaties gericht op onderliggende processen aanzienlijk minder voorhanden zijn. De bespreking van het huidige artikel is een voorbeeld van een literatuuroverzicht dat wel de diepte ingaat wat betreft lichamelijkheid, lichaamsbewustzijn en aanverwante processen.
Interessante video’s:

Rubber-hand illusion: http://www.youtube.com/watch?v=TCQbygjG0RU
Ramachandran over fantoomledematen en pijn http://www.ted.com/index.php/talks/vilayanur_ramachandran_on_your_mind.html