term1 Definition1term2 Definition2term3 Definition3
Please sign in to your Google account to access your documents:
1.10 Onderzoeksmethoden in de neurowetenschappen
Dankzij de spectaculaire technologiscbe ontwikkelingen van de laatste jaren is het arsenaal van technieken waarmee het brein kan worden bestudeerd, aanzienlijk uitgebreid.
Tot voor kort was de neurowetenschapper hoofdzakelijk beperkt tot
laesieonder zoek.
In proefdieren werden selectieve hersenbeschadigingen aangebracht waarna de gedragsveranderingen van deze dieren konden worden geob erveerd.
Extrapolatie van de dierlijke modellen naar het complex menselijk brein en gedrag bleken vooral bij de interpretatie van hogere cognitieve functies uiterst speculatief. Bij de mens konden de gedragsveranderingen na accidentele laesies slechts na de dood in neuroanatomisch postmortaal onderzoek met een eventuele hersenlaesie in verband worden gebracht.
Tegenwoordig is het dankzij moderne beeldvormingstechnieken mogelijk in de nog levende patiënt de
hersenlaesie nauwkeurig in kaart te brengen en staat er ook een veel groter arsenaal van gestandaardiseerde cognitieve tests en observatiemethoden ter beschikking om de gedragsveranderingen te kunnen beschrijven en evalueren.
Met de modernste technieken is het zelfs mogelijk bepaalde aspecten van functionerende herse nen in kaart te brengen.
1.10.1 Laesieanalyse
Een laesie is een abnormale verstoring van hersenweefsel veroorzaakt door een letsel of ziekte.
De studie van natuurlijke accidentele hersenlaesies bij men en vormde lange tijd de hoeksteen van het onderzoek in de gedrag neurologie en neuropychologie.
Zie verder in dit boek onder meer de gevallen van 'Phinea Gage' en 'Tan Tan '. Laesieanalyse is ook een veelgebruikte techniek in het experimenteel onderzoek met laboratoriumdieren.
In deze gevallen wordt het gedrag van het dier onderzocht vóór en na
de beschadiging of wegnarne (ablatie) van een specifiek deel van de her enen.
Het voordeel van het gebruik van laboratoriumdieren is dat de laesie willekeurig kan worden aangebracht op een doelbewuste plaats in het brein.
Natuurlijke Laesies zoals veroorzaakt door een hersen bloeding of een hersentrauma zullen zich immers zelden tot een welbepaalde hersenregio beperken.
Het gebruik van proefdieren draagt derhalve in belangrijke mate bij tot de preci ie en daarbij ook tot het belang en het nut van de laesieanalysebenadering. Uiteraard spelen bij het gebruik van proefdieren belangrijke ethische overwegi ngen en i het gebruik van proefdieren voor weten chappelijk onderzoek zeer streng gereglementeerd.
Experimentele hersenlaesies kunnen op verschillende man ieren worden aangebracht.
Een van de meest eenvoudige (tenminste voor gemakkelijk toegankelijke hersenzones) is
het chirurgisch verwijderen van bet doelgebied. Met een chirurgisch lancet wordt de geviseerde structuur weggedissecteerd of door middel van aspiraties met een pipet weggezogen.
Deze technieken zijn vooral bruikbaar voor de verwijdering van weefsel aan het hersenoppervlak waar de doelzone visueel kan worden afgebakend.
Wanneer men dieper gelegen hersenstructuren wil laesioneren , wordt vaak gebruik gemaakt van een diepte-elektrode waardoor een hoogfrequente stroom wordt geleid.
De hoogfrequente golven verhitten de omgeving van de elektrode en het is deze hitte die de zenuwcellen vernietigt. De elektrode wordt naar de doelregio geleid door middel van
een stereotactisch apparaat. Een stereotactisch apparaat is een mechanisch positie-instrument dat op een gestandaardiseerde manier op de schedel wordt gefixeerd.
Op basis van een aantal schedelkenmerken kan de onderzoeker met behulp van een stereotactische atlas (een kaart van de typische hersen- en schedelstructuur voor een bepaalde diersoort) de coördinaten berekenen van dieper gelegen hersenweefsel dat moet worden gelaesioneerd.
Stereotactische procedures worden ook gebruikt in de menselijke neurochirurgie om therapeutische hersenlaesies in de diepere regionen van het brein toe te brengen. Bij deze geneeskundige toepassingen worden geen schedelkenmerken maar radiografische beelden gebruikt om de doelzone te berekenen.
Ook chemische procedures kunnen worden gebruikt om specifieke hersenlaesies te veroorzaken . Hierbij wordt gebruik gemaakt van zenuwvergiften of neurotoxines die door middel van een stereotactisch gepositioneerde canule worden geïnjecteerd .
Het voordeel van de neurotoxines is dat zij hersenlaesies veroorzaken die
enkel de cellichamen van de neuronen vernietigen waarmee zij in contact worden gebracht maar geen schade toebren gen aan de zenuwvezels (axonen) van cellen die doorheen deze regio lopen.
Zeer specifieke types van neurotoxines vernietigen enkel cellen met bepaalde chemische eigenschappen.
Ten slotte kunnen ook tijdelijke laesies worden gemaakt door middel van een
gekoelde sonde of cryosonde.
Een cryosonde verlaagt de temperatuur in de zenuw cellen waarmee ze in aanraking komt zodat ze niet langer kunnen functioneren. Geduren de dit interval wordt een functionele hersenlaesie veroorzaakt. Wanneer de probe wordt afgezet of verwijderd, warmen de zenuwcellen zich opnieuw op en functioneren ze weer normaal.
Deze procedure laat zeer gedetailleerde vergelijkingen toe tussen de intervallen waarin de probe aan- of uitgeschakeld is.
Hoe nauwkeurig een her enlaesie ook wordt toegebracht , het is steeds lastig de gedragseffecten van de laesie te interpreteren .
1
2
3
-Eerst en vooral kunnen zelfs experimentele hersenlaesies niet perfect worden uitgevoerd.
Vooral wanneer het doelgebied een zeer klei ne structuur is, zal de schade zich onvermijdelijk uitbreiden over het omgevende weefsel. Het analyseren van deze onvrijwillige schade is van belang voor de betrouw baarheid van het experi ment zodat histologisch onderzoek na het experiment noodzakelijk blijft om de 'kwaliteit' van de laesie te kunnen determineren.
-Een tweede hieraan gekoppeld aspect is de onvrijwillige schade die wordt toegebracht aan naburige vezelba nen. Haast elke celkern wordt omgeven door zenuwvezels die door deze regio lopen maar er niet mee synapteren. Wanneer deze vezel per ongeluk worden beschadigd bij de laesionering van een doelstructuur, kunnen belangrijke gedragsmatige effecten optreden die niets te maken hebben met de functie van de onderzochte structuur. Zoals gesteld kunnen neurotoxische laesie dit probleem helpen voorkomen.
-Een derde en meer fundamenteel probleem bij de Jaesieanalyse is dat specifieke functies vaak worden waargenomen door een verspreid aantal hersengebieden. De vernietiging van een bepaald deel van het circuit kan leiden tot gedragsveranderingen die moeilijk te begrijpen zijn . Een bepaalde functie zoals ruimtelijke oriëntatie kan worden verstoord door hersenlaesies omwille van verschillende redenen. Sommige kunnen te maken hebben met het ruimtelijk inzicht zelf maar ook algemene functies van visuele waarneming en analyse en spatiële perceptie kunnen hieraan ten grondslag liggen.
Vooral wanneer het doelgebied
een zeer kleine structuur is, zal de schade zich onvermijdelijk uitbreiden over het omgevende weefsel.
Het analyseren van deze onvrijwillige schade is van belang voor de betrouw baarheid van het experi ment zodat histologisch onderzoek na het experiment noodzakelijk blijft om de 'kwaliteit' van de laesie te kunnen determineren.
-Een tweede hieraan gekoppeld aspect is
de onvrijwillige schade die wordt toegebracht aan naburige vezelbanen.
Haast elke celkern wordt omgeven door zenuwvezels die door deze regio lopen maar er niet mee synapteren.
Wanneer deze vezel per ongeluk worden beschadigd bij de laesionering van een doelstructuur, kunnen belangrijke gedragsmatige effecten optreden die niets te maken hebben met de functie van de onderzochte structuur. Zoals gesteld kunnen neurotoxische laesie dit probleem helpen voorkomen.
Need help typing ? See our FAQ (opens in new window)
Please sign in to create this set. We'll bring you back here when you are done.
Discard Changes Sign in
Please sign in to add to folders.
Sign in
Don't have an account? Sign Up »
You have created 2 folders. Please upgrade to Cram Premium to create hundreds of folders!