Hoofdstuk 2

De eerste tekenen van de hersenen zijn zichtbaar wanneer een foetus slechts 2 weken oud is. Vanaf dan begint het brein zich te ontwikkelen van uit een buisje wat later uitgroeit tot het ruggenmerg en de hersenen. Vooral tussen de 10e en 20e week is de foetus gevoelig voor ernstig hersenletsel, zo bleek uit de foetussen die zich in deze periode bevonden terwijl de bom op Hiroshima viel. Zij hadden ernstig hersenletsel.

Bij de geboorte zijn de meeste neuronen aanwezig in de cortex. Het maken van de complexe verbindingen tussen deze netwerken duurt verscheidene jaren; hoe lang hangt af van het deel van de hersenen. Het is lastig te meten maar dit vertakkingsproces duurt in sommige hersendelen tot het tweede jaar en in andere tot het twaalfde jaar. Tijdens deze dynamische groeifase verbruiken de hersenen ontzettend veel energie. Zelfs bij volwassenen nemen de hersenen nog 25% van de lichaamsenergie in gebruik ook al is het maar 2% van het lichaamsgewicht. Bij kinderen, 4 jaar oud, vragen de hersenen echter 50% van de energie en een veel groter deel van het lichaamsgewicht. De afname van deze verhouding noemen we pruning: het ‘snoeien’ van overbodige vertakkingen, en versterken van de wel gebruikte vertakkingen (verbindingen tussen neuronen).

Het volume van de cortex bestaat grotendeels uit de verbindingen, dus bij de toe en afname zal de cortex uitzetten en krimpen. In figuur 2.2. is een curve zichtbaar waarin te zien is hoe de dikte van de cortex afneemt naar mate de leeftijd vordert.

Het dikste punt wil niet zeggen dat het daar ook het meest optimaal ontwikkeld is, dit is slechts een indicatie van gaande ontwikkeling. Het belangrijkste is dat hierin zichtbaar is dat omgevingsinvloeden dus sterk van invloed kunnen zijn in deze tijd, en ontwikkelingsstoornissen dus ook een sleutel tot gedragsproblemen kunnen zijn.

Als we deze grafiek aanhouden zou het brein rond de 25 volgroeid zijn. Echter laat de grafiek een geleidelijk verandering zien van alleen de cortex, dus sommige hersengebieden zullen eerder dan andere uitgegroeid zijn. Neurowetenschap heeft ontdekt dat de prefrontale cortex een piek bereikt bij 11 jaar (meisjes) en 12 jaar (jongens). De pariëtale kwab bij 10 jaar (meisjes) en 12 jaar (jongens). Hiernaar kijkend zou je stellen dat meisjes dus ook eerder volwassen zouden zijn. De temporale kwab laat echter het omgekeerde zien, optimaal bij 16.5 jaar (jongens) en 17 jaar (meisjes).

Het is lastig te stellen welk hersengebied precies verantwoordelijk is voor het werkgeheugen, omdat er honderden studies zijn naar de hersenactiviteiten.

Visueel-ruimtelijke taken activeren de visuele gebieden van occipitale kwab

Verbale/geluidstaken activeren de temporale kwab en prefrontale cortex (welke ook voor spraak gebruikt wordt)

Alle werkgeheugen taken activeren de frontale kwab en dat deze kwab pas op latere leeftijd volledig ontwikkeld is kan een belangrijke factor zijn voor het minder goed werkende werkgeheugen in de kindertijd.

In onderzoek naar ADHD (deze groep vertoont overlappende symptomen op het gebied van verminderd werkgeheugen) werden kinderen met en zonder ADHD vergeleken. Met zag grote verschillen in de cerebrale ontwikkeling, vooral in de frontale kwab. Het lijkt er helaas niet op dat kinderen met ADHD deze achterstand ooit volledig inhalen, waardoor de problemen met aandacht en werkgeheugen verder duren in de volwassenheid.

Genen en het brein

Hoe het brein functioneert is dus afhankelijk van een heleboel factoren, de vraag blijft waarom kinderen onderling zo veel verschillen. Door tweelingonderzoek heeft men gevonden dat het voor 50% erfelijk is hoe het werkgeheugen functioneert, welke genen dat dan zijn blijft echter onduidelijk. Een van de belangrijke genen is het gen dat zorgt voor de productie van dopamine. Sommige mensen hebben een variant hiervan die voor langzame afgifte zorgt, andere voor snelle afgifte of een combinatie van deze twee. Langzame afgifte leidt tot meer vrije dopamine en dus een beter werkgeheugen. In onderzoek werd gevonden dat het gen dat de snelle of langzame afgifte van dopamine codeert, veranderd met de jaren. Kinderen produceren meer dopamine dan volwassenen en een teveel hiervan is ook weer niet goed. Hierdoor heeft de ‘langzame afgifte variant’ minder goede resultaten bij jongere kinderen (want nóg meer dopamine) maar betere resultaten op het werkgeheugen bij oudere kinderen, wanneer de dopamine niveaus beginnen te dalen. Hieruit kunnen we opmaken dat de hersenen van volwassenen anders werken dan die van kinderen.

Andere genen waar dit ook uit blijkt is de aanwezigheid van het APO-E gen. Bij volwassenen is dit geassocieerd met een verhoogde kans op dementie, terwijl het bij kinderen tot een beter lange termijn geheugen lijkt te leiden.

Ook het SNAP25 gen, wat zorgt voor betere verbindingen tussen neuronen, werd voorheen gelinkt aan ADHD, maar zou eigenlijk ook wel aan een slecht werkgeheugen gelinkt kunnen zijn (gezien de overlap tussen deze twee).

Het feit dat genen ons brein en gedrag beïnvloeden betekent ook dat we met sommige dingen zullen moeten ‘leren leven’.

Witte stof

De beschrijving van de groei van de cortex is maar een gedeeltelijke beschrijving, aan de andere kant staat de ontwikkeling van de “witte stof”: Myeline. Een vetachtig laagje om de axonen die zorgen dat het signaal sneller en efficiënter is. In tegenstelling tot de grijze stof geldt voor deze: hoe meer, hoe beter. Myelinisatie blijft met de leeftijd toe nemen tot ongeveer midden 20 en is rechtstreeks gekoppeld aan de ontwikkeling van cognitieve functies.

De mate van myelinisatie kan variëren, om verschillende redenen. Een laag werkgeheugen staat vaak gelijk aan dunnere myeline. Onderzoek heeft laten zien dat begrijpend lezen (gemeten as de snelheid waarmee de proefpersoon een aantal woorden kon lezen) gecorreleerd is aan de snelheid van het systeem tussen de voorste en achterste taalgebieden. Dit is hetzelfde gebied als waar problemen in te zien zijn mbt dyslexie. Kennis van normale ontwikkeling kan dus helpen om de mechanismen achter afwijkingen en functionele beperkingen te vinden.