Samenvatting van Hersenen en gedrag: Deeltoets 2 - Exclusive

Wat zijn ritmes in wakker zijn en slapen?

Zowel mensen als dieren vertonen bepaald gedrag met een zekere regelmaat. Er is daarbij sprake van een biologisch ritme. Het menselijk lichaam heeft een biologisch ritme voor slapen en wakker zijn.

Endogene ritmes

Bij trekvogels en dieren die aan een winterslaap doen, zien we dat ze op tijd voorbereidingen treffen voor deze winterslaap. Er is kennelijk iets aanwezig dat, ongeacht de omstandigheden buiten het lichaam, de dieren aanzet tot bepaald gedrag. Trekvogels lijken te weten wanneer ze weg moeten en trekken dan naar een tropisch land. Bovendien weten ze ook wanneer ze weer uit een tropisch land weg moeten trekken, ongeacht het feit dat in de meeste tropische landen de temperatuur en de hoeveelheid licht het hele jaar bijna hetzelfde blijft. Ze kunnen niet weten wanneer ze weg moeten door op de omgeving te letten. Daarom veronderstelt men een biologische klok die verschillende lichaamsfuncties reguleert. De biologische klok is endogeen, gestuurd van binnenuit. Bij de bovengenoemde dieren regelt deze klok niet alleen een dagelijks ritme (circadiaan ritme), maar ook een jaarlijks ritme (circa-annuaal ritme). Het circadiane ritme vind je niet alleen terug in slaap-en waakpatronen, maar ook in eet- en drinkgedrag, lichaamstemperatuur, het vrijkomen van hormonen, de urine-uitstoot en de gevoeligheid voor bepaalde medicijnen. Uit verschillende onderzoeken blijkt dat zowel dieren als mensen over zo'n dagelijks 24-uurs ritme beschikken.

Het instellen en opnieuw instellen van de biologische klok

Meestal duurt het circadiane ritme niet precies 24 uur. We passen onze interne activiteit aan zodat het beter past bij de wereld om ons heen. Binnen één individu, onder dezelfde omstandigheden, blijft het redelijk constant. Bepaalde afwijkingen worden bijvoorbeeld gecorrigeerd door externe factoren zoals de afwisseling van dag en nacht en van licht en donker. Voor mensen zijn er meer factoren die ervoor zorgen dat een iets afwijkend biologisch ritme aangepast wordt aan de 24-uurse dag. Die factoren worden ook wel zeitgebers genoemd. Voorbeelden zijn: beweging, geluid, maaltijden en de temperatuur van de omgeving. De belangrijkste zeitgeber is licht. Uit verschillende onderzoeken blijkt dat het natuurlijke circadiane ritme, zonder zeitgebers, ergens tussen de 24 en 25 uur zit.

Jetlag

Experimentele pogingen om deze ritmes te beïnvloeden laten zien dat mensen zich moeilijk aanpassen aan een ander ritme. Mensen passen zich makkelijker aan als de cyclus die ze volgen langer dan 24 uur is – dit is het geval als ze naar het westen reizen – dan als de cyclus die ze volgen korter dan 24 uur is – dit is het geval als ze naar het oosten reizen. Een jetlag is een onderbreking van circadiane ritmes die te wijten is aan het veranderen van tijdzones. Het is de mismatch tussen de interne circadiane klok en de externe klok.

Afwisselend werk

Bij mensen die veel ’s nachts werken en dus overdag slapen, is er sprake van een verminderde kwaliteit van de slaap, maar ook van een verminderde kwaliteit van het waakleven. Men voelt zich vaak wat duf, wat ook leidt tot meer ongelukken op het werk. Hun lichaamstemperatuur bereikt de hoogste waarde als ze proberen te slapen en niet als ze werken (normaal gesproken is de lichaamstemperatuur tussen het midden en het eind van de middag op zijn hoogst). Een methode om problemen tegen te gaan is de nachtploeg te laten werken in heel helder licht. Uit onderzoek blijkt dat de biologische klok zich dan wel aanpast. De biologische klok is moeilijk te ontregelen in normale omstandigheden.

Ochtendmensen en avondmensen

Circadiane ritmes verschillen wel per persoon. Sommige mensen (ochtendmensen) staan vroeg op, zijn snel productief en zijn minder actief later op de dag. Anderen (avondmensen) staan later op en worden langzamer actief dan ochtendmensen. Ze zijn actiever in de namiddag of avond. Niet iedereen is onder te verdelen in deze twee categorieën en het verschilt ook per leeftijd. Tot aan je twintigste wordt het moment waarop je wilt gaan slapen steeds later. Daarna verandert dit langzamerhand de andere richting op. Ouderen zijn het meest productief vlak na het wakker worden, terwijl jongeren later op de dag actiever worden.

Mechanismen van de biologische klok

De biologische klok wordt door de hersenen gegenereerd. Invloeden van buitenaf kunnen bijna geen invloed hebben op de werking van deze biologische klok.

De nucleus suprachiasmaticus (SCN)

De biologische klok is afhankelijk van de nucleus suprachiasmaticus (SCN), het deel van de hypothalamus dat boven het optische chiasme ligt. De SCN zorgt voor de belangrijkste controle over de circadiane ritmes van slaap en temperatuur. Als de SCN wordt beschadigd, worden de ritmes minder constant en zijn ze niet langer aangepast aan omgevingspatronen van licht en donker. Het SCN produceert circadiane ritmes op een manier die niet aangeleerd is, maar die wordt gecontroleerd door genen. Neuronen van de SCN produceren impulsen met een circadiaan ritme, zelfs na verwijdering uit het oorspronkelijke brein. Een enkele, geïsoleerde SCN-cel kan het circadiane ritme in stand houden, ook al zorgt interactie tussen cellen voor een preciezer ritme.

Hoe licht de SCN opnieuw instelt

De tractus retinohypothalamicus is een zenuwbaan die vanaf de retinale ganglioncellen in de retina van beide ogen door de oogzenuw en het optische chiasme naar de SCN loopt. Axonen van die baan veranderen de ‘instellingen’ van de SCN. De meeste input komt niet van de normale retinareceptoren, maar van een speciaal soort retinale ganglioncellen met hun eigen soort fotopigment, menalopsine, een ander soort fotopigment dan dat van kegeltjes en staafjes. Deze speciale ganglioncellen reageren direct op licht, ook al krijgen ze geen input van de kegeltjes en staafjes. Ze ontvangen wel input van de kegeltjes en staafjes, wat hun eigen reactie op licht versterkt. Ze zijn niet gelijkmatig verdeeld over de retina, maar bevinden zich voornamelijk bij de neus. De ganglioncellen reageren op de gemiddelde hoeveelheid licht, niet op plotselinge veranderingen in licht en ze dragen niet bij aan visie.

De biochemie van het circadiane ritme

Om de circadiane ritmes te bestuderen gebruiken onderzoekers insecten, omdat hun genetische basis eenvoudiger te onderzoeken is. Bij fruitvliegjes (drosophila) hebben ze twee genen ontdekt, periode en tijdloos, die circadiane ritmes genereren. Deze genen produceren de proteïnes PER en TIM. Deze proteïnes hebben een kleine hoeveelheid in het begin van de dag. De hoeveelheid neemt toe naar mate de dag vordert. ’s Avonds bereiken ze een hoog niveau waardoor de vlieg gaat slapen. De productie van proteïnes stopt en de concentratie daalt tot het begin van de ochtend, het moment waarop de cyclus opnieuw begint. Als het niveau van PER en TIM hoog is, is er sprake van interactie tussen PER en TIM en een proteïne die Klok heet, waardoor de behoefte aan slaap veroorzaakt wordt. De genen die de circadiane ritmes controleren zijn bijna hetzelfde bij zoogdieren en insecten. Het begrijpen van deze mechanismen kan handig zijn om bepaalde slaapstoornissen te verklaren. Mutaties in genen kunnen leiden tot abnormaal slaapgedrag.

Melatonine

De SCN zorgt voor controle over slaap- en waakritmes door het controleren van activiteitniveaus van andere hersengebieden, zoals de pijnappelklier, een endocriene klier die zich achter de hypofyse bevindt. De pijnappelklier laat melatonine vrij, een hormoon dat zowel de circadiane ritmes als de circannuale ritmes beïnvloedt. Melatonine wordt meestal ’s nachts uitgescheden, waardoor we rond die tijd slaperig worden. De uitscheiding begint meestal twee of drie uur voor bedtijd. Het dagelijks gebruik van melatonine kan de biologische klok beïnvloeden. Melatonine heeft een paar voordelige effecten op de gezondheid, maar de lange termijneffecten zijn nog niet bekend.

Hoe werken de slaapfases en betrokken hersenmechanismen?

Slaap en andere onderbrekingen van bewustzijn

Slaap is een staat die het brein actief produceert en het wordt gekarakteriseerd door een afname van hersenactiviteit en reacties op stimuli. Coma, daarentegen, is een lange periode van onbewust zijn, veroorzaakt door hersenschuddingen, beroertes of ziektes. Je kunt een persoon die slaapt wel wakker maken, maar iemand in coma niet. Tijdens een vegetatieve staat wisselt een persoon tussen periodes van slaap en gematigde opwinding, maar in beide staten heeft de persoon geen bewustzijn van de omgeving. Een minimale staat van bewustzijn is een stadium hoger, met zo nu en dan periodes van zinvolle acties en een begrensde hoeveelheid spraak en begrip. Hersendood is een conditie zonder tekenen van hersenactiviteit of reacties op stimuli.

De fases van slaap

Onderzoekers wisten niet dat slaap uit verschillende fases bestond, totdat ze deze fases per ongeluk maten. Met behulp van een EEG konden hersenonderzoekers hersenactiviteit gedurende de verschillende fases onderzoeken. Een combinatie van een EEG en oogbewegingsmetingen heet polisomnografie. Alfagolven zijn karakteristiek voor ontspanning, niet voor volledige waakzaamheid. In fase 1 (N1) is de slaap net begonnen en laat de EEG onregelmatige, scherp getande lage spanningsgolven zien. De hersenactiviteit is minder dan bij ontspannen waakzaamheid, maar meer dan bij andere fases. Fase twee (N2) wordt gekenmerkt door K-complexen en ‘sleep spindles’ op de EEG. ‘Sleep spindles’ bestaan uit 12 tot 14 Hz golven tijdens een uitbarsting die ten minste een halve seconde duurt. Ze zijn het resultaat van trillende interacties tussen cellen in de thalamus en de cortex. Een K-complex is een scherpe golf met een hoge amplitude. In de latere fases van slaap dalen de hartslag, ademhalingssnelheid en hersenactiviteit terwijl langzame golven met een hoge amplitude steeds meer voorkomen. Fase 3 en 4 (N3 & N4) worden samen trage golfslaap genoemd. Langzame golven wijzen erop dat neurale activiteit goed afgestemd is.

Paradoxale slaap of REM-slaap

In de jaren ’50 ontdekte Jouvet per ongeluk bepaalde periodes van schijnbare slaap waarbij hersenactiviteit relatief hoog was, maar waarbij de nekspieren volledig ontspannen waren. Hij noemde dit paradoxale slaap, omdat het op de ene manier een diepe slaap was en op de andere manier een lichte. Ondertussen observeerden Kleitman en Aserinsky oogbewegingen van mensen om de diepte van iemands slaap te meten, met de veronderstelling dat oogbewegingen zouden stoppen tijdens slaap. Aanvankelijk, toen ze periodes van oogbewegingen vonden, dachten ze dat hun machines kapot waren. Na herhaalde metingen kwamen ze erachter dat periodes van oogbewegingen voorkomen tijdens slaap. Ze noemden deze periodes Rapid Eye Movement (REM)-slaap en kwamen erachter dat dit hetzelfde was als de paradoxale slaap van Jouvet. Tijdens de REM-slaap laat de EEG onregelmatige, snelle golven van lage spanning zien. REM-slaap combineert diepe en lichte slaap en kenmerken die moeilijk diep of licht te noemen zijn. De fases die anders zijn dan REM-slaap worden non-REM (NREM)-slaap genoemd. Als je slaapt kom je eerst in fase 1, 2, 3 en 4. Vervolgens ga je van 4 terug naar 3 en 2 en dan REM. Deze reeks herhaalt zich en duurt ongeveer 90 minuten. Kort na de ontdekking van de REM-slaap dacht men dat het bijna synoniem was aan dromen. REM en dromen overlappen elkaar meestal, maar ze zijn niet hetzelfde.

Hersenmechanismen van waakzaamheid, opwinding en slaap

Hersenstructuren van opwinding en aandacht

Als je de voorhersenen en een deel van de middenhersenen scheidt van de lagere structuren, heeft een dier een verlengde staat van slaap voor de komende paar dagen. Ook na een paar weken zijn de waakzame perioden kort. De sensorische informatie kan niet meer aankomen in de hersenen. Toch heeft het dier nog steeds slaap- en waakritmen. Blijkbaar hebben de middenhersenen de sensorische informatie niet per se nodig; ze hebben hun eigen mechanisme om te waken. Een snee door de middenhersenen vermindert opwinding door het beschadigen van de reticulaire formatie, een structuur die loopt van de medulla tot de voorhersenen. Sommige neuronen van de reticulaire formatie hebben axonen die naar de hersenen lopen en anderen hebben axonen die naar het ruggenmerg lopen. Een deel van de reticulaire formatie dat bijdraagt aan corticale opwinding heet het pontomesencephalon. De neuronen ontvangen sensorische input van vele sensorische systemen en produceren zelf spontane activiteit. De axonen reiken tot in de voorhersenen en laten acetylcholine en glutamine vrij, waardoor cellen in de basale ganglia, de thalamus en de hypothalamus geëxciteerd worden. Het pontomesencephalon houdt opwinding in stand tijdens waakzaamheid en verhoogt het als reactie op nieuwe of uitdagende taken. De locus coeruleus, een kleine structuur in de pons, is meestal inactief maar stoot af en toe uitbarstingen van impulsen uit in reactie op betekenisvolle gebeurtenissen, met name die gebeurtenissen die emotionele opwinding produceren. Axonen laten door de hele cortex noradrenaline vrij. Alles dat de locus coeruleus stimuleert versterkt de opslag van recente herinneringen en verhoogt de waakzaamheid. Tijdens slaap is de locus coeruleus niet actief. De hypothalamus heeft verschillende paden die opwinding beïnvloeden. Een pad laat de neurotransmitter histamine vrij, wat excitatie-effecten veroorzaakt door de hersenen en een rol speelt bij opwinding en alertheid. Een ander pad laat een peptideneurotransmitter vrij, orexine of hypocretine genaamd. De axonen die orexine vrijlaten reiken tot de basale voorhersenen en andere gebieden waar ze neuronen stimuleren die belangrijk zijn voor waakzaamheid. Het is belangrijk voor het wakker blijven. Weer een ander pad reguleert cellen in de basale voorhersenen. Deze cellen hebben axonen die door de thalamus en de cerebrale cortex lopen en die acetylcholine of GABA vrijlaten.

Slaap en de inhibitie van hersenactiviteit

De functies van GABA helpen te verklaren wat we ervaren tijdens onze slaap; lichaamstemperatuur en stofwisselingsratio nemen lichtelijk af, net als de activiteit van neuronen, maar minder dan je zou verwachten. De neuronen vuren bijna net zoals normaal en neuronen in de sensorische gebieden van de hersenen blijven reageren op stimuli. Toch zijn we niet bij bewustzijn. Dit komt door de inhibitie van synaptische activiteit door GABA. Het kan gebeuren dat tijdens de REM-slaap de inhibitie in bepaalde hersengebieden meer actief is dan in andere hersengebieden. Een voorbeeld hiervan is dat je aan het dromen bent, maar je tegelijkertijd ook beseft dat je aan het dromen bent.

Hersenactiviteit in de REM-slaap

Onderzoekers die geïnteresseerd waren in de hersenmechanismen van de REM-slaap, maakten gebruik van een PET-scan om hersenactiviteit tijdens de REM-slaap te meten. Dit was niet eenvoudig, omdat het lastig is iemand een spuit te geven met radioactieve stof zonder ze wakker te maken. Bovendien kon men alleen een duidelijke afbeelding krijgen als het hoofd totaal stil zou liggen, iets dat het slapen ook niet eenvoudiger maakt. Uit het onderzoek bleek dat de activiteit in de pons, gedeeltes van de pariëtale en temporale kwab en in het limbisch systeem toeneemt tijdens de REM-slaap. Activiteit neemt af in de primaire visuele cortex, de motorcortex en de dorsolaterale prefrontale cortex. REM-slaap wordt geassocieerd met een te onderscheiden patroon van elektrische potentialen met een hoge amplitude die bekend staan als PGO-golven (pons-geniculate-occipatal). De golven worden eerst waargenomen in de pons, daarna in de laterale geniculate nucleus van de thalamus en ten slotte in de occipitale cortex. Elk dier heeft een bijna constant aantal PGO-golven per dag. De cellen in de pons sturen ook boodschappen naar het ruggenmerg, waardoor de motorneuronen de grote lichaamsspieren inhiberen. Er moet op die manier worden voorkomen dat het lichaam in actie komt tijdens de REM-slaap. REM-slaap hangt schijnbaar af van de relatie tussen serotonine en acetylcholine.

Slaapstoornissen

Niet iedereen heeft evenveel slaap nodig. De meeste volwassenen hebben 7,5-8 uur slaap per nacht nodig. Als iemand onvoldoende slaapt heeft hij last van insomnia of slapeloosheid. Je kunt dit het beste meten door te kijken hoe iemand zich de volgende dag voelt. Oorzaken van slapeloosheid zijn geluid, oncomfortabele temperaturen, stress, pijn, diëten en medicatie. Het kan ook veroorzaakt worden door epilepsie, de ziekte van Parkinson, hersentumoren, depressie, angst en andere aandoeningen. Er zijn verschillende soorten van slapeloosheid, die op verschillende manieren geclassificeerd kunnen worden. Sommige gevallen van slapeloosheid zijn gerelateerd aan veranderingen in circadiane ritmes. Mensen met een ‘phase delayed rhythm’ (slaapritmestoornis) vallen moeilijk in slaap en staan moeilijk op. Iemand met een ‘phase advanced rhythm’ valt eenvoudig in slaap maar wordt ook vroeg wakker. Een andere oorzaak van slapeloosheid is het gebruik van kalmeringsmiddelen als slaappillen. Herhaaldelijk gebruik van kalmeringsmiddelen of alcohol kan leiden tot afhankelijkheid van die middelen om te kunnen slapen.

Slaapapneu

Slaapapneu is een soort van slapeloosheid waarbij een verslechterde mogelijkheid tot ademhalen optreedt. Tijdens de slaap komen perioden van ademstilstand voor. Mensen met slaapapneu hebben neuronen verloren in verschillende hersengebieden, waardoor ze gebreken vertonen met betrekking op leren, redeneren, aandacht en impulscontrole. Waarschijnlijk worden deze gebreken veroorzaakt door de slaapapneu. Verklaringen voor slaapapneu kunnen worden gevonden in genen, hormonen, het verslechteren van hersenmechanismen die ademhaling controleren door ouderdom en obesitas.

Narcolepsie

Narcolepsie wordt gekenmerkt door frequente periodes van slaperigheid gedurende de dag. Narcolepsie heeft vier belangrijke symptomen:

• Plotselinge aanvallen van slaperigheid gedurende de dag.
• Slaapverlamming. Hierbij heeft men last van complete onmogelijkheid om te kunnen bewegen tijdens het in slaap vallen of het wakker worden.
• Hypnotische hallucinaties. Dit zijn bijzonder echt lijkende droomervaringen tijdens het inslapen. Het is voor de dromer moeilijk onderscheid te maken tussen werkelijkheid en droom.
• Soms doet zich kataplexie voor, meestal bij extreme emoties. Hierbij krijgt men een aanval van spierzwakte.

Er zijn meerdere verklaringen bekend voor narcolepsie. Ten eerste wordt gedacht aan overactieve acetylcholinesynapsen. Deze zijn noodzakelijk voor de voortduring van de REM-slaap. Als deze overdag actief zijn, zorgen ze voor kataplexie. Een andere verklaring richt zich op de neurotransmitter orexine. Mensen met narcolepsie hebben nauwelijks cellen in de hypothalamus die orexine produceren en vrijlaten. Orexine stimuleert acetylcholine-vrijlatende cellen waardoor ze de waakzaamheid en opwinding verhogen. Mensen met de ziekte van Huntington hebben schade in de basale ganglia. Hierdoor verliezen ze onder andere de neuronen die orexine aanmaken, waardoor zij het moeilijk vinden overdag wakker te blijven en ’s nachts te blijven slapen.

Periodieke bewegingsstoornis (PLMD)

Een andere slaapstoornis is PLMD. Deze stoornis wordt gekenmerkt door onvrijwillige bewegingen van de benen en armen tijdens de slaap.

REM-gedragsstoornis

Mensen met een REM-gedragsstoornis bewegen tijdens hun REM-slaap; ze beelden als het ware hun dromen uit. Dit heeft tot gevolg dat ze zichzelf pijn doen. Waarschijnlijk zijn cellen in de pons beschadigd, die boodschappen sturen die het bewegen van spieren inhiberen.

Nachtangst en slaapwandelen

Nachtangsten zijn ervaringen van intense angst die anders zijn dan nachtmerries. Nachtangst doet zich voor tijdens de NREM-slaap en komt voornamelijk bij kinderen voor. Meestal is de inhoud van dromen simpel, als er al gedroomd wordt tijdens nachtangsten. Slaapwandelen komt meestal voor bij kinderen en in sommige families meer dan in andere. Slaapwandelen gaat meestal niet gepaard met dromen en vindt meestal in slaapfase 3 en 4 plaats. In de meeste gevallen is slaapwandelen niet schadelijk. Het lijkt erop dat sommige delen van de hersenen wakker zijn en anderen slapen. Slaapseks is ook een slaapstoornis, waarbij mensen seksueel gedrag vertonen terwijl ze slapen en het zich achteraf niet herinneren.

Waarom (REM)slapen we en waarom dromen we?

Als we slapen rusten onze spieren, worden proteïnes in de hersenen herbouwd, worden synapsen gereorganiseerd en herinneringen versterkt. Maar wat is de belangrijkste reden om te slapen?

Functies van slaap

Slaap heeft veel verschillende functies. Het heeft daarom ook grote gevolgen als je te weinig slaap krijgt. Mensen kunnen door een slaaptekort bijvoorbeeld mentale stoornissen ontwikkelen of al bestaande symptomen verergeren.

Slaap en energiebesparing

Slaap had vroeger waarschijnlijk een simpele functie, waar de evolutie later meerdere functies aan toevoegde. Een aannemelijke hypothese is dat de originele functie van slaap was om energie te sparen. Dieren slapen meer als ze weinig te eten hebben, als energiebesparing extra belangrijk is.

Vergelijkbaar met slaap: hibernatie

Slaap lijkt wel op hibernatie (winterslaap). De functie van een winterslaap is echter enkel het besparen van energie als voedsel schaars is. Een paar opvallende feiten over de winterslaap zijn:

• Of beren een winterslaap houden of niet, hangt af van de gebruikte definitie.
• Hamsters houden ook een winterslaap.
• Veel reptielen en amfibieën raken in een soortgelijke staat gedurende de winter.
• Dieren komen af en toe een paar uur uit hun slaap.
• Winterslaap verlengt het proces van ouder worden.

Soorten verschillen in slaap

De slaapgewoonten van dieren hangen samen met de tijd die ze besteden aan het zoeken van eten, hoe veilig ze zijn als ze slapen en andere aspecten van hun levensstijl. Dolfijnen kunnen de ene hersenhelft laten slapen terwijl de andere helft zorgt voor het zwemmen en ademen. Trekvogels slapen minder tijdens een aantal weken in de lente en in de herfst.

Slaap en geheugen

Slaapt draagt bij aan het geheugen. Als mensen iets leren en daarna gaan slapen, verbetert hun geheugen ten opzichte van het moment voordat ze gingen slapen. Slaap helpt ook om herinneringen te reorganiseren. Het brein lijkt herhaaldelijk ervaringen te herhalen tijdens slaap, wat bijdraagt aan de versterking van herinneringen. Slaap draagt ook bij aan de versterking van herinneringen door het uitdunnen van (het aantal) minder succesvolle connecties. Andere synaptische verbindingen worden versterkt. Dit proces zou een belangrijke verklaring kunnen zijn voor de bijdrage van slaap aan het geheugen.

Functies van REM-slaap

De gemiddelde persoon slaapt een derde van zijn leven en de REM-slaap beslaat ongeveer een vijfde van zijn leven. Waarschijnlijk dient de REM-slaap een biologische functie; maar wat voor een? Een manier om die vraag te beantwoorden is op basis van een vergelijking tussen mensen en dieren die meer of minder REM-slaap hebben. De soorten die het meeste slapen hebben ook het hoogste percentage REM-slaap. De hoeveelheid NREM-slaap varieert minder tussen verschillende soorten en individuen. Een hypothese over de functie van REM-slaap is dat het belangrijk is voor de opslag van herinneringen, met name voor het verzwakken van ongeschikte verbindingen. Toch hebben mensen die MAO-remmers nemen, nauwelijks waarneembare geheugenproblemen; soms wordt het geheugen zelfs versterkt door de MAO-remmers. Een andere hypothese klinkt raar omdat we ons iets anders voorstellen dan datgene dat David Maurice (1998) stelde. Volgens Maurice zorgt REM ervoor dat ogen van voor naar achter bewegen om voldoende zuurstof te krijgen in de hoornvliezen. De hoornvliezen halen zuurstof direct uit de lucht, in tegenstelling tot de rest van het lichaam. Tijdens de slaap zijn ze afgesloten van lucht en halen ze wat zuurstof uit een stilstaande vloeistof. Het bewegen van de ogen zorgt voor een toename van zuurstoftoevoer naar de hoornvliezen. De andere manifestaties van REM zouden bijproducten zijn. Het klinkt logisch dat REM-slaap met name aan het einde van de slaap voorkomt, op het moment dat de hoornvliezen (meer) zuurstof nodig hebben. Het verklaart ook waarom individuen die langer slapen een groter percentage REM-slaap hebben.

Biologische perspectieven op dromen

Het bestuderen van dromen is lastig, omdat onderzoekers niet kunnen nakijken of de zelfrapportage over de dromen juist is.

De activatie-synthese hypothese

Volgens de activatie-synthese hypothese is een droom een representatie van de poging van het brein om betekenis te geven aan karige en verstoorde informatie. Dromen beginnen met periodieke uitspattingen van spontane activiteit in de pons, waardoor sommige delen van de cortex geactiveerd worden, waaronder de amygdala. De cortex combineert deze input met de activiteit die zich al voordeed en probeert hier een betekenisvol verhaal van te maken. Met betrekking tot het voorkomen van een droom waarin iemand het gevoel heeft te vallen of te vliegen, zegt de activatie-synthese hypothese het volgende: wanneer je slaapt lig je plat, anders dan je houding overdag. Je hersenen voelen de vestibulaire sensatie van je positie en interpreteren dit als vliegen of als vallen. Een punt van kritiek is dat de voorspellingen van de theorie vaag zijn.

De neurocognitieve hypothese

De neurocognitieve hypothese stelt dat dromen eigenlijk hetzelfde is als denken, maar dan onder ongewone omstandigheden. Dromen beginnen met spontane hersenactiviteit die veroorzaakt wordt door recente herinneringen. Tijdens de slaap komt weinig sensorische informatie binnen in de hersenen, daarom hebben bepaalde hersengebieden meer ruimte om beelden te creëren. Het idee is dat ofwel interne, ofwel externe stimulatie onderdelen van de pariëtale, occipitale en temporale cortex beïnvloeden. Dit idee is echter erg moeilijk om te toetsen.

Wat is emotie?

Emotie is een lastig onderwerp, omdat het bewuste gevoelens impliceert die we niet kunnen observeren. Daarom concentreren biologische psychologen zich met name op emotioneel gedrag, dat wel observeerbaar is. Psychologen definiëren emotie in termen van vier componenten: cognities, gevoelens, acties, en fysieke veranderingen. Gevoelens staan het meest centraal in ons concept van emotie.

Emoties en autonome opwinding

Emotionele situaties zorgen voor opwinding van het autonome zenuwstelsel. Het autonome zenuwstelsel bestaat uit een sympathisch en een parasympatisch deel. Meestal zijn beiden tegelijkertijd actief, maar de één is soms actiever dan de ander. Het sympathische deel bereidt het lichaam voor op vecht- en vluchtreacties. Voor de moderne mens moet dat niet al te letterlijk worden genomen; het dient voor snelle acties. Het reageert als de persoon een situatie bijvoorbeeld als bedreigend of gevaarlijk interpreteert. Niet iedereen zal op dezelfde stimulus hetzelfde reageren, omdat iedereen die stimulus op zijn eigen wijze interpreteert. Het sympathische deel stimuleert organen die belangrijk zijn bij vecht- en vluchtreacties, zoals het hart, en inhibeert activiteiten die tot later kunnen wachten, zoals de ingewanden en maag. Het parasympathische deel is voor onderhoud en ontspanning. Dit zorgt onder andere voor de spijsvertering. Wanneer een stimulus, die als bedreigend ervaren wordt en dus het sympathische deel heeft geactiveerd, plotseling verdwijnt dan zal het parasympathische systeem direct veel actiever worden. Het haalt als het ware de schade in. Hoe is het autonome zenuwstelsel gerelateerd aan emoties? Gezond verstand geeft ons in dat we eerst een emotie voelen, wat onze hartslag verandert en aanwijzingen geeft voor andere reacties. Volgens de James-Lange theorie is dit niet het geval: de autonome opwinding en reacties van het skelet komen eerst. Wat we als emotie ervaren is het label dat we geven aan onze responsen: ik ben bang omdat ik weg ren. Volgens James hebben emoties drie componenten: cognities, gedrag en gevoelens. Het cognitieve aspect komt eerst: de inschatting van de situatie. Vervolgens leidt dit tot bepaalde acties, het gedragsaspect waar ook fysieke reacties bij horen. Opwinding en acties leiden tot het gevoelsaspect van emoties. Deze theorie voorspelt twee dingen: mensen met zwakke autonome reacties of zwakke reacties van het skelet zouden minder emoties moeten voelen en het veroorzaken of bekrachtigen van iemands responsen zou een emotie moeten versterken.

Is fysiologische opwinding noodzakelijk voor emoties?

De meeste mensen met schade aan hun ruggenmerg, die vanaf daar tot hun voeten verlamd zijn, kunnen niet vechten of vluchten. Toch voelen ze nog steeds dezelfde emoties die ze voelden voor de beschadiging. Dit zou erop wijzen dat emoties geen feedback van spierbewegingen nodig hebben. De verlamming tast het autonome zenuwstelsel niet aan, dus het blijft mogelijk dat emotionele gevoelens afhangen van autonome responsen. Sommige mensen hebben het syndroom van Bradbury-Eggleston (‘pure autonomic failure’), waarbij output van het autonome zenuwstelsel naar het lichaam niet of nauwelijks werkt. Het hart en andere organen werken wel, maar worden niet langer gereguleerd door het zenuwstelsel. Volgens de James-Lange theorie zou je verwachten dat zulke mensen geen emoties rapporteren. Waarschijnlijk verwijzen ze naar het cognitieve aspect als ze emoties rapporteren: ze voelen de emotie zelf niet of nauwelijks. Hun verminderde emotionele gevoel is consistent met de James-Lange theorie.

Is fysiologische opwinding voldoende voor emoties?

Je voelt niet per se meteen een emotie als je hart sneller gaat kloppen en je begint te zweten. Het zou kunnen dat je net hebt gesport; dan zijn deze verschijnselen niet toe te schrijven aan emoties. Als deze zich spontaan voordoen zou je inderdaad kunnen denken dat de opwinding van je sympathische zenuwstelsel angst is. Een snelle ademhaling zorgt ervoor dat mensen bang worden dat ze zullen stikken en ze ervaren een paniekaanval, een aanval die wordt gekenmerkt door extreme opwinding van het autonome zenuwstelsel. Feedback van gezichtsuitdrukkingen of andere acties kan emotioneel gevoel versterken, maar het is niet noodzakelijk voor zulke gevoelens. Onze perceptie van de acties van ons lichaam draagt bij aan onze emoties, zoals de James-Lange theorie voorspelde. De effecten van het autonome zenuwstelsel zijn belangrijker dan spieractiviteit.

Is emotie een bruikbaar concept?

Traditioneel wordt het limbisch systeem (gebieden van de voorhersenen die de thalamus omringen) gezien als essentieel voor emoties. Ook een groot deel van de cerebrale cortex reageert op emotionele situaties. Tegenwoordig probeert men niet alleen de verschillende hersengebieden te onderscheiden die te maken hebben met emoties, maar ook te bepalen welk gebied verantwoordelijk is voor welke emotie. Om emoties en hun effecten op het brein af te leiden laten onderzoekers proefpersonen kijken naar foto’s, luisteren naar verhalen of emotionele herinneringen ophalen. De onderzoekers kunnen proberen de opgeroepen emoties te meten. Sommige verschillende emoties lokken activiteit uit in dezelfde gebieden. Een andere aanpak is het gebruik van PET of fMRI, om de corticale gebieden die actiever zijn tijdens emoties dan tijdens een neutrale periode te identificeren. Echter, sommige studies hebben laten zien dat er niet sterk bewijs is voor lokalisatie van emoties. Dus, er is geen bepaalde emotie die een bepaald deel van de hersens activeert en geen hersengebied wordt geassocieerd met een bepaalde emotie.

Hebben mensen een paar basisemoties?

Veel onderzoekers hopen nog altijd om een aantal basis emoties te kunnen identificeren. Als we hersengebieden kunnen identificeren die geassocieerd zijn met bepaalde emoties, dan zouden we sterk bewijs hebben voor bepaalde basis emoties. Echter, zoals eerder vermeld, zijn er geen hersengebieden gevonden die geassocieerd worden met een bepaalde emotie. Hoe komen we dan op het idee van het bestaan van basis emoties? Dat komt door het bestaan van gezichtsuitdrukkingen voor blijheid, verdriet, angst, boosheid, walging en verbazing. De meeste mensen in de wereld, ongeacht hun cultuur, kunnen foto’s van deze gezichtsuitdrukkingen goed identificeren. Toch vinden veel psychologen dit bewijs niet voldoende. Zo zeggen zij dat dat de foto’s die gebruikt worden, geselecteerd worden vanwege hun maximale herkenning. Wanneer foto’s van spontane uitdrukkingen uit het ‘echte leven’ gebruikt zouden worden, dan zou men er meer moeite mee hebben om verdriet en walging en angst en verbazing van elkaar te onderscheiden. Observatoren zien vaak twee of meer emoties in een gezicht en de emoties die observatoren zien, komen niet overeen met de emoties die de personen van wie de foto’s werden genomen voelden. Daarnaast is het zo dat mensen uitdrukkingen uit hun eigen cultuur beter kunnen herkennen dan uitdrukkingen uit andere culturen. Ook is het zo dat je nooit een emotie kan afleiden aan de hand van alleen een gezichtsuitdrukking. Een alternatief idee over het herkennen van emoties gaat er daarom over dat ze vaak variëren over twee of meer continue dimensies, zoals sterk versus zwak en positief versus negatief.  Activiteit in de linkerhersenhelft (met name in de frontale en temporale delen) is gerelateerd aan het ‘behavioral activation system’ (BAS). BAS wordt gekenmerkt door lage tot matige autonome opwinding en de neiging tot toenadering, wat blijdschap of woede zou kunnen karakteriseren. Verhoogde activiteit in de frontale en temporale kwabben van de rechterhersenhelft wordt geassocieerd met het ‘behavioral inhibiting system’ (BIS), waardoor aandacht en opwinding toenemen, actie afgeremd wordt en emoties zoals angst en walging geactiveerd worden. Het verschil tussen de hersenhelften is gerelateerd aan persoonlijkheid.

De functies van emotie

Voor sommige emoties is het vanzelfsprekend dat we ze nodig hebben. Angst zorgt ervoor dat we alert zijn of vluchten en aanvallen op bepaalde momenten.

Emoties en morele beslissingen

Daarnaast spelen emoties een belangrijke rol bij het snel nemen van een beslissing. Soms heb je een bepaald voorgevoel waar je blindelings op vertrouwt. Daarnaast spelen emoties ook een rol bij morele dilemma’s. Mensen worden bepaalde dilemma’s voorgelegd waarbij ze meestal kunnen kiezen om vijf personen te redden door een persoon dood te laten gaan. Hersenscans lieten zien dat de hersengebieden die hierbij geactiveerd worden, hersengebieden zijn die te maken hebben met emoties. Wanneer we moeten kiezen tussen goed en kwaad gebruiken we dus niet ons rationele verstand, maar vertrouwen we op ons gevoel. Schade aan de prefrontale cortex stompt emoties van mensen in vele opzichten af, met uitzondering van plotselinge woede-uitbarstingen. Het schaadt ook het vermogen om beslissingen te kunnen nemen. Mensen met zulke schade reageren impulsief en denken niet na over de gevolgen. Hun beslissingen lijken niet op basis van emoties te zijn. Een patiënt van Damasio wist wel dat bepaalde beslissingen goedgekeurd of afgekeurd zouden worden, maar hij wist niet dat goedkeuring hem een goed gevoel zou geven en afkeuring een slecht gevoel. Daarnaast kunnen emoties soms in strijd zijn met het maken van goede beslissingen. Schade aan een deel van de prefrontale cortex, de ventromediale prefrontale cortex, beïnvloedt het gevoel van schuld en vertrouwen van mensen. Mensen met schade aan de prefrontale cortex of amygdala zijn langzamer in het verwerken van emotionele informatie.

Hoe werkt vecht- en vluchtgedrag?

Veel van de opvallende emotionele gedragingen die je bij dieren kan observeren, kunnen ondergebracht worden op het continuüm van vechten of vluchten. Dit is logisch, aangezien angst en boosheid sterk aan elkaar gerelateerd zijn.

Vechtgedrag

Vechtgedrag kan driftig of kalm en afstandelijk zijn en hangt af van het individu en de situatie. Als iemand je heeft beledigd, word je agressiever en dat kan je een poosje blijven. De activiteit in het corticomediale deel van de amygdala neemt toe. Je zult dan sneller tegen iemand anders schreeuwen, ook al heeft hij je niet beledigd.

De rol van erfelijkheid en omgeving in geweld

Waarom zijn sommige mensen gewelddadiger dan anderen? Makkelijk aan te wijzen omgevingsfactoren zijn bijvoorbeeld het roken van de moeder tijdens de zwangerschap, en de blootstelling aan lood. Uit tweelingstudies kan geconcludeerd worden dat erfelijkheid op dit gebied zeker een rol speelt, maar dat het niet duidelijk is welke precieze erfelijke factoren  een rol spelen. Pogingen om een specifiek gen te identificeren dat gerelateerd zou zijn aan agressief gedrag, hebben allen zwakke effecten gevonden. Verschillende onderzoeken hebben gevonden dat gewelddadig gedrag vaker voorkomt bij mensen die aanleg en een slechte vroege omgeving hebben. Mensen die lagere niveaus van MAO hadden en mishandeld zijn in hun kindertijd vertonen vaker antisociaal gedrag.

Hormonale effecten

Het agressieve gedrag van mannen hangt af van testosteron. Bij mannen met een hoog niveau van testosteron komen agressief gedrag en gewelddadige misdaden vaker voor. Deze mannen vertonen ook gewelddadiger gedrag. Testosteron beïnvloedt emotionele en cognitieve responsen op een boze gezichtsuitdrukking. Het vermindert het vermogen om de uitdrukking bewust te herkennen maar het verhoogt de reacties in emotiegerelateerde delen van het brein.

Serotoninesynapsen en agressief gedrag

Er is bewijs te vinden over de link tussen impulsief, agressief gedrag, en een lage uitstoot van serotonine. Dit is bewijs voor zowel dieren als mensen.

Niet-menselijke dieren

Er zijn aanwijzingen dat de transmitter serotonine een rol speelt bij agressief gedrag. De serotonine-omslag (‘turnover’) staat voor het vrijkomen van serotonine en de heropname door presynaptische neuronen. Dit kan worden gemeten door de concentratie 5-HIAA, een serotonine metaboliet, in het CSF of in het bloed vast te stellen. Wanneer hiervan een hoge concentratie wordt gevonden, is dat een teken dat de in voldoende mate aanwezige hoeveelheid serotonine in essentie inactief is. Bij muizen waarbij dit het geval is, zie je agressief gedrag.

Mensen

Er zijn aanwijzingen dat ook bij mensen die agressief gedrag vertonen, zoals doodslag, brandstichting, maar ook bij suïcide, de serotonineomslag laag is. Het is nog niet duidelijk hoe dit precies werkt, maar mogelijk speelt serotonine een rol bij de remming van impulsief gedrag. Het is mogelijk om serotoninesynthese te veranderen door aanpassingen in het dieet. Om de productie van serotonine te verhogen kun je de consumptie van tryptofaan verhogen of de consumptie van proteïnes die veel phenylalanine of andere grote aminozuren hebben die strijden met tryptofaan om de hersenen binnen te komen verminderen. Recente onderzoeken laten minder consistente effecten zien.

Testosteron, serotonine en cortisol

Tegenwoordig heerst de opvatting dat agressief gedrag niet veroorzaakt wordt door een enkele chemische factor, maar dat het juist gaat om de combinatie tussen verschillende chemicaliën. Testosteron kan agressief gedrag versterken of veroorzaken, en serotonine en cortisol inhiberen juist agressieve reacties.

Angst en opwinding

Angst kan in bepaalde situaties een zeer nuttige emotie zijn, die mensen bijvoorbeeld doet wegvluchten van een gevaarlijke bedreiging. Angst bestaat in verschillende gradaties, van zeer extreem, zoals bij een paniekaanval, tot meer gematigd waarbij men soms niet van angst, maar van zorgen spreekt. Hoewel het dus een nuttige emotie kan zijn, kan het optreden als er in de omgeving eigenlijk geen aanleiding toe is en mensen hinderen in hun dagelijkse activiteiten. Een schrikeffect (‘startle reflex’) is een respons op een plotseling hard geluid en het wordt heel snel verwerkt. Dit wordt mogelijk gemaakt door een snel pad vanaf de oren naar cellen in de pons die zorgen voor het aanspannen van je nekspieren. Je huidige humeur en de huidige situatie hebben invloed op je reactie. Als je een stimulus aanbiedt voor het horen van een hard geluid en deze stimulus verhoogt het schrikeffect, veroorzaakt de stimulus angst. De amygdala is het belangrijkst voor het schrikeffect. Schade aan de amygdala belemmert het leren van angstreacties meer dan het behoud van angstreacties die eerder waren geleerd.

De rol van amygdala in angst

De amygdala reageert op emotionele stimuli, zelfs als de persoon deze stimuli niet bewust meemaakt, en wordt geactiveerd tijdens angstconditionering. De reacties van de amygdala zijn niet beperkt tot angst. Aandacht voor een bepaald type emotie verhoogt de reacties van de amygdala op de stimuli. Mensen herkennen een emotie eerder als die op hen gericht is. Mensen met corticale blindheid konden in een experiment raden wat de emotie van een persoon was.

Onderzoeken naar de amygdala in apen

Genetische variaties in de amygdala zorgen waarschijnlijk voor een deel van de variatie van angst en angststoornissen. Bij apen is onderzoek gedaan naar het Klüver-Bucy syndroom, een vorm van schade aan de amygdala. Apen met dit syndroom pakten brandende lucifers en andere voorwerpen op die ze normaal gesproken zouden vermijden. Op sociaal gebied vindt bij deze apen ook grote veranderingen plaats.

Reactie van de menselijke amygdala op visuele stimuli

Onderzoeken met een fMRI laten zien dat de amygdala veel reactie vertoont als er foto’s worden getoond met daarop iemand die angstig is. De reactie kan ook optreden bij fijne stimuli, maar alleen als van tevoren duidelijk is dat de aandacht hierop gericht moet worden. De reactie van de amygdala is het sterkst als het gaat om een gezichtsuitdrukking die wat ingewikkelder is, en daarom ook moeilijker te interpreteren.

Individuele verschillen in amygdala

De angstigheid van een persoon blijft redelijk stabiel over tijd. Individuele verschillen in angst zijn sterk gecorreleerd aan de activiteit in de amygdala. Echter, niet het gehele concept angst kan aan de hand van de amygdala worden verklaard. Zo zijn corticale gebieden weer verantwoordelijk voor het interpreteren van bedreigende informatie.

Schade aan de menselijke amygdala

Bij schade aan de amygdala (bijvoorbeeld bij Urbach-Wiethe disease) hebben mensen geen voorkeuren meer, maar waarderen ze alles gemiddeld. Tevens hebben zij moeite met het herkennen van expressies op gezichten, vooral van angst. Ze kijken met name naar de neus en de mond, terwijl de expressie van angst voornamelijk afhankelijk is van de ogen. Omdat de meeste oordelen die zij geven gemiddeld hetzelfde zijn zullen zij in geval van nood niet op zoek gaan naar de meest betrouwbaar lijkende persoon. Ook het verplaatsen van hun aandacht naar emotionele stimuli is beperkt.

Angststoornissen

Een paniekstoornis wordt gekenmerkt door vaak voorkomende perioden van angst en af en toe voorkomende perioden van versneld ademhalen, toegenomen hartslag, zweten en beven. Het komt meer voor bij vrouwen dan bij mannen en ook veel meer bij adolescenten en jong volwassenen dan bij ouderen. Er zijn afwijkingen in de hypothalamus gevonden en niet zozeer in de amygdala. Daarnaast is een paniekstoornis geassocieerd met verminderde activiteit van GABA en toegenomen niveaus van orexine (waakzaamheid en activiteit). De posttraumatische stressstoornis (PTSS) is een psychische aandoening. Niet iedereen die een traumatische ervaring doormaakt, ontwikkelt een posttraumatische stressstoornis. Daarnaast is het onmogelijk om aan de hand van de aanvankelijke reactie van een persoon op een gebeurtenis of de aanvankelijke ernst van het trauma vast te stellen of iemand PTSS gaat ontwikkelen. Uit onderzoek is gebleken dat de meeste PTSS-slachtoffers een hippocampus hebben die kleiner is dan gemiddeld. Een ander onderzoek, waarbij gebruik werd gemaakt van tweelingen waarvan de ene helft wel aan PTSS leed en de andere helft niet, stelde vast dat deze hippocampus onder de proefpersonen al voor de ontwikkeling van de stoornis kleiner was dan gebruikelijk. Uit een derde onderzoek bleek dat mensen die schade aan de amygdala oplopen in tijden van oorlog, geen PTSS ontwikkelen. De amygdala (belangrijk voor emotionele verwerking) lijkt daarmee essentieel te zijn voor de extreme emotionele impact waaruit PTSS voortkomt.

Verlichting van angst

Er zijn veel verschillende manieren om om te gaan met angst, bijvoorbeeld sociale steun; het opnieuw bekijken van de situatie; sporten; afleiding; een gevoel van controle verwerven; en verschillende biologische interventies.

Angst-reducerende medicijnen

Benzodiazepinen worden het meest gebruikt om angst tegen te gaan. De werking van benzodiazepinen heeft te maken met het feit dat ze zich binden aan bepaalde ontvangers van het GABA-a (Gamma Amino Butyric Acid) complex in de hersenen en hierdoor makkelijker deze transmitter (GABA) naar zich toe trekken. Doordat benzodiazepinen zich binden aan deze ontvangers op het membraan van neuronen, openen zich chloorkanalen in het membraan. Dit zorgt voor een instroom van (negatieve) chloorionen die daardoor de cel hyperpolariseren en dus de kans op een actiepotentiaal kleiner maken. Het effect is dus inhibitoir.

Alcohol en angst

Ook alcohol kan angst verminderen door de effecten op de GABA ontvangers. Een experimentele drug die de effecten van alcohol tegengaat, is beter bekend als Ro15-4513. Wellicht kan deze gebruikt worden om mensen te helpen om te stoppen met het drinken van alcohol.

Wat is de relatie tussen stress en gezondheid?

Gedragsgeneeskunde (‘behavior medicine’) legt de nadruk op de effecten op de gezondheid van voeding, roken, beweging, stressvolle gebeurtenissen en ander gedrag. We accepteren dat emoties de ziektes en het herstel daarvan beïnvloeden.

Stress en het generale adaptatie syndroom

Stress is de niet-specifieke respons van het lichaam op alles wat van het lichaam gevraagd wordt. Elke bedreiging naar het lichaam, toegevoegd aan zijn specifieke effecten, activeert een gegeneraliseerde reactie op stress: het generale adaptatie syndroom. De eerste fase, de alarmfase, wordt gekenmerkt door een verhoogde activiteit van het sympathische zenuwstelsel. Tijdens de tweede fase, de weerstandfase, neemt de activiteit van het sympathische zenuwstelsel af, maar de bijnierschors scheidt cortisol en andere hormonen af die verlengde alertheid onderhouden en zorgen voor het vechten tegen infecties en het helen van wonden. De derde fase is de uitputtingsfase: de persoon is moe en kwetsbaar omdat het zenuwstelsel en het immuunsysteem niet genoeg energie hebben om goed te blijven reageren. Een andere definitie van stressvolle gebeurtenissen is: gebeurtenissen die geïnterpreteerd worden als bedreigend voor een individu en die fysieke en gedragsreacties uitlokken.

Stress en de HPA-as

Bij stress worden twee systemen in werking gezet. Het eerste, het autonome zenuwstelsel, reageert snel. Het tweede systeem is de HPA-as: de hypothalamus, de anterieure hypofyse en de bijnierschors. De hypothalamus zet de anterieure hypofyse aan tot de uitscheiding van ACTH (Adreno Cortico Troop Hormoon), wat dan weer de bijnierschors aanzet tot afscheiding van hormonen, waaronder cortisol. Cortisol zorgt voor een snellere stofwisseling en een verhoging van de bloedsuikerspiegel. Dit maakt een vergrote activiteit in de cellen mogelijk. Het betekent niet dat het individu ook per definitie meer activiteit vertoont. Cortisol versterkt de activiteit van het immuunsysteem. Lange toenames in cortisol zorgen voor een verslechtering van het geheugen en de immuunactiviteit.

Het immuunsysteem

Het immuunsysteem zorgt ervoor dat vreemd materiaal, zoals bacteriën en virussen, wordt afgebroken. Het doet dit met behulp van verschillende cellen. Allereerst de belangrijkste: de witte bloedlichamen (leukocyten), die geproduceerd worden in het beenmerg. Het systeem herkent vreemd materiaal aan onbekende proteïnes op het oppervlak, de zogeheten antigenen. Deze zorgen voor een aanval van witte bloedlichamen.

Leukocyten

Er zijn verschillende witte bloedlichamen, ofwel leukocyten:

• B-cellen rijpen in het beenmerg, binden zich aan het antigen en produceren een antilichaam. Dit antilichaam verzwakt of merkt het antigen. B-cellen scheiden een antistof af: Y-vormige eiwitten die zich binden aan de antigenen. Antigenen zijn een vreemd materiaal aan onbekende proteïnes op het oppervlak die zorgen voor een aanval van witte bloedlichamen (eiwitten aan de oppervlakte van iedere eicel).
• T-cellen rijpen in de thymus, deze vallen indringers direct aan, sommige helpen anderen T- of B- cellen om zich te vermenigvuldigen.
• ‘Natural killer cells’ vallen tumorcellen en virus geïnfecteerde cellen aan. Ze vallen alle indringers aan, en werken niet zoals T- en B-cellen slechts voor één antigen.

B- en T-helper cellen zorgen voor de uitbreiding van T- en B-cellen en voor het ontstaan van B-geheugencellen. Cytokines worden door T-cellen geproduceerd om te vechten tegen infecties en om te communiceren met de hersenen. Ze zijn het mechanisme van het immuunsysteem om te vertellen aan het brein dat het lichaam ziek is. Het immuunsysteem reageert ook op een infectie door een verhoogde productie van prostaglandinen, aanvullende chemicaliën die slaperigheid versterken. Cytokines en prostaglandinen zijn verantwoordelijk voor het generale adaptatie syndroom.

Effecten van stress op het imuunsysteem

Het zenuwstelsel heeft meer controle over het immuunsysteem dan we zouden denken. De studie van deze relatie, psychoneuroimmunologie, gaat over de manieren waarop ervaringen het immuunsysteem veranderen en hoe het immuunsysteem het CNS beïnvloedt. Stress verhoogt de activiteit van het immuunsysteem. Langdurige stress zorgt voor een verzwakking van het immuunsysteem. Verder kan het zorgen voor een grotere endorfineproductie, die pijn minder maakt, maar ook sommige reacties van het immuunsysteem onderdrukt. Het effect van bijvoorbeeld traumatische ervaringen die via hun effect op het immuunsysteem de kans op ernstige ziektes zouden kunnen vergroten, is nog onvoldoende onderzocht. Uit een onderzoek naar mensen met depressiviteit is bekend dat ze een redelijk normale levensverwachting hebben, afgezien van een grotere kans op suïcide en fatale ongelukken.

Omgaan met stress

Voor stress geldt dat, als men er op een effectieve wijze mee omgaat, het niet hoeft te leiden tot een verzwakking van het immuunsysteem. Stress verslechtert ook het aanpassingsvermogen van neuronen in de hippocampus. Sociale steun is een van de meest effectieve methoden om met stress om te gaan. Om stressvolle reacties te controleren kun je gebruik maken van speciale ademhalingsmethoden, sport, meditatie en afleiding.

Hoe werkt verslaving en drugsgebruik?

Verslaving is eigenlijk een paradox: je doet iets, ook al weet je dat het echt slecht voor je is. Wanneer we het over verslaving hebben, dan hebben we het meestal over alcohol of andere drugs. Toch komen andere vormen van verslaving (gokken, te veel eten en gamen) meer voor dan voorheen.

Drugs mechanismen

Een drug die het effect van een neurotransmitter blokkeert heet een antagonist; een drug die effecten nabootst of versterkt noemt men een agonist. Een gemixte agonist-antagonist is een agonist voor de ene neurotransmitter en een antagonist voor een andere. Drugs beïnvloeden synapsen op vele manieren; ze kunnen de synthese van een neurotransmitter doen toenemen of verminderen, ervoor zorgen dat neurotransmitter uit de transportblaasjes lekt, ervoor zorgen dat de transportblaasjes meer neurotransmitters loslaten, de heropname ervan verminderen, de afbraak ervan blokkeren of op postsynaptische receptoren werken. Onderzoekers zeggen dat een drug een affiniteit heeft voor een receptor als hij zich eraan bindt, zoals een sleutel dat heeft met een slot. De efficiëntie van een drug is zijn neiging om de receptor te activeren. De meeste drugs beïnvloeden verschillende receptoren.

Predisposities

De meeste mensen nemen dingen met mate in, terwijl anderen een gewoonte ontwikkelen om veel verslavende middelen in te nemen. Onderzoek met broers en/of zussen, waarvan de één een verslaving heeft en de andere nooit een verslaving gehad heeft, heeft aangetoond dat beide broers en zussen dezelfde abnormaliteiten in hun hersens hadden (grey matter, white matter en sommige hersengebieden waren groter of juist kleiner dan gemiddeld). Het lijkt er dus op dat sommige aspecten van gedrag en hersens al vanaf het begin aanwezig zijn, ongeacht of de persoon een verslaving ontwikkelt of niet.

Genetische invloeden

Onderzoek met tweelingen en geadopteerde kinderen heeft aangetoond dat er een sterke invloed is van genetica op de gevoeligheid voor alcoholmisbruik en misbruik van andere drugs (met name cocaïne). Het is echter moeilijk om een bepaald gen aan te wijzen dat verantwoordelijk is hiervoor. Meerdere genen hebben allemaal een klein effect op verslaving. Weinig of geen genen zijn alleen maar verantwoordelijk voor verslaving. Sommige genen die veel bijdragen aan alcoholisme, verhogen ook de kans op bipolaire stoornis. Andere genen zijn gerelateerd aan alcoholisme, cocaïne gebruik, obesitas en ADHD.

Invloeden uit de omgeving

Prenatale omstandigheden dragen ook bij aan alcoholisme. Een moeder die alcohol drinkt tijdens haar zwangerschap, zal de kans dat haar kind later alcoholisme zal ontwikkelen vergroten, ongeacht hoeveel ze drinkt wanneer haar kind geboren is en aan het groeien is. De omgeving tijdens de kindertijd is ook belangrijk.

Gedragsvoorspellers van misbruik

De predisposities kunnen reacties op de drug veranderen. Het zou dus mogelijk moeten kunnen zijn om het gedrag van jongeren te observeren om zo de risico’s op verslaving te kunnen voorspellen. Om risicogroepen te identificeren, kunnen mensen jarenlang gevolgd worden. Een opvallende bevinding uit zo’n onderzoek is dat zoons van alcoholisten zich minder snel dronken voelen.

Synaptische mechanismen

Drugs hebben invloed op de synapsen op verschillende manieren, en ook tijdens verschillende momenten in de ontwikkeling. Hier zijn verschillende soorten mechanismen bij betrokken. Olds en Milner deden een experiment met ratten waarbij ze ratten in dozen neerzetten waar ze een hendel in konden drukken om zelfstimulatie van het brein te produceren. Latere onderzoekers vonden dat ratten hun best deden om die gebieden te activeren die axonen hadden die – direct of indirect - de vrijlating van dopamine in de nucleus accumbens verhoogden. Ook seks, gokken, videogames en drugs verhogen de vrijlating van dopamine. Dit in tegenstelling tot mensen met een depressieve stoornis, die een veel mindere reactie dan normaal in de nucleus accumbens laten zien. Volgens Berridge en Robinson is dopamine in de nucleus accumbens gerelateerd aan hoe graag je iets wilt en niet per se aan hoe leuk je dat vindt.

Verlangen naar drugs (‘craving’)

Wat bij elke verslaving voor komt, is een craving naar het product. Een persoon zoekt de hele tijd naar het product of de activiteit (gokken, gamen). Zelfs na een lange periode van abstinentie, zullen kenmerken die te maken hebben met het middel craving creëren. Iemand met een craving wil het product echt heel graag. Het is niet alleen het leuk of lekker vinden, maar het echt willen hebben/gebruiken van een product dat een verslaving kenmerkt. Verslaafde mensen willen vaak iets wat ze eigenlijk niet leuk vinden (wie wil er nou verslaafd zijn?). Onderzoek heeft aangetoond dat een herhaalde blootstelling aan verslavingsmiddelen ervoor zorgt dat andere beloningsgebieden verminderen. Verslaafden zullen dus minder plezier hebben in seks en lekker eten. Een verslaving verandert dus het beloningssysteem. Herhaalde blootstelling aan verslavende middelen zorgt er ook voor dat de prefrontale cortex en andere gebieden die verantwoordelijk zijn voor het bedwingen van impulsen, verstoord raken.

Tolerantie en ontwenning

Wanneer een verslaving zich verder ontwikkelt, dan zullen de effecten (met name de leuke effecten) afnemen. Dit wordt tolerantie genoemd. Vanwege tolerantie nemen heroïnegebruikers steeds een grotere hoeveelheid in en/of ze nemen vaker heroïne. Drugs tolerantie is grotendeels aangeleerd. Onderzoek met ratten heeft aangetoond dat het krijgen van veel drugs in een bepaalde locatie ervoor zorgt dat er op die locatie meer tolerantie is dan op andere locaties. Aangezien tolerantie aangeleerd is, kan het dus ook afgeleerd worden door middel van extinctie. Dit houdt in dat een persoon lange tijd niet het verslavende middel moet innemen. Wanneer het lichaam eraan gewend is om drugs onder bepaalde omstandigheden te krijgen, dan zal het sterk reageren op de afwezigheid van drugs. Dit wordt withdrawal/ontwenning genoemd. Na het stoppen van heroïnegebruik (of andere opiaten), zullen de ontwenningsverschijnselen diarree, overgeven, angst en zweten zijn. Ontwenningsverschijnselen van alcoholgebruik zijn irritatie, trillingen, zweten, misselijkheid en vermoeidheid. Een theorie zegt dat verslavingsgedrag een manier is om ontwenningsverschijnselen te vermijden. Dit kan echter niet helemaal waar zijn, want mensen die gestopt zijn met roken vermelden soms dat ze maanden of jaren na het stoppen cravings hebben en cocaïne is verslavend, terwijl de ontwenningsverschijnselen mild van aard zijn. Een andere verklaring is dat mensen met een verslaving leren om het middel te gebruiken (of een gokverslaving hebben) om met stress om te kunnen gaan.

Behandeling

Sommige mensen kunnen zonder hulp stoppen met bepaalde verslavingen. Anderen hebben hulp nodig. Men kan bijvoorbeeld in therapie gaan, of bepaalde medicijnen in nemen.

Medicatie om alcoholmisbruik tegen te gaan

Het medicijn Antabuse helpt tegen alcoholisme, door het opwekken van misselijkheid na het innemen van die pil en alcohol. Zo wordt alcoholisme geassocieerd met ziektes. Onderzoek heeft aangetoond dat het gebruik van Antabuse redelijk effectief is. Wanneer het werkt, dan complimenteert het de toezegging van de alcoholist om te stoppen. Wanneer er dagelijks zo’n pil genomen wordt, dan stelt de alcoholist zich voor wat voor ziekte/misselijkheid er zou kunnen ontstaan na het innemen van alcohol en deze persoon zal dan ook weerstand kunnen bieden aan alcohol. Mensen die Antabuse innemen en alcohol drinken, worden erg misselijk, maar veel mensen stoppen met het nemen van Antabuse in plaats van te stoppen met alcohol.

Medicatie om drugsmisbruik tegen te gaan

Er wordt vaak gezegd dat mensen die niet met opiaten kunnen stoppen, minder schadelijke drugs moeten gaan nemen. Methadon lijkt op heroïne en morfine en het activeert dezelfde hersenreceptoren en het produceert dezelfde effecten. Het voordeel van methadon is dat het oraal ingenomen kan worden (bij heroïne en morfine kan het ook, maar maagzuren breken het grootste gedeelte van deze twee stoffen af). Methadon komt geleidelijk de bloedbaan en hersens in, dus de effecten komen langzaam op gang. Methadon verlaat de hersens langzaam en hierdoor zullen de afkick symptomen ook minder heftig zijn. Uiteraard wordt door de orale inname van methadon ook de kans op een geïnfecteerd naald tegengegaan. Buprenorfine en levomethadyl acetaat (LAAM) lijken op methadon en kunnen ook gebruikt worden om een verslaving aan opiaten tegen te gaan. Tegenwoordig wordt er naar medicijnen gezocht die de cravings tegen kunnen gaan. Dit is nog in de experimentele fase.

Wat zijn stemmingsstoornissen?

Major depressieve stoornis

Een major depressie is een staat waarbij iemand zich wanhopig en hulpeloos voelt en die zich kenmerkt door een gebrek aan plezier en energie, wat soms wekenlang kan duren. Er lijkt meer sprake te zijn van een afwezigheid van blijdschap dan van een toename in wanhoop. Mensen voelen zich nutteloos, kunnen niet slapen, overwegen zelfmoord, kunnen zich niet concentreren of zich voorstellen dat ze ooit weer blij zullen zijn. Een major depressie komt ongeveer twee keer zo vaak voor bij vrouwen dan bij mannen. Het kan zich op elke leeftijd voordoen, al is het niet gebruikelijk bij kinderen. Een depressie komt voor in periodes van verschillende duur, bijna niemand is constant depressief en na behandeling voelen ze zich vaak beter. Eerst stelde onderzoek dat de eerste periode vaak het langst was, maar dit blijkt niet altijd zo te zijn. De eerste depressie wordt meestal uitgelokt door een stressvolle gebeurtenis, daarna doen de depressies zich ook voor zonder zo’n gebeurtenis; het lijkt alsof de hersenen leren hoe je depressief moet zijn en alsof ze er steeds beter in worden.

Genetica

Er is gebleken dat er een bepaalde erfelijkheidsgraad is voor depressie. Er zijn verschillende genen gevonden die de kans op depressie verhogen. De effecten van deze genen verschilden van de ene studie tot de andere. De genen zijn niet specifiek voor depressie; ze kunnen ook andere condities veroorzaken, zoals angststoornissen, ADHD, alcohol- of drugsmisbruik, boulimia, migraine, OCD en andere condities. Er is een bepaalde relatie tussen depressie en het gen dat het serotonine transporter proteïne controleert. Mensen met een korte vorm van dit gen hebben een grotere kans om depressief te worden als gevolg van een stressvolle gebeurtenis in hun leven. Als ze geen stressvolle gebeurtenis hebben meegemaakt, is de kans niet verhoogd.

Abnormaliteiten in hersenhelftdominantie

Onderzoekers die normale mensen bestudeerden hebben een sterke relatie gevonden tussen een goed humeur en een verhoogde activiteit in de linker prefrontale cortex. De meeste mensen met een depressie hebben verlaagde activiteit in dat deel van de hersenen en een verhoogde activiteit in de rechterhelft van de prefrontale cortex.

Antidepressiva

Typen van antidepressiva

Je kunt antidepressiva onderverdelen in vier categorieën:

• Tricyclische antidepressiva blokkeren de transporteiwitten die serotonine, dopamine en noradrenaline reabsorberen in het presynaptische neuron na hun vrijlating. De aanwezigheid van de neurotransmitters in de synaptische spleet wordt verlengd, waar ze de post-synaptische cel blijven stimuleren. Ze blokkeren echter door histamine en acetylcholine receptoren, wat leidt tot slaperigheid, een droge mond en moeite met plassen. Tevens blokkeren ze natriumkanalen, wat leidt tot hartproblemen. Een voorbeeld is Tofranil.
• Selectieve serotonine reuptake inhibitors (SSRI’s) lijken op tricyclische antidepressiva maar zijn specifiek voor serotonine. Ze produceren minder bijwerkingen, maar zijn even effectief. Een voorbeeld van een SSRI is Prozac.
• Serotonine norepinephrine reuptake inhibitors (SNRI’s) zijn nieuwere drugs die de heropname van serotonine en noradrenaline blokkeren.
• Monoamine oxidase inhibitors (MAOI’s) blokkeren het enzym monoamine oxidase (MAO), een enzym van het presynaptische uiteinde dat catecholamines en serotonine afbreekt tot inactieve metabolieten. Het presynaptische uiteinde kan meer transmitter vrijlaten. Dit medicijn wordt vaak voorgeschreven aan mensen die niet op andere antidepressiva reageren. Ze moeten voedsel met tyramine vermijden, omdat een combinatie van MAOI’s en tyramine de bloeddruk verhoogt. Een voorbeeld is Nardil.

Onder atypische antidepressiva vallen alle antidepressiva die anders zijn dan de bovengenoemde gevallen. Een voorbeeld is bupropion, dat de heropname van dopamine en soms noradrenaline inhibeert. Andere mensen gebruiken st. Janskruid, een kruid dat minder duur is dan andere antidepressiva. Mensen kunnen er eenvoudig aan komen, maar gaan er niet altijd goed mee om. Het gebruik hiervan kan leiden tot minder effectiviteit van andere medicijnen, omdat het een enzym stimuleert dat giftige stoffen (en medicijnen) afbreekt.

Hoe zijn antidepressiva effectief?

Antidepressiva hebben effecten op catecholamines en serotoninesynapsen binnen een paar uur, maar patiënten moeten de medicijnen twee of meer weken innemen voordat ze enig effect opmerken. De gedragseffecten van antidepressiva hangen schijnbaar af van de vrijlating van BDNF, wat bijdraagt aan de groei en plasticiteit van neuronen. Daarnaast verhogen ze de productie van nieuwe neuronen in de hippocampus. Wat de effecten precies na die paar uur zijn moet nog verder onderzocht worden.

Hoe effectief zijn antidepressiva?

Antidepressiva zijn niet consistent effectief. Iets meer dan de helft van de patiënten laat verbetering zien na de behandeling en de meeste van hen zouden ook verbetering laten zien als ze een placebo namen. Antidepressiva zijn het meest effectief voor mensen met ernstige depressiviteit. Veel mensen reageren niet goed op antidepressiva of psychotherapie, psychotherapie werkt bij dysthymia vaak beter. Dit is een bijna levenslange slechte mood.

Alternatieve behandelingen

Electroconvulsieve therapie (ECT)

Een vorm van behandeling die zou kunnen helpen bij patiënten die geen baat hebben bij psychotherapie of antidepressiva is ECT. Bij electroconvulsieve therapie (ECT) wordt er elektrisch een toeval uitgelokt, om op die manier een depressie of een andere stoornis te verlichten. De meest voorkomende bijwerking is geheugenverlies. Tevens is de kans op een terugval in depressie groot. Niemand weet precies hoe ECT depressiviteit tegengaat, maar het verhoogt de proliferatie van nieuwe neuronen in de hippocampus. Bovendien verandert het minstens 120 genen in de hippocampus en de prefrontale cortex.

Sporten en dieet

De beste remedie tegen depressie is om veel te gaan sporten en zo gezond te blijven. Ook kunnen bepaalde dieetmanieren helpen om depressie te verminderen.

Veranderde slaappatronen

Veranderde slaappatronen zijn een levenslang kenmerk van mensen die veel kans hebben op depressie. Een nacht zonder slaap vermindert depressie; het verhoogt de proliferatie van nieuwe neuronen in de hippocampus. Als depressieve mensen de volgende nacht weer gewoon gaan slapen, worden ze weer depressief of nog depressiever. Een combinatie van het veranderen van slaappatronen en het gebruik van medicijnen kan langdurige baten hebben. Een andere vorm van depressie is een seizoensgebonden depressie, een depressie die zich voordoet tijdens een bepaald seizoen. Het komt vaker voor bij mensen die dicht bij de Noord- en Zuidpool leven. Blootstelling aan fel licht is meestal een effectieve behandeling. Seizoensgebonden depressies zijn zelden zo heftig als een major depressie en worden vaak veroorzaakt door een mutatie in een van de genen die het circadiaanse ritme reguleren.

Diepe hersensimulatie

Als je alle andere opties hebt geprobeerd, maar nog steeds last hebt van je depressie, is het een goed idee om over te gaan op diepe hersensimulatie. Dit zorgt ervoor dat bepaalde hersengebieden worden gestimuleerd door een middel wat in de hersenen wordt ingebracht. Dit is nog erg experimenteel.

Bipolaire stoornis

Een depressie kan unipolair of bipolair zijn. Mensen met een unipolaire stoornis variëren van normaal naar depressief. Mensen met een bipolaire stoornis (voorheen manisch-depressieve stoornis) wisselen tussen twee tegenpolen: depressie en manie. Manie wordt gekenmerkt door onvermoeidheid, opgewondenheid, blijdschap, lachen, zelfvertrouwen en het verlies van remming. Mensen die volledige periodes van manie hebben, hebben bipolaire stoornis type I. Mensen met bipolaire stoornis type II hebben mildere fases van manie, hypomanie. Andere symptomen zijn aandachtsgebreken, moeite met impulscontrole en gebreken in het verbale geheugen.

Behandelingen

De eerste succesvolle en nog steeds gebruikte behandeling voor bipolaire stoornis is lithium. Lithium stabiliseert het humeur en voorkomt een terugval in depressie of manie. Ook valproaat en carbamazepine zijn gebruikelijke anti-convulsante medicijnen tegen bipolaire stoornis. Een andere mogelijke behandeling is gerelateerd aan slaap.

Wat is schizofrenie?

Diagnose

Schizofrenie is een stoornis die wordt gekenmerkt door een verslechterende mogelijkheid om te functioneren in het alledaagse leven en soms door wanen, hallucinaties, bewegingsstoornissen en soms ongepaste emotionele uitdrukkingen. Schizofrenie kan acuut of chronisch zijn. Een acute conditie doet zich plotseling voor en biedt kans voor herstel. Een chronische conditie begint geleidelijk en houdt lang aan. Schizofrenie wordt gekenmerkt door positieve en negatieve symptomen. Negatieve symptomen zijn afwezig maar zouden aanwezig moeten zijn. Hieronder vallen bijvoorbeeld zwakke sociale interacties, emotionele expressie, spraak en werkgeheugen. Positieve symptomen zijn aanwezig, maar zouden afwezig moeten zijn. Hierbinnen bestaan twee clusters: psychotische positieve symptomen en gedesorganiseerde positieve symptomen. Binnen het psychotische cluster bevinden zich wanen (ongegronde overtuigingen) en hallucinaties (abnormale sensorische ervaringen). Hallucinaties doen zich voor tijdens periodes van verhoogde activiteit in de thalamus, hippocampus en delen van de cortex. Het gedesorganiseerde cluster bestaat uit ongepaste emotionele expressie, bizar gedrag, onsamenhangende spraak en denkstoornis. Gemiddeld is de intelligentie van iemand met schizofrenie een paar punten lager, vergeleken met de rest van de populatie. Het grootste probleem is het gedesorganiseerde denken. Onderzoek wekt de suggestie dat gebreken in geheugen het belangrijkste symptoom zijn.

Differentiële diagnose van schizofrenie

Als iemand de symptomen van schizofrenie lijk te hebben, moet er altijd een differentiële diagnose worden gesteld. Hierbij moeten de volgende, op schizofrenie lijkende, problemen worden uitgesloten:

• Middelenmisbruik.
• Hersenschade.
• Niet gedetecteerde hoorstoornissen.
• De ziekte van Huntington.
• Voedingsproblemen.

Demografische data

Schizofrenie komt vaker voor bij mannen. Daarnaast komt het vaker voor bij mensen met diabetes type II. Mensen met schizofrenie hebben vaker dikke darm kanker, maar minder vaak hersenkanker of keelkanker. Ze ontwikkelen nauwelijks allergieën of reumatische klachten. Vrouwen die tijdens de bevalling last hebben van schizofrenie krijgen meestal dochters en vrouwen die hier na de geboorte last van hebben krijgen meestal een zoon.

Genetica

Onderzoek wekt de suggestie dat schizofrenie een genetische basis heeft, maar dat de invloed niet afhangt van één enkel gen.

Onderzoeken bij familie

Hoe meer je biologisch gezien aan iemand gerelateerd bent die schizofrenie heeft, des te meer kans heb je om zelf schizofrenie te krijgen. Eeneiige tweelingen hebben een veel hogere concordantie (overeenkomst) voor schizofrenie dan twee-eiige tweelingen. Het is hierbij met name van belang dat je een eeneiige tweeling bent, niet dat je als een eeneiige tweeling behandeld wordt. De concordantie is geen 100%.

Geadopteerde kinderen die schizofrenie ontwikkelen.

Uit adoptiestudies blijkt dat genetische basis en/of prenatale invloeden met name van belang zijn voor de ontwikkeling van schizofrenie.

Een gen lokaliseren

Tot nu toe hebben onderzoekers nog geen gen gelokaliseerd dat in het algemeen sterk gerelateerd is aan schizofrenie. Het gen dat de meeste aandacht trok was DISC1 (disrupted in schizofrenia I), dat de aanmaak van de hoeveelheid nieuwe neuronen in de hippocampus controleert. Een veelbelovende hypothese is dat schizofrenie zou ontstaan door nieuwe mutaties in elke van de honderd genen die belangrijk zijn voor hersenontwikkeling.

De neurologische hypothese van schizofrenie

Volgens de neurologische hypothese is schizofrenie gebaseerd op abnormaliteiten in de prenatale of neonatale ontwikkeling van het zenuwstelsel, wat leidt tot abnormaliteiten in de anatomie van het brein en in het gedrag. Deze abnormaliteiten zijn het resultaat van genen of moeilijkheden in het begin van het leven.

Prenatale en neonatale omgeving

Er kan onderscheid gemaakt worden tussen onmiddellijke risicofactoren, en factoren die een wat lager risico met zich meebrengen.

Onmiddellijke risicofactoren

Directe risicofactoren zijn bijvoorbeeld het leven in een overvolle stad en het als kind worden blootgesteld aan een specifieke parasiet.

Lage risicofactoren

Er kunnen factoren optreden die de prenatale omgeving van het kind beïnvloeden. Daarnaast is er nog sprake van het seizoen-van-geboorte effect. Dit houdt in dat kinderen die in de winter geboren zijn, meer kans hebben op het ontwikkelen van schizofrenie.

Milde hersenabnormaliteiten

Veel studies rapporteren hersenabnormaliteiten bij schizofrenie, maar ze zijn het niet eens over de locatie van die abnormaliteiten. Over het algemeen lijken de ergste gebreken zich te bevinden in de linker temporale en frontale delen van de hersenen. Ook corticale gebieden laten gebreken zien en de thalamus is kleiner bij mensen met schizofrenie. De ventrikels zijn juist groter dan normaal. De gebieden die abnormaal lijken te zijn, zijn vaak gebieden die langzaam ontwikkelen, zoals de prefrontale cortex. Dit zou de symptomen van schizofrenie kunnen veroorzaken. Ook zijn de cellichamen kleiner dan normaal en de lateralisatie is anders. Waarom dit allemaal zo is, moet nog nauwkeuriger worden onderzocht.

Lange termijnpad

Vroeger werd gesteld dat schizofrenie een progressief pad volgde; het zou steeds erger worden. Meer recent onderzoek laat zien dat mensen met schizofrenie heel erg verschillen in hun uitkomsten.

Vroege ontwikkeling en latere psychopathologie

De effecten van hersenschade of abnormale hersenontwikkeling worden erger naarmate de jaren voorbijgaan. Daar komen de ideeën vandaan dat schizofrenie al vroeg veroorzaakt wordt, maar pas later echt goed tot uiting komt. Schizofreniepatiënten hebben vaak in hun kindertijd ook al wel andere problemen vertoond, zoals gebreken in aandacht, geheugen en impulscontrole.

Behandelingen

Antipsychotica en dopamine

In 1950 ontdekten onderzoekers dat chloorpromazine (thorazine) de positieve symptomen van schizofrenie vermindert bij veel patiënten. Later ontdekten onderzoekers andere antipsychotica of neuroleptica in twee chemische families: phenothiazines die chloorpromazine bevatten en butyrophenones die haloperidol bevatten. Deze medicijnen blokkeren dopaminesynapsen. Deze bevindingen waren de inspiratie voor de dopamine hypothese van schizofrenie; het idee dat schizofrenie veroorzaakt wordt door overmatige activiteit in dopaminesynapsen in de hersenen. Neuronen laten dopamine sneller vrij en vervangen de moleculen die niet heropgenomen kunnen worden. Deze hypothese wordt ondersteund doordat herhaalde doses van amfetamine, methamine en cocaïne substantie-veroorzaakt psychotische stoornis veroorzaken (gekarakteriseerd door wanen en hallucinaties). Mensen met schizofrenie hebben twee keer zo veel dopaminereceptoren type D2. Deze hypothese heeft echter ook problemen: de dopaminesynapsen worden na een paar minuten geblokkeerd, maar het effect op het gedrag bouwt zich op over twee à drie weken.

Tweede-generatie anti-psychotische drugs

De medicijnen die dopaminesynapsen blokkeren produceren hun voordelen door het werken in neuronen in het mesolimbocorticale systeem, een verzameling neuronen van het tegmentum naar het limbisch systeem. Ze blokkeren ook neuronen in het mesostriatale systeem, een verzameling neuronen naar de basale ganglia. Het resultaat is tardieve dyskinesie, dat wordt gekenmerkt door bevingen en andere onvrijwillige bewegingen. De beste manier om dit te behandelen is door te voorkomen dat het begint. Tweede generatie antipsychota verminderen positieve en negatieve symptomen van schizofrenie zonder het veroorzaken van tardieve dyskinesie. Deze medicijnen worden nu meestal voorschreven aan mensen met schizofrenie.

De rol van glutamine

Volgens de glutamine hypothese van schizofrenie is het probleem ten dele gerelateerd aan inefficiënte activiteit in glutaminesynapsen, met name in de prefrontale cortex. Verhoogde dopamine zou dezelfde effecten produceren als verminderde glutamine. Schizofrenie is gerelateerd aan lagere vrijlating van glutamine en minder glutaminereceptoren in de prefrontale cortex en de hippocampus. Ondersteuning van deze hypothese komt van de effecten van phencyclidine (PCP; “Angel Dust”), een medicijn dat de NMDA-glutaminereceptoren inhibeert. In lage doses veroorzaakt het bedwelming en verslechterde spraak. In hoge doses veroorzaakt het positieve en negatieve symptomen van schizofrenie. Het verhogen van de algemene hoeveelheid glutamine zou riskant zijn: beroertes doden neuronen door het overstimuleren van glutaminereceptoren. Medicijnen die metabotropische glutaminereceptoren stimuleren zijn veelbelovend. Een verhoging van glycine kan activiteit in de NMDA-receptoren verhogen, zonder dat er te veel glutamine in het brein komt. Het verhoogt dus de effectiviteit van glutamine. Schizofrenie is een complexe stoornis. Misschien hebben glutamine en dopamine allebei een belangrijke rol, of misschien verschilt dat van persoon tot persoon.

Wat zijn autisme spectrum stoornissen?

Autisme werd vroeger als zeldzaam gezien, maar tegenwoordig variëren de schattingen van het vóórkomen van deze stoornis. Wereldwijd wordt komt het gemiddeld voor bij 1 op de 160 mensen. Het wordt in ieder geval vaker gediagnosticeerd dan voorheen. Dit ligt deels aan het vaker gebruiken van de label ‘autisme’ dan een andere label, zoals verstandelijke handicap. Ook zijn mensen zich meer bewust van het bestaan van autisme. Het kan daarnaast ook zo zijn dat autisme gewoon vaker voor komt dan voorheen.

Symptomen en kenmerken

De autisme spectrum stoornis bevat mensen die verschillen in de mate van moeilijkheid. Vroeger werd door therapeuten de naam Asperger syndroom gebruikt voor mensen die een milde vorm van autisme hadden. De autisme spectrum stoornis wordt nu gebruikt om autisme en wat vroeger het Asperger syndroom was aan te geven. Voor het gemak zal er in deze samenvatting het woord autisme gebruikt worden. De autisme spectrum stoornis wordt gebruikt voor vele verschillende stoornissen, die variëren in hun ernst (van zwaar tot mild). Sommige mensen hebben kleine autistische neigingen, maar deze zijn niet voldoende om de persoon als een autistische persoon te diagnosticeren. Autisme komt vaker voor bij jongens dan bij meisjes. Het komt over de hele wereld voor en wetenschappers hebben geen bewijs dat het plaatsgebonden is. Ook komt het niet alleen voor bij een bepaalde etniciteit of socio-economische status. Volgens de APA (American Psychiatric Association) zijn dit de belangrijkste kenmerken van autisme:

• Tekortkomingen op sociale en emotionele uitwisseling;
• Stereotype gedragingen (herhaalde bewegingen);
• Weerstand tegen een verandering in routine;
• Tekortkomingen in gebaren, gezichtsuitdrukkingen en andere non-verbale communicatie;
• Erg sterke of zwakke responsen voor stimuli (paniekerig reageren bij het horen van een geluid of geen reactie vertonen bij pijn).

Veel mensen met autisme hebben ook andere problemen. Zo komt het redelijk vaak voor dat iemand met autisme ook aandachtsproblemen (ADHD) heeft. Veel hebben ook tekortkomingen in hun cerebellum. Deze personen zijn onhandig en vertonen gebrekkige oogbewegingen. Ouders van kinderen die autisme hebben, merken al vaak wanneer hun kind nog jong is dat er iets is. Het kind vindt het bijvoorbeeld niet leuk om aangeraakt te worden. Wanneer kinderen met autisme twee maanden zijn, dan maken ze net zoveel oogcontact als kinderen zonder autisme. Echter, binnen twee jaar neemt het maken van oogcontact af bij kinderen met autisme. Naast tekortkomingen, zijn er ook dingen waar mensen met autisme beter in zijn. Zo zijn mensen met autisme beter in het detecteren van beweging in visuele stimuli. Ook ontwikkelen sommige mensen met autisme bepaalde vaardigheden waarin ze uitblinken.

Genen en andere oorzaken

Veel genen zijn gelinkt aan autisme, maar niet een gen daarvan wordt in hoge mate gevonden bij mensen met autisme. Waarschijnlijk is het zo dat het in veel gevallen resulteert door een mutatie of microdeletion (micro-verwijdering). Onderzoekers kunnen kijken naar de chromosomen van kinderen met autisme en gezonde ouders en zo ontdekken welke mutaties en verwijderingen er plaats hebben gevonden. Mutaties en verwijderingen komen vaker voor bij kinderen met autisme, dan bij hun broertjes en zusjes zonder autisme. Uit onderzoek blijkt dat de meeste mutaties en verwijderingen plaats vinden bij chromosomen die geërfd zijn van de vader. Oudere vaders hebben grotere kans op het hebben van kinderen met autisme dan jongere vaders. Onderzoek heeft aangetoond dat autisme vaak voorkomt als resultaat van een mutatie in de topoisomerase genen. Prenatale omgevingsinvloeden kunnen ook bijdragen aan autisme. Sommige moeders die kinderen met autisme hebben (ongeveer 12%), hebben antilichamen die bepaalde hersenproteïnen van de kinderen aanvallen. Weinig moeders met kinderen zonder autisme hebben deze antilichamen. Als we de vrouwen met deze antilichamen kunnen identificeren, dan kunnen we wellicht op tijd ingrijpen en op de een of andere manier autisme voorkomen. Voedingsdeskundigen raden aan dat zwangere vrouwen en vrouwen die van plan zijn om zwanger te worden, genoeg vitamine B9 (foliumzuur) binnen moeten krijgen. Dit kan zowel door het nemen van vitaminepillen, als door het eten van groene groentes en drinken van jus d’orange. Foliumzuur is belangrijk voor de ontwikkeling van het zenuwstelsel. Vrouwen die foliumzuur tijdens de zwangerschap nemen, hebben minder kans op het krijgen van een kind met autisme dan andere vrouwen.

Behandeling

Er is geen medische behandeling welke helpt met de belangrijkste problemen van slechte communicatieve en sociale vaardigheden. Het medicijn Risperidone kan soms wel de stereotype gedragingen van autisme verminderen, maar het levert wel bijwerkingen op. Gedragsbehandelingen pakken de tekortkomingen in sociaal gedrag en communicatie aan. Dit kan allemaal gedaan worden met behulp van ouders, therapeuten en docenten. Tegenwoordig komen er veel behandelingen voor waarvan niet bewezen is dat ze ook echt helpen. Muziektherapie, bepaalde diëten en therapeutische aanrakingen zijn vrij populair tegenwoordig in het behandelen van autisme. Toch is er geen wetenschappelijk bewijs gevonden dat deze behandelmethodes helpen. Veel behandelingen geven de ouders een beter gevoel over zichzelf; het laat zien dat ze in ieder geval een poging doen om hun kind te helpen.