Het lerende brein Executieve functies Crone Het lerende

Het lerende brein: Executieve functies Crone: Het lerende brein Diamond & Lee: Interventions shown to aid executive function development in children aged 4 to 12 years old.

Overzicht • Inleiding • Prefrontale cortex • Executieve functies o o Werkgeheugen Inhibitie Flexibiliteit Planning • Problemen met executieve functies • Interventies gericht op executieve functies

Inleiding • Controle en regulatie van (doelgericht) gedrag

Inleiding • Controle en regulatie van (doelgericht) gedrag Executieve functies (werk)geheugen Aandacht bijhouden Flexibiliteit Feedback gebruiken

Prefrontale cortex • De prefrontale cortex o o Lateraal: cognitieve controle (cool EF) Mediaal: emotionele controle (hot EF)

Prefrontale cortex • Patiënten met laterale frontale trauma’s o o Geheugenproblemen Moeite met stoppen van (onaangepast) gedrag Problemen met feedback Verminderde flexibiliteit en probleemoplossing

Prefrontale cortex • Hersenontwikkeling http: //www. sciencedirect. com/science/article/pii/S 1364661305000306

Werkgeheugen • Luisterspan

Werkgeheugen • Tijdelijk bijhouden + verwerken van informatie • Capaciteit hangt af van o Tijd o Hoeveelheid informatie o Manipulatie o Leeftijd

Werkgeheugen o N-back taak (updating) H C H O C Q L C K L H C C T R R K C H 1 - back H C H O C C L C K L H C C T R R K C H 2 - back H C H O C C L C K L H C C T R R K C H 3 - back H C H O C C L C K L H C C T R R K C H

Werkgeheugen • Model van Baddeley & Hitch

Werkgeheugen • Ontwikkeling Blauw + rood: Fonologische lus Groen : Visuospatieel schetspad Geel: Centrale executieve http: //www. sciencedirect. com/science/article/pii/S 1364661399013881

Werkgeheugen • Speelt een belangrijke rol in leren op school o o Lezen Rekenen • Predictor van schoolse prestaties • Verklaringsfactor voor leerproblemen o o Bidirectionele relatie MAAR: inhoud werkgeheugentaak (task impurity problem)

Werkgeheugen: hersenonderzoek • Laterale prefrontale cortex o Domein-onafhankelijk • Specifieke input van posterieure gebieden o Activiteit is afhankelijk van: • Duur • Hoeveelheid informatie • Bijhouden vs. manipuleren o o Ventraal: bijhouden van informatie (VLPFC) Dorsaal: verwerken van informatie (DLPFC)

Werkgeheugen: hersenonderzoek • Onderzoek bij kinderen (Crone et al. ) o Kinderen (8 -12 j), adolescenten (13 -17 j), volwassenen (18 -25 j) o Resultaten • Bijhouden > manipulatie, vooral 8 -12 j • Hersenactiviteit Bijhouden: geen verschillen • Manipulatie: effect van leeftijd en prestatie • • Connecties met posterieure gebieden ~ prestatie http: //www. pnas. org/content/103/24/9315. abstract? sid=717 a 5 f 3 e-c 94 b-4597 -932 f-cde 5 d 5349329

Inhibitie • Stoppen van gedrag GO/NO GO taak # commissiefouten o o Stop Signaal taak Tijd nodig om te stoppen Ontwikkelt doorheen de lagere school Problematisch bij patiënten met PFC-letsels

Inhibitie • Stoppen van gedrag o Hersenactiviteit tijdens GO/NO GO taken • Ventrolaterale prefrontale cortex • Meer verspreide activiteit bij kinderen

Inhibitie • Negeren van irrelevante informatie binnen een opdracht (weerstaan interferentie) • Stroop paradigma blauw groen rood geel 444 2222 33 222 • Ontwikkelt tot ver in de adolescentie

Inhibitie • Negeren van irrelevante informatie o Hersenonderzoek • (dorso)laterale prefrontale cortex blauw rood

Flexibiliteit • Aanpassen van gedrag aan veranderende omgeving o Wisselen van strategie (shifting) o Reactie op feedback • Leren uit fouten • Voorbeeld: Wisconsin card sorting test

Flexibiliteit • Wisconsin card sorting test Aantal perseveraties o Groter aantal perseveraties bij jonge kinderen en patiënten met PFC-letsels

Flexibiliteit • Hersenonderzoek o o Het effect van feedback 8 -9 -jarigen, 11 -13 -jarigen, 18 -25 -jarigen Crone, et al. (2008). Neural mechanisms supporting flexible performance adjustment. CABN, 8, 165 -177.

Flexibiliteit • Hersenonderzoek o Negatieve feedback: • Dorsolaterale PFC en Anterior Cingulate Cortex o • Activiteit neemt toe met de leeftijd Maar: bij positieve feedback meer activiteit bij kinderen

Complexe EF • Planning o Tower of London o Tower of Hanoi http: //www. mazeworks. com/hanoi

Problemen in executieve functies • Komen vaak voor bij klinische populaties o ADHD o Niet-aangeboren hersenletsel: Traumatic Brain Injury o Leerstoornissen o Autisme

Problemen in executieve functies • Attention Deficit Hyperactivity Disorder (ADHD) o Medicatie → biologische oorzaak • Kenmerken (DSM-V) o Symptomen gedurende minstens 6 maanden: • Aandachtstekort • Hyperactiviteit-Impulsiviteit

ADHD • ADHD o Aandachtstekort • • • o Slaagt er niet in voldoende aandacht te geven aan details, maakt achteloos fouten Heeft moeite om aandacht bij taken of spel te houden Volgt aanwijzingen niet op, slaagt er niet in werk af te maken Heeft moeite met het organiseren van taken en activiteiten Wordt gemakkelijk afgeleid door uitwendige prikkels … Hyperactiviteit-impulsiviteit • • Beweegt vaak onrustig met handen of voeten, draait in zijn/haar stoel Staat vaak op in situaties waar men verwacht wordt stil te zitten Kan zich moeilijk rustig bezig houden Praat vaak aan één stuk door Gooit het antwoord eruit voor de vraag gesteld is Heeft moeite met op zijn/haar beurt te wachten Verstoort bezigheden van anderen of dringt zich op …

ADHD • ADHD o Symptomen gedurende minstens 6 maanden: • Aandachtstekort • Hyperactiviteit-Impulsiviteit o o o Symptomen aanwezig in minstens twee settings Enkele symptomen reeds aanwezig voor de leeftijd van 12 jaar Symptomen zorgen voor significante problemen in dagelijks leven • Oorzaken van ADHD: o o Problemen in executieve functies Abnormale structuur en werking van de prefrontale cortex

ADHD • Problemen in executieve functies o Moeite met inhibitie Zwak werkgeheugen Zwak planningsvaardigheden o Vooral bij kinderen met aandachtstekort (ADD) o o

ADHD • Problemen in executieve functies o Afwijkingen in de prefrontale hersenactiviteit tijdens EF-taken o MAAR: • Probleemgedrag hangt niet altijd samen met EF-afwijkingen • EF-afwijkingen komen ook voor bij andere ontwikkelingsstoornissen → Geen specifieke oorzaak? o Alternatieve verklaringen

ADHD • Afwijkingen in neurotransmitters in prefrontale cortex o Dopamine o Te weinig dopamine in PFC → problemen in EF o Beïnvloed door medicatie: methylphenidaat (® Rilatine) • Stimulant • Vertraagt de afbraak van dopamine • Gunstig effect op gedrag en cognitieve prestaties • MAAR: pedagogische begeleiding blijft noodzakelijk

Interventies gericht op executieve functies • Kunnen executieve functies getraind worden? o o Plasticiteit? Voor iedereen?

Interventies gericht op executieve functies • Computerprogramma’s o Brain training pakketten • Google: “hersentraining”

Interventies gericht op executieve functies • Computerprogramma’s: COGMED o o o Focus: werkgeheugen Doel: personen met werkgeheugenproblemen Opzet • • o Werkgeheugentaken Adaptief 30 -45 minuten; 5 dagen/week; 5 weken Coach Effect? ? • Positief effect op werkgeheugen • Geen generalisatie http: //www. cogmed. nl

Interventies gericht op executieve functies • Computerprogramma’s • Programma’s gericht op fysieke fitheid o o o Positief effect op EF (bij volwassenen) Positief effect bij kinderen met obesitas Oosterse gevechtssporten • Specifieke curricula

Interventies gericht op executieve functies • Effecten van interventies gericht op EF? ? ? o Effect bij kinderen met zwakste EF o Slechts specifieke effecten o Geen transfer