Edward de Haan: 'Als we beter begrijpen hoe we de visuele buitenwereld waarnemen, kunnen we beter begrijpen wat er misgaat bij patienten met een hersenbeschadiging'

Wat kunnen we leren over visuele hersenfuncties en hoe helpen we patienten beter?

ERC voor studie naar visuele stoornissen als gevolg van een hersenbeschadiging

6 januari 2015

Over de fysiologie en anatomie van het visuele brein is al heel veel bekend, maar tegelijkertijd weten we veel te weinig over (1) de functionele rol van de verschillende hersenstructuren die betrokken zijn bij het zien, en (2) de dagelijkse gevolgen voor de patient van waarnemingsstoornissen als gevolg van hersendysfunctie, meent prof. dr. Edward de Haan.

De Haan was de afgelopen zeven jaar decaan van de Faculteit der Maatschappij- en Gedragswetenschappen aan de UvA. Na het binnenhalen van zijn ERC in 2013 combineerde hij zijn onderzoekswerk eerst nog een tijd met zijn bestuurlijke taken. Maar nu heeft hij dan toch besloten om terug te treden als decaan en zich volledig te richten op zijn onderzoek.

U heeft al eerder onderzoek gedaan naar het visuele brein. Vanwaar uw fascinatie hiervoor?

`Ik heb jarenlang in de kliniek gewerkt, waar ik klinische studies heb gedaan bij mensen met herseninfarcten. Traditioneel werden er bij die patienten pas drie tot zes maanden na het functie tests gedaan voor het geheugen, taal, aandacht, et cetera, omdat de onderzoeksgegevens in de acute fase onbetrouwbaar zouden zijn. Maar juist in die fase moeten neurologen en revalidatieartsen beslissingen nemen: kan de patient naar huis of heeft hij meer zorg nodig? Welk revalidatietraject zetten we in? Daar komt bij dat de meeste tests alleen focussen op zaken als geheugen, aandacht et cetera; visuele perceptietests ontbreken vaak. En dat is jammer, want die blijken, ook als ze in de acute fase worden afgenomen, een grote voorspellende waarde te hebben voor de mogelijke vaardigheden van patienten. Kunnen ze straks weer traplopen, boodschappen doen, zelfstandig wonen? Een andere opmerkelijke observatie was dat van de verschillende functiedomeinen zoals geheugen, taal, en aandacht, perceptiestoornissen het meest frequent voorkwamen. De klinische achtergrond van het nieuwe programma ligt dus in het feit dat visuele waarneming onterecht relatief weinig aandacht krijgt in de neuropsychologische praktijk.'

U gaat daar verandering in brengen door patienten met een hersenlaesie als gevolg van een herseninfarct in de acute fase aan visuele perceptietests te onderwerpen.

`Het is de bedoeling dat we deze tests afnemen bij 1600 patienten, verdeeld over vier medische centra. Bij al deze mensen weten we op basis van geavanceerde beeldverwerking waar de hersenbeschadiging zit. Vanuit de fysiologie en functioneel neuro-imaging onderzoek weten we dat er in het achterste eenderde deel van de cortex een lappendeken ligt van kleine gebieden die telkens min of meer specifiek betrokken zijn bij het verwerken van een deel van buitenwereld, bijvoorbeeld het zien van kleur, vorm of beweging. Deze lappendeken is bilateraal georganiseerd. Het brein beschikt over twee hemisferen en omdat de informatie van beide ogen deels van links naar rechts (en vice versa) kruisen en deels aan een kant blijven, wordt alle informatie in het rechter visuele veld in de linkerhemisfeer en van het linker visuele veld in de rechterhemisfeer verwerkt. Dit betekent bijvoorbeeld dat een kleine beschadiging in de rechterhemisfeer kan leiden tot een selectief probleem in het zien van kleur in het linker visuele veld. Dit heet een hemi-achromatopsie. Deze selectieve, veld-afhankelijke visuele stoornissen zijn niet eenvoudig te diagnosticeren. Werkt een hemisfeer niet naar behoren, dan beweegt een patient normaal gesproken met het hoofd of de ogen, zodat de andere hemisfeer de taak kan overnemen. In dit onderzoek zorgen we er, door middel van geavanceerde registratie van oogbewegingen, voor dat dat niet mogelijk is. Daardoor kunnen we exact vaststellen wat de beschadigde hemisfeer wel en niet meer kan.'

Kunt u voorbeelden noemen van de gevolgen van laesies in het visuele brein?

`Er zijn mensen die bijvoorbeeld geen gezichten meer kunnen herkennen, ook niet van hun eigen partner of kinderen. Ze zien wel dat het een gezicht betreft, maar de herkenning ervan blijft uit. Andere mensen zien geen beweging. Zij zien als het ware een stroboscopische weergave van de werkelijkheid - de wereld ontvouwt zich beeld voor beeld in plaats van in een vloeiende beweging. Dat is erg lastig bij bijvoorbeeld het oversteken van een weg, aangezien deze mensen niet goed kunnen inschatten hoe snel een auto nadert. Bij het inschenken van een drankje gieten ze het glas vaak veel te vol - het visuele brein vormt eerst een beeld van het bijna lege glas en pas ogenblikken daarna volgt het nieuwe beeld van het inmiddels (te) volle glas.'

De informatie die het onderzoek oplevert, gebruikt u ook weer voor de ontwikkeling van een nieuwe functionele architectuur van het visuele brein.

`Dat klopt, we maken gedetailleerde scans van de hersenen en aan de locatie en omvang van de beschadigingen relateren we de specifieke visuele stoornissen. Op die manier weten we welke deelgebieden van het brein noodzakelijk zijn voor welke taak. De volgende belangrijke vraag is natuurlijk hoe al die verschillende gebiedjes, die allemaal een deeltaak lijken uit te voeren, samenwerken en hoe dit leidt tot de geintegreerde visuele ervaring die wij subjectief ervaren.'

U twijfelt aan het model van Goodale & Milner uit 1992. Kort gezegd stellen zij dat er twee belangrijke paden zijn in het brein: een voor de verwerking van visueel-ruimtelijke informatie voor het programmeren van bewegingen, en een voor visuele herkenning en geheugen.

`Ja, en ik vermoed - en daar ben ik niet de enige in trouwens - dat dat model wat al te simplistisch is. Ik denk dat er veel meer banen zijn, en dat hersengebieden op veel meer manieren met elkaar communiceren. Goodale en Milner gaan er bovendien vanuit dat de verwerking van informatie zich lineair, hierarchisch opbouwt: je ziet eerst vormen, dan kleuren en dan het volledige plaatje. Maar zo werkt het brein wellicht niet: ook als er een schakel mist, kan iemand vaak een goed beeld vormen. In mijn onderzoek gaan we dat waarschijnlijk ook zien: ook als er een of meerdere deelfuncties uitvallen, kan de patient nog steeds wel bepaalde dingen zien. Daarom heb ik een alternatief model ontwikkeld dat er vanuit gaat dat de betrokken hersenstructuren in meerdere overlappende netwerken zijn georganiseerd.' `Uiteindelijk is het natuurlijk de bedoeling dat de twee hoofddoelstellingen bij elkaar komen. Als we beter begrijpen hoe we de visuele buitenwereld waarnemen, kunnen we beter begrijpen wat er misgaat bij patienten met een hersenbeschadiging. De mogelijkheden om de stoornissen te herstellen zijn zeer beperkt, maar we kunnen wel beter kijken hoe de patient kan compenseren voor specifieke uitvallen of hoe we de omgeving kunnen aanpassen.'

Gepubliceerd door Faculteit der Maatschappij- en Gedragswetenschappen