Neuroplasticiteit Flashcards
algemene functie van neurologisch stelsel
- sensorische input
- informatie verzameling
- veranderingen binnen & buiten lichaam regristeren
- permanent overbeladen
- enkel waarnemen door aandacht - integratie
- thalamus
- input verwerken & interpreteren
- beslissen op acties noodzakelijk zijn
- andere informatie wordt onthouden
- rest van informatie wordt niks mee gedaan - motorisch output
- spieren of klieren
- niet altijd prikkels voor actie nodig = zelfstandige beslissingen
- continu tijdens actie ook sensoriek nodig = sensorimotirsch
basis notie van verschillende zones
- frontale kwab
- primaire motorische cortex = precentrale gyrus
- concentratie
- verbale communicatie
- persoonlijkheid
- beslissingen & planning - parietale kwab
- primaire sensorische cortex = postcentrale gyrus
- begrijpen van taal - occipitale kwab = primaire visuele cortex
- temporale kwab
- sensorische input begrijpen & onthouden
- begrijpen van spraak
basisnotie van andere structuren
- herstenstam
- ademen
- slikken
- hartfrequentie - cerebellum
- coördinatie
- evenwicht
- herinneringen van geleerde motorische patronen
niet-aangeboren letsel
- niet-progressief
- acuut bij kort durende gebeurtenis
- voor de rest stabiel
- trauma
- acute toxiciteit & infexties
- CVA & O2-tekort
- metabole abnormaliteiten - progressief
- degneratief
- neoplastisch
- chronische infecties
- ontwikkelingsgebonden
algemeen herstel
- types
- bijna iedereen verbetert na letsel
- geen structureel herstel
- wel functionele verbetering
- door structurele reorganisatie - verloop
- prognose voor iedereen verschillend
- heterogeen
geschiedenis van plasticiteit
- geen plasticiteit
- 2500vc tot 100j geleden
- geen behandeling van cva patiënten
- sterven door complicaties
- veranderingen = afname van shockfase - reden
- onbegrip van microstructuur neuronen
- 10 biljoen corticale cellen
- 60 triljoen synapsen
ouderwetse visie op neuroplasticiteit
- beter begrip
- transcraniale magnetische stimulatie
- histochemische technieken
- functionele beeldvorming - kliniek
- jaren 80
- slechte verwachtingen aan patiënt geven
–> self-fulfilling prophecy - huidige visie = positiever klimaar
- zolang neuronen & synapsen aanwezig zijn = herleren mogelijk
- heel veel variatie
–> when you have seen 1 stroke patiënt, you have seen 1 stroke patient
eerste inzichten in plasticiteit
- in kaart brengen van macrostructuur = lokalistische concepten
- fysieke kenmerken van uiterlijk ≈ hersenen
- vb: grote frontale kwab = uitpuilende ogen
- broca = focaal letsel bij patiënt met spraak gebrek
- hersenen stimuleren bij wakkere patiënten
–> pamfiel = homunculus sensoricus - begin plasticiteit
- neuronen in zwart kleuren
- verandering in zenuwweefsel zien bij laesies
algemeen neurologisch letsel
- locatie van letsel
- normale MSS = letsel aan actie-component
- neuro = volledige desorganisatie van epicentrum van alles - onderdelen
- veel onderdelen = motoriek, sensoriek, spraak, …
- onderdeel verbeteren = verbeteren per discipline
- terug zetten bij stabilisatie van revalidatie
- alle verschillende onderdelen samen > som van alle onderdelen - motoriek
- meer dan anlytische contracties
- interactie van motoriek, perceptie & cognitei
- vormt vloeiende bewegingen
neurologisch herstel model
- flexibiliteit
- mate van alledaagse problemen te kunnen oplossen
- iedereen heeft eigen regelruimte
- bij letsel = revalidatie potentieel
- motorisch, mentaal, cognitief, … - exploitatie
- revalidatie potentieel niet kunnen veranderen
- maximaal gebruik maken van revalidatie potentieel - adaptatie
- reorganisatie van restfenomeen = niet-wegregelbaar
- bij iedereen verschillend ookal zelfde letsel ≠ uniform
- door nature & nurture
plasticiteit & ontwikkeling
- iedereen verschillend, zelfde organisatie
- uiterlijk & gedrag erg verschillend
- gelijkaardige patronen van sensoriek & motoriek vb: homunculus - verklaring
- genoom = 20.000 = te weinig voor alle cellen te coderen
- context gebonden groei = op bepaalde momenten genen aan & uit zetten
- processen activeren voor bepaalde genen aan & uit te zetten - nuances
- verschillen in netwerken al sinds baarmoeder
- eet & gedragsgewoonten van moeder
- later = alle aspecten van opvoeding hebben invloed
synaptische pruning
- verloop van netwerk
- toename van verbindingen tot 2j
–> meer als volwassene
- afname van netwerken = pruning - pruning
- netwerken aanleggen voor heel veel verschillende acties/handelingen
- die dat niet gebruikt worden weghalen
- energie & voeding besparing - gevolg
- jong = veel mogelijkheden van ontplooing bij voldoende voeding
- ouder = minder plasticiteit maar verdwijnt niet volledig
onderzoek naar corticale neuroplasticiteit
- corticale mapping
- homunculus sensoricus
- sensoriek gebieden projecteren op hersenen - experiment
- 2 dezelfde vingers voor 1-2u stimuleren
- corticale gebieden voor deze vingers wordt groter
- leidt tot fijnere aansturing & corticale mapping
- gelijkaardig voorbeeld = grotere corticale mapping bij voorkeurspootje - onderdelen plasticiteit
- anatomische veranderingen = vorig voorbeeld
- verandering van effectiviteit & intensiteit = PTP post-tetanische potentiatie
actiepotentialen
- dendrieten
- verschillende receptoren voor glutamaat = exciterende neurotransmitter
- AMPA
- NMDA
- mGlu - prikkeling
- bij vrijstelling zal niet elke receptor reageren
- afh van dosis & frequentie
- vooral AMPA zal reageren
- gevolg = actiepotentiaal post-synpatisch = synaps-sterkte
PTP
- summatie
- hoog frequentieel prikkelen
- temporeel = van zelfde presynaptische neuron
- spatieel = convergeren van meerdere neuronen
- ook NMDA & mGlu zal reageren
- hoger actiepontentiaal = tetaniserend effect - PTP post-tetanische potentiation
- normale basis prikkel na hoog frequentieel prikkelen
- zal hogere actiepotentiaal geven
- kort durende vooruitgang van training
- synoniem = early fase van LTP
- eerste 60min - LTP long term potentiation = late fase
- voortdurent blijven prikkelen
- PTP effect wordt langduriger = meer structureel
- ook met inhibitorische stimuli = LTD depression
histochemische werking
verloop
1. impuls door presynaptische neuron
2. glutamaat komt vrij
- instroom van Na+ door AMPA = depolarisatie
- nog geen doorlating bij NMDA = magnesium-blokkade
LTP
1. hoog frequentiele impuls
2. veel glutamaat komt vrij
3. grotere instroom van Na+ door AMPA langer openstaan
4. grote depolarisatie
5. magnesium-blokkade in NMDA verdwijnt = elektrostatische repulsie
6. Ca2+ instroom
gevolg van Ca2+ vrijgave
- invloed calcium op PTP = early fase
- binden op eiwit
- nieuwe AMPA-receptoren post-synatpisch
- gevolg = gevoeliger worden voor glutamaat - invloed van calcium op LTP = late fase
- door hoge concentratie Ca voor lange tijd
- veranderde genexpressie
- nieuwe proteïnen worden aangemaakt
- AMPA-receptoren & groeifactoren worden gemaak
- groeifractoren zorgen voor nieuwe synapsen
effect van letsel op neuronen
- directe schade
- donkere zone met geen activiteit
- umbra = shaduw zone
- aangetast weefsel - indirecte schade
- gedaalde activiteit
- penumbra = halfschaduw zone
- potientieel kwetsbare zone
oorzaken van penumbra zone
- cerebrovasculair
- centraal oedeem
- verstroorde circulatie
- cerebrospinale vochtbalans - neurogeen
- afwijkend metabolisme = imuuncellen
- spontane ontladingen
- transneurale degeneratie
centraal oedeem
- algemeen
- cytoxisch cerebraal oedeem = opstapeling van intracellulair vocht
- vasogeen oedeem = lekkage van eiwitten & vloeistof door schade bloedvaten
- lokaal of op afstand = functionele depressie in onaagetast weefsel - risico
- geen mogelijkheid tot uitzetting in schedel
- neuronale/axiale compressie = functie verlies
- bij langdurig = geen herstel meer mogelijk - therapie
- niet te hoge belasting van zone in eerste dagen
- mogelijkheid door nog verdere uitzetting
- soms kunstmatig in coma houden
- vb: sporters = overmatig piekeren over toekomst
transneuronale degeneratie
- algemeen
- morfologie van neuronen is gekoppeld aan input & output
- anterograde uitbreiding = neuronen achter zenuwen worden niet meer geprikkeld & sterven af
- retrograde uitbreiding = neuronen voor zenuwen hebben geen functie meer & sterven af
- beide komen samen voor = transneurale degeneratie
- meer bij gesloten netwerk - therapie
- maximaal prikkelen van resternde input mogelijkheden
- degeneratie minimaliseren
- acute fase = afwegen met oedeem te verergeren
- bij negatieve reacties op prikkels = langzaam opbouwen
diaschisis
- cerebrale shockfase
- tijdelijke functie-onderbreking op afstand
- kan zelf tot andere hersenhelft
- klinisch beeld is veel groter dan stoornis - neuronale reactivatie
- PET toont aan dat bloed circulatie herstelt
- binnen enkele weken zal klinisch beeld zich herstellen = niet bij chronische aandoeningen
- overblijven van residuletsel
- soms blijft diachisis hangen
reactivatie van diachisis
- bevordering van reactivatie
- spontaan & geïnduceerd herstel door denervatie-overgevoeligheid & sprouting
- amfetamines
- oefentherapie van zones die structureel gekoppeld zijn
- sensorische prikkelingen = krachtige afferente stimulatie - effecten van revalidatie
- maar kleine bijdrage van reactivatie
- alle kleine beetjes helpen
denervatie hypersensitiviteit
- deviante-vorm
- bij beschadige neuron = massale vrijstelling van neurotransmitters
- geen effect zichtbaar door cerebrale shockfase op dit moment
- soms extreem schudden - non-deviante vorm
- verhoogde aantal receptoren & lagere drempelwaarde
- door verminderde prikkeling
- cel maakt zichzelf gevoeliger voor ENIGE neurotransmitter die nog doorkomt
- samen werken met collaterale sprouting - negatieve gevolgen van non-deviante vorm
- hyperactieve nociceptie
- hyperactieve peesreflexen & verhoogde resistentie bij passieve bewegingen
- spasmen & clonus
synaptogenese
- collaterale sprouting
- zijtakken van intacte axonen
- aspecifieke reactieve synaptogense
- bij toevallig contact = gerichte axonen vormen met nieuwe connecties - eigenschappen van sprouting
- komt ook voor zonder letsel
- bij letsel extra facilitatie
- permanent proces maar met optimaal venster
- opgestart al vanaf eerste minuten - optimaliseren van synaptogense
- optimale sturing niet duidelijk
- activeren van lichaamssegmenten die stoornissen vertonen
- intensief & repetitief
foutlopen van synaptogenese & denervatie hypersensitiviteit
= linken met cellen die ander doel hadden
- syndroom van Frey
- na partiële speekselklierresectie
- cellen voor perifere zweetklieren
- linken met speekselklier zenuwrestanten - gevolg
- eten = speekselproductie
- automatisch ook zweten in kaakregio
demaskering van stille synapsen
- inhoud
- dominant systeem valt uit
- activatie van latente systemen
- vb: normaal gyrus precentralis voor motoriek -> overname door andere regio’s - bevordering
- medicatie vb: amfetamines
- bewegingstherapie - voorbeeld
- braille lezen
- occipitale schors die niet meer geprikkeld wordt
–> wordt actief door prikkels van vinger
regeneratie van het zenuwstelsel
- voorwaarden
- in perifere ZS
- niet traumatisch = ander littekenweefsel dat voor blokkade zal zorgen - eigenschappen
- met 1mm per dag
- minder grote kwaliteit
- bij grotere afstanden = minder kans op opnieuw te vormen - mechanisme
- zenuwuitloper door overblijvende myeline schede
- neurogenese vanuit stamcellen
- geen contact mogelijk = vorming van zenuwknoop
angiogenese
- lage O2 spanning of oefentherapie
- angiogenese
- herbevloeiing
- verminderd effect van ischemie
- positief effect op anti-coagulantia & reduceren van stollingsfactoren
algemeen corticale remapping
- voorbeelden
- occipitale lobus bij blinde
- n. medianus grotere zone door meer prikkels op handpalm
–> letsel = zone wordt kleiner - eigenschappen
- gebeurd voordurent ook zonder letsel = remapping afh van input & use
- remapping het makkelijkst binnen zelfde modaliteit
- cross-modale plasticiteit = ook over andere modaliteiten
- overname door elk mogelijk hersengebied dat functioneel contact heeft
–> meestal, maar niet altijd dichtbij gelegen zones - overname
- andere banen = rerouting
- andere gebieden in zelfde hemisfeer
- andere hemisfeer = vooral na taal
- andere niveau’s = basale kernen & cerebellum
remapping perifeer letsel
- na perifeer letsel
- n. medianus = grotere zone want palmair meer geprikkeld
- letsel = zone verkleind & wordt overgenomen door n. radalis - herwinnen van mogelijkheid
- bij regeneratie van zenuw zal zone trager/niet hernomen worden
- door verhoogde reactiveringsmogelijkheid - mechanisme
- niet alleen overname maar ook vorming van nieuwe verbindingen
- vanuit centraal zijtakken ontwikkelen naar ruggenmerg & hersenstam dat niet meer gebruikt wordt
- vb: corticale stimulatie = ispilateraal grotere protentialen van spieren proximaal van letsel
tijdsduur remapping
- korte termijn
- letsel zenuw = inname enkel mogelijk door omliggende zenuw
- afstand van 1mm
- door demaskering van functionele verbindingen = verhoogde reactiveringsmogelijkheid
- letsel van beide zenuwen = geen zenuwen op grotere afstand die kunnen overnemen - lange termijn
- volledige zone kan worden overgenomen
- afstand meer dan 1cm
- vorming van nieuwe verbindingen in gebied
- ook reorganisatie naar herstenstam & ruggenmerg
- grotere inname van sensorische gebieden & grotere potentialen bij spieren
remapping centraal letsel
- na centraal letsel
- cortex gebied voor 1 van vingers valt uit
- nabije cortex pakt over = normaal gezicht - korte termijn mechansime
- leasie van aangezicht zenuw
- minuten hierna activiteit in motorische cortex voor voorpoot
- te snel voor collaterale sprouting - verklaringen
- aanwezigheid van zwakke & niet functionele verbindingen die gedemaskeerd worden
- reciproke inhibitie valt weg = desinhibitie
- normaal voortdurend feedback = denervatie-overgevoeligheid
- collaterale sprouting op lange termijn
verwarrendheid bij beeldvorming na letsel
- plaats van leasie
- heterogeniteit van letsels
- grootte van letsel - taak
- activatie van funcitoneel netwerk
- sterk verschillend bij gelijkaardige taken - pre-extinctie
- netwerk eigenschappen zijn heterogeen
- bepaald door welke vaardigheden iemand goed kan
- vb: fluitinstrument = koppeling van tong & vingerbewegingen die bij andere niet zal voorkomen
bijdrage van ipsilaterale banen in functieherstel
= heel belangerijke rol
- hemisectie bij niet-traceerbare epilepsie
- geen significante hemiplegie
- jaren voordien al tijd voor banen te vormen door slechte hemisfeer - herstel van spontane parese
- met duim verschillende vingers van zelfde hand aan te raken
- regionale doorbloeding meten
- zowel contra- als ipsilaterale motorische gebieden verhoogde doorbloeding
–> enkel contra bi jgezond
trainingseffect op coritcale reorganisatie
- studie met snorharen
- verwijderen van snorharen = vergroten van coritcale velden van overblijvende
–> toegenomen collaterale inhibitie = andere snorharen onderdrukken
- overprikkeling 1 snorhaar = inkrimping
- dosis-respons-relatie = normaal verdeeld - apen
- naar voedsel grijpen
- enkel door middelvinger = groter dan normaal
- enkel door vingers OF enkel door voorarm
–> overname van functie die niet getraind werd - reversibiliteit
- veranderingein zijn progressief & reversibel
- niet volledig reversibel
- corticale veranderingen blijven vrijlang stabiel
wetmatigheden in PZS
- anatomisch regeneratievermogen
- veel groter dan centraal
- re-innervatie = herstel van oorspronkelijke verbinding
- collaterale innervatie = opvangmechanisme - beter herstel van fylogenetisch oudere functies
- dunne > dikke vezels
- waarschuwende sensibiliteit = pijn & temp > gnostische sensibiliteit
- axiale & grove > fijne & bewuste motiriek
- autonoom > somatisch - vollediger herstel bij meer distaal letsel
collaterale innervatie van perifeer herstel
- collaterale innervatie = sprouting
- innervatie van aangrenzende huidgebiedjes & spiervezels
- vertakking naar gedenerveerd gebied
- vanuit nature al grote overlap tussen zones - denervatie-overgevoeligheid = supersensitivity
- hele spiermemebraan wordt acethylcholine gevoelig
- collaterale innervaties worden meer succesvol
- bij succesvolle verbinding = overgevoeligheid daalt weer
andere mechanismen van perifeer zenuwherstel
- veranderingen van cellichamen
- spinale ganglion, motorische voorhoorn, …
- activatie van neuronkern
- informatieverwerking wordt stopgezet
- eiwitsynthese ingang = axongroei - gliacellen
- facofyteren van myeline schede
- nieuwe schedes vormen wanneer axon is ingegroeid - andere
- directe re-innervatie = vanuit proximale axon
- activering van axoplasmastroom & neurotrofische factoren
spectrum van sensibiliteit uitval net na leasie
- centraal = anesthesie
- drukgrens
- drukpijn
- prikgrens
- pijn door prik, koude & hitte = vitale sensibiliteit
- aanrakingsgrens
- hyperesthesie voor aanraking
- grens met normale
verloop van sensibel letsel
- direct na leasie
- volledige opheffing van alle gevoels modalideiten
- dikke A-vezels = minder overlap
–> tastzin is groter gebied dat gestoord is - collaterale sprouting dunne vezels
- dunne zijn sneller = overheersen met hypersensitiviteit
- gebied van totale uitval wordt kleiner
- dikke zijn later = balans hersteld & verdwijnen van hypersensitiveit - re-innervatie van proximaal
- weeral sneller voor dunne
- opnieuw overgevoeligheid
- later hersteld het zich weer met dikke
–> wisselwerking van overgevoeligheid in vroeg stadium is goed teken
sensibel herstel bij grote leasies
- algemeen
- maanden tot herstel
- vitale sensibiliteit herstelt adequaat
–> autonoom herstelt parallel met pijnzin
- gnostische sensibiltieit blijft defect - syptomen
- onnauwkeurigheid in tijd & plaats
- missensaties = uitstralingen
- synethesieën = verwarring tussen modaliteiten
- allesthesie = op andere plaats voelen
faciliteren van herstel zenuwdoorsnede
- chirurgisch herstel
- beide uiteinden sutureren
- niet mogelijk bij uitrafeling = delen afknippen
–> verkorting
- machetten tussen beide uiteindes = facilitatie vor hergroeiing - effecten
- potentieel zonder garantie
- herstel verloopt moeilijk - complicatie
- onvoldoende gebruik zenuw
- ongemakken van idmaat = pijn & koude gevoel
- soms vraag naar lidmaat amputatie
herstel van spierinnervatie
- grotere motor units
- minder nauwkeurige functie
- fasciculaties door spontane activiteit van collaterale innervatie
- gaint potentials op EMG - type-grouping
- meer type I neurogene vezels die sprouten & contact maken
- re-innervatie ookal maken ze contact met type II spiervezels
- shift naar hybdride type I vezel
- vorming van mozaïk lappen van zelfde types - herstel op I/T-curves
- hogere intensiteiten nodig voor gedenerveerde spiervezels
- knik in curve = partiëel gedenerveerd
- goede prognose
beperkte overdracht van onderzoeken
- oorzaken
- onderzoek vooral op proefdieren
–> geen automatische extrapolatie naar mensen
- niet weten hoe deze principes door oefenetherapie het best uitgelokt worden - types van revalidatie
- restitutie = teruggeven = effectoren teruggebruiken op zelfde manier als voordien
- subsitutie = effectoren gebruiken maar op andere manier als voordien
- compensatie = andere beweging met andere effectoren & hulpmiddelen - nadelen centraal
- geen regeneratie
- geen littekenweefsel
- geen “spare-parts” = protheses, donaties of andere
leren & herleren
- herleren van gedrag
- zelfde mechanismen als leren van gedrag = meer over geweten
- door heterogeniteit van letsels = geen goede basis voor studies - verschillen leren & herleren
- schade = neuronale & non-neuronale veranderingen
- niet alle veranderingen zijn negatief - facilitatie van plasticiteit bij herleren
- hypergevoeligheid
- synaptogenese
- demaskering
use it or lose it
- 1960 Merzenich
- grondlegger micromapping
- apen vingers depriveren
- reallocatie van vinger voor omliggende
–> want alles is in verbinding = neurons that fire together, wire together - toepassing op therapie
- bepaald gebied niet engageren in therapie = deprivatie
- gebruik van arm blijven gebruiken ookal is het kwalitatief niet meer goed
- geen focus leggen op proximaal/distaal of andere indeling
- gelijktijdig aanpakken - duur van neuroplasticiteit
- meest in eerste 6m
- hierna nog steeds plasticiteit mogelijk
- ook belang van onderhoud
muisonderzoeken met use it or lose it
- gelijkaardige leasies
- CIMT constraint induced movement therapie
- alles moeten doen met hemiparetische pootje
- duidelijke hypertrofie van motorisce cortex - omgeving
- muizen met & zonder loopband & klimmaterieel
- met = hogere concentratie bDNF brain derived neurotrophix factor
- meer cellen in neurogense = meer functionaliteit
excercise it and improve it
- doel
- zoveel mogelijk van verloren functie opnieuw terugkrijgen
- gewoon gebruiken is hiervoor niet voldoende = effectief moeten oefenen
- oefening met FITT voor plastische verankering - effectiviteit van oefening
- basis bewegingen oefeningen = niet genoeg
- bewegingen zijn hoog funcitoneel = gedifferentieërd
- rudimentaire elleboog & shcouder inpalming van cortex is niet genoeg voor manipuleren objecten - onderzoek
- mensen die abductie kunnen
- controle groep = traint niet
- interventie groep = traint wel
- geen verschil in structurele veranderingen
–> oefeningen moeten uitdagend & nieuw zijn voor structurele veranderingen te induceren
specificiteit van training
- geheugenspoor
- beweging = spoor
- intrinsieke sterkte, flexibiliteit & inzetbaarheid - verloop van oefeningen
- beginnen met grove bewegingen = niveau van kracht of mobiliteit verbeteren
- later bewegingen specifiek & high-end = flexibiliteit van spoor opbouwen
frequentie van training
- algemeen
- veel herhaling
- binnen zelfde therapiesessie of dagen weinig verschil
- langetermijn stabiliteit en structurele verankering - herhaling
- patiënt moet buiten therapie even performant zijn
- oefenen in verschillende contexten
- repetition without repetition - wisselwerking
- hogere frequentie = sneller doel bereiken maar minder rendement
- meer herhalingen/sessies in totaal nodig
- ook niet altijd evidend voor hogere frequentie
intensiteit van training
- vroeg periode
- risico van overbelasting
- stimulatie van exotoxines in penumbra
- CIMT na letsel leidt tot volume verlies = min 1w wachten
- beter latere start of immobilisatie training - na vroege periode
- low intensity training verlaagt synaptische reacties
- nood aan hoge intensiteit
- niet gemeten in 1RM maar in moeilijkheidgraad & progressie - modaliteiten
- duur, frequentie & uitdagendheid ≈ intensiteit
- meestal 20-60min per dag maar hoger volume is beter
–> afbouwen in latere fases
- grote twijfel rond positief effect in kliniek
neotherapie
- oefentherapie
- mental practice
- spiegeltherapie
- robotinterfaces
- CIMT
- BWSTT body weight supported treadmill therapy - medische therapie
- farmacologisch
- centrale/perifere elektrostimulatie
- stamceltherapie