lesson 6: sensory (hyper)sensitivity: insights from clinical and general populations

Verworven hersenletsel

hersenletsel die zich voordoet na de geboorte. Iets dat zich voordoet tijdens het leven. Kan gaan van een stroke (bloedtoevoer in de hersenen die afgezet is), traumatisch hersenletsel of hersentumor.

Sensorische sensitiviteit

voor elke activiteit is sensorische processering nodig. Mensen zonder hersenschade zijn er grote interpersoonlijke verschillen.

- zien als continuüm van hoog naar laag, iedereen heeft een eigen plek.

Waarom doet sensorische sensitiviteit zich voor? (5)

1. Probleem in selectieve aandacht of filter (problemen bij aandacht geven aan iets, maar filteren van de achtergrond gaat moeilijker: kan gaan over interne of externe prikkels)

2. Tragere processering: sneller overwhelmed voelen doordat de snelle omgeving moeilijker mee gecompenseerd kan worden

3. Lagere threshold: punt waar een stimulis er hard genoeg of lang genoeg is om bewust te processeren. Veel geluiden die we niet bewust horen omdat die niet luid genoeg zijn en na hersenschade merken menen dit eerder op

4. Hospitalisatie: vaak voor langere tijd bij hersenschade, waardoor deze mensen minder in een sensorisch rijke omgeving zitten.

5. Hersenschade?

Onderzoek: computertaak met een rode letter tonen en de personen moeten aangeven welke letter het is

- Bij visuele hypersensitiviteit een slechte filter & lagere threshold: minder goed presteren bij blauwe letter en sneller dingen opmerken tov andere groepen

- Geen evidentie voor informatieprocessering & hospitalisatie

Onderzoek: Relatie tussen locatie en sensorische hypersensitiviteit bij mensen met een stroke

Grijze & witte stof verantwoordelijk voor sensorische processering van de stimuli, filtering van irrelevante informatie & emotionele interpretatie (= stimulus als irritant of gevaarlijk ervaren)

- Zo weten wie risico hebben voor sensorische sensitiviteit obv locatie van de lesie & onderliggende mechanismen vinden

Highly sensitive personality

is een persoonlijkheidstrek of temperament waarbij deze mensen

- Informatie uit hun omgeving dieper processeren. In nieuwe omgevingen alles bekijken en daarna erop zich gedragen

- Hebben een lagere sensorische threshold

- Verhoogde emotionele reactiviteit en empathie

- Daardoor groter bewustzijn van subtiele dingen in de omgeving: merken van kleine veranderingen

- Sneller overgestimuleerd

-> 20-30% van de populatie scoort hierop hoog

- Genetische basis (47%)

- Gedreven door een neurobiologische sensitiviteit

Sensory sensitivity: Neurobiologisch niveau

hogere activatie in verschillende regio's bij mensen die hoog scoren op sensory sensitivity

- Hogere activatie in de default mood netwerk = mind-wandering network -> is actief tijdens vb dagdromen

- Hogere activatie in de salience network = attention switch: geeft aan dat er iets onverwacht gebeurt vb. wanneer je je naam hoort

Interoceptieve awareness

lichaamssensaties beter opmerken en makkelijker erdoor afgeleid zijn, verhoogde emotionele awareness (link tss lichaamssignalen beter kunnen linken)

Sensory processing sensitivity and overstimulation in daily life (onderzoek 2)

Nagaan wat een trigger is voor overstimulatie bij HSP & hoe het fluctueert overheen de dagen en contexten

- Verwachten van meer fluctuaties, hogere niveaus van overstimulatie gebaseerd op onaangename stimuli in de omgeving, aanwezigheid van anderen + dat het afhankelijk is van de vermoeidheid en mood (= interne factoren)

- Overstimulatie fluctueert overheen de dag. Fluctuaties verschilden niet over meer of minder sensorisch sensitieve mensen

- Overheen de week, zijn er geen verschillen opgemerkt

- Hetzelfde voor fatigue. Hoge niveaus van overstimulatie bij moe zijn, bij goed gerust te zijn dan significant minder overstimulatie dan de non HSP

- Hetzelfde voor positieve en negatieve mood (zoals 1e grafiek): hoge negatieve mood, dan hoge overstimulatie en omgekeerd.

Sensory sensitivity and interoceptive awareness (onderzoek 1)

Hoogsensitieve mensen hadden meer last van omgevingen met meerdere sensorische modaliteiten (in de stad veel stimuli).

HSP > non-HPS

- HSP meer beïnvloed door fatigue, negatieve mood, onaangename auditorische en visuele stimulatie

- maar hadden meer voordeel aan positieve auditieve & visuele stimulatie, lage niveaus van vermoeidheid & positieve mood

Chronische pijn

pijn die persistent of terugkomt gedurende minstens 3 maanden (arbitraire keuze van aantal maanden). Het gaat om stabiele pijn overheen de tijd. Erge chronische pijn beperkt dagdagelijkse activiteiten. De pijn is alleen aanwezig of de hoofdzaak van een klinisch probleem bij sommige patiënten. Soms is er een diagnostische evaluatie nodig, therapie en rehabilitatie

- 20% van de mensen wereldwijd lijden hieraan

- Het is multifactorieel: biologisch, psychologisch en sociale factoren dragen bij aan het pijnsyndroom

hypersensitiviteit

alledaagse sensorische activiteiten beschrijven deze patiënten vaak als te fel, te luid, te grof, te sterk,..., te aversief. Dit gaat ook over de pijnintensiteit op zichzelf

MESSY (multi-model evaluation of sensory sensitivity)

is een vragenlijst met verschillende subschalen in sensitiviteit (multisensorisch, visueel, auditief, tactiel, smaak & geur, omgevingstemperatuur & beweging)

- Gebruikt bij stroke en pijnpatiënten

- Bekijken van zelfrapportage in pijn: intensiteit, frequentie & in vergelijking met anderen

Onderzoek 1: verdergaande met de MESSY: bekijken van mensen met bepaalde diagnose van chronische pijn, maar veel mensen zonder diagnose

- Totale score te maken met de zelfrapportage van pijn frequentie en intensiteit

- Pijnveld: hypersensitiviteit te maken met centrale sensitisatie -> veranderingen in nociceptief systeem (zie vorige les) -> neurobiologisch ze kunnen linken (mogelijks)

- Trek niet enkel afhankelijk bij pijnpatiënten, maar een algemene trend van bepaalde gevoeligheid voor sensorische modaliteiten in de algemene populatie (sommige mensen meer gevoelig)

- Geen correlatie met auditieve, smaak en geur modaliteiten (was voor deze mordaliteiten niet significant)

Oderzoek 2: hetzelfde als voorgaand onderzoek, maar dan bij individuen met fibromyalgie

- Stap 1: testen of hogere multisensoriële hypersensitiviteitscores geassocieerd zijn met hogere zelfrapportage in pijn

- Stap 2: testen of deze relatie verschillend is in fybromyalgiepatiënten vs controle

Verklaring 1: gewijzigde centrale versterking

De hersenen versterken sensorische input → prikkels worden sneller als onaangenaam ervaren.

Evidentie:

- Fibromyalgiepatiënten rapporteren meer aversiviteit bij dezelfde lichtintensiteit.

- fMRI: verhoogde activatie in rechter anterieure insula.

- Activatie correleert met klinische pijn.

- Medicatie (pregabalin) verlaagt deze activatie → ondersteunt het model.

somatosensory Amplification Scale (SSAS)

Meet: gevoeligheid voor interne lichamelijke sensaties

Multisensory Amplification Scale (MSAS)

Meet: gevoeligheid voor meerdere sensorische modaliteiten.

Hoge MSAS-scores correleren met (4)

1. meer angst

2. meer depressie

3. meer negatief affect

4. minder positief affect

Verklaring 2: hypervigilatie

Oorspronkelijke theorie: patiënten zijn overalert voor sensorische input.

Evidentie:

- EEG toont grotere P2-respons op geluid bij fibromyalgie.

- Maar: alle intensiteiten worden sterker ervaren → niet enkel aandacht.

- Daarom: attentional gain hypothesis: aandacht versterkt de verwerking, maar verklaart niet alles.

Verklaring 3: dalende pijnmodulatie die licht linken aan pijn/ Descending modulation - falende inhibitie

Normaal remt het brein sensorische input af. Bij hypersensitiviteit werkt deze inhibitie minder goed.

Evidentie:

- Dierstudies: ON- en OFF-cellen in de rostroventrale medulla reageren anders op licht na ontsteking.

- Bij mensen (CRPS): lagere drempel voor onaangename geluiden aan de aangedane zijde, vroege EEG-componenten (N19, P30) zijn versterkt → wijst op verstoorde inhibitie.

verklaring 4: Sensory Modulation Disorder (SMD)

Theoretisch model: E/I-imbalance (te veel excitatie, te weinig inhibitie)

leidt tot:

- aversieve responsen

- lingering sensations

- hyperalgesie

- delayed inhibition

Nog weinig directe neurobiologische evidentie.

Wat zorgt voor een sensorische hypersensitiviteit in patiënten (4)

- Verhoogde onaangenaamheid is altijd gerapporteerd

- Soms gaat dit samen met een verhoogde intensiteit

- Het blijft een vraag of er een verhoogde gain, een gemodifieerde interpretatie of een gebrek is in inhibitie

- Onderzoek is gelimiteerd tot enkele chronische pijn condities

Is er een causale link tussen verhoogde nociceptieve en non-nociceptieve responsen?

Voor en na sensitisatie de responsen naar stimulatie met een laser bekijken -> verandering in activatie van adeltafibers + in de controle gebruiken van tactiele vibraties die gekend zijn om abetafibers te activeren

- Is er een verschil in beide responsen voor en na highfrequency stimulatie (HFS) van de arm

Beide armen een bepaalde stimulus geven en nagaan van de sensitiviteit. Er zijn dan geen verschillen op beide armen. Vervolgens 1 arm sensitiseren (mechanische hypersensitiviteit), dan wachten om te testen op beide armen het effect van sensitisatie. Vergelijken van de stimuli -> verschillen zijn op de behandelde arm, niet op de controle

- Ook observeren dat er een verhoogde respons is voor tactiele stimuli op de arm: deze zou er niet zijn. je zou verwachten dat er een gevoeligheid is voor mechanische stimuli door verandering in perceptie. Er is verandering in N1, maar niet duidelijk waarom dit er is.

Visuele stimuli op de gesensitiseerde arm projecteren

- Geen verandering in de ervaren tactiele stimuli -> geen habituatie

- Effecten zijn niet duidelijk: correlationeel dat er fysiologisch niet duidelijk is met de sensitisatie van de arm. Daarna bekijken van de rede dat er verschillen zijn

Aandachtsmodel

er is een stimulus -> mechanische hypersensitiviteit. Er is een perceptuele bias waardoor er een verhoogde respons is naar niet-nociceptieve stimuli door een shift in aandacht

Arousal model

er is een stimulus -> mechanische hypersensitiviteit. Er is een verhoogde arousal waardoor een verhoogde respons is naar niet-nociceptieve stimuli

Onderzoek met aandachtsmodel: bekijken in welke mate de N140 verhoging te maken heeft met aandacht

- HFS arm voor alle ppn dat de meerderheid een verhoging in tactiele respons vertonen

- Er is een verhoging in N140, ook bij controle voor aandacht

- Aandacht alleen verklaard niet de verhoogde amplitude na stimulatie

Onderzoek: arousal model -> is er een verhoogde arousal in HFS?

Groter worden van de pupil als indirecte meting van noradrenergische activiteit als respons op de stimulus (zou arousal moeten weergeven)

- Voor HFS: blijft hetzelfde bij de 2 armen

- Na HFS: er is pupildilatie, bij de HFS arm is het veel sterker, bij de controle arm is het vergelijkbaar met voor HFS

- Ook huidgeleiding waar verandering in is (en is ook manier van dit te meten)

- Bekijken van de verschillen tov baseline

- Er is geen verschil gevonden in huidgeleiding na HFS

- Er is geen verschil gevonden in autonome zenuwstelsel activiteit na HFS

-> Geen evidentie van verhoogde arousal na HFS

Sensorische hypersensitiviteit na hersenletsel: Mechanismen

1. slechtere filtering van irrelevante prikkels

2. lagere sensorische drempel

3. trage informatieverwerking

4. structurele schade in:

- sensorische gebieden

- salience network

- emotionele evaluatiegebieden

High Frequency Stimulation (HFS)

een model om centrale sensitisatie op te wekken — zorgt soms voor:

- een lichte toename in aandacht

- een kortdurende verhoogde alertheid

Maar: De grote stijgingen in corticale ERP‑componenten (zoals N1, N140) kunnen niet verklaard worden door aandacht alleen.

Take home message 1: HFS kan een kleine stijging in aandacht veroorzaken, maar dit verklaart de ERP‑stijgingen niet

De grote stijgingen in corticale ERP‑componenten (zoals N1, N140) kunnen niet verklaard worden door aandacht alleen.

Het toont dat:

- hypersensitiviteit niet enkel een aandachtseffect is

- er echte neurofysiologische veranderingen optreden in de verwerking van sensorische input

- centrale sensitisatie dieper gaat dan cognitieve factoren

Met andere woorden: ERP‑stijgingen = bewijs voor centrale versterking, niet voor "gewoon meer aandacht".

HFS activeert het noradrenerge systeem (arousal)

dit zie je in:

- pupilgrootte

- huidgeleidingsniveau (SCL)

Maar: deze stijging is kortdurend en verdwijnt snel, zelfs wanneer HFS intens is

Take home message 2: HFS verhoogt noradrenerge activiteit en huidgeleiding, maar deze stijging verdwijnt snel

Het toont dat:

- arousal niet verantwoordelijk is voor de langdurige hypersensitiviteit

- de verhoogde corticale responsen blijven bestaan, ook wanneer arousal al lang terug normaal is

Dus: HFS‑effecten op sensorische verwerking zijn niet simpelweg "stress" of "arousal".

Sympathische toon

fysiologische activatie (hartslag, huidgeleiding, noradrenaline).

Na HFS: sympathische activatie stijgt even

maar keert snel terug naar baseline

Ondertussen:

ERP‑componenten blijven urenlang verhoogd

Take home message 3: Sympathische toon blijft niet verhoogd terwijl corticale responsen wel verhoogd blijven

Het toont dat:

- hypersensitiviteit niet gedreven wordt door een blijvend stress‑ of arousalmechanisme

- de veranderingen centraal in de cortex plaatsvinden

- het zenuwstelsel anders gaat verwerken, onafhankelijk van fysiologische stress

Kort: Centrale sensitisatie ≠ verhoogde sympathische activatie

Take home message 4: Mechanische hypersensitiviteit en sensorische stijging covariëren niet → meerdere mechanismen actief

hypersensitiviteit niet één enkel proces is

verschillende systemen tegelijk veranderen:

- nociceptief systeem (mechanische pijn)

- niet‑nociceptieve sensorische verwerking (ERP's)

- centrale versterking

- inhibitie‑mechanismen

Dus: sensorische hypersensitiviteit is multifactorieel en kan niet herleid worden tot één mechanisme.