Hoofdstuk 8: Mechanische perceptie

Mechanische perceptie

de waarneming van alle signalen die door ons eigen lichaam worden geproduceerd

Belang van onze tastzin:

- Evenwicht

- Gevaren van hitte/kou/weefselschade

- Symptomen ernstige ziektes

- Honger, dorst, fysieke vermoeidheid

De klassieke onderverdeling van de 5 zintuigen moeten we herverdelen:

- TASTZIN = vestibulaire sensaties (evenwicht) + somatosensorische sensaties (klassieke tast) + nociceptie (pijn) + introceptie (waarneming lichaam zelf)

- INTROCEPTIE = proprioceptie (feedback lichaam ontvangt in respons op beweging, dus stand lichaam) + viseroperceptie (sensatie die interne organen geven)

Vestibulaire systeem

evenwichtsorgaan

-> geïntegreerd in het binnenoor

Waarom kunnen we lezen als we ons hoofd schudden, maar niet als we het boek bewegen?

Het vestibulaire systeem stuurt een compensatiesignaal naar het oculomotorsysteem, waardoor onze ogen op hetzelfde doel blijven gericht.

Welke informatie detecteert het vestibulaire systeem?

De positie van het hoofd

De versnelling

De balansregulatie.

Welke andere systemen dragen bij aan balans naast het evenwichtsorgaan?

Proprioceptie en sensatie van waar beneden is.

Hoe werkt de onbewuste correctie van balans?

Onder normale omstandigheden gebeurt correctie automatisch; we merken het pas bij extreme bewegingen (bv. achtbaan, pirouette).

Waaruit bestaat het evenwichtsorgaan?

3 semi-circulaire kanalen in de cochlea, gevuld met een stroperige vloeistof.

Hoe detecteren de semi-circulaire kanalen beweging?

Beweging van het hoofd laat vloeistof stromen, stimuleert haarcellen, en stuurt actiepotentialen via de 8ste craniale zenuw naar de hersenen.

Waar wordt vestibulaire informatie verwerkt?

In de vestibulaire cortex, verspreid over gebieden zoals de insula en angulaire gyrus.

Wat gebeurt er bij stimulatie van de vestibulaire cortex?

Patiënten ervaren een buitenlichamelijke sensatie, wat wijst op problemen met integratie van balansinformatie.

Waarom spreken we eerder over een 'vestibulair systeem' dan een 'vestibulaire cortex'?

Omdat de verwerking van evenwichtsinformatie verspreid is over meerdere hersengebieden

kietelen

Een streling roep een sterke anticipatoire reactie op

-> Zo sterk dat deze resulteert in activatie van de primaire somatosensorische cortex

Evolutionair nut van lachen

Kietelen heef betrekking op kwetsbare lichaamsdelen, lachen = reactie op potentiële bedreigingen

WAAROM KAN JE JEZELF NIET KIETELEN?

Door de anticipatie: de effectiviteit van kietelen houdt verband met het feit dat je niet precies kunt voorspellen wanneer het kietelen gaat starten

+ je motorisch systeem maakt een efferente kopie van je motorische acties

=> je acties worden gecompenseerd

Wat is somatosensatie?

Tastzin (het 5e zintuig).

Welke soorten signalen worden door somatosensorische receptoren geregistreerd

Tastzin, pijn, warmte/koude, signalen vanuit interne organen en spieren

Wat zijn de eenvoudigste somatosensorische receptoren?

Vrije zenuwuiteinden, betrokken bij pijn, warmte en kou.

Waarvoor zijn de lichaampjes van Ruffini gevoelig?

Strekken van de huid.

Wat detecteren de lichaampjes van Meissner?

Verplaatsingen van de huid en laagfrequente vibraties.

Wat detecteren de lichaampjes van Pacini?

Hoogfrequente vibraties in de huid.

Welke twee processen beïnvloeden pijnperceptie?

Bottom-up (signalen van het lichaam naar de hersenen) en top-down (interpretatie van pijn).

Welke drie pijnsystemen bestaan er?

Systeem voor scherpe pijn, brandende pijn, en pijnlijke kou.

Wat is het verschil tussen dikke en dunne axonen bij pijnsignalen?

Dikke en snelle axonen: scherpe pijn.

Dunne en langzame axonen: doffe pijn na bijv. een operatie.

Welke neurotransmitters spelen een rol bij pijn?

1) Glutamaat (milde pijn)

2) Glutamaat + Substantie P (intense pijn).

Wat is een dermatoom?

Het huidgebied dat verbonden is met een specifieke zenuw in het ruggenmerg.

Hoe wordt somatosensorische informatie naar de hersenen gestuurd?

Via gescheiden zenuwbanen voor tastzin en pijn, eerst naar de thalamus, daarna naar de somatosensorische cortex in de pariëtaalkwab.

Wat is de homunculus?

Een sensorische kaart in de somatosensorische cortex die het lichaam weerspiegelt.

Wat betekent somatotopische organisatie?

Specifieke hersengebieden corresponderen met specifieke lichaamsdelen.

Welke kritiek is er op de homunculus

Te simplistisch, alleen bottom-up onderzocht, geen link met cognitieve processen.

Wat is de functie van de somatosensorische cortex volgens Brecht?

Een actief lichaamsmodel dat acties kan simuleren zonder ze daadwerkelijk uit te voeren.

Welke laag van de cortex genereert een actieve representatie van het lichaam?

Laag 4 (L4)

2 belangrijke functies van L4

1) Genereren van een actieve representatie van het lichaam

2) Uitvoeren van simulaties van lichaamsfuncties

Wat is de rol van laag 6 (L6) in het lichaamsmodel?

Beslissen of een actie daadwerkelijk wordt uitgevoerd.

Wat gebeurt er als een actie niet wordt uitgevoerd?

De informatie wordt teruggekoppeld naar de simulatie en naar laag 5 (L5), die motorische commando's stuurt.

Wat is plasticiteit in de somatosensorische cortex?

Het vermogen van de hersenen om zich aan te passen, vooral in de eerste levensfase.

Wat is deafferentie en wat is het gevolg?

Een zenuwletsel waardoor het brein geen info meer ontvangt, leidt tot hersenaanpassing

Wat gebeurt er bij amputatie van een ledemaat?

Andere lichaamsdelen nemen het hersengebied van het geamputeerde deel over, wat kan leiden tot fantoomsensaties

Hoe ontstaan fantoompijnen?

Neurale verbindingen worden onderbroken, en nabijgelegen hersengebieden nemen het oude gebied over.

Waarom kan aanraking van een ander lichaamsdeel fantoompijn opwekken?

Omdat neuronen van andere lichaamsdelen het gebied van het geamputeerde ledemaat binnendringen.

Wat zijn fantoomsensaties?

De illusie dat een geamputeerd ledemaat nog steeds bestaat.

Grootste somatosensorische plasticiteit

in de eerste levensfasen

Interoceptie

de waarneming van processen die zich in je lichaam afspelen

Welke soorten perceptie vallen onder interoceptie?

Extraceptief: temperatuur, jeuk, pijn

Interoceptief: honger, dorst, motorische feedback

Welke twee functies vallen onder interoceptie?

Proprioceptieve functies: lichaamshouding bepalen via receptoren in huid en gewrichten

Visceroceptieve functies: signalen van interne organen

Waarom is interoceptie evolutionair nuttig?

Het helpt bij het reguleren van gedrag door tekorten in het lichaam te signaleren (bv. honger → eten).

Functies interceptie

- Homeostase regulatie

- Waarneming van onze lichaamshouding

- Rol in bepalen van de zwaartekracht (gemeenschappelijke info uit gewrichten, spieren,…)

Welke drie systemen vallen onder visceroceptie?

1 Cardiovasculair systeem (bv. bloeddruk en baroreflex)

2 Ademhalingssysteem

3 Gastro-intestinaal systeem

Wat is de baroreflex?

Een mechanisme dat snel veranderingen in bloeddruk regelt door de hartslag en bloedvaten aan te passen.

hoge baroreflexactivitet ->

Verminderde effect van autonome reflexen + verandering in perceptie van pijn

Neurale kaart

Lichaamssignalen worden gerelateerd aan fysiologische parameters -> balans!!

! soms onvoldoende -> gevoelens !

Wat is proprioceptie?

De perceptie van de positie en beweging van het lichaam.

Welke receptoren spelen een rol in proprioceptie?

Spierspoeltjes en Golgi-peesorganen (detecteren spierlengte en contractie)

Huidreceptoren (detecteren rekking)

Gewrichtssensoren (bepalen lichaamspositie)

Waarom is proprioceptie niet alleen gebaseerd op spieren en gewrichten?

Het brein gebruikt ook een intern lichaamsmodel om ledematen in de ruimte te bepalen.

Exp grootte van hand => proprioceptie en intern lichaamsmodel

Ze kregen hun hand te zien met gemarkeerde posities, waarna hun hand aan het zicht werd onttrokken. Vervolgens moesten ze de posities reproduceren.

=> Proefpersonen konden de posities reproduceren, maar met een systematische vertekening/bias: De hand werd groter gerepresenteerd dan de vingers.

Wat suggereert dit experiment over ons lichaamsmodel?

Het lichaam wordt niet exact waargenomen zoals het fysiek is, maar wordt beïnvloed door hoe het in de hersenen is gerepresenteerd.

Exp bicep/tricep gestimuleerd: pp moesten hun eigen vinger vasthouden. Vervolgens werden 2 posities gestimuleerd:

Eigen vinger vasthouden en beoordelen welke afstand groter was: aanrakingen op de vinger of op het voorhoofd.

Biceps stimulatie → vinger leek langer

Triceps stimulatie → vinger leek korter

EXP bicep/tricep: Wat toont dit experiment aan?

Alleen proprioceptieve feedback (uit spieren en pezen) is niet genoeg om de positie van het lichaam te bepalen

=> Het lichaamsmodel moet worden bijgewerkt met informatie over de lengte van de ledematen.

Wat is het verschil tussen nociceptie en pijn?

Nociceptie = neurale signalen van pijnreceptoren

Pijn = subjectieve ervaring door cognitieve verwerking van nociceptieve input

Welke soorten pijn bestaan er?

1. Transiënte pijn (geen weefselschade, bv. speldprik)

2. Pijn door weefselschade

3. Pijn door schade aan het centraal zenuwstelsel

Wat is chronische pijn?

Pijn die langer dan 3 maanden aanhoudt, zelfs zonder fysieke oorzaak.

Welke factoren beïnvloeden pijnperceptie?

Herinneringen

Emoties

Cognitie (aandacht, verwachtingen)

Genetische en pathologische factoren

Wat is de pijnmatrix?

Een netwerk van hersengebieden dat betrokken is bij pijnperceptie en dreigingsdetectie.

Hoe beïnvloedt aandacht pijn?

Meer aandacht = sterkere pijnervaring.

Hoe werkt placebo-effect bij pijn?

Veranderde verwachtingen verminderen pijnperceptie door activatie van de prefrontale cortex.

Nociceptieve info wordt via 3 versch opwaartse paden naar hersenen geprojecteerd:

1. Spinothalamische paden  naar thalamus

2. Spinoreticulaire paden  naar medulla & hersenstam

3. Spinosencefalitische paden  naar medulla & hersenstam

Neurale opwaartse projecties van noiceptieve info

Projecties naar hersenstam

- Rol in homeostatische autonome processen

- Communiceren van nociceptieve signalen naar voorbrein

Projecties naar voorbrein

- Rol bij pijnperceptie

Projectief naar de thalamus

- Rol bij perceptie chronische pijn

Exp EEG meten van pijnperceptie: na toediening van nociceptieve prikkels, vond men 3 golven van activatie. Elk konden ze gedefinieerd worden obv de tijd waarop men bewust werd v/d prikkel

1. PREBEWUSTE ACTIVATIE: posterieure insula, operculum, mid-congulate cortex, amygdala

2. BEWUSTWORDING & VRIJE REACTIE: anterieure insula, prefrontale & posterieure pariëtale cortex

3. ACTIEF LANG NA BEWUSTWORDING: hippocampus

Gelijktijdig in sensorische & limbische gebieden

Wat is fantoompijn?

Pijn in een geamputeerd lichaamsdeel, variërend van kortstondige pijnscheuten tot intense langdurige pijn.

Welke mogelijke oorzaken heeft fantoompijn?

Perifere veranderingen (neuroma → valse signalen naar brein)

Ruggenmergveranderingen (spontane neuronactivatie)

Corticale reorganisatie (hersengebieden nemen functies over)

Motorische feedback mismatch (brein verwacht feedback van een ledemaat dat er niet is)

Pijngeheugenhypothese (oude pijnervaringen blijven opgeslagen)

Welke behandelingen werken tegen fantoompijn?

Myo-elektrische protheses (voorkomen mismatch tussen intentie en uitvoering)

Spiegeltherapie (brein ‘ziet’ het ontbrekende ledemaat)

Stimulatietraining op de stomp

Wat is fibromyalgie?

Een chronische pijnstoornis zonder structurele oorzaak, met overgevoeligheid voor pijnprikkels.

Waarom ervaren mensen met fibromyalgie meer pijn?

Ze zijn hypervigilant voor pijn en hebben een verlaagde pijngrens.

Welke twee mechanismen spelen een rol bij pijnervaring in fibromyalgie?

1) Onbewuste aandacht voor pijn (pijn grijpt aandacht zonder doel)

2) Bewuste aandacht voor pijn (patiënt probeert pijn te vermijden)

Acute pijn:

- transiënte pijn + pijn ten gevolge van weefselschade

Chronische pijn

o 20% van volwassenen

o Maladaptatie van brein: er was een nociceptieve prikkel, brein stuurde ervaring terug

o Toen de nociceptieve prikkel stopte, zette het brein de top-down ervaring verder

Je blijft pijn hebben, zonder fysieke oorzaak

pijnmatrix

een groot en diffuus netwerk van hersengebieden geactiveerd ten gevolge vannociceptieve stimulatie

Factoren die bepalen welke hersengebieden betrokken zijn bij de pijnmatrix

- Aandacht

- Gemoedstoestand

- Aard van de verwonding

=> Pijnmatrix is NIET eenduidig gedefinieerd

De peripersoonlijke ruimte

wordt gevormd door een multisensorische representatie van de ruimte direct rondom ons lichaam -> constructie hiervan is de belangrijkste taak van de pijnmatrix

=> Reactie op potentiële pijnprikkels in de omgeving

Exp placebo ~ pijn: placebo’s brengen pijnstillende effecten teweeg door het veranderen van verwachtingen

- Reductie activatie van de pijnverwerkende hersengebieden

- Toename van activatie van de prefrontale cortex tijdens de anticipatie/voorlopen van een pijnlijke stimulus

Pijn heeft invloed op negatieve gemoedstoestanden

Gemoedstoestand impact op 1) pijnperceptie bij acute/chronishce pijn en de 2) vaardigheid om te copen met de pijn

Catastrofering

het uitvergroten van pijn gerelateerde symptomen  door rumineren (herhaaldelijk nadenken over pijn)

Werking catastrofering

Toename activiteit in hersengebieden die betrokken zijn bij de anticipatie van pijn, aandacht voor pijn, emotionele aspecten van pijn en motorcontrole

predictiemachine

Pijnervaring wordt NIET op een passieve wijze waargenomen MAAR genereert het brein actief inferenties op basis van eerdere ervaringen en verwachtingen

Analgesie

Mogelijkheid tot volledige onderdrukking pijnervaring

Hypoalgesie

placebo's, ze kunnen de pijnervaring niet volledig onderdrukken

Het neerwaartse systeem ook betrokken bij het doorsturen van bottom-up nociceptieve stimuli

o 2-deling van pijnsysteem (up/down) is te simplistisch!

o Meer interactie dan dat men eerst dacht

Exp verwachting pijn: pp kregen een pijnprikkel en moesten de pijn weergeven op een VAS-schaal

In dit experiment kregen deelnemers een pijnprikkel en moesten ze de pijnintensiteit beoordelen op een VAS-schaal (0-10).

3 condities:

A: Geen verwachting, beoordeling van werkelijke pijn.

B: Verwachting van een placebo, resulterend in lagere pijnbeleving.

C: Verwachting van een krachtige pijnstiller, ook lagere pijnbeleving, maar met een grotere effectiviteit dan bij B.

Exp symbolische cuing ~ verwachting pijn: pp krijgt pijnstimulus, op voorhand krijgen ze een cue die info geeft over de te verwachten intensiteit v/d prikkel

o Subjectieve ervaring beïnvloed door die cue

o Minder intense prikkel verwachten minder intensief rapporteren

o Meer intense prikkel verwachten meer intensief rapporteren

MAAR de betrouwbaarheid van de cue speelt ook een rol:

o Hoe minder betrouwbaar de cue hoe minder rekening ze ermee hielden

Residuele pijn

intacte lichaamsdelen in de buurt van de geamputeerde voelen pijn

De pijn kan veroorzaakt zijn door zowel pre- als postoperatieve factoren

Centrale sensitisatie

Toename in activatie van receptoren gevoelig voor ontstekingspijnen, zorgt voor een blijvende toename in gevoeligheid van neuronen in het dorsale ruggenmerg.

MOGELIJKE VERKLARING 3: fantoompijn wordt mogelijk veroorzaakt door een incongruentie tussen motorische intentie en sensorische feedback

Motorcentra voor dat deel kan nog geactiveerd worden, MAAR er volgt geen terugkoppeling dat de actie werd uitgevoerd

= pijnlijke bewustwording van ledemaat dat er niet meer is

Telescopering

patiënten met fantoompijn rapporteren dat hun fantoomledemaat aanzienlijk korter is dan hun oorspronkelijke ledemaat

Hoe korterhoe meer fantoompijn

MOGELIJKE VERKLARING 4: fantpijn komt overeen met pijn die ervaren werd vooramputatie

o De herinnering aan deze pijn werd impliciet opgeslagen

o Door de invasie van naburige gebieden, kan deze pijnrepresentatie weer gestimuleerd worden

Myo-elektrische protheses

= motorgestuurde prothese, kan voorwerpen opnemen

= aangesloten op het intacte deel van de arm

- Dit gaat de reorganisatie tegen

- Minder fantoompijn -> geen incongruentie meer tss wil & uitvoering

Welke rol speelt de somatosensorische cortex in tactiele perceptie?

De somatosensorische cortex speelt een essentiële rol in de bewustwording van tactiele sensaties, zoals het ervaren van aanrakingen op verschillende locaties op de huid.

Wat is de konijnillusie?

Het is de illusie dat er iets over je arm wandelt wanneer je op verschillende plekken op de arm getikt wordt

Wat gebeurt er als je je aandacht op een huidstimulus richt?

Je vermogen om fijne discriminaties te maken van de stimulus vergroot.

Wat was het resultaat van het experiment met draaiende cirkels op de huid?

Discriminatie van de stimuli was sneller als ze in dezelfde richting draaiden, vooral als ze op dezelfde hand waren