Notater i farger 1 ark pr side
Notater i farger 1 ark pr side
Notater i farger 1 ark pr side
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Kropp, læring og hjernenettverk<br />
Per Brodal<br />
Institutt for medisinske basalfag<br />
Universitetet i Oslo<br />
NFF avdeling Hordaland<br />
Bergen 22. november 2012
P. Brodal 2012<br />
Hvordan forstå sammenhengen mellom<br />
hjerne og atferd?<br />
Begynne med atferd, ytelser<br />
Derfra ”dissekere” ut delene ned til minste detalj<br />
–ikke omvendt<br />
Nivåer av forklaringsmåter: store s<strong>pr</strong>ang<br />
• Atferd<br />
• Kognitivt<br />
• biologisk<br />
2
P. Brodal 2012<br />
Begrensninger i anvendelsen av<br />
nevrovitenskapelige resultater…<br />
Coch and Ansari 2009 (Cortex 45, 2009)<br />
Selv om det ofte er store forventninger om direkte<br />
pedagogisk [klinisk] anvendelse av nevrobiologiske<br />
data…<br />
…vil vi hevde at svært få funn fra nevrobiologien kan<br />
anvendes direkte i en bred utdanningsmessig<br />
[klinisk] sammenheng…<br />
…ikke tilby nevrobiologisk kunnskap<br />
som enda en «quick fix»!<br />
3
Om hjernens nettverk<br />
P. Brodal 2012 4
Hjerneb<strong>ark</strong>ens nerveceller..<br />
•Menneskets hjerneb<strong>ark</strong><br />
inneholder 20 milliarder<br />
nevroner..<br />
•Hver nervecelle<br />
kontaktes av mange<br />
tusen andre..<br />
•..og kontakter selv<br />
mange tusen<br />
P. Brodal 2012 5
Hvordan hjernen arbeider: Utbredte,<br />
oppgavespesifikke nevrale nettverk<br />
Oppmerksomhet<br />
Motivasjon/affekt/emosjoner<br />
Hukommelse<br />
Kroppsre<strong>pr</strong>esentasjon<br />
(kroppsbilde, kroppsskjema,<br />
eierskap…)<br />
Smerte<br />
Kontroll av målrettede<br />
bevegelser<br />
P. Brodal 2012 6
Synkronisert aktivitet nettverkets<br />
”signatur”?<br />
P. Brodal 2012 Raichle M E J. Neurosci. 2009;29:12729‐12734<br />
7
Oppmerksomhet<br />
En nevrongruppe inngår I flere<br />
nettverk<br />
Motivasjon/affekt/emosjoner<br />
P. Brodal 2012 8
Tre grunnleggende (core) nettverk<br />
Handlingsnettverk –<br />
«Central «Central Executive Network; executive<br />
functions»<br />
Viktighetsnettverk –<br />
«Salience network»<br />
Introspeksjonsnettverk –<br />
«Default «Default mode network; resting state<br />
network..»<br />
Aktivt i våken rolig tilstand (Thinking<br />
aboutwhatis not going on around us)<br />
P. Brodal 2012 9
Nettverk i hjerneb<strong>ark</strong>en som deler<br />
nevrongrupper<br />
Insula<br />
Gyrus cinguli<br />
Kroppsre<strong>pr</strong>esentasjon<br />
(kroppsbilde,<br />
kroppsskjema, eierskap..)<br />
Smerte<br />
Oppmerksomhet,<br />
emosjoner<br />
P. Brodal 2012 10
Integrasjon av smerte, affekt og<br />
kognisjon?<br />
Negativ affekt Smerte Kognitiv kontroll<br />
P. Brodal 2012 11<br />
Shackman et al 2011
Om det cellulære grunnlag for<br />
plastisitet<br />
P. Brodal 2012 12
P. Brodal 2012<br />
Evolusjon og plastisitet..<br />
Karmiloff-Smith (Trends Cogn.Sci. 2:389-398, 1998)<br />
…vi argumenterer for at evolusjonen har selektert<br />
mot en sterk læringsevne, heller enn<br />
forhåndskunnskap.<br />
13
Nerveceller kommuniserer..<br />
Elektrisk signal<br />
Frisetting av<br />
nevrotransmitter<br />
Synapse<br />
Synapser kan<br />
endres ved bruk<br />
Dendritt<br />
Akson<br />
P. Brodal 2012 14
P. Brodal 2012<br />
Betingelse for endring av synapser..<br />
Sammenfall i tid mellom<br />
<strong>pr</strong>esynaptisk og postsynaptisk<br />
aktivitet<br />
Synkron synaptisk påvirkning:<br />
forsterkning<br />
Asynkron synaptisk påvirkning:<br />
svekking (tolkes som støy)<br />
Presynaptisk<br />
Postsynaptisk<br />
15
Presis informasjon<br />
(hva, hvor, når)<br />
Transmittere:<br />
Glutamat, GABA<br />
Hva skal til for at nerveceller ”lærer”?<br />
Modulerende synaptisk påvirkning<br />
(motivasjon, oppmerksomhet)<br />
Transmittere:<br />
Noradrenalin, acetylkolin,<br />
dopamin, serotonin<br />
P. Brodal 2012 16
Endring av synapser i løpet av to uker<br />
Dendritter i korteks (mus)<br />
Fu & Zuo: Experience‐dependent<br />
structural plasticity in the cortex. Trends<br />
Neurosci. 34:177‐187, 2011.<br />
Uke 4 Uke 6<br />
P. Brodal 2012 17
Endringer av dendritter (spinae) ved<br />
motorisk læring<br />
Før læring Under<br />
innlæring<br />
Konsoliderings‐<br />
fase<br />
Fu & Zuo 2011<br />
Læring av en ny<br />
oppgave<br />
P. Brodal 2012 18
Om læring…<br />
P. Brodal 2012 19
P. Brodal 2012<br />
Om muligheter og forutsetninger for<br />
læring…<br />
Arild Raaheim: Læring og undervisning (2011)<br />
Alle kan lære det de vil…<br />
men de må ville det…<br />
Og andre må ha tro på dem!<br />
Overførbart til<br />
terapeut‐<br />
pasientforhold?<br />
20
P. Brodal 2012<br />
Læring er farlig..<br />
Kamp mellom lysten til å lære og angsten for å<br />
mislykkes<br />
«En innlæringssituasjon, hvor godt man enn har lagt<br />
den til rette, <strong>pr</strong>ovoserer <strong>side</strong>r i oss som har med<br />
vårt selvbilde å gjøre» (Monika Wirkala, Dyade 1993)<br />
Resultatet kan derfor lett bli noe<br />
annet vi hadde tenkt…<br />
21
P. Brodal 2012<br />
Mennesker er målrettede skapninger…<br />
Miller (Nat.Rev.Neurosci. 2000)<br />
For at noe skal utgjøre et mål, må det være<br />
forbundet med forventet høy belønningsverdi og lav<br />
risiko.<br />
Det er ikke den «objektive<br />
sannhet» om belønning og risiko<br />
som gjelder, men individets<br />
oppfatning<br />
22
Du kan ikke motivere andre, bare<br />
hjelpe dem til å finne frem til sin egen<br />
motivasjon<br />
P. Brodal 2012 23
Finne frem til andres motivasjon..<br />
Faye Chua et al. Nature<br />
Neurosci. 2011<br />
Røykeslutt:<br />
Større suksess med<br />
individualisert opplegg enn<br />
med generelt (”one size fits<br />
all”)<br />
Suksess assosiert med<br />
høyere aktivering i<br />
hjernens<br />
”Introspeksjonsnettverk”..<br />
P. Brodal 2012<br />
”The engagement of self‐related <strong>pr</strong>ocessing<br />
could allow for deeper <strong>pr</strong>ocessing and more<br />
efficient integration of the newly‐formulated<br />
health‐change goals into one’s learning, self‐<br />
schema and action plans”<br />
24
Forventning om mestring…<br />
Salomons et al. J. Neurosci. 2004<br />
• Oppfattet<br />
kontrollerbarhet av<br />
forventet smerte<br />
påvirker både<br />
smerteopplevelse og<br />
aktivering av det<br />
kortikale<br />
”smertenettverket”<br />
Kontrollerbarhet<br />
P. Brodal 2012 25
Mestring som mål og drivkraft<br />
• Gir glede<br />
• Mot og energi til ny læring<br />
• Ingen mestringsopplevelse uten<br />
motivasjon og vilje til innsats<br />
• Viljen til innsats omvendt<br />
<strong>pr</strong>oporsjonal med angsten for å<br />
mislykkes<br />
• Vi kan legge til rette for<br />
mestringsopplevelser<br />
P. Brodal 2012 26
P. Brodal 2012<br />
Læring av motoriske ferdigheter<br />
Trening etter inf<strong>ark</strong>t i motorisk korteks<br />
Sentrale plastiske<br />
endringer parallelt<br />
med bedret funksjon<br />
• Repetitiv<br />
• Oppgaveorientert<br />
• Oppmerksomhets‐<br />
krevende<br />
• Givende –dvs.<br />
oppnåelse av<br />
ønskede mål<br />
Nudo et al. 1997<br />
27
Kropp og læring…<br />
P. Brodal 2012 28
Per Brodal 2012<br />
Bevegelser brukes til å lære om verden<br />
Frith, C. Making up the mind Blackwell 2007<br />
We use our bodies to learn about the world<br />
Part of my brain re<strong>pr</strong>esents the world around me<br />
in terms of actions: the actions needed to get<br />
from here to the exit, the action needed to pick<br />
up the bottle..<br />
29
Per Brodal 2012<br />
”And motion changes it all”<br />
Ahissar, 2008 (Nature Neurosci. 11:1369)<br />
Without eye movement, the world becomes<br />
uniformly gray; without sniffing, only the initial<br />
changes in the odor environment are sensed; and<br />
without finger or whisker motion, objects cannot be<br />
identified<br />
30
Per Brodal 2012<br />
Nervesystemets utfordring:<br />
Å kombinere stabilitet og mobilitet<br />
Bevegelser utføres for å nå et mål – de er<br />
målrettede<br />
Mobilitet nødvendig for måloppnåelse<br />
Så godt som alle bevegelser utfordrer balansen<br />
Derfor: postural kontroll en integrert og<br />
nødvendig del av (forutsetning for) alle<br />
bevegelser<br />
31
P. Brodal 2012<br />
Plastisitet i hippocampus: nydannelse<br />
av nevroner<br />
Nye nevroner dannes i gyrus dentatus (sannsynligvis hele<br />
livet)<br />
Relasjon til læring og hukommelse<br />
Gange (mus) stimulerer nydannelse<br />
Kognitive utfordringer (beriket miljø) øker overlevelse av<br />
nydannede nevroner<br />
Sammenheng?<br />
Hippocampus<br />
Gyrus<br />
dentatus<br />
32
P. Brodal 2012<br />
Bevegelse og læring henger uløselig<br />
sammen…<br />
Kempermann et al. Frontiers in Neuroscience 2010<br />
Hos dyrerde fleste, hvis ikke alle, aspekter av<br />
kognisjon uløselig knyttet til bevegelser – som gang<br />
og undersøkelse av omgivelsene<br />
Gangbevegelser tjener som et signal om<br />
forestående kognitiv aktivitet…<br />
33
Når læring mislykkes eller fører til<br />
uønsket atferd…<br />
P. Brodal 2012 34
P. Brodal 2012<br />
Når motivasjonen forsvinner…<br />
Innsatsen for stor i forhold til utsikten til belønning?<br />
Mistet troen på at innsatsen fører til målet?<br />
Mental tretthet –resultat av en negativ vurdering av<br />
kost/nytte ved å fortsette en aktivitet?<br />
35
Orbitofrontal<br />
korteks ‐<br />
EVALUERING<br />
Skifte mellom<br />
oppmerksomhetstilstander<br />
Locus coeruleus (LC)<br />
NORADRENALIN<br />
To aktivitetstilstander:<br />
Skurer: FOKUSERT OPPMERKSOMHET<br />
Jevn: SØKENDE<br />
PONS<br />
Gyrus cinguli ‐<br />
MONITORERING<br />
P. Brodal 2012 36
Hva kan drive «tretthetsnettverkene»?<br />
Evaluering av innsatsen<br />
som må til for å nå målet<br />
for en aktivitet<br />
Andre nettverk<br />
ihjerneb<strong>ark</strong>en<br />
Frykt, Angst,<br />
De<strong>pr</strong>esjon..<br />
Amygdala<br />
Hvor viktig er målet<br />
for meg? «cost‐<br />
benefit», belønning‐<br />
straff SMERTE<br />
Tretthetsnettverk<br />
Amygdala<br />
Insula<br />
Områder uten blod‐<br />
hjernebarriere<br />
Gyrus cinguli<br />
Blodbanen –<br />
stoffer dannet<br />
ved inflammasjon<br />
P. Brodal 2012 37
P. Brodal 2012<br />
Lært hjelpeløshet<br />
Stress‐modell som utløser hjelpeløshet: rotter utsettes<br />
for ubehagelige stimuli som verken kan forutses eller<br />
unngås<br />
Mangel på kontroll er avgjørende, ikke selve stimulus<br />
Endring av reseptorer og transmittere i flere deler av<br />
hjernen; blant annet slike som er viktige for plastisitet og<br />
læring (locus coeruleus, rafekjernene, hippocampus…)<br />
Konklusjon: Rent psykiske påkjenninger gir endring av<br />
hjernens struktur og biokjemi<br />
Hvor mange mennesker lærer<br />
hjelpeløshet gjennom møte med<br />
skolen og helsevesenet?<br />
38
P. Brodal 2012<br />
Forstyrrelse av kroppsre<strong>pr</strong>esentasjonen<br />
og «indre modeller»?<br />
Kortvarige knesmerter endrer motorisk kontroll (Henriksen<br />
et al. J. Appl. Physiol. 103:132, 2007)<br />
Varig endret postural kontroll etter ryggsmerter (Moseley<br />
and Hodges Behav. Neurosci. 120:474, 2007)<br />
Endret muskulær kontroll av hals og nakke ved<br />
nakkesmerter (Falla D, Jull G, Hodges PW. Exp Brain Res. 2004)<br />
MS, P<strong>ark</strong>inson, slag…<br />
39
P. Brodal 2012<br />
Feiltolkning av kroppen<br />
«Uskyldige» signaler oppfattes som at de<br />
signaliserer noe truende og farlig?<br />
Individuelle forskjeller i følsomhet/sårbarhet/<br />
tilbøyelighet til katastrofetolkning<br />
• Genetisk – ulike varianter av reseptorer etc.<br />
• Miljø –traumer i tidlig barnealder (og senere)<br />
40
Skade<br />
(slag,<br />
deaff.)<br />
”Learned nonuse”<br />
Nedsatt<br />
motorisk<br />
aktivitet<br />
Økt<br />
anstrengelse<br />
Mislykkede<br />
forsøk<br />
Kompensatorisk<br />
atferd<br />
Basert på Taub et al.<br />
(Nature Rev. Neuroscience feb 2002)<br />
Mindre<br />
bevegelser<br />
Smerte, fall,<br />
nederlag<br />
Positiv<br />
forsterkning<br />
Redus. kortikal<br />
re<strong>pr</strong>esentasjon<br />
Redusert<br />
motivasjon<br />
Ineffektiv atferd<br />
forsterkes<br />
P. Brodal 2012 41
P. Brodal 2012<br />
Viktig mål ved fysioterapibehandling?<br />
Gjenvinne eierskap til kroppen –få «dårlige» deler<br />
med i kroppsskjema/kroppsbilde<br />
..skjer gjennom bevegelser som er meningsfulle for<br />
individet..<br />
..og som fører til mestringsopplevelse<br />
42
P. Brodal 2012<br />
Til slutt: Detalj og helhet…<br />
Trygve Braatøy i Pasienten og lægen. Cappelen, 1952:<br />
En har samtidig erkjent at det ikke er noen<br />
motsetning mellom tekniske, anatomisk‐fysiologiske<br />
detaljer og helhetsbetraktninger uttrykt i<br />
psykologiske vendinger.<br />
En har kanskje også fått en anelse om at den som<br />
samtidig kan se og påvirke detalj og helhet, har<br />
størst sjanse til å lykkes.<br />
43
Change language