Hersengedragmodel


https://sites.google.com/a/artes-sophiae.com/artes-sophiae/bibliotheek/functional-mapping/diagrammen/human-diagrams/hersengedragmodel/human-dynamics-hersengedragmodel.jpg

https://sites.google.com/a/artes-sophiae.com/artes-sophiae/bibliotheek/functional-mapping/diagrammen/human-diagrams/hersengedragmodel/human%20dynamics-hersengedrag-behandelconcepten-3.jpg

https://sites.google.com/a/artes-sophiae.com/artes-sophiae/bibliotheek/functional-mapping/diagrammen/human-diagrams/hersengedragmodel/human%20dynamics-hersengedrag-behandelconcepten-2.jpg

https://sites.google.com/a/artes-sophiae.com/artes-sophiae/bibliotheek/functional-mapping/diagrammen/human-diagrams/hersengedragmodel/handelingsgerichtonderzoek.jpg

https://sites.google.com/a/artes-sophiae.com/artes-sophiae/bibliotheek/functional-mapping/diagrammen/human-diagrams/hersengedragmodel/human-dynamics-hersengedrag-circadiane-ritmen-nucleus-suprachiasmaticus.jpg


Kandel, E.R. et al; Principles of Neural Science, McGraw-Hill Companies, 2013; ISBN 978-0-07-139011-8, Fifth Edition, Blz. 47-53.

Beschrijving van bovenstaand dynagram “human dynamics - hersengedrag - circadiane ritmen - nucleus suprachiasmaticus”.

De genen die het dag-nachtritme bepalen, worden gereguleerd door twee eiwitten uit de celkern; PER- en TIM mRNA (messenger RiboNucleic Acid; per en tim in het dynagram). Het in de celkern aanwezige CLOCK-eiwit vormt de aanzet tot het vormingsproces (transcriptie) van deze mRNA moleculen. Dat is een proces waarbij het DNA (DesoxyriboNucleic Acid) open splijt en aminozuren zich overeenkomstig het patroon van het DNA groeperen en aan elkaar verbonden worden in dat zelfde patroon. Dit mRNA is daardoor gespiegeld aan het DNA, zoals een negatief van een foto qua kleur ook gespiegeld is aan de werkelijkheid die het weergeeft. (Zie hier een kort filmpje voor een toelichting.)

Wanneer deze mRNA-moleculen in het protoplasma in aantal toenemen, verlaten zij de vochtige inhoud van de celkern (protoplasma). Zij passeren daarmee de membraan van de celkern (kernmembraan) en komen terecht in de vochtige inhoud van de cel(cytoplasma). Ook hier neemt hun aantal in de loop van de tijd toe. Met het PER- en TIM mRNA in het celvocht, worden, met behulp van ribosomen, PER en TIM eiwitten geproduceerd (Translatie). Net zoals bij de vorming van mRNA, aminozuren zich naar het patroon van het DNA schikken, zo schikken aminozuren uit het cytoplasma zich naar het patroon van het mRNA. Aangezien het mRNA een gespiegelde weergave was van het originele DNA, is de schikking van aminozuren in deze eiwitten, die uit dit translatieproces ontstaan, weer overeenkomstig het originele DNA.

De PER en TIM eiwitten vormen met elkaar een eiwitcomplex tijdens het proces van demiriseren. Wanneer PER/TIM eiwitcomplexen in aantal genoeg toenemen, betreden ze op hun beurt de celkern en passeren daarbij de kernmembraan. Daar waar het mRNA de celkern uittrad, treden de PER/TIM eiwitcomplexen weer terug in de celkern. Naarmate de PER/TIM eiwitcomplexen in het cytoplasma in aantal toenemen, nemen de losse PER en TIM mRNA eiwitten in aantal af. Wanneer de hoeveelheid PER en TIM eiwitten maximaal is, is in feite de expressie (werkzaamheid of het uiteindelijke effect) van het CLOCK eiwit ook maximaal. De PER en TIM eiwitten bereiken de hoogste concentratie in het cytoplasma, dus wanneer de expressie van het CLOCK eiwit maximaal is.

PER en TIM eiwitten verbinden zich met elkaar tot een PER/TIM eiwitcomplex. De piek van deze concentratie in het protoplasma valt samen met het middernachtelijk uur. Naarmate de PER/TIM eiwitcomplexen vervolgens de membraan van de celkern passeren en het protoplasma betreden, neemt hun concentratie in het protoplasma toe, en neemt hun concentratie in het cytoplasma gelijktijdig af. In het protoplasma is cryptochroom aanwezig dat in staat is om het TIM eiwit in dit PER/TIM complex af te breken. De concentratie van PER/TIM eiwitcomplexen neemt door deze activatie/afbraak dan ook af. De laagste concentratie van PER/TIM eiwitcomplexen is het laagst op het midden van de dag. De CLOCK-expressie is dan het kleinst.

Het cryptochroom kan alleen door licht geactiveerd worden. Wanneer de lichtintensiteit bij opkomende zon toeneemt, wordt het cryptochroom actief in het afbreken van het TIM eiwit in het PER/TIM complex. Daardoor hangt het ontwaken samen met de afbraak van het PER/TIM eiwitcomplex. Het TIM eiwit vervalt door de inwerking van Cryptochroom, het PER eiwit vervalt uit zichzelf, maar remt tevens de CLOCK activiteit en dus het transcriptieproces; de vorming van mRNA. Voor het afremmen van de transcriptie is het PER-eiwit nodig in het protoplasma, maar het heeft een te korte levensduur in het cytoplasma, waar het gemaakt wordt, om het protoplasma te bereiken. De verbinding met het TIM eiwit verlengt de levensduur van PER zodat het toch de transcriptie kan remmen.

Wanneer de PER/TIM eiwitcomplexen uiteenvallen in PER en TIM eiwitten, schakelen juist zij de expressie van circadiane ritme genen weer uit, inclusief zichzelf. Dat doen ze door het remmen van de CLOCK-activiteit, die de vorming van PER en TIM juist dient op te wekken. Dus met de afbraak van PER/TIM eiwitcomplexen, wordt ook de aanmaak van mRNA en dus ook het eiwit geremd. Dit wordt een feedbackloop genoemd. Systeemdynamisch wordt dat opgevat als een cyclisch proces van bijvoorbeeld opbouw/afbraak, verschijnen/verdwijnen, versnellen/vertragen.

PER is hoogst onstabiel; Het merendeel van de eiwitten vervalt zo snel dat het nooit de kans heeft om CLOCK afhankelijke PER-mRNA vorming te remmen. Daardoor moet in het cytoplasma het PER eiwit aan het TIM eiwit gebonden worden om werkzaam te kunnen ingrijpen in dit ritme. Het verval van PER wordt gereguleerd door op zijn minst twee verschillende gebeurtenissen van fosforylering door verschillende proteïne kinase. Dit valt buiten de beschouwing in deze weergave.

Uiteindelijk zullen de PER en TIM eiwit concentraties in het protoplasma afnemen. Daardoor neemt de remming van de transcriptie af en krijgt de transcriptie weer de kans PER en TIM mRNA aan te maken. Vanaf het middenvan de dag zal heel langzaam via de avond de nacht haar inreden doen. De toename van PER en TIM eiwitten, gaat gepaard met het moe worden en inslapen. De afname van PER/TIM eiwitcomplexen gaat gepaard met het wakker worden.

Onder invloed vanactivatie van cryptochroom door de invloed van daglicht raakt het TIM eiwitin verval door ‘signalling pathways’, zodat PER/TIM complexen alleen in de nacht worden gevormd en overdag worden afgebroken. De CLOCK eiwitten wekken de PER en TIM expressie in het cytoplasma op, maar wordt geremd door de PER en TIM eiwitten in het protoplasma. Dit maakt het, onder invloed van cryptochroom, mogelijk dat het intrinsieke eigen dagritme van de persoonlijke en individuele biologische klok, wordt gesynchroniseerd, gelijkgezet, met het dagritme dat ontstaat onder invloed van het opkomen en ondergaan van de zon.

In het dynagram kunnen we de diagonale stippellijn lezen als de grens tussen protoplasma en cytoplasma, maar tegelijkertijd ook als analogie voor de grens tussen dag en nacht, en de grens tussen slapen en waken.

Hoe de lichtinvloed via signalling pathways de nucleus suprachiasmaticus bereikt, wordt op dit moment verder uitgewerkt.

In deze beschrijving, en dus ook in deze weergave, is niet zichtbaar hoe de verhouding is in tijdsduur van de processen in cytoplasma en protoplasma. Er valt te verwachten dat in lente en herfst evening beide processen even lang duren. In de midwinter zonnewende bij kortere en donkere dagen het proces in cytoplasma langer duurt dan in protoplasma en in de midzomer zonnewende juist omgekeerd.

Verklarende woordenlijst
Cytoplasma: Inhoud van de cel, en dat is inclusief de celkern (met protoplasma)
Dimeriseren: Proces waarbij verschillende soorten eiwitten aan elkaar klitten en een eiwitcomplex vormen. In dit geval heeft dat het voordeel dat de levensduur van de eiwitten wordt verlengd.
Expressie: Het zichtbaar worden van het effect van een of ander molecuul. In dit geval gaat het om CLOCK expressie. Ermee wordt bedoeld dat CLOCK tot werkzaamheid komt, namelijk de aanmaak van bepaalde eiwitten.
Fosforylering: Opnemen van een fosfaatgroep binnen een aminozuur waaruit een eiwit is opgebouwd.
Membraan: Omhulsel van de cel en ook van de celkern. Celmembraan en kern membraan zijn twee verschillende membranen.
mRNA: Kopie in spiegelbeeld van onze genen
Proteine kinase: Enzym dat een fosfaatgroep kan aanbrengen op een aminozuur van een eiwit, waardoor het (in dit geval) zijn werking verliest.
Protoplasma: Inhoud van de celkern
Ribosomen: Zijn fabriekjes die uit mRNA eiwitten fabriceren
Transcriptie: Vorming van mRNA uit onze genen
Translatie: Vorming van eiwitten uit mRNA in ribosomen


https://sites.google.com/a/artes-sophiae.com/artes-sophiae/bibliotheek/functional-mapping/diagrammen/human-diagrams/hersengedragmodel/human%20dynamics-hersengedrag-interferentie-impuls-gedrag-beweging-bewustzijn.jpg

Introductie op ons onderzoek naar hersengedrag

Folkert, 25-03-2017

Hypothese
We zijn de afgelopen tijd bezig om hetgeen we dagelijks in de praktijk brengen aan hersengedrag interventies ook systeem dynamisch in kaart te brengen. We hopen daarmee een brug te slaan tussen onze fenomenologische bevindingen en de empirische grondslagen van het neurorevalidatie proces aan het ziekbed. We streven ernaar een platform te scheppen waarop hersengedrag onderwerp van professioneel gesprek kan worden.

We proberen in dit project door te dringen tot de wezenskern van het fenomeen hersengedrag. We beogen in beeld en begrip de samenhang zichtbaar te maken tussen wetenschappelijke theoretische bevindingen en feitelijke fenomenen die uitgaan van het gedragsmatig functioneren van de patiënt met hersenletsel, die we opvatten als een integraal samenhangend menswezen. Teneinde het verpleegkundige besluitvormingsproces te ondersteunen, trachten we de onderscheiden interventies, ten behoeve van de praktijk aan het bed, systeem dynamisch onderbouwt, te modelleren. De samenhang die we met een dergelijk model in beeld proberen te brengen, kunnen we als volgt hypothetisch formuleren:

Het hersengedragmodel karakteriseert gedrag als uitdrukking van de wisselwerking tussen bewustzijn en de manier van bewegen in relatie tot de functies v.h. zenuwstelsel.


Daarbij stellen we ons de vraag waarom we juist gedrag willen karakteriseren. Dat is omdat we als neuroverpleegkundigen aan het bed er vanuit gaan dat gedrag observeerbaar is. We vermoeden, dat we gedrag diagnostisch kunnen aanwenden ten behoeve van doelgerichte verpleegkundige interventies ten faveure van het herstelproces van de zieke. Daarentegen zijn bewustzijn en zenuwen voor ons niet direct of concreet observeerbaar.

De vraag is, hoe het centraal stellen van gedrag op zich, binnen de context van hersengedrag, zin en betekenis kan krijgen. Dit wordt ingegeven door o.a. de onduidelijkheden die het begrip ‘gedrag’ met zich mee kan brengen. Ook in andere gedragsgerelateerde diagnostische modellen, die in terminologie, uitgangspunten en objectiveerbaarheid sterk lijken op het hersengedragmodel, komen we onderling gelijksoortige hoofdbrekens tegen. Het artikel ‘Vegetatief of laagbewust?’ geeft daar een goed voorbeeld van (Overbeek, Lavrijsen, Eilander, 2010).

Achtergrond
Dat bracht mij tot het formuleren van een hypothetisch grondprincipe. Gedrag verschijnt pas op grond van meer of minder aanwezig bewustzijn én de al dan niet daaraan gerelateerde lichaamsbewegingen. Dan kan er mogelijk in het lichamelijk fysieke bewegen een fenomenologisch te ordenen samenhang herkenbaar worden, die al of niet in relatie staat tot een bepaalde mate van bewustzijn. Gedrag kunnen we wellicht leren zien als een mogelijke uiting, al of niet voortspruitend uit de wisselwerking tussen een meer fysisch lichamelijk bewegen en een meer meta-fysisch geestelijk bewegen. Deels stoffelijk feitelijk waarneembaar en deels onstoffelijk ideëel interpreteerbaar. Aan andermans gedrag kan de goede verstaander middels een objectief waarneembare lichamelijke beweging mogelijk een subjectief interpreteerbaar geestelijk bewustzijn leren lezen.

Dan kan of het bewustzijn haperen, of de mogelijkheid tot bewegen of de functies van het zenuwstelsel. Bewustzijn zonder bewegingsmogelijkheid genereert geen gedrag (locked-inn syndroom [1]). Bewegen zonder bewustzijn kan niet, aangezien er dan sprake kan zijn van een coma of in het uiterste geval van een stervensproces met daarop volgend de dood (E1M1V1 [2]). Het bewegen in onbewuste toestanden zoals bijvoorbeeld in de slaap of het auto rijden, laten we hier terzijde.

Gedrag verschijnt in deze optiek als resultante van een wisselwerking tussen bewustzijn en beweging, en wordt mogelijk en of beperkt door de (rest)functies van het zenuwstelsel. Gedragsbeïnvloeding is via bewustzijn en bewegen weer bepalend voor de stofwisseling (functies) en structuur (vorm) van het zenuwstelsel. Dat verschijnsel noemen we plasticiteit en is pas in de jaren ‘90 van de 20e eeuw aangetoond.

Uiteindelijk is er in het menselijke organisme een functionerend zenuwstelsel aan de orde die als spiegel van het bewustzijn (Steiner, 2010) een zinvolle verhouding met het bewegen kan bewerkstelligen, waardoor gedrag in de buitenwereld kan ontstaan. Omgekeerd stimuleert gedrag via een leerproces weer de mogelijkheden van beweging en bewustzijn, op basis waarvan het zenuwstelsel zich secundair kan ontwikkelen (Kendal, 2013; Sitskoorn, 2006) of juist niet (Spitzer, 2012). De functies van het zenuwstelsel maken de bewegingen en het verschijnen van bewustzijn mogelijk.

Klinische relevantie
Neuroverpleegkundigen hebben in hun praktijk te maken met patiënten, die kampen met haperende functies van het zenuwstelsel in relatie tot haperende gedragsmogelijkheden, waarbij de polaire wisselwerking tussen bewustzijn en bewegen zondermeer verstoord is. Zij werken vanuit de resterende bewegingsmogelijkheden en het daarin al of niet verschijnende bewustzijn.

De verpleegkundige interventies voor de dagelijkse continuïteit van bestaan, vinden hun ingang doorgaans via een door gedrag te reguleren samenwerking met de zieke. Tegelijkertijd bemerken we, dat we de status van dat gedrag, diagnostisch gezien, maar ten dele kunnen objectiveren. Desondanks kunnen we wel degelijk in het zich ontwikkelende gedrag van de zieke middels doelgerichte interventies een samenhang zien ontstaan tussen fysiek lichamelijke bewegingen en het bewustzijn. Gedrag verschijnt, verandert en ontwikkelt zich juist door de wijze waarop het bewustzijn van de zieke via de lichamelijke bewegingen kan worden aangesproken. Het bewustzijn kan bijgevolg middels hersengedrag gerelateerde interventies zich manifesteren in de communicatie over en weer met de verpleegkundige.

De verpleegkundige gaat in haar gedrag een wisselwerking aan met het gedrag van de zieke. Het verschijnen van de bewegingen en het bewustzijn in het gedrag van de zieke, hangt samen met de manier waarop de Algemene Dagelijkse Levensverrichtingen (ADL) vorm krijgen. De manier waarop het individu verschijnt en als het ware ontwaakt vanuit deze wisselwerkingen, trachten we vanuit het hersengedragmodel methodisch te begeleiden binnen het dagelijks functioneren. Binnen een toekomstige gezondheidszorg dienen deze wisselwerkingen, vanuit onze optiek, in onderlinge gelijkwaardige verhoudingen, een integraal uitgangspunt te vormen. Kunnen we, met het oog op het herstel van de patiënt, vanuit een interdisciplinaire aanpak, een interdisciplinair model met een interdisciplinaire taal ontwikkelen?

De functie van systeem dynamiek binnen artesS

Binnen artesS (artes sophiae) verband vatten we gedrag op als een fenomeen. Een fenomeen dat pas gedrag wordt als bepaalde feitelijk waar te nemen symptomen, in hun samenhang, op een juiste wijze geïnterpreteerd en gevalideerd kunnen worden. Doorgaans zijn professionele interpretaties niet alleen aan professionele standaarden maar ook aan culturele referenties gebonden. Niet alleen een heersende sociaal-maatschappelijke cultuur is van invloed, maar ook speelt de beroepscultuur een rol in hoe je naar de zieke kijkt. In de dagelijkse praktijk aan het ziekbed kan dat tot misverstanden leiden, mede omdat fenomenologie, de zoektocht naar de samenhangende en elkaar bewerkende verbanden, aan het ziekbed nauwelijks meer beoefend wordt. Ofwel we komen tot verschillende conclusies, ofwel we komen er met elkaar niet uit. Dienen we de onderscheiden disciplinaire optieken binnen een multidisciplinaire behandeling niet coherent (samenhangend) en consistent (elkaar niet tegensprekend) in beeld te brengen?

Wat is dan uiteindelijk het meest concreet waarneembare, binnen al die samenhangen, die we aantreffen bij het ontwaken uit een coma en bijgevolg mogelijk bruikbaar voor een diagnostiek? Wellicht is dat alleen het bewegen zelf. Het bewegen zelf is hetgeen wij, nu geruime tijd, tot observatie hebben genomen en op grond waarvan we hebben gepoogd daarin een fenomenologische samenhang te ontwaren, om van daaruit hersengedrag in beeld te brengen. Die samenhang is op vele manieren beschreven (hersengedragmodel, PALOC-‘s, Ranchos Los Amigos Levels Glascow Coma Scale, McNamee 2012.), maar zeggen nog weinig over de kwaliteit van het bewegen zelf. Er wordt gekeken naar wat zich voor doet, maar nog niet naar hoe het zich voor doet in relatie tot het wie. Kortom hoe verhoudt het wat, de bewegingen en het daaraan gerelateerde gedrag, zich tot het wie, het bewustzijn en de daaraan gerelateerde zenuwfuncties.

Het hersengedragmodel, waar wij mee werken, tracht deze hoe-vraag wel in het vizier te houden. We trachten de dynamische interferenties tussen al die onderscheiden variabelen: gedrag, beweging, bewustzijn en zenuw(stelsel) functies, consistent en coherent systeem dynamisch in beeld te brengen om het vervolgens al of niet te kunnen duiden in relatie tot het wat of het wie. Dat is wel nodig om het verpleegkundige handelen aan het bed te kunnen verifiëren dan wel te falsifiëren. Zo is onder andere voor deze diagnostiek niet alleen een specifieke handeling doorslaggevend, maar juist ook het karakter van die handelswijze...

Wat nu binnen ArtesS verband mogelijk kan worden, is dat deze integrale wisselwerking tussen al deze genoemde aspecten op een gelijkwaardige wijze aan de orde komen om uiteindelijk ook toetsbaar evidence based geverifieerd te kunnen worden. De vraag is, in hoeverre het in kaart brengen van al deze wisselwerkingen in al haar onderscheiden dynamieken, ons kan helpen de status van gedrag, als een fenomenologisch gegeven, een nieuwe betekenis te geven. Te duiden gedrag zou mogelijk kunnen helpen om de al of niet te plegen hersengedrag gerelateerde interventies verifieerbaar en overdraagbaar te maken ten behoeve van een handelingsgerichte besluitvorming.

Wordt het wellicht ooit mogelijk om de vele waarneembare soorten van bewegingen die elkaar kunnen opvolgen, als metamorfosen van toenemende bewegingscomplexiteit te zien? Zodat we bijvoorbeeld kunnen inzien dat een laag niveau van mondbewegingen niet verder komt dan smakken en een hoger niveau van mondbewegingen tot spraak? Spraak vraagt immers om complexere mondbewegingen met complexer bewustzijn. En dat is heel mooi in verband te brengen met functies van het zenuwstelsel, want dat doet volgens neurowetenschappers in vele opzichten niet alleen spieren aanzetten tot bewegingen, maar doet evenzeer haar invloed gelden op het bewustzijn. Hoe hoger de regio's, die in het brein betrokken zijn met betrekking tot beweging en bewustzijn, hoe complexer de bewegingen en het bewustzijn kunnen worden. Dit maakt een metamorfose aannemelijk.

De volgende vraag is of we de dynamiek van en in het bewegen ook kunnen relateren aan andere elementaire dynamieken zoals die van de wezensleden, waardoor we de dynamiek van het gedrag ten behoeve van een functionele diagnostiek wellicht vanuit een andere invalshoek leren verstaan. We zijn daar nog elke dag mee bezig en verwachten dat hier zondermeer heel mooie kansen liggen te wachten op nadere concretisering…

Wordt vervolgd.


Publicaties:

Kendal, E.R. et al; Principles of neural science; fifth edition, McGrawhill books USA; ISBN 978-0-07-139011-8; p. 615-619 ‘Cortical connections, functional architecture, and perception are intimately related.’
Overbeek, B.U.H., Lavrijsen, J.C.M., en Eilander, H.J., 2010; Vegetatief of laagbewust? Nederlands Tijdschrift Geneeskunde.;154:A1890;
https://www.ntvg.nl/artikelen/vegetatief-laagbewust
McNamee, S., Howe, L., Nakasee-Ridchardson, R., Peterson, M. 2012; Treatment of disorders of consciousness in the veterans health administration polyrauma centers. Journal of head trauma rehabilitation, 27(4), 244-252.
Sitskoorn, M., 2006; Het maakbare brein; Bert Bakker Amsterdam; ISBN 90-351-3036-7
Spitzer, M., 2013; Digitale dementie; Atlas Contact Amsterdam/Antwerpen; ISBN 978-90-450-2433-2
Steiner, R., 2010; Het gespiegelde Ik; Pentagon Amsterdam, ISBN 978-94-90455-01-9


Internet:
[1] Locked-inn syndroom geraadpleegd op 18-03-2017
http://www.hersenletsel-uitleg.nl/oorzaken-ziektenbeelden/locked-in-syndroom-lis
[2] Glascow Coma Scale geraadpleegd op 18-03-2017
https://nl.wikipedia.org/wiki/Glasgow-comaschaal
Comments