Er zijn een hoop mensen die met 80 of 90 jaar door het leven gaan zonder grote klachten van dementie te hebben. Toch zullen ook zij soms wat consequenties van het ouder worden opmerken. Misschien merkt u ook bij uzelf dat u een beetje vergeetachtiger bent of u meer moeite hebt met concentreren. Waar komen deze kleine klachten vandaan? En hoe komt het dat we desondanks ook op hogere leeftijd vaak nog prima kunnen functioneren? Onderzoek met zogenaamde fMRI scans bieden antwoorden op deze vragen.
fMRI
Het maken van fMRI scans is een methode om te onderzoeken wat er in het menselijk brein gebeurt. Met fMRI scans meten we hoe zuurstofrijk en zuurstofarm het bloed is dat door verschillende hersengebieden stroomt. We weten dat hersengebieden die bij het uitvoeren van een taak extra belangrijk zijn ook extra zuurstof nodig hebben om goed te functioneren. Op deze manier fMRI scans dus een beeld van welke hersengebieden actief zijn terwijl een scan genomen wordt.
Daarnaast kunnen we met fMRI scans ook kijken welke hersengebieden tegelijkertijd actief worden. Dit zijn vaak de gebieden die met elkaar communiceren. Gebieden die veel met elkaar communiceren vormen netwerken en zijn samen betrokken bij specifieke taken, zoals het verwerken van sensaties, bewegingen of verschillende cognitieve functies.
Als we begrijpen willen hoe de hersenen van ouderen en jongeren van elkaar verschillen kunnen we fMRI scans van beide doelgroepen nemen en met elkaar vergelijken. Uit dit soort onderzoeken is gebleken dat hersennetwerken een aantal belangrijke veranderingen doormaken tijdens het ouder worden [1].
Veranderingen in het Default Mode Network
Een van de hersennetwerken die het meest bestudeerd wordt in de context van ouder worden is het Default Mode Network, dat ook wel wordt afgekort tot DMN. U maakt dagelijks vast momenten mee dat u lekker aan het dagdromen bent en uw gedachten de vrije loop laat gaan. In dit soort momenten is het DMN actief. Dat dagdromen gebeurt natuurlijk vaak op momenten waarin we niet met een specifieke taak bezig zijn. Het DMN is dan ook erg actief als mensen in een MRI scanner liggen zonder een bepaalde taak uit te voeren. Vandaar dus ook de engelse naam “default mode”: dit netwerk is een soort standaardinstelling van het brein. Het is dan ook niet verrassend dat de activiteit van dit netwerk onderdrukt is als we niet “niks doen”, dus op momenten waar we wel met een specifieke taak bezig zijn. Het DMN verspreid zich over meerdere hersengebieden. Een deel van het netwerk bevindt zich in de frontale hersenkwab, terwijl andere delen van het netwerk zich in de pariëtale kwab en de hippocampus (een gedeelte van de temporale kwab) bevinden. De fMRI scan van het bovenste plaatje laat de verschillende gebieden zien die deel uitmaken van het netwerk.
Uit onderzoek is gebleken dat naarmate we ouder worden, het aantal connecties in het DMN afneemt. Hierdoor vindt er dus ook minder communicatie binnen het netwerk plaats [2, 3]. Er zijn aanwijzingen dat het minder grote aantal connecties in het netwerk ten gevolg heeft dat het DMN minder goed onderdrukt wordt als dat nodig is, dus in momenten dat we met specifieke taken bezig zijn. Dit kan verklaren waarom ouderen soms meer moeite hebben zich op bepaalde taken te concentreren. Neem bijvoorbeeld de “1-back task”. In deze taak wordt een reeks van getallen aan mensen getoond met de instructie om op een knopje te drukken als het het huidige getal hetzelfde is als het getal ervoor. De taak wordt nog moeilijker in de 2-back versie, waar men op een knopje moet drukken wanneer het huidige getal hetzelfde is als 2 getallen terug.
Om goed te presteren op deze taken hebben we niet alleen maar concentratie nodig, maar ook een sterk werkgeheugen. We moeten er namelijk voor zorgen dat de informatie die we nodig hebben goed in ons hoofd blijft zitten. Over het algemeen presteren ouderen minder goed op deze taken dan jongeren. Interessant is dat in een onderzoek bleek dat bij het uitvoeren van deze taken, de DMN activiteit van ouderen minder onderdrukt was. Er bleek een samenhang te zijn tussen de communicatie tussen de verschillende gebieden in het DMN, de mate van onderdrukking van het netwerk, en het presteren op de taak. Ouderen met de minste communicatie tussen de DMN gebieden presteerden dus het minst goed op de taken [3]. Dit duidt erop dat de leeftijd gerelateerde veranderingen in het DMN netwerk, mede verantwoordelijk zijn voor de leeftijd gerelateerde achteruitgangen in bepaalde cognitieve functies.
Compensatie
Naast verandering binnen het DMN is gebleken dat de verhoudingen van het DMN tot andere netwerken verandert. Hier heeft ook Linda Geerligs, opzetter van Het Grijze Brein, onderzoek naar gedaan. Waar bij ouderen minder communicatie binnen het DMN plaatsvindt, zien we wel meer communicatie tussen het DMN en andere hersengebieden. Bij jongeren zien we bijvoorbeeld dat het DMN en de zogenaamde “Frontoparietal Control Network” (of kort: FPCN) twee aparte netwerken zijn die met specifieke omstandigheden wel of niet actief zijn. Bij ouderen onstaan er meer verbindingen tussen deze twee netwerken en zijn ze dus minder onafhankelijk van elkaar [2].
Aan de ene kant betekent dit dat hersennetwerken bij ouderen minder goed gespecialiseerd zijn dan bij jongeren: waar bij jongeren één netwerk voor één soort taak verantwoordelijk, is deze scheiding minder duidelijk bij ouderen.
Echter zijn er aanduidingen dat de toename van communicatie tussen de netwerken ook een compenserende rol zou kunnen spelen. Als de communicatie binnen een netwerk (zoals het DMN) minder goed verloopt, zouden we er baat bij kunnen hebben als andere netwerken soms te hulp schieten. Misschien is dat dus de reden waarom we ondanks het ouder worden toch nog goed kunnen functioneren? Er is zeker nog meer onderzoek nodig om dit definitief te kunnen zeggen, maar fMRI onderzoek kan hierbij een belangrijke rol spelen.
Bronvermelding Afbeeldingen:
Figuur 1: Graner, J. (2010). The Default Mode Network (DMN). Geraadpleegd van: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fneur.2013.00016/full
Relevante Wetenschappelijke Bronnen:
[1] Andrews-Hanna, J. R., Snyder, A. Z., Vincent, J. L., Lustig, C., Head, D., Raichle, M. E., & Buckner, R. L. (2007). Disruption of large-scale brain systems in advanced aging. Neuron, 56(5), 924-935.
[2] Geerligs, L., Renken, R.J., Saliasi,E., Maurits,N.M., Lorist,M.M. (2015). A brain wide study of age-related changes in functional connectivity. Cerebral Cortex
https://academic.oup.com/cercor/article/25/7/1987/462366
[3] Sambataro, F., Murty, V. P., Callicott, J. H., Tan, H. Y., Das, S., Weinberger, D. R., & Mattay, V. S. (2010). Age-related alterations in default mode network: impact on working memory performance. Neurobiology of aging, 31(5), 839-852.)
Het Grijze Brein 