5_Spatcogn

Question 1

Hoofdstuk 5 - Spatiale cognitie (verwerking)

Answer 1

visuele verwerking: herkennen van object
spatiale cognitie: veel breder
bredere organisatie wereld, positie in ruimte, processen bij zoals visueel handelen, objecten vastgrijpen, onthouden hoe de ruimte eruit ziet bv. kaart lezen
grotere theoretische complexiteit

Question 2

5.1 INLEIDING: spatiale verwerking

Answer 2

Vroege visuele gebieden zijn retinotopisch (retinotopie niet voldoende vr alle spat functies - is heel gezichtsafhankelijk)

Retinotopie niet voldoende voor aantal belangrijke spatiale functies:
- 3D
- visuomotorisch handelen (vastnemen van een object)
- spatiaal geheugen (er is geen visuele info aanw)
- navigatie

visuele gebeiden (cfr. cortices) zijn dus op zich beperkt om al die spatiale processen te ku uitvoeren

Question 3

5.2 De dorsale stroom

Answer 3

POSTERIEURE PARIËTALE CORTEX belangrijke rol spatiale verwerking
-> krijgt input vanuit visuele cortex + somatosensorische cortex
dorsale stroom (visuele (occipit) gebieden -> posterieur pariëtale cortex) <3 visuele ruimtelijke verwerking
INTRAPARIËTALE SULCUS = scheiding inferieur pariëtale (lateraal) lob + superieure pariëtale lobule (mediaal)
stuurt info nr intrapariëtale gebieden + daarrond
(interessant bij ondersteunen visuomotorische handelingen, somatosensorische feedback belangr)
object grijpen: belang van positie + situeren
MST: mediaal superieur temporaal gebied, waarnemen van beweging(en)
MT: middeltemporaal gebied, bewegingsverwerkingsgebied

Question 4

5.2.1 Output vanuit de posterieur pariëtale cortex

Answer 4

ook gunstig gelegen
connecties:
x prefrontale cortex (spatiaal werkgeheugen)
x premotorische cortex (visuomotorische actiecontrole)
(via posterieure cingulate cortex en retrospinale cortex) mediaal temporale lob (hippocampus – geheugen-navigeren in ruimtelijke omgeving)

Question 5

5.2.2 Kenmerken van cellen in posterieure pariëtale cortex (cfr. gebied 7a) we vergelijken de dorsale stroom met de ventrale stroom op single cell niveau.

Answer 5

(niet alle cellen hebben elk van deze kenmerken)
- niet (of minder) gevoelig voor vorm of kleur => minder geschikt
voor objectherkenning
- geen speciale sensitiviteit voor foveale informatie => details minder
belangrijk, algemene configuratie belangrijker
- grote receptieve velden:
soms hele contralaterale + deel van ipsilaterale visuele veld
=> objecten kunnen over groot deel van ruimte gevolgd worden
- directionele selectiviteit: helpt bij volgen van object in beweging (meer cellen sensitief voor horizontale bewegingen)
- cellen hebben optimale gevoeligheid voor snelheid van beweging
zoals bij wandelen/lopen
=> helpt om object in ruimte te localiseren onafhankelijk van (+ gevoelig vr typische snelheid van organisme)
beweging van waarnemer
- cellen responsief voor locatie tov oog, hoofd, lichaam etc, alsook combinatie (hoofd en ogen ku onafh bewegen => oplossen door neuronen die vr beide coderen)
- cellen coderen selectief voor eindpunt van armbeweging (belangr vr toepassing), die cellen gaan bepalen waar in de ruimte moet uw hand bv naartoe
=> kenmerken van cellen maken ze zeer geschikt voor
spatiale vaardigheden zoals visuomotorische actiecontrole
! niet alle neuronen hebben die kenmerken, hebben allen een specifieke focus => geschikt vr spatiale vaardigheden en controle !

Question 6

5.2.3 Plastische veranderingen van receptieve velden i.f.v. gebruik van gereedschap

Answer 6

kunnen ook veranderen doordat bv object ook nr zich toe trekt
zo ku receptieve velden (met hand als referentiepunt) gn uitbreiden
wel enkel als hark ook effectief gebruikt moest worden
receptieve velden passen aan aan relevante gedragsmatige context van het organisme
toont hoe plastisch onze hersenen zijn

Question 7

5.3 Het coderen van 3 ruimtelijke dimensies

Answer 7

“nu meer naar specifieke functies kijken”
eerste belangrijk iets daarin is coderen van 3 ruimtelijke dimensies

Question 8

5.3.1 Boven/onder (verticaal)

Answer 8

Boven/onder
gemakkelijkst, wegens absolute referentiepunt (aarde)

Question 9

5.3.2 Links/rechts (horizontaal)

Answer 9

Links/rechts
veel moeilijker, wegens relatief
in ventrale stroom doet er niet toe of nr links of rechts kijkt
verschil tuss d en b wordt pas weggewerkt als dorsale stroom meer is ingewerkt

Ontwikkeling:
- spiegelschrift
- onderscheid letters ‘d’ en ‘b’ en ‘p’ en ‘q’ bij lezen en schrijven

kan herschade oplopen aan horizontale dimensie
ku links-rechts onderscheid niet meer maken

Question 10

5.3.3 Diepte

Answer 10

retinale/binoculaire dispariteit
cellen in dorsale stroom met gevoeligheid voor dispariteit

3de dimensie, diepte, moet afgeleid worden uit beeld (2D)
één van die manieren = retinale/binoculaire dispariteit:
1. ogen convergeren als dichtbij => info gebr om verte in te schatten
2. projecties verschillen van elkaar, verschillen ku gebruikt worden om diepte te reconstrueren
er zijn dus cellen in onze dorsale stroom met een gevoeligheid voor dispariteit

Question 11

5.3.3.1 Random-dot stereogrammen

Answer 11

visuele illusie
opnieuw dispariteit wordt gebruikt vr diepte

Question 12

5.3.3.2 Bewegingsparallax

Answer 12

dichterbij sneller vs. achtergrond
dieptecues gebruiken om diepte te reconstrueren

ER IS NIET EEN SPEC GEBIED DAT INSTAAT VOOR DIEPTEVERWERKING
hersenschade kan diepte perceptie bemoeilijken, maar niet selectief!!!

Question 13

5.4 Spatiale referentiekaders

Question 14

5.4.1 Egocentrische referentiekaders

Answer 14

aantal verschillende bv lich, hoofd, ogen…
ku allemaal onafh van elkaar bewegen
referentiekader wordt stuk apart gecodeerd in hersenen
object kan dus gecodeerd worden tov elk afzonderlijk lichaamsdeel
als we kijken nr letselstudies ku we selectief de referentiekaders verstoren!

Question 15

5.4.2 Allocentrische referentiekaders

Answer 15

Objecten tov mekaar, los van individu
andere hersendelen/neuronen
in hersenen dus versch referentiekaders gebruikt om voorwerpen in ruimte te gn bestuderen

Er bestaan dubbele dissociaties tussen verschillende ruimte representaties
- persoonlijke ruimte, lichaam zelf
- peripersoonlijke ruimte, binnen reikwijdte vh lichaam
- extrapersoonlijke ruimte, buiten reikwijdte

PET: near (peri-) vs far (extrapersonal)space
spatiale representaties: enorm complex georganiseerd in hersenen
near > far
far > near
zie tekening

versch gebieden in hersenen actief afhankelijk van ruimtelijke gebieden
versch delen bezig met versch referentiekaders zodat in grote mate dissocieerbaar zijn
spatiale representaties enorm complex georganiseerd: veel versch referentiekaders

Question 16

5.4.3 Categorische VS metrische spatiale referentiekaders

Answer 16

nog ander ondersch: aard vd spatiale referentiekaders

categ: LH, spatiale relaties, bv. linksrechts bovenonder
metrisch: RH, verschil in afstand kwantificeren, hoe ver bevinden dingen zich van elkaar

Question 17

5.5 Beweging: veranderende spatiale relaties

Answer 17

enkele specifieke regio’s vr bewegingsperceptie

MT: richting- en snelheidsgevoelig (cfr. hoofdstuk objectherkenning), (zie verwerking), heel belangr rol, richtings- en snelheidsgevoelige neuronen (cfr. beweging niet zien, enkel losse beelden)

MST: gevoelig voor complexe bewegingen (vb. optic flow (dichtbij retina punten meer bewegen + objecten groter als ik dichter), neuronen die dus op optic flow reageren, zo kan je beweging vd persoon in de ruimte traceren

Question 18

5.5.1 Rekening houden met eigen beweging (!)

Answer 18

hersenen kunnen alleen onderscheid maken als de bewegingsperceptie gebieden ook informatie krijgen over de beweging van de ogen/lichaam

Evidentie voor corrolary discharge: hypothese (kopie): motor gebieden zenden een copy van het motorplan
naar de visuele gebieden

Question 19

5.5.2 Mentale rotatie (!)

Answer 19

mensen voeren effectief mentale rotatie uit
visuele beweging speelt mee
beïnvloeding neurale activiteit in MT, er is dus e betrokkenheid
techniek verdeelde visuele veld
split brains => RH (linker visueel veld) = voordeel uitvoeren mentale rotatie
afhankelijkheid draaihoek blijft bestaan
2 hemisferen doen effectief via proces van mentale rotatie

Question 20

5.5.2.1 Betrokkenheid van MT in mentale rotatie

Answer 20

bewegingsgevoelig gebied MT5 betrokken in mentale rotatie
…
meer activiteit incongruente beweging
toch ons bewegingsgebied in gang
?

Question 21

5.6 Ruimte en actie

Answer 21

nog ander aspect van ruimtelijke verwerking = constructieve vaardigheden: zelf maken van spatiale relaties

Question 22

5.6.1 Constructieve vaardigheden

Answer 22

Rey-Osterrieth
x complexe figuur visuospatiaal tekenen
x RH letsel
x pariëtale gebieden
constructionele apraxie
x ruimtelijk zaken gn creëren, maken van ruimtelijke reconstructie
voorzichtig benaming: nog andere vaardigheden betrokken

Question 23

5.6.2 Optische ataxie

Answer 23

x dorsale stroom
x objecten aanwijzen
x objecten vastgrijpen
x motorisch oriënteren van lichaamsdeel (uitvoeren?)

Question 24

5.6.3 Neurale mechanismen

Answer 24

wat zijn neurale mechanismen achter die spatiale vaardigheden en visuo-motorische vaardigheden (link ruimte en actie?)
eerste interessant type cellen neuronen = intrapariëtale sulcus

Question 25

5.6.3.1 Parietal reach region (PRR)

Answer 25

Mediaal, zijn cellen te maken met REIKEN nr bep objecten
- activiteit in PRR cellen begint bij planning en stopt bij
initiatie !!!
- responsief t.o.v. specifieke ruimtelijke gebieden
- meest responsief t.o.v. eindpunt van beweging
Als ik intentie vorm om te grijpen gn neuronen actief zijn voor ik aan beweging begin & die gn eindpunt en alle tussenstapjes gn coderen
VB deactivatie
saccade LIP (lateraal interpariëtaal gebied)
ziet omgekeerde in PRR
hier verhoogde activiteit in saccade taak maar niet in reiktaak
dus dubbele dissociatie LIP en PRR

Question 26

5.7 Spatiale navigatie

Question 27

5.7.1 Route-gebaseerd VS map-gebaseerd

Answer 27

route-gebaseerd:

ego-centrisch
opeenvolging versch stappen, instructies
landmark-gebaseerd stappenplan
rigide

map-baseerd:
LET OP VR VERW MAP & ROUTE
allocentrisch
we gn ook mentale kaarten creëren
gebaseerd op mentale ‘overzichtsmap’
flexibel

Question 28

5.7.2 Neurale basis

Answer 28

hoe routes geïmplementeerd in hersenen?
3 belangr gebieden – spatiale navigatie
(hippocampus - geheugen)
binnenkant temporale cortex:
1) PPA - landmarks aanreiken, bekende plaatsen omgeving
2) RSC - bepaalt positie van individu map
3) MTL - overzichtsmap
elk andere bijdrage spatiaal navigeren

Question 29

5.7.2.1
1 Parahippocampus: geheugen voor landmarks

Answer 29

opbouwen geheugen herkenbare punten
VB doolhof
wordt actief bij zinvol leren gebruiken doolhof, wnr objecten op een decisiepunt bevinden
ook in patiëntenonderzoek bevestigd:
x parahippocampus =>
x landmark agnosia en/of anterograde desoriëntatie (min of meer op zelfde neer)
problemen om nieuwe spatiale informatie op te slaan
ku voorwerpen niet linken aan zinvolle beslissing in welke route ze moeten nemen

Question 30

5.7.2.2
2 Retrosplenial cortex (RSC): representatie van positie van persoon in gekende omgeving

Answer 30

representatie van positie van persoon in gekende
omgeving
ook landmarks maar meer positie persoon
VB Epstein
PPA activatie bij alles wat ruimtelijk was
RSC helemaal ander patroon, objecten doen daar niks
nog meer activiteit locatie- en oriëntatietaak
hoe meer representatie vd positie van de persoon in ruimte belangrijk was, hoe meer activatie in RSC gebied
2de studie gebruik van multivariate similariteit
in PPA vindt verschil in similariteit niet terug
patroon van activatie in RSC hangt af van plaats en niet richting waarin plaats getrokken is, onafh van uiterlijke verschijningsvormen (??)

Question 31

5.7.2.3
3 Hippocampus: representatie van mappen

Answer 31

2 belangr types neuronen (cfr. geheugen voor locaties)
-place cellen (elke keer als muis op die plek in kooi kwam, meest eenvoudige vorm van coderen van een ruimte)

-gridcellen: complexer
gevoelig vr verschillende plaatsen

samen => geheugenmap omgeving
Hippocampus (MTL) zorgt dus vr een representatie van de mentale map
speelt rol in creëren mentale kaarten in omgeving
studie taxichauffeurs - voxel based morphometry
grijze stof
! hun HC was groter in vgl met leeftijd-gematchte en opleiding-gematchte personen !
zowel links als rechts
werd ook groter hoe langer beroep deden
gaat om plasticiteit vd hersenen!
en niet bv mensen met grotere HC worden taxichauffer

Question 32

5.8 Uitdagingen voor het ventraal-dorsaal onderscheid

Answer 32

Probleem:
- pariëtale cortex is niet enkel betrokken in spatiale verwerking !!! , maar ook in heel wat andere taken (vb. selectieve aandacht, werkgeheugen,
getalverwerking, etc)
- ruimtelijke verwerking niet enkel in pariëtale cortex (cfr. hippocampus)

Suggestie:
!! Aard van de informatieverwerking is bepalend: !!
- dorsaal: kwantitatief, coordinaat-gebaseerd, afstand tot een object, reikbeweging: afstand van object moet berekend worden
- ventraal: kwalitatief, categorie-gebaseerd, onafh van hoe ver object: gaat objecten in bep categ plaatsen
bv meubelstuk, dier
idee metrische - kwant LH & kwal RH NIET bevestigd
vooral dissociatie ventrale en dorsale stroom in lijn met kwantitatief/kwalitatief

Question 33

5.9 Extra: virtuele of neuraal-gestuurde prothesen

Question 34

5.9.1 Reikbewegingen

Answer 34

type prothesen waar we nr gaan kijken zijn de reikbewegingen
zie PRR (intra-pariëtale sulcus ontdekt)
intentie en uitvoering zijn neural ontkoppeld

• intentie: pariëtaal
• uitvoering, controle en verfijning: frontaal
  & subcorticaal

idee prothesen aansturen door vormen intenties

eigensch PRR cellen:
start planning, stop intitiatie
responsief tov spec ruimtelijke gebieden
meest responsief tov eindpunt beweging

microelectroden
achterhalen plaats in de ruimte waarvoor elk neuron codeert – als actief -> intentie gevormd om reikbeweging nr die plaats uit te voeren
aapjes geleerd intentie nr stimulus/bep plaats richten

toepassingen waar mensen met dwarslaesies mee geholpen konden worden
elektrode volledig verlamde patiënt
precentrale gyrus (???)
Brain-computer interfaces = virtueel aansturen van protheses
braincap met 36 elektrodes: obv intenties kan gaan typen
Verdere ontwikkelingen: ook motorische cortex (???)