Nervesystemet hvordan påvirkes en hjerne under utvikling?

Transkript

1 Nervesystemet hvordan påvirkes en hjerne under utvikling? Per Brodal Institutt for medisinske basalfag Universitetet i Oslo Norsk Barnesmerteforening Tverrfaglig seminar 9. mai 2016

2 Barnehjernen er ikke en liten voksenhjerne P. Brodal

3 Nerveceller kommuniserer ved synapser Frisetting av nevrotransmitter Dendritt Elektrisk signal Synapse Akson Mange synapser kan endres ved bruk P. Brodal

4 Sentralnervesystemet anlegges som et rør Innfolding fra ryggsiden P. Brodal dagers embryo 1mm 4

5 Foldinger og ulik vekst av rørets forskjellige deler 36 dagers embryo ca 1 cm. P. Brodal

6 Proliferasjon og migrasjon Økningi antall nevroner ved celledeling Forflytning (migrasjon) Differensiering Utvekst av aksoner Etableringav synaptiske forbindelser Mange nevroner elimineres i utviklingen Nevroepitel P. Brodal

7 Utvikling av hjernen etter fødselen Første leveår: nesten tredobling vekt Voksen vekt oppnås ved 5-7 årsalder Stadig remodellering frem til voksen alder Størst synapsetetthet i korteks første til andre leveår, deretter avtagende Nyfødt 2 år P. Brodal

8 Hjernens organisering: Utbredte, oppgaverelaterte nettverk Nettverk for beslutninger og målrettede handlinger Nettverkene deler mange nevrongrupper Nettverk for viktighet Nettverk for oppmerksomhet Nettverk for motivasjon/affekt/emosjoner Nettverk for kroppsskjema og kroppsbilde P. Brodal

9 Utvikling av funksjonelle nettverk SYNAPSE-ELIMINASJON: reduksjon i tetthet av lokale forbindelser (?) MYELINISERING: økning i lange funksjonelle forbindelser P. Brodal 2016 Fair et al

10 Nettverkenes tidlige utvikling Spedbarn: uspesifiserte, mange muligheter språkutvikling etter fjerning av den ene hemisfæren utvikling av symptomer ved ulike barnepsykiatriske lidelser Gradvis spesialisering sensitive (kritiske) perioder synssystemet hørsel (cochleaimplantat) ASD: abnorm synapseeliminasjon av lange forbindelser årsak til regresjon ved 2-årsalder? (Karmiloff-Smith et al., 2014) P. Brodal

11 Alarmsystemer for overlevelse P. Brodal

12 Livsviktige alarmer Opplevelse: Smerte Angst, frykt Tretthet Hensikt: Opprettholde homøostase (fysiologisk) Mestre trusler mot personens integritet (fysisk, psykologisk, sosialt) Begge tilfeller stressrespons og endret atferd P. Brodal

13 Viktig presisering om bruken av begrepet smerte Bennett & Hacker: Philosophical Foundations of Neuroscience. Blackwell 2003 Subjektet for smerten er personen som tilkjennegir den, ikke hans sinn eller hjerne hvor årsaken til smerten er lokalisert, må skilles fra hvor smerten kjennes P. Brodal

14 Fri nerveendinger fanger opp signaler om trusler mot homøostasen Nakent akson Bader i vevsvæsken og overvåker sammensetningen og mekaniske påkjenninger i vevet Schwanncelle P. Brodal

15 Signaler fra nociseptorer når mange deler av sentralnervesystemet Smerteopplevelse Hjernebarken Thalamus Amygdala Hypothalamus Plastiske endringer: endret respons senere Tractus spinothalamicus Kjerner i hjernestammen involvert i stressresponser Ryggmargens dorsalhorn P. Brodal

16 Utvikling av sensoriske systemer Wolf,A.R.: Pain, nociception and the developing infant 1999: 6 uker: forbindelse mellom perifere sensoriske nevroner og nevroner i ryggmargen Gradvis innervasjon av perifere vev fullført hud og slimhinner rundt 20 uker Fødsel: reseptortetthet som hos voksne (eller høyere) 24 uker: thalamokortikale nevroner etablerer synapser 30 uker: myelinisering av oppstigende sensoriske baner SER (sensory evoked responses) kan fremkalles intrauterint P. Brodal

17 Utvikling av sensoriske systemer, forts. Nedstigende baner for sensorisk kontroll og ryggmargens internevroner er umodne ved fødselen Synaptiske endringer i dorsalhornet selv om signaler ikke ledes videre sentralt Umodenheten i utvikling av nedstigende kontrollsystemer og internevroner kan forklare at reseptoriske felter er store responsene er vedvarende og til dels uforutsigbare P. Brodal

18 Tilbaketrekningsrefleksen= smerteopplevelse? Wolf, 1999: Premature barn har kraftigere responser på nociseptorakrivering enn fullbårne men responsene er mindre diskriminerende og utløses fra større reseptoriske felt tidlig premature har økt sensitivitet og tendens til hypersensibilisering P. Brodal

19 Tidlige erfaringer setter spor P. Brodal

20 Tidlig smertepåvirkning.. Lloyd-Thomas and Fitzgerald (1996): Det er mer og mer holdepunkter for at tidlig eksponering for smertestimuli medføreruheldige virkningerpå senere utviklingav nervesystemet potensielt skadelige stimuli trenger neppe å trenge inn i bevisstheten for å endre utviklingen av sensoriske systemer Generelt: Både fysiske og psykiske påkjenninger (stress) kan bidra til senere endret stressrespons (inkl. smerteatferd) og sårbarhet for angst og depresjon P. Brodal

21 Psykologisk påvirkning: Mothering style and gene effects Moren: high licking/grooming Økt serotonin Økt ekspresjon nervevekstfaktor i hippoampus Demetylering av glukokortikoidreseptorgenet Permanent økning i NGF-indusert GR ekspresjon i hippocampus Sapolsky (Nature Neurosci. 7: , 2004) Voksen Høy GR akt. i hippocampus Lavt glukokort.nivå Høy akt- licking/grooming P. Brodal

22 Tidlig påvirkning er ikke skjebne Sapolsky (Nature Neuroscience 7: , 2004 ) Thus, early experience can have lifelong consequences ranging from the molecular to the behavioral level. But, to the relief of many of us, early experience is not necessarily destiny P. Brodal