Mensen met autisme hebben moeite met sociale interactie. Dat heeft te maken met een storing in de kleine hersenen. Frank Van Overwalle deed onderzoek naar het mechanisme hierachter en komt met nieuwe inzichten. “Hopelijk helpen die om de begeleiding van mensen met autisme nog beter te maken.”
De kleine hersenen zitten onder de grote hersenen en achter de hersenstam. In de achterkant van de schedel dus. Ondanks hun bescheiden formaat spelen ze een belangrijke rol bij onze motorische controle en coördinatie. Dat is allang geweten. Mensen met een letsel in de kleine hersenen slagen er vaak niet in om hun wijsvinger vlot en moeiteloos naar de tip van hun neus te brengen. Ook zonder wankelen op een rechte lijn lopen wordt moeilijk. Dat zijn niet toevallige testjes die de politie soms afneemt tijdens een verkeerscontrole: alcohol heeft hetzelfde effect op de kleine hersenen als een letsel.
“De kleine hersenen worden ook het motorisch brein genoemd”, vertelt prof. em. Frank Van Overwalle (onderzoeksgroep Brain, Body and Cognition van de vakgroep Psychologie). “Ze zorgen ervoor dat je automatisch een beweging maakt, zonder dat je beseft hoe je dat doet. Het gaat om diep ingesleten bewegingen die je ontelbare keren ingeoefend hebt. Als je tijdens een wandeling met één voet in een putje terechtkomt, stuur je meteen bij, zonder nadenken. Dat is het werk van de kleine hersenen. Hetzelfde gebeurt bij het tennissen. De tegenstander speelt een bal, jij past automatisch je eigen slag aan: net iets harder of zachter, net iets meer naar links of naar rechts. De kleine hersenen staan in voor het automatiseren en finetunen van je motoriek.”
Ze hebben ook een invloed op cognitieve, emotionele en sociale processen.
Frank Van Overwalle: “Dat is een recenter inzicht, dat we ook uit de kliniek kennen. Patiënten bij wie een tumor in de kleine hersenen verwijderd werd, konden na de operatie soms vreemd reageren, dagenlang niet spreken of plots emotioneel uitbarsten. Over dit sociale luik was tot voor tien jaar geen onderzoek gebeurd. Wij zijn in het gat gedoken.”
Hoe pak je zoiets aan?
“De eerste stap was een meta-analyse van bestaande studies. Research naar hersenactiviteit gebeurt vaak met behulp van fMRI-scans, functionele Magnetic Resonance Imaging. Dat is een beeldvormingstechniek die in de hersenen veranderingen in de bloedstromen meet. Zo kan je zien welk deel van de hersenen actief wordt wanneer een proefpersoon specifieke testjes doet rond taal, geheugen, emoties, .. Wij hebben zoveel mogelijk bestaande hersenstudies rond sociaal gedrag bekeken, maar dan met de focus op de kleine hersenen. Die vielen meestal buiten de scope van die onderzoeken, omdat men dacht dat ze geen rol speelden bij sociale activiteiten. Tot onze verwondering vonden we in dertig procent van die studies wel een activatie van de kleine hersenen.”
Hebben jullie ook zelf proefpersonen met fMRI bekeken?
“Dat was de tweede stap. We lieten mensen in de scanner sequenties zien: opeenvolgingen van sociale handelingen. Dat kon bijvoorbeeld een filmpje zijn, met een cartoonfiguur die bepaalde dingen deed of een hindernissenparcours afwerkte. Wanneer we de proefpersoon vroegen om te beschrijven wat dat figuurtje deed, gebeurde er weinig in de kleine hersenen. Maar wanneer we vroegen om de volgorde van die handelingen te overlopen of ze in de juiste volgorde te zetten, lichtten ze wel op.”
"Autisme is een ontwikkelingsstoornis, genezen zal niet lukken. Maar onze nieuwe inzichten kunnen van pas komen om de begeleiding van mensen te verbeteren"
Wat leer je daaruit?
“Dat de kleine hersenen een belangrijk rol spelen bij de volgorde van handelingen.”
Wat heeft dat met sociale processen te maken?
“De volgorde van handelingen is belangrijk om sociale interacties te begrijpen. Stel: je ziet twee mensen praten. Plots geeft de eerste de tweede een mep. Daarna slaat de tweede terug. Je conclusie zal waarschijnlijk zijn: de eerste is de agressor en de tweede verdedigt zich. Dat leid je af uit de volgorde van de handelingen. Die volgorde wordt nog belangrijker als we het fenomeen ‘false beliefs’ of ‘outdated beliefs’ bekijken. We tonen de proefpersonen in de scanner bijvoorbeeld een kort tekenverhaal met een jongen die aan tafel zit te spelen. Op de tafel ligt een snoepje. De jongen verlaat de kamer. Nu komt een meisje binnen. Ze neemt het snoepje, eet het op en verlaat de kamer. Wanneer de jongen weer binnenkomt, kijkt hij verbaasd naar de lege tafel. Wij hebben gezien wat er gebeurd is, maar we beseffen ook dat die jongen dat niet gezien heeft. Hij heeft een ‘false belief’. We begrijpen zijn verrassing. In zijn plaats zouden we ook vreemd opkijken. Met andere woorden: we kunnen ons in zijn gedachten verplaatsen. Die vaardigheid noemen we ‘mentaliseren’ of ‘cognitieve empathie’. Om andere mensen goed te begrijpen, moeten we weten wat er in hun hoofd om gaat.”
En dat is een hele verwezenlijking?
“Toch wel. Mensapen kunnen het ook, maar op een eenvoudige manier. Kinderen kunnen het pas vanaf de leeftijd van drie of vier jaar. Het is een grote stap op het vlak van sociale intelligentie.”
Mensen met autisme zijn er minder goed in, blijkt uit jullie onderzoek.
“Nadenken over de volgorde van handelingen of over ‘false beliefs’, duurt bij mensen met autisme een beetje langer, ze hebben er meer moeite mee. Dat zien we in de tijd om te antwoorden op zulke tekenverhalen, dat duurt net iets langer.”
Hoe komt dat?
“Er is iets fout gelopen tijdens de ontwikkeling van de kleine hersenen. Dat zien we bijvoorbeeld bij premature baby’s. Hun kleine hersenen vertonen bij de geboorte kleinere of grotere letsels. De kans bij zulke letsels is dan meer dan één op drie dat ze later autistische symptomen zullen vertonen.”
Hoe verklaar je de link tussen autisme en een stoornis in de kleine hersenen?
“Als daar iets fout loopt, wordt sociale interactie moeilijker. Dat blijkt bijvoorbeeld wanneer andere mensen dingen zeggen of doen die een beetje afwijken van wat je verwacht. Mensen zonder autisme sturen dan hun reacties automatisch bij, bijna onbewust. Net zoals die wandelaar en die tennisspeler van daarnet hun motoriek bijstuurden, zonder erover te hoeven nadenken. Die storing in de kleine hersenen verklaart wellicht waarom mensen met autisme die flexibiliteit missen. Daarom zorgen ongewone of onverwachte gebeurtenissen tijdens sociale interactie bij hen sneller voor overprikkeling en chaos. Het verklaart hun voorkeur voor een vertrouwde, voorspelbare omgeving. Ook op het vlak van motoriek zie je dat trouwens: mensen met autisme maken vaak stereotype bewegingen.”
Autisme is vaak een genetische aandoening. Zie je dit ook in de kleine hersenen?
“Ja. De scans van volwassen mensen met autisme tonen dat hun kleine hersenen iets minder volume hebben, in de zin van minder verbindingen. Dat is meer bepaald het geval in het achterste deel van de kleine hersenen, waar het sociaal-emotionele gedeelte zit. Het motorisch gedeelte zit meer vooraan. Dat is evolutionair te verklaren. Het sociaal-emotionele gedeelte is recenter ontstaan dan het motorische gedeelte. Omdat de kleine hersenen achter de hersenstam zitten, konden ze alleen maar naar achter groeien en ontwikkelen.”
Hoe belangrijk is de genetische factor bij autisme?
“Als je een broer of een zus met autisme hebt, is de kans tien procent dat jij het ook hebt. Bij een ééneiige tweeling is dat vijftig procent.”
Genezing lijkt onmogelijk bij een stoornis die zo diep in de hersenen verweven zit.
“Autisme is een ontwikkelingsstoornis, genezen zal niet lukken. Maar onze nieuwe inzichten kunnen wel van pas komen om de begeleiding van mensen met autisme te verbeteren. Begeleiders weten dat ze moeite hebben met mentalisatie, dat ze zich niet goed kunnen inbeelden wat andere mensen denken. Daar wordt op getraind. Nu komt daar het inzicht bij dat de volgorde van handelingen eveneens een uitdaging is. Ook daarop kan je werken. Eigenlijk gebeurde dat al in de jaren zestig, een beetje intuïtief vermoed ik. Men vertelde de kinderen verhalen en legde hen heel expliciet uit wat ze moesten doen en hoe ze moesten reageren bij verschillende plotwendingen. Zo pikten ze gedrag op dat ze niet spontaan konden leren.”
Jullie onderzoeken ook of magnetische of elektrische stimulatie kan helpen bij die trainingen.
“Het gaat om TMS en tES: transcraniële magnetische stimulatie of transcraniële elektrische stimulatie. Die technieken worden nu al gebruikt in de behandeling van depressie, als aanvulling op medicatie en psychotherapie. Er worden elektroden op het hoofd gevestigd, en door magnetische of elektrische pulsen wordt de hersenactiviteit beïnvloed. TMS wakkert rechtstreeks de signaaltransmissie in de hersenen aan, waardoor bepaalde neuronen gaan afvuren. tES werkt niet rechtstreeks: die techniek verhoogt gewoon de kans dat de neuronen gaan afvuren. Wij hebben onderzoek gedaan naar de impact van tES waarbij de kleine hersenen gestimuleerd worden. Als we gezonde proefpersonen na een sessie tES vragen om sociale handelingen in een bepaalde volgorde te zetten, zien we onder de fMRI-scanner dat alle hersengebieden die instaan voor sociale processen sterker oplichten, ze zijn meer geactiveerd. Misschien kunnen we tES ooit gebruiken bij de begeleiding van mensen met licht autisme, zodat die iets vlotter dingen kunnen leren. Maar dat is nog verre toekomstmuziek.”
De resultaten van jullie onderzoek stonden onlangs in het gereputeerde Nature Reviews Neuroscience. Blij? Trots?
“Allebei, voor de hele groep wetenschappers die erbij betrokken was. Voor mij persoonlijk was het ook een beetje de bekroning van een loopbaan. Ik ben sinds kort met pensioen, maar ik werk nog verder, op een wat trager tempo weliswaar. Ik blijf het superboeiend vinden.”