Impliciet leren bij patiënten met een cerebellaire beroerte

Het cerebellum wordt van oudsher in verband gebracht met de coördinatie van
bewuste bewegingen, balans en evenwicht. Uit recent onderzoek komt echter naar
voren dat het cerebellum ook in rol speelt in cognitieve processen. Bij
functies als taal, het timen van opeenvolgende gebeurtenissen en leren blijkt
het cerebellum ook betrokken. Een aantal neuro-imagingonderzoeken [Doyon 1996,
2003, Flament 1996, Goschke 2001, Grafton 1994, Jenkins 1994, Jueptner
1997a,1997b, Petersen 1998, Seitz 1992,1994, Shadmehr 1997] en
neuropsychologische onderzoeken [Clegg 1998, De Smet 2007, Dominey 2003, Ghez
2000, Gosshke 2001, Hoen 2006, Smith 2004, Squire 1993] hebben aangetoond dat
het cerebellum het impliciet leren van reeksen bewegingen ondersteunt.

Het doel van dit onderzoek is het testen van de hypothese dat het cerebellum
een rol speelt bij het impliciet leren in zowel het motorische domein als in
het domein van taal.


Verscheidene onderzoeken ondersteunen deze hypothese. Ten eerste rapporteren
Fletcher 1999, Forkstam 2006, Grabowski 1996, Klein 1995, Martin 1995, Molinari
1997, Petersen 1989, en Raichle 1994 dat er activiteit in het cerebellum is
tijdens taalverwerkingstaken.
Ten tweede is uit onderzoeken met patiënten met een cerebellaire aandoening
gebleken dat deze groep naast problemen met de motoriek ook het cerebellair
cognitief-affectief syndroom (CCAS) vertoont. Bij patiënten met het CCAS treden
er stoornissen op in het functioneren van het werkgeheugen, het visuospatieel
geheugen, spatiële cognitie, evenals taalproblemen zoals agrammatisme,
dysprosodie en lichte anomische afasie [Schmahmann 2004; Mehdorn, Gottwald,
Wilde & Mihajlovic 2004]. Ten derde wordt er bewijs geleverd door onderzoek met
dyslectische proefpersonen. Dyslexie is een leerstoornis met een neurologische
grondslag, die gekenmerkt wordt door moeilijkheden bij vlotte en accurate
herkenning van geschreven woorden, alsook een gebrekkige spelvaardigheid en
vermogen om te decoderen [International Dyslexia Association, 2002]. Dyslexie
wordt van oudsher gezien als een stoornis in geschreven taal. Mensen met
dyslexie hebben moeilijkheden met lezen en spellen, taalproductie, taalbegrip
en het impliciet leren van taal [Alphen 2004, Bishop 1990, Catts 1999, Pavlidou
2010, Scarborough 1990,1991,2005, Snowling 2006]. Onderzoek uit het laatste
decennium heeft echter een aantal symptomen in het motorisch functioneren naar
voren gebracht, zoals moeilijkheden bij balanceertaken, peg moving, wijzen, een
lagere verwerkingssnelheid en moeite met het impliciet leren van motorische
handelingen [Catts 2002, Fawcett 1999, Howard 2006, Moe-Nilssen 2003, Molinari
1997, Stoodely 2006,2009a, Velay 2002]. Bovendien hebben een aantal
neuroimaging-onderzoeken aangetoond dat deelnemers met dyslexie een kleiner
volume grijze stof hebben in het anterieure cerebellum, anomalieën in de
verspreiding van metabolieten in de rechter cerebellaire hemisfeer, en een
verminderde connectiviteit [Brambati 2004, Brown 2001, Brunswick 1999, Eckert
2003, 2004, Finch 2002, Rae 1998, 2002, Stoodley 2009b,c]. Het bestaan van een
taalstoornis en een stoornis in de motoriek bij zowel patiënten met een laesie
in het cerebellum als bij mensen met dyslexie wijst op een rol voor het
cerebellum in het impliciet leren van motorische handelingen maar ook in het
impliciet leren van taal.

Indien de hypothese correct is, wordt voorspeld dat a) de mate van impliciet
leren van de deelnemers bij een motorische taak de mate van impliciet leren bij
een taaltaak voorspelt, en b) dat de patiënten die een cerebellair CVA hebben
doorgemaakt significant slechter presteren dan de controlegroep, zowel op de
motorische taak als op de taaltaak. Om deze hypothese te verifiëren zullen we
13 patiënten testen die een cerebellair CVA doormaakten, en een groep van 40
gezonde deelnemers ter controle. Er wordt gebruikt gemaakt van een test voor
het impliciet leren van motorische handelingen en een test voor het impliciet
leren van taal. De gezonde proefpersonen worden met de patiënten gematcht op
leeftijd, geslacht en opleidingsniveau.

De resultaten van dit onderzoek zullen bijdragen aan nieuwe inzichten in de rol
van het cerebellum in leren in het algemeen en met name in het leren van taal.
Bovendien is er voor zover wij weten bijna geen onderzoek gedaan waarin
impliciet leren na een cerebellair CVA onderzocht. De resultaten van het enige
onderzoek naar ons weten [Witt 2002] zijn wellicht niet geheel betrouwbaar
vanwege het kleine aantal proefpersonen en het type testprocedure dat werd
gebruikt. Daarom zal het huidige onderzoek bijdragen aan de hedendaagse kennis
over het algemene cognitieve en taalkundige profiel van patiënten die een
cerebellair CVA hebben doorgemaakt.

Het doel van het huidige project is om aan te tonen dat het cerebellum zowel
het vermogen om impliciet motorische reeksen te leren als het vermogen om
impliciet talige reeksen te leren ondersteunt, en dat disfunctioneren van het
cerebellum een nadelig effect heeft op het uitvoeren van beide taken. Daarom
zullen we de volgende voorspellingen toetsen: a) Het vermogen om impliciet
motorische reeksen te leren voorspelt het vermogen om impliciet taalreeksen te
leren en; b) Patiënten die een cerebellair CVA doormaakten presteren
significant slechter dan de gematchte controlegroep op zowel de motorische
leertaken als op de taaltaken.

Dit is een experimentele studie met als primaire taken de Serial Reaction Time
(SRT) task en de Artificial Grammar Learning (AGL) task. Beide zijn
gedragstaken die de mate van impliciet leren meten. De taken meten
veranderingen in het gedrag die worden veroorzaakt door specifieke stimuli
zonder expliciete instructies van de onderzoeker of een bewuste intentie van de
deelnemer om te leren. De SRT-taak meet impliciet leren in het motorische
domein: deelnemers worden geconfronteerd met een gestructureerde reeks visuele
aanwijzingen waarop zij reageren door op een knop te drukken. Naarmate de
deelnemers de reeks leren worden hun reactietijden op de visuele stimuli
korter.

De oorspronkelijke AGL-taak meet de kennis die is opgedaan bij het impliciet
leren in het taaldomein. De deelnemers worden geconfronteerd met een reeks
pseudowoordketens (zinnen) die gegenereerd worden volgens een aantal eenvoudige
regels (grammatica). In het proces hebben de deelnemers kennis opgedaan die ze
in staat stelt om onderscheid te maken tussen nieuwe pseudowoordketens die
voldoen aan de regels van de grammatica waarmee de deelnemers geconfronteerd
zijn en nieuwe ketens die niet voldoen aan de regels van deze grammatica,
zonder dat de deelnemers expliciet weten wat deze regels zijn.
Het onderzoek zal worden afgerond in ongeveer 8 maanden. Het verwerven van de
deelnemers zal ongeveer 2 maanden duren. Het uitvoeren van de tests zal nog
ongeveer vier maanden duren. Het analyseren van de data zal twee maanden duren.

Fase I: Nadat de deelnemers hebben aangegeven deel te willen nemen en
schriftelijk informed consent gegeven hebben worden ze gebeld voor een
telefonisch interview dat ongeveer 5 minuten zal duren. In dit interview worden
de inclusie- en exclusiecriteria gecontroleerd.

Fase II: De deelnemers ondergaan een neurologisch en neuropsychologisch
onderzoek, bij voorkeur bij de deelnemer thuis. Omdat de neuropsychologische
testbatterij in totaal vrij veel tijd in beslag neemt zijn de tests verdeeld
over 3 sessies. De tests die zullen worden gebruikt in deze eerste sessie
worden in detail beschreven in hoofdstuk 4.2.3. De eerste testsessie duurt
ongeveer 50 minuten.

Fase II: Deelnemers bezoeken het testlab in het Utrechts instituut voor
Linguïstiek (UiL OTS) waar zij gevraagd worden een taak te doen op het gebied
van impliciet leren van een motorische reeks en een taak op het gebied van
impliciet leren van taal. Daarnaast wordt er een controletaak gedaan waarbij
hun vermogen om expliciet te leren gemeten wordt. Ook zullen de deelnemers vier
taken volbrengen van de neuropsychologische testbatterij. Deze taken worden
afgenomen in het testlab in plaats van bij deelnemers thuis omdat het gebruik
van een computer voor deze taken noodzakelijk is. De taken worden beschreven in
hoofdstuk 4.2.4. Het bezoek duurt ongeveer 90 minuten.

Fase IV: In de laatste testsessie van het onderzoek worden 8
neuropsychologische taken afgenomen. Deze sessie vindt bij voorkeur plaats bij
deelnemers thuis. De taken die in deze sessie worden gebruikt worden beschreven
in hoofdstuk 4.2.5. Deze testsessie duurt ongeveer 90 minuten.

Fase V: De data wordt geanalyseerd en er worden manuscripten aangepast voor
publicatie in peer-reviewed journals. De resultaten van het onderzoek worden op
congressen gepresenteerd.

Het onderzoek is niet belastend. Deelnemers moeten drie korte gedragstaken
ondergaan en een voorbereidend onderzoek op het gebied van neuropsychologie.