Voeding en de neurale ontwikkeling van het ruimtelijk denkvermogen met behulp van fMRI

Obesitas bij kinderen is een van de ernstigste bedreigingen voor de publieke
gezondheid van de 21e eeuw. De aandacht voor obesitas in de kindertijd groeit,
omdat kinderen met overgewicht een verhoogde kans hebben op latere leeftijd
obesitas te ontwikkelen. Obesitas houdt sterk verband met de kwaliteit van het
voedingspatroon en een voedingspatroon van slechte kwaliteit houdt weer verband
met verminderde cognitieve achteruitgang. Recente onderzoeksresultaten toonden
aan dat chronische systemische ontsteking met als gevolg neuroinflammatie,
mogelijk ten grondslag liggen aan deze associatie. Een van de hersengebieden
die sterk aangetast wordt door neuroinflammatie is de hippocampus. Dit
hersengebied is tevens van groot belang voor de spatiele cognitie. In
overeenstemming met deze bevindingen, werd bij ratten recentelijk gevonden dat
achteruitgang in de spatiele vermogens na het induceren van een dieet hoog in
vetten, gemedieerd werd door verhoogde ontsteking in de hippocampus. Belangrijk
om op te merken is dat dit verband vooral gold voor de jonge ratten, oftewel
tijdens de neurale ontwikkeling en slechts in mindere mate voor volwassen
ratten. De relatie tussen voeding enerzijds en de neurale ontwikkeling van
spatiele cognitie anderzijds, evenals het medierende effect van ontsteking, is
bij kinderen nog niet eerder onderzocht. We zouden deze relatie dan ook willen
onderzoeken bij kinderen in de basisschoolleeftijd (8-10 jaar). Hiervoor zullen
we een spatiele cognitie paradigma gebruiken, dat ons in staat stelt om neurale
plasticiteit ten gevolge van training te onderzoeken.

Het doel van de huidige studie is te onderzoeken in hoeverre aan de hand van
voeding de trainingseffecten voorspeld kunnen worden, hoe dit gerepresenteerd
wordt in het brein en in hoeverre deze relatie gemedieerd wordt door
ontstekingsfactoren.

De beeogde studie maakt gebruik van een interventie bestaande uit een spatiele
cognitietraining om de relatie tussen voeding en de neurale ontwikkeling van
spatiele cognitie te onderzoeken. De meting van voeding is observationeel.

Voor de training van het ruimtelijk inzicht, spelen deelnemers iedere dag 30 minuten op de computer een virtual reality game, speciaal ontwikkeld voor kinderen. De taak betreft een navigatietaak, waarbij een object opgehaald en daarna weer terug gebracht dient te worden, ofwel een object-relocation task. Hierbij kan gebruik worden gemaakt van lokale en/of globale cues. Door het spel te spelen, verwachten we dat het gebruik van deze cues steeds flexibeler wordt, wat zal leiden tot betere prestaties in de game en daarmee een meer optimale belasting van de betrokken breingebieden. Er wordt gebruik gemaakt van verschillende niveau's, waardoor het spel naar verloop van tijd steeds uitdagender wordt. Met deze training beogen we het ruimtelijk denkvermogen te trainen.

Deelnemers aan dit onderzoek worden niet blootgesteld aan enig risisco. De
deelnemers komen in totaal drie keer naar het Donders Instituut: (1) eenmaal
voor de intake-sessie (maximaal 80 minuten, waaronder 5 minuten anatomische
scan), (2) eenmaal voor de pre-scan in de MRI-scanner waarbij de deelnemers een
eenvoudige versie van een navigatietaak uitvoeren (65-80 minuten, waaronder 30
minuten in de MRI scanner) en tot slot na zeven dagen (3) een post-scan in de
MRI-scanner (50 minuten, waaronder 30 minutwn in de MRI-scanner), waarbij
deelnemers dezelfde taak nog eens uitvoeren. Na afloop van zowel de pre- als de
postscan zal een speekselmonster worden afgenomen (<5 minuten). Tussen de pre-
en de postscan zullen de deelnemers thuis zeven dagen achter elkaar een
training van het ruimtelijk inzicht volgen. Dit is een virtual reality game,
speciaal ontwikkeld voor kinderen. De taak kan thuis op de computer gespeeld
worden. Iedere sessie duurt 30 minuten.