1
Adolescentenbrein in beweging
Wat is er met de puber aan de hand?
Waarom staan pubers altijd zo laat op? Waarom blijft het schoolwerk altijd liggen tot het allerlaatste moment? Zo moeilijk is het toch niet om een realistische planning te maken? Waarom rijden ze zo hard op hun brommer zonder helm, met een skateboard over gevaarlijke bruggetjes en komen ze veel later thuis dan afgesproken? Iedereen weet dat het niet verstandig is om zulke onverantwoorde risico’s te nemen. Waarom is het nu zo moeilijk om even te bellen als het later wordt? Ze zitten wel urenlang aan de telefoon met vrienden en vriendinnen, maar kunnen niet even de dag doorspreken met hun ouders. Waarom niet?
Deze vragen zijn mij de afgelopen jaren regelmatig gesteld door ouders en leerkrachten wanneer ik op scholen of bij andere gelegenheden lezingen gaf over de werking van de puberhersenen. Tijdens deze lezingen werd duidelijk dat ouders van pubers soms met de handen in het haar zitten en niet begrijpen waarom hun kind, dat voorheen gezellig babbelend aan de keukentafel vertelde wat hij of zij allemaal op school had meegemaakt, zich nu opeens terugtrekt op zijn of haar kamer met de deur op slot, en absoluut geen zin heeft om ook maar een woord te wisselen. Het lijkt wel of het eerst zo gezellige kind een metamorfose heeft ondergaan, en constant in de clinch ligt met zijn ouders en zichzelf.
Ook al weten we allemaal dat er tijdens de puberteit een ommekeer plaatsvindt in hoe jongeren over zichzelf en over hun ouders denken, het blijft toch moeilijk te begrijpen hoe en waarom dit gebeurt. Ouders worden minder in vertrouwen genomen, jongens en meisjes raken in elkaar geïnteresseerd, maar op een compleet andere manier dan de vriendschappen uit de kindertijd. Alles wordt veel gecompliceerder. Verwarrend voor ouders, maar natuurlijk bovenal voor de puber zelf. En hoewel we deze veranderingen allemaal kennen, blijft het vaak een mysterie wat er precies in die hoofden omgaat.
In het Brain & Development Laboratorium aan de Universiteit Leiden onderzoeken we nu sinds een aantal jaar welke veranderingen er gaande zijn in de hersenen van jongeren tijdens de adolescentie. Voor deze studies vragen we kinderen vanaf acht jaar tot aan volwassenen rond de leeftijd van vijfentwintig jaar om mee te doen aan onderzoeken waarbij we aan hen vragen om taken te maken, computerspellen te spelen, en allerlei informatie over hun interesses en dagelijkse activiteiten te geven. Tijdens het maken van deze opgaven nemen we foto’s van hun hersenen, niet alleen om te kijken hoe deze eruitzien, maar ook om te kijken hoe de hersenen werken als de opgaven worden uitgevoerd. Op deze manier nemen we een direct kijkje onder de hersenpan. De bevindingen tonen ons hoe de hersenen van pubers in staat zijn controle uit te oefenen over handelingen en gedachten, hoe zij planningen maken, emoties in bedwang houden, en vriendschappen aangaan. Deze bevindingen bieden een compleet nieuw perspectief op het gedrag en de motivaties van pubers; zij gedragen zich anders dan volwassenen omdat hun hersenen anders werken. De wetenschap gaat wat dit onderwerp betreft met sprongen vooruit, maar helaas is er nog weinig over bekend bij het grote publiek. Ook gebeurt het nog wel eens dat onderzoeksbevindingen te snel vertaald worden, wat grote gevolgen kan hebben als het bijvoorbeeld onjuist wordt geïmplementeerd in een lesprogramma. In dit boek probeer ik stap voor stap onze nieuwste bevindingen uiteen te zetten in een aantal hoofdstukken die gericht zijn op verschillende aspecten van pubergedrag, namelijk het lerende, het emotionele, het sociale en het creatieve puberbrein.
Het boek is niet bedoeld als leidraad voor hoe je als ouder met je puber moet omgaan, maar is bedoeld om meer inzicht te krijgen in puberhersenen en de veranderingen die hierin plaatsvinden. Het is ook niet zo dat het gedrag van de puber nadat u dit boek heeft gelezen opeens verandert; een moeilijke puber is na het lezen van dit boek nog net zo moeilijk! Maar wat wellicht een verschil kan maken, is dat het makkelijker te begrijpen wordt waarom de puber zo onmogelijk doet, zo onzeker is, of zo slecht kan plannen.
Het gebeurt vaak dat wanneer pubers meedoen aan een van onze onderzoeken, de vader of moeder verbouwereerd staat toe te kijken hoe zijn of haar puber die in de auto niks wilde zeggen, nu vrolijk zit te praten met de proefleider en is veranderd van een donderwolkje in een zonnetje. Voor ouders is dit vaak verwarrend. Hoe kan het humeur van hun puber nu opeens zo zijn omgeslagen, en waarom doet hij of zij thuis niet zo gezellig? Voor de onderzoekers is deze reactie heel herkenbaar. Een van onze belangrijkste bevindingen, die in dit boek steeds terug zal komen, is dat de balans tussen de werking van verschillende hersengebieden bij pubers snel kan omslaan van de ene naar de andere kant. Waar voorheen werd gespeculeerd dat bepaalde gebieden in de hersenen bij pubers nog niet volgroeid zijn, toonden wij aan dat het ook gaat om de communicatie tussen hersengebieden die bij pubers nog niet optimaal verloopt. Het kan dus zo zijn dat in de auto naar het laboratorium het ene hersengebied nog de overhand had, maar dat aangekomen in het onderzoekslab het andere hersengebied het weer heeft overgenomen. Geen wonder dat de puber zo onvoorspelbaar is.
Alvorens we deze hersenveranderingen gaan bespreken moeten we een belangrijke misvatting over de adolescentie meteen overboord zetten. Onterecht bestaat er de misvatting dat de jeugd van tegenwoordig moeilijker te handhaven is dan vroeger. Roekeloos gedrag, impulsiviteit, gevoeligheid voor de invloed van vrienden, geen respect voor ouders, al deze kenmerken zijn eeuwenoud. Denk maar aan het klassieke puberverhaal van Romeo en Julia , dat stamt uit de tijd rond 1500. In Shakespeares Romeo en Julia , een liefdesverhaal dat is gebaseerd op een middeleeuwse legende, werd Romeo zo verliefd op Julia dat zij elkaar ondanks de afkeuring van hun ouders bleven ontmoeten. Verschillende roekeloze daden volgden elkaar op, alleen maar om aan hun heftige verliefdheid toe te kunnen geven. Het verhaal eindigt met een catastrofale actie van beide pubers, waarbij Julia net doet alsof zij dood is om op die manier samen met Romeo te kunnen vluchten. Romeo blijkt echter niet in staat om zich in Julia’s schoenen te verplaatsen. Hij denkt dat zij echt dood is en vergiftigt zichzelf. Impulsief en ondoordacht, en in overeenstemming met het huidige beeld van de adolescent. Vaak wordt over de huidige generatie pubers gedacht dat die meer problemen veroorzaakt dan eerdere generaties (‘De jeugd van tegenwoordig heeft geen respect meer voor gezag’ enzovoort). Het verhaal van Romeo en Julia toont aan dat dit niet per se zo is, deze kenmerken zijn namelijk van alle tijden. Het ondoordachte gedrag van adolescenten is eerder een kenmerk van een ontwikkelingsfase dan dat het een maatschappelijke ontwikkeling is.
De adolescentie wordt dus vaak niet erkend als een aparte en unieke ontwikkelingsfase. Er wordt gedacht dat dit een periode is tussen de kindertijd en volwassenheid waarin jongeren alleen maar lastig of vervelend zijn. Maar het is juist een tijd waarin unieke veranderingen plaatsvinden in intellectuele capaciteiten, emotionele uitspattingen en gevoeligheid voor de mening van leeftijdsgenoten in de naaste omgeving. In dit boek probeer ik deze unieke veranderingen te belichten.
Jongeren in de adolescentiefase.
Tot voor kort was de adolescentie een van de slechtst begrepen periodes in de kinderontwikkeling, maar hier is sinds enkele jaren snel verandering in gekomen: de afgelopen tien jaar zijn we met sprongen vooruitgegaan naar een beter begrip van deze bijzondere leeftijdsfase. Door gebruik te maken van geavanceerde meetmethoden kunnen we inmiddels de hersenen in actie bestuderen en dit heeft geleid tot spectaculaire inzichten.
In dit boek wordt uitgelegd dat de adolescentie heel goed te begrijpen is vanuit veranderingen in de ontwikkeling en organisatie van de hersenen, en de invloed die hormonale veranderingen hebben op deze ontwikkeling. Deze veranderingen hebben consequenties voor de manier waarop adolescenten met nieuw te leren informatie omgaan (zoals op school), voor het omgaan met emoties (zoals omgaan met boosheid of verdriet) en voor het aangaan van sociale relaties (zoals in vriendschappen). Communicatie tussen hersengebieden verandert van divers naar efficiënt; hersenbanen die eerst kronkelpaadjes waren, worden snelle vierbaanswegen. De ontwikkeling van de hersenen zorgt voor periodes in de adolescentie waarin het makkelijker of juist moeilijker is nieuwe dingen te leren. Denk bijvoorbeeld aan het leren van een tweede taal, of excelleren in sport of muziek. Als je jong bent is het veel makkelijker om een tweede taal te leren, en adolescenten zijn vaak fysiek in staat om bijzondere sportprestaties te leveren. Belangrijke groeiperiodes in de hersenen worden beïnvloed door veranderingen in een steeds uitdagender sociale omgeving. Adolescenten ontdekken voor welke onderwerpen zij passies hebben, zoals een popgroep of bepaalde games, en bij welke groep of subcultuur zij het beste passen. Al deze veranderingen hebben grote invloed op hoe adolescenten zichzelf zien, hoe zij omgaan met anderen, de aard van hun doelen en belangen, en hoe zij denken over idealen en principes.
Wat is adolescentie?
De adolescentie kan het best omschreven worden als de overgangsperiode van de kindertijd naar de volwassenheid. Het woord adolescentie stamt af van het Latijnse werkwoord adolescere, dat opgroeien betekent. De leeftijden die worden gehanteerd voor het beschrijven van de adolescentie zijn verschillend per cultuur, maar over het algemeen beslaat de adolescentie de leeftijdsperiode van tien tot tweeëntwintig jaar. In deze periode maken de hersenen een belangrijke groeispurt door. Er vinden met name grote veranderingen plaats in de organisatie van de hersenen.
Het is belangrijk te weten dat de hersenen bestaan uit verschillende structuren, die ieder een eigen functie hebben. Bijvoorbeeld, om goed te kunnen waarnemen is het belangrijk dat de achterste delen van de hersenen hun werk naar behoren uitvoeren (de visuele cortex), terwijl allerlei vormen van intelligent gedrag, zoals plannen en informatie onthouden, in het voorste gedeelte van de hersenen zitten gevestigd (frontale cortex). Aan het eind van dit hoofdstuk zullen de functies van verschillende gebieden in het brein kort worden uitgelegd.
Op jonge leeftijd zijn deze structuren nog heel flexibel. Dit betekent dat als het ene hersengebied niet beschikbaar is, het nog mogelijk is dat een ander hersengebied de functies van het beschadigde gebied overneemt. Tijdens de ontwikkeling wordt deze flexibiliteit beperkter, omdat de gebieden veel specifiekere functies krijgen. Hierdoor kunnen ze een bepaalde functie veel beter uitvoeren, maar kunnen de gebieden niet zo makkelijk meer voor een andere functie gebruikt worden. Een bekend voorbeeld hiervan is de mate waarin je hersenen compenseren voor uitval, zoals bij epilepsie, of na een ongeluk. Epilepsie – ook wel beschreven als ‘de vallende ziekte’ – is een aandoening waardoor er abnormale ontlading is van zenuwcellen in de hersenen. Deze ontlading leidt tot een tijdelijke uitval van bewustzijn. Soms kan de epilepsie zo vaak en hevig voorkomen dat dit het functioneren van een persoon compleet verstoort. In deze zeldzame, therapieresistente gevallen wordt overwogen om de bron van de aanval operatief te verwijderen. Bij volwassenen kan dit leiden tot uitval van bepaalde functies, zoals het vermogen te spreken of ‘kortetermijn’-informatie te onthouden (afhankelijk van welk gebied wordt beschadigd). Bij jonge kinderen nemen andere hersengebieden deze functies echter veel gemakkelijker over. Het is zelfs mogelijk om op jonge leeftijd de hersenschors (dit is het buitenste gedeelte van de hersenen dat belangrijk is voor complexe vaardigheden) aan één kant te verwijderen, waarna de hersenschors aan de andere kant deze functies overneemt. Nog steeds zullen bepaalde functies aangetast worden, maar de beperkingen ten gevolge van de operatie zullen bij kinderen veel kleiner zijn dan bij volwassenen. De plasticiteit is groter bij jonge kinderen dan bij volwassenen, immers, de hersenen zijn nog volop in groei en daardoor erg flexibel.
Niet alle hersengebieden ontwikkelen zich echter met dezelfde snelheid. De snelheid van de veranderingen is bepalend voor de vaardigheden die adolescenten onder de knie krijgen tijdens verschillende fasen in de ontwikkeling. De snelle rijping van sommige hersengebieden, in combinatie met een langzamere rijping van andere, verklaart ook veel van de typische gedragingen van adolescenten. Als het gebied dat belangrijk is voor ‘emotionele kicks’ bijvoorbeeld in gang wordt gezet, maar het gebied dat belangrijk is voor het temmen van emoties nog aan het rijpen is, dan bevindt de adolescent zich tijdelijk in een ‘risicofase’. In deze fase zullen zij eerder geneigd zijn om gevaarlijke acties ondernemen, maar nog niet goed in staat zijn om controle uit te oefenen over deze acties.
Deze risicofase leidde bijvoorbeeld tot een ondoordachte keuze van de vijftienjarige Suzanne. Suzanne is een meisje dat graag met haar vriendinnen uitgaat en houdt van uitdagingen. Een van haar vriendinnen, Tessa, is een echte waaghals en Suzannes ouders hebben daarom liever niet dat Suzanne met haar omgaat. Toen de twee vriendinnen op een avond aan het msn’en waren, stelde Tessa voor om samen een piercing te laten zetten. Suzanne wist dat haar moeder dat een heel slecht idee vond en daarom twijfelde ze of ze het wel zou doen. Maar op een zaterdagmiddag was ze met Tessa aan het winkelen en kwamen ze langs een winkel waar je piercings kon laten zetten. Suzanne en Tessa keken in de etalage naar de verschillende knopjes en bespraken hoe ‘cool’ het zou zijn als ze maandag op school allebei met een piercing zouden verschijnen. Ze besloten daarom het geld wat ze hadden meegekregen om een nieuwe winterjas te kopen, te besteden aan de piercing. Spannend was het wel en pijnlijk ook, maar de piercing stond fantastisch. Pas onderweg naar huis bedacht Suzanne zich dat ze ook nog thuis moest uitleggen waarom ze niet geluisterd had naar het verbod van haar ouders én waarom ze geen nieuwe jas had kunnen kopen. Het hersengebied wat belangrijk is voor de aansturing van waaghalsgedrag was bij Suzanne op het moment dat ze voor de piercingwinkel stond actiever dan het hersengebied dat ervoor zorgt dat zij nadenkt over de consequenties van haar gedrag. In dit geval leidde dit tot een impulsieve actie, die haar niet in dank werd afgenomen door haar ouders.
Rond 1900 typeerde de beroemde psycholoog Stanley Hall de adolescentie al als een tijd van Storm and Stress (naar de Duitse Sturm und Drang-beweging). Volgens hem waren drie kenmerken steeds terug te vinden: conflicten met ouders, stemmingswisseling en risicovol gedrag. Dit idee van Storm and Stress heeft veel invloed gehad op het beeld dat ontstond over de adolescentie. Vanaf toen werd eindelijk erkend dat het een unieke levensfase is met zijn eigen problemen en mogelijkheden. Stanley Hall was daarbij ook een groot voorstander van het aanpassen van de schoolsituatie aan de ontwikkeling van de adolescent, wat in die tijd nog helemaal niet vanzelfsprekend was.
De theorie van Storm and Stress is later toch wel wat bijgesteld, want in de praktijk bleek dat adolescenten niet alleen maar kommer en kwel ervaren. Ze zijn niet alleen maar opstandig en hebben niet alleen maar conflicten met ouders. Sommige adolescenten hebben zelfs nauwelijks conflicten met hun ouders. De bijstelling was ook wel nodig, want sommige onderzoekers namen een loopje met de Storm and Stress-theorie. Zo was de psychoanalyticus Anna Freud (de dochter van Sigmund Freud) bijvoorbeeld zo gecharmeerd van deze theorie, dat zij beweerde dat de Storm and Stress nodig was voor een gezonde ontwikkeling, hoewel dat niet zo is. Toch ervaren veel adolescenten deze Storm and Stress eerder wel dan niet. En als er Storm and Stress voorkomt dan gebeurt dat vaker in de adolescentie dan in een andere levensfase.
Razende hormonen
De puberteit en de adolescentie worden vaak door elkaar gehaald. Toch is er een duidelijk onderscheid te maken: de puberteit is een onderdeel van de adolescentie, namelijk de tijd van seksuele volwassenwording. De puberteit bestrijkt meestal de periode tussen tien en veertien jaar, en ook al begint deze periode tegelijk voor jongens en meisjes, de uiterlijke kenmerken zijn eerder te zien bij meisjes dan bij jongens. De puberteit wordt vaak beschreven als een lastige tijd, ‘puberen’ is zelfs een veelgebruikt werkwoord voor opstandig gedrag geworden. Desondanks is de puberteit een heel normale ontwikkelingsfase, net als de peutertijd en de kindertijd. Bovendien kunnen we het gedrag in deze periode heel goed verklaren aan de hand van de veranderingen in hormonen en hersenverbindingen.
Veel ouders signaleren de veranderingen bij hun kinderen. Zo merkte de moeder van Sam laatst op dat haar zoon – een vrolijke jongen van dertien met veel vrienden – de laatste tijd vaak onzeker is, hoewel hij vroeger nooit moeite had om nieuwe vrienden te maken. Hij heeft steeds meer last van jeugdpuistjes en soms slaat zijn stem opeens over. Meisjes in de klas giechelen hierom, waardoor hij nog meer in de war wordt gebracht. Dit vindt hij vervelend, want vroeger kon het hem helemaal niets schelen wat meisjes vonden. Hij begrijpt zelf ook niet waarom hij er nu opeens verlegen van wordt. Het liefst zou hij willen dat alles weer was zoals vroeger en hij besteedt daarom geen enkele aandacht aan de meisjes. Door alleen met zijn voetbalvrienden op te trekken, hoopt hij dat hij zo het minst last heeft van de onzekerheid.
Verreweg de bekendste biologische veranderingen in de adolescentie vinden plaats onder de invloed van hormonen. Deze bekendheid komt waarschijnlijk voort uit de zichtbare invloed die hormonen hebben op ons uiterlijk: onder invloed van hormonen verandert het kinderlichaam in een volwassen lichaam. Bij meisjes begint de puberteit rond tien jaar en kenmerkt zich door een aantal belangrijke lichamelijke veranderingen: een groeispurt, de borsten ontwikkelen zich en de heupen worden breder, er ontstaat groei van schaamhaar en okselhaar, en ongeveer zes maanden na het begin van deze uiterlijke veranderingen vindt de eerste menstruatie plaats. Bij jongens is de start van puberteit doorgaans ongeveer een jaar later zichtbaar en deze kenmerkt zich ook door een groeispurt, groei van de geslachtsorganen, een zwaardere stem en de ontwikkeling van schaamhaar, okselhaar en baardgroei.
De aanzet van deze veranderingen heeft te maken met de afscheiding van geslachtshormonen in de endocriene klieren. Dit zijn klieren die continu via bloedbanen in verbinding staan met een belangrijk gebied in de hersenen, de hypothalamus. Via deze bloedbanen communiceren de hypothalamus en de endocriene klieren steeds over de hoeveelheid hormonen die moet worden afgegeven. De hypothalamus reguleert hierbij de hormoonhuishouding; dit hersengebied meet als het ware het hormoonniveau, en de endocriene klieren krijgen vervolgens een signaal over hoeveel hormonen zij moeten afgeven. Het begin van de puberteit wordt gekenmerkt door een toename in de afscheiding van het ‘Gonadotropine Releasing Hormone’ (GnRH). GnRH wordt ook al vóór de puberteit aangemaakt, maar in veel kleinere mate, waardoor het nog geen invloed heeft op de ontwikkeling van geslachtskenmerken. Een toename in de frequentie en de hoeveelheid afscheiding van GnRH zet de puberteit in gang.
De hypothalamus vormt het ‘Gonadotropine Releasing Hormone’ (GnRH). Dit hormoon stimuleert de hypofyse, die de gonadotropinen ‘Follicle-Stimulating Hormone’ (FSH) en ‘Luteïnising Hormone’ (LH) vormt. Deze gonadotropinen stimuleren het ovarium en de testis die vervolgens oestrogeen en androgeen aanmaken. Deze zorgen onder andere voor veranderingen in het uiterlijk van de adolescent.
Kinderen die zwaarder zijn komen gemiddeld eerder in de puberteit dan lichtere kinderen, en in sommige culturen zet de puberteit eerder in dan in andere culturen. We veronderstellen op basis daarvan dat de aanzet wordt bepaald door de mate waarin het lichaam klaar is om kinderen te krijgen in een omgeving waarin de overlevingskansen hoog zijn. Zo is in de afgelopen eeuw in de westerse wereld de gemiddelde leeftijd waarop de lichamelijke volwassenheid is bereikt gedaald, wat mogelijk te maken heeft met de kwaliteit van onze voeding en gezondheid.
De toename van de hoeveelheid GnRH-verspreiding wordt dus aangezet door signalen vanuit de hersenen, waarbij de hypothalamus via de bloedbanen een signaal stuurt naar de endocriene klieren die de verspreiding in gang zetten. Met andere woorden, hormonen werken niet op zichzelf, maar in combinatie met de versterkende of remmende signalen vanuit de hersenen. Naast de signalen die ervoor zorgen dat het lichaam zich ontwikkelt, hebben hormonen via hun communicatie met hersengebieden ook grote invloed op hoe we ons voelen en wat we doen. Sam merkt bijvoorbeeld niet alleen dat zijn lichaam verandert, maar hij voelt zich er ook anders onder. De invloed van hormonen is hier tweeledig.
Enerzijds kan een toename in hormoonniveau ervoor zorgen dat cellen in bepaalde hersengebieden tijdelijk extra worden geactiveerd. Deze invloed is niet alleen kenmerkend voor de puberteit, maar vindt ook nog steeds plaats bij volwassenen. We kunnen ons bijvoorbeeld onder invloed van hormonen moe of sip voelen, of juist heel blij.
Anderzijds hebben hormonen ook een belangrijke organisatorische invloed op de ontwikkeling van de hersenen en deze is wél kenmerkend voor de puberteit. Tijdens de adolescentie vindt er nog een massale verandering plaats in de structuur van hersengebieden en de communicatie tussen hersengebieden. Het wel of niet voorkomen van een bepaald hormoon kan hierbij leiden tot een blijvende verandering in de werking van de hersenen. Bij bepaalde ontwikkelingsstoornissen wordt de toename van GnRH te laat ingezet, waardoor kinderen niet in de puberteit komen. Deze aandoening kan worden verholpen met een hormoonbehandeling, waarbij het hormoon dat normaal gesproken in het lichaam moet worden aangemaakt nu extern wordt toegediend. Als deze hormonen worden toegediend tijdens de periode waarin normaliter de puberteit zou inzetten, dan heeft dit nauwelijks gevolgen voor intellectuele capaciteiten van de adolescent. Echter, wanneer het hormoon niet wordt toegediend, of pas op veel latere leeftijd, dan blijkt dit gevolgen te hebben voor de vaardigheid om bijvoorbeeld ruimtelijke informatie te organiseren, zoals bij het onthouden van een route. Ruimtelijke informatieverwerking is een functie die wordt gereguleerd door een hersengebied in de buitenste delen van de hersenen, en deze hersengebieden groeien nog sterk in de puberteit.
Kortom, als er bij adolescenten geen hormoonverandering plaatsvindt (waardoor de adolescent niet in de puberteit raakt) zal deze slechter presteren op bepaalde taken. Dit betekent wederom dat er een belangrijke wisselwerking plaatsvindt tussen hersenfuncties en hormoonhuishouding: ze kunnen niet zonder elkaar. Als de hersenen dus geen signaal aan de endocriene klieren geven dat het GnRH-hormoon aan het werk moet, dan heeft de afwezigheid van het hormoon weer invloed op de ontwikkeling van de hersenen.
Wat hebben deze hormonen nu precies voor invloed op het gedrag van pubers? Het is bekend dat onder invloed van GnRH het lichaam verandert. Dit heeft uiteraard grote gevolgen voor hoe adolescenten zichzelf en anderen waarnemen. Sam is zich bijvoorbeeld veel bewuster geworden van zijn uiterlijk en hij let ook meer op hoe andere jongens en meisjes van zijn leeftijd zich gedragen. Omdat het tijdstip waarop de puberteit inzet niet voor iedereen gelijk loopt, zijn er in de vroege puberteit grote verschillen in het uiterlijk van adolescenten. Waar de een al flink in de groeispurt zit en borsten heeft ontwikkeld, kan de ander wel een kop kleiner zijn en nog niks merken van lichaamsveranderingen. Omdat bij meisjes de puberteit gemiddeld eerder zichtbaar is dan bij jongens, is vooral rond de leeftijd van tien tot twaalf jaar dit verschil heel kenmerkend.
Het tijdstip waarop meisjes en jongens in de puberteit raken heeft grote invloed op hun sociale identiteit. Meisjes hebben er last van als zij vroeg in de puberteit raken, ze zijn sneller depressief en eetstoornissen komen vaker voor bij meisjes bij wie de puberteit vroeg is begonnen in vergelijking met meisjes bij wie de puberteit laat is begonnen. Jongens hebben echter juist een hogere zelfwaardering en zijn populairder als zij vroeg in de puberteit komen dan wanneer zij later in de puberteit komen. De precieze reden voor dit verschil in reactie is nog onbekend. De toename van depressiviteit bij meisjes zou het gevolg kunnen zijn van de hormonen zelf, maar hoogstwaarschijnlijk is het eerder een reactie op de veranderingen die de hormonen teweegbrengen. Door hormonen verandert het lichaam van het meisje en wordt het voller, hierdoor raken meisjes steeds verder verwijderd van het schoonheidsideaal in de media. Een meisje van zestien schrijft op de site www.beperkthoudbaar.info (een interessante site waarin de aandacht voor het houdbare lichaam wordt besproken): ‘Ik ben 1,75 lang en 70 kilo, dus ik ben absoluut niet te zwaar maar het vet zit op de verkeerde plekken. Overal waar je kijkt zie je slanke meisjes in skinny jeans, die ik dus niet aankan omdat ze niet om m’n kont en benen heen passen. Ik zit in de klas met drie andere meisjes en die zijn slank en dragen leuke kleren die ik niet pas. Ik wil mijn benenvet graag doneren, ik heb er niks aan en word er ongelukkig van.’
Er zijn grote individuele verschillen in het tijdstip waarop meisjes in de puberteit komen, daarom heeft het extra lichaamsvet grote invloed op het zelfbeeld van een vroege puber. De vroege pubers voelen zich vaker onzeker omdat ze tijdelijk zwaarder zijn dan hun leeftijdsgenoten. Lijnen helpt vaak niet, wat ook nog ongelukkige gevoelens geeft van falen. Bij jongens wordt een meer volwassen lichaam juist wel gewaardeerd, vandaar dat jongens populairder zijn als ze vroeger in de puberteit raken.
De directe effecten van de puberteit zorgen ook voor een verandering in seksuele interesses en fantasieën. Als de adolescent ouder wordt nemen seksuele fantasieën en seksuele activiteit toe. Onderzoek van de Rutgers Nisso Groep in Utrecht (www.seksonderje25e.nl) heeft aangetoond dat 47 procent van de pubers tussen elf en veertien jaar seksuele fantasieën heeft. 50 procent van de pubers heeft op dertienjarige leeftijd wel eens getongzoend. Twaalfjarige jongens hebben meer ervaring met tongzoenen dan meisjes, maar vanaf dertien jaar halen meisjes de jongens al snel in. Vanaf zeventien jaar is er geen verschil meer tussen jongens en meisjes. 50 procent van de pubers geeft aan dat ze op vijftienjarige leeftijd voor het eerst strelen onder de kleding, rond zestienenhalf jaar naakt vrijen, en de leeftijd waarop bij de meeste jongeren voor het eerst coïtus plaatsvindt, is zeventien jaar (meisjes iets eerder dan jongens). Door deze veranderingen in seksuele gedachten en gedrag is een logisch gevolg dat adolescenten zich steeds meer gaan richten op leeftijdsgenoten. Waar in de kindertijd leeftijdsgenoten nog vooral werden gezien als personen om gezamenlijke activiteiten mee te ondernemen, hebben leeftijdsgenoten in de adolescentie een heel andere rol. De vriendschappen worden veel intiemer en zijn meer gericht op vertrouwen en onderlinge beoordeling.
Naast veranderingen in seksuele interesses, zorgen hormonale veranderingen ook voor snellere en sterkere stemmingswisselingen. Hormonen hebben een directe invloed op de werking van de hersenen, en geven de gebieden die belangrijk zijn voor het verwerken van emoties af en toe een sterke boost. Boosheid en blijheid wisselen elkaar snel af. In combinatie met een omgeving die steeds verandert (thuis, school, vrienden) wordt dit effect nog eens extra aangezet. Emoties rijzen soms de pan uit! Toen Suzanne thuiskwam met haar nieuwe piercing verdween al snel het uitgelaten gevoel dat zij en Tessa hadden gehad toen ze met hun nieuwe zilveren aanwinst door de stad liepen. Haar ouders waren teleurgesteld toen ze ontdekten dat Suzanne haar kleedgeld aan een piercing had uitgegeven, waarop zij weer in snikken was uitgebarsten en enorm verdrietig was dat haar ouders niet gewoon blij voor haar konden zijn. Haar stemming sloeg als een blad aan de boom om.
Het is belangrijk te weten dat dit normale veranderingen zijn die horen bij de puberteit. Een adolescent die niet in de puberteit komt en op vijftienjarige leeftijd nog steeds tikkertje speelt met kinderen uit de straat is immers moeilijk voor te stellen. Een te laat ingezette puberteit kan leiden tot beperkingen in allerlei vaardigheden, want de hormoonverandering is nodig om de hersenontwikkeling te stimuleren. Ook horen de veranderingen in sociaal en emotioneel gedrag bij het volwassen worden en het ontwikkelen van een sociale identiteit. Als een adolescent van vijftien nog steeds het liefst alleen optrekt met zijn of haar ouders en geen tijd doorbrengt met leeftijdsgenoten is dat niet goed voor de sociale ontwikkeling. De ontwikkeling tot volwassen lid van de maatschappij is een proces met pieken en dalen, en deze zijn vaak terug te voeren op een hersensysteem dat snel uit balans raakt. De adolescentie is nu eenmaal een periode waarin de hersenen nog volop in groei zijn en emotiesturende hersengebieden hebben het hoogste woord (zie hoofdstuk 3).
Continue jetlag
Suzannes zestienjarige broer Dennis heeft sinds kort een bijbaantje. Hij bezorgt de zaterdagochtendkrant en wil hiermee geld verdienen om op vakantie te gaan naar Spanje. Maar hoe graag hij deze vakantie ook bij elkaar wil verdienen, hij heeft zich al drie zaterdagen achter elkaar verslapen. Hij heeft laatst zelfs twee wekkers gezet maar toch slaapt hij erdoorheen. De eerste twee zaterdagen heeft zijn moeder hem nog gered: toen hij thuis werd opgebeld met de vraag waarom hij niet op het werk was verschenen heeft zijn moeder nog snel de auto gepakt en hem met de krantenwijk geholpen. Gelukkig was de bezorging hierdoor net op tijd. De derde zaterdag had zij echter geen zin meer om hem uit bed te halen. Zij vond dat hij als zestienjarige nu zelf de verantwoordelijkheid moet nemen om op tijd op te staan. Het is echt niet dat hij niet wakker wil worden, maar het lukt gewoon niet om op tijd op te staan.
Laat naar bed gaan, ’s ochtends moeite hebben met wakker worden, lang uitslapen in het weekend. Het zijn kenmerken die bijna iedereen zich nog wel kan herinneren uit zijn jeugd. Gedurende de puberteit geeft het lichaam op een steeds later tijdstip het slaaphormoon melatonine af. Hierdoor vindt er een belangrijke verandering plaats in het bioritme, en daarmee in het slaap-waakritme van de adolescent. Jonge kinderen worden vaak in het begin van de avond al wat slaperig zodat ze rond acht of negen uur moe genoeg zijn om in slaap te vallen. Bij adolescenten echter treedt het slaapsysteem in de avond nog helemaal niet in werking, en hij of zij heeft daarom moeite om in slaap te vallen, tot soms elf of twaalf uur ’s avonds. Door de lichamelijke veranderingen in de puberteit, zoals de groeispurt, heeft het lichaam echter juist meer slaap nodig. Hierdoor komt de puber in een lastig pakket; ’s avonds staart hij misschien tot twaalf uur ’s nachts naar het plafond, maar ’s ochtends kan hij heel moeilijk wakker worden. Dit kan nog wel eens problemen opleveren. Dennis is bijvoorbeeld bijna zijn baantje kwijtgeraakt omdat hij steeds te laat op het werk verscheen.
Door de problemen die adolescenten hebben met opstaan lijkt het alsof er geen enkel ontzag meer is voor autoriteit wanneer er vroege activiteiten ondernomen moeten worden. Denk bijvoorbeeld aan sportclubs waarbij wedstrijden vaak vroeg beginnen, en de adolescent wordt soms om acht uur ’s ochtends al op het voetbalveld verwacht. Hiertegen komt de puber in opstand. Dit veronderstelde autoriteitsprobleem is niet altijd een vrijwillige keuze en kan simpelweg het gevolg zijn van dat veranderende bioritme. Eigenlijk verkeert de puber in een continue jetlag.
Gemiddeld hebben jonge kinderen tien uur slaap per nacht nodig. Volwassenen voelen zich uitgerust na gemiddeld acht uur slaap per dag, en adolescenten hebben ongeveer negen tot negenenhalf uur slaap nodig. Ze krijgen deze slaap echter bijna nooit, want ’s avonds kunnen ze moeilijk in slaap vallen en ’s ochtends moeten ze vroeg weer naar school. Het risico is dat adolescenten hierdoor chronisch slaaptekort opbouwen. Het slaaptekort bij adolescenten kan weer grote invloed hebben op hun gedrag, waardoor ze in een vicieuze cirkel terechtkomen. Met slaaptekort is het moeilijker om nieuwe informatie te onthouden, of om creatief te zijn. Daarnaast is de puberteit toch al een periode van grote stemmingswisselingen, en een slaaptekort kan dit erger maken. In extreme gevallen kan slaaptekort leiden tot depressie en tast het het immuunsysteem aan.
In de staat Minnesota in de Verenigde Staten is geëxperimenteerd met latere schooltijden. Waar vroeger de school begon om 7:20 is de aanvang van de eerste les nu op zijn vroegst om 8:30. De eerste resultaten van de school wijzen op hogere cijfers en minder gedragsproblemen. In Nederland wisselen de begintijden op scholen, maar een school die om acht uur ’s ochtends begint is geen uitzondering. Zolang er nog vroege schooltijden op de agenda staan, is het belangrijk om het slaaptekort zoveel mogelijk te beperken. De meeste adolescenten hebben er bijvoorbeeld baat bij om in het weekend bij te slapen. Dit is geen opstandig of lui gedrag; de adolescent heeft het nodig om de week erop weer op school te kunnen presteren.
Opgroeien tot volwassen lid van de maatschappij
De periode tussen tien en tweeëntwintig jaar wordt gekenmerkt als een fase van maatschappelijke volwassenwording, en deze periode bestrijkt dus eigenlijk de hele adolescentie. Hierboven werden een aantal kenmerken beschreven die te maken hebben met de inzet van de puberteit, of de vroege adolescentie (tien tot vijftien jaar). Toch is de adolescent daarna nog niet volwassen; er treden ook in de midden (vijftien tot achttien jaar) en late adolescentie (negentien tot tweeëntwintig jaar) nog een aantal veranderingen op die belangrijk zijn in de weg naar volwassenheid en die we kunnen scharen onder de noemer maatschappelijke volwassenwording.
Allereerst vinden er tijdens de adolescentie belangrijke veranderingen in cognitieve vaardigheden plaats. Cognitie is een veelgebruikt begrip in de psychologie en komt van het Latijnse woord cognoscere , dat weten of kennen betekent. Het valt ook te omschrijven als ons ‘denkvermorgen’. De cognitieve veranderingen zijn bijvoorbeeld belangrijk voor schoolprestaties. Een van de bekendste ontwikkelingspsychologen, Jean Piaget, veronderstelde in zijn boek The Origin of Intelligence in Children , dat we tijdens de kinderontwikkeling steeds complexere kennis kunnen opnemen. De toename in cognitieve vaardigheden hangt samen met veranderingen in executieve functies. Dit zijn zogenaamde ‘uitvoerende’ functies die belangrijk zijn voor het uitvoeren van complex en doelgericht gedrag. Executieve functies bestaan uit verschillende deelprocessen, zoals de vaardigheid om informatie vast te houden in je gedachten, flexibel te kunnen wisselen tussen regels, en op tijd je handelingen te kunnen stoppen. Door de toename in executieve functies kunnen we steeds beter omgaan met veranderingen in de omgeving als bijvoorbeeld meerdere taken tegelijk moeten worden uitgevoerd of een planning moet worden aangepast. De verschillende executieve functies hebben ieder een eigen ontwikkelingstraject. Maar belangrijk is te weten dat al deze vaardigheden nog verbeteren in de adolescentie en dat we pas goed onze keuzes kunnen plannen als al deze deelvaardigheden met elkaar kunnen samenwerken.
De adolescentie is vooral een belangrijke periode om hypothetisch en kritisch te leren denken; dit zijn belangrijke onderdelen van de executieve functies. Een cruciaal kenmerk van hypothetisch denken is dat je in staat bent om in iemand anders zijn schoenen te gaan staan en iemand anders zijn perspectief te kunnen evalueren. Als adolescenten ouder worden kunnen ze steeds beter nadenken over scenario’s als ‘hij denkt dat zij denkt dat hij denkt, omdat hij eerder dacht…’ Vandaar dat adolescenten ook steeds meer kritiek lijken te hebben, of de discussie aangaan als ze het ergens niet mee eens zijn. Dit is het gevolg van een toenemende capaciteit om argumenten tegen elkaar af te wegen, in samenspel met een toenemende vaardigheid om zich in de ander te kunnen verplaatsen. De hersengebieden die belangrijk zijn voor cognitieve ontwikkeling komen aan bod in hoofdstuk 2.
Naast de ontwikkeling van cognitieve vaardigheden, wordt de adolescentie ook gekenmerkt door veranderingen in de manier waarop met emoties wordt omgegaan en hoe die ten opzichte van de emoties van anderen bestaan. Adolescenten krijgen een ander perspectief op de samenleving. De manier waarop zij zichzelf en anderen waarnemen verandert.
Volgens Michiel Westenberg, een Nederlandse ontwikkelingspsycholoog, doorlopen adolescenten verschillende stadia van sociale ontwikkeling die allemaal bijdragen aan het proces van volwassenwording. Vier van deze stadia zijn vooral belangrijk in de adolescentie. Het eerste stadium, het impulsieve stadium, kenmerkt zich door een combinatie van impulsief gedrag, afhankelijkheid en volgzaamheid. Door het impulsieve gedrag wordt snel toegegeven aan agressieve en seksuele impulsen, maar zijn kinderen ook empathisch ten opzichte van anderen. Adolescenten in dit stadium verwachten van anderen dat zij direct tegemoetkomen aan hun eigen verlangens en behoeften. Van ouders en leerkrachten wordt verwacht dat zij aangeven hoe gehandeld moet worden en dat zij vertellen wat wel en niet mag. Dit betekent ook dat impulsief gedrag nog makkelijk gecorrigeerd kan worden.
Het volgende stadium is het zelfbeschermende stadium. Dit wordt gekenmerkt door zelfredzaamheid en opportunistische relaties. De afhankelijke positie uit het impulsieve stadium wordt ingeruild voor een zelfbeschermende positie, waarin getracht wordt eigen impulsen en emoties de baas te blijven. Gekwetste of angstige gevoelens worden bijvoorbeeld vaak ontkend. In deze fase zijn doelen veelal hedonistisch van aard en vriendschappen worden gevormd op basis van het voordeel dat de adolescent er zelf bij heeft.
Een belangrijke verandering vindt plaats in het volgende stadium; het conformistische stadium. Dit stadium wordt namelijk gekenmerkt door aanpassing, gelijkheid, wederkerigheid en sociaal gedrag. In de vorige stadia was de houding nog voornamelijk egocentrisch, maar in het conformistische stadium zijn de belangen van anderen ook eigen belangen. In de vriendengroep wordt sociaal wenselijk gedrag vertoond en er is een angst voor kritiek of afwijzing. Relaties zijn wederkerig, je moet elkaar leuk vinden en het met elkaar eens zijn bij gezamenlijke activiteiten.
Het laatste stadium is het zelfbewuste stadium, dat wordt gekenmerkt door nadruk op eigenheid, persoonlijke relaties en tolerantie. De adolescent heeft hier meer oog voor eigen gevoelens en wensen, ook als deze niet in overeenstemming zijn met wat in de groep sociaal wenselijk is. Eigenheid en oprechtheid zijn hier belangrijk, en er is besef dat dit kan leiden tot afwijzing door anderen. Wat goed is hangt af van de persoon en omstandigheden; deze fase kenmerkt zich dan ook door grotere tolerantie en flexibiliteit.
De stadia van sociaal-emotionele ontwikkeling zoals beschreven door Michiel Westenberg.
De snelheid waarmee deze fasen worden doorlopen is voor iedereen verschillend en daarom is het moeilijk om leeftijdsgrenzen aan te geven voor ieder stadium. Over het algemeen kan echter wel worden gezegd dat in de leeftijdklasse acht tot elf jaar de meeste kinderen in het impulsieve of het zelfbeschermende stadium zitten, maar dit aantal neemt snel af na de leeftijd van ongeveer twaalf jaar. In de leeftijd van twaalf tot veertien jaar gaan de meeste kinderen over van het zelfbeschermende naar het conformistische stadium en dit stadium piekt rond het zestiende levensjaar, waarna het langzaam afneemt. Het zelfbewuste stadium begint pas te ontwikkelen vanaf ongeveer zestien jaar, en neemt nog toe tot aan ongeveer eenentwintig jaar, waarna het stabiliseert. Rond de leeftijd van eenentwintig tot vijfentwintig jaar zit ongeveer 75 procent van de personen in het zelfbewuste stadium.
We weten inmiddels dat tijdens de periodes die hierboven besproken zijn, belangrijke veranderingen plaatsvinden in de werking en organisatie van de hersenen. Dit betekent dat we nu steeds beter kunnen begrijpen wat de oorzaken zijn voor de veranderingen in sociaal en emotioneel gedrag. In de volgende hoofdstukken worden deze hersenveranderingen beschreven en worden zij gerelateerd aan verschillende pubergedragingen zoals fluctuerende schoolprestaties (hoofdstuk 2), heftige emotionele reacties en hoe adolescenten die emoties onder controle houden (of juist niet) (hoofdstuk 3). Ook zullen de hersengebieden die betrokken zijn bij vriendschappen en relaties besproken worden, en de veranderingen in de aard van vriendschappen (hoofdstuk 4). Het is zeker niet nodig om de adolescentie alleen te zien als een periode waarin jongeren dingen níet kunnen. De adolescentie is namelijk ook een periode van unieke mogelijkheden (hoofdstuk 5).
We kunnen deze veranderingen nu beschrijven in termen van hersenontwikkeling omdat er in de afgelopen tien jaar een enorme vooruitgang is geboekt op dit gebied. Hiervoor waren we namelijk nauwelijks in staat om hersenactiviteit in de ontwikkeling in kaart te brengen. Er werd uiteraard wel veel gespeculeerd op basis van onderzoek bij volwassenen, maar het bleef gissen. Echt meten van hersenactiviteit kan pas sinds een aantal jaar en sindsdien zijn onze meetmethoden en kennis met sprongen vooruitgegaan. Het is dus niet voor niets dat hersenonderzoek de laatste tijd zo in de belangstelling staat. Voordat we naar de hoofdstukken gaan over hersenen en gedrag, daarom eerst wat informatie over de opbouw van de hersenen en hoe het meten van hersenactiviteit in zijn werk gaat.
Opbouw van de hersenen
De hersenen bevinden zich in de schedel van het hoofd en zijn een uiterst complex orgaan. De hersenen bestaan uit tientallen miljarden zenuwcellen (neuronen genaamd) die allemaal in verbinding staan met een groot aantal andere zenuwcellen. Het bijzondere aan deze cellen is dat ze netwerken vormen en met elkaar communiceren. Samen met het ruggenmerg vormen de hersenen het centrale zenuwstelsel.
Afbeelding van een hersencel, die bestaat uit een cellichaam, een axon en een dendriet. De axon wordt omgeven door myeline, een geleidende witte substantie. Signalen worden doorgegeven via synapsen, die actiepotentialen genereren. Hiermee wordt informatie van de ene naar de andere hersencel doorgegeven.
De hersenen zijn opgebouwd uit grijze en witte stof. De grijze stof bestaat uit cellichamen van zenuwcellen. De zenuwcellen genereren actiepotentialen (een golf van elektrische ontlading) en sturen daarmee informatie naar andere cellen. De zenuwcellen worden ondersteund door gliacellen ( glia = lijm), deze maken myeline aan (een geleidende, isolerende beschermstof), ze zorgen voor behoud van structuur en ze verwerken afval. De witte stof bestaat uit axonen (een soort uitloper van een zenuwcel) die de zenuwcellen over lange afstand met elkaar verbinden.
De hersenen bestaan uit een aantal onderscheidbare onderdelen die ieder weer een eigen functie hebben. Om meer te weten te komen over deze functies, is het belangrijk om onderscheid te maken tussen de verschillende gebieden. Het cerebellum is de structuur helemaal aan de achterkant van de hersenen, dat eruitziet als een soort paddenstoel. Dit gedeelte van de hersenen is betrokken bij het leren van motorische vaardigheden, en is ook belangrijk voor de kracht van motoriek. De pons is een klein gedeelte helemaal aan het eind van het ruggenmerg dat evolutionair de oudste structuur is. De pons stuurt informatie door van de hoger gelegen hersengebieden naar het cerebellum. Boven de pons bevinden zich de middenhersenen. De middenhersenen zijn ook belangrijk voor sensorische en motorische signalen. Voor de middenhersenen bevinden zich de thalamus en hypothalamus. Beide structuren zijn belangrijk voor de regulatie van hormonen en lichaamsfuncties, zoals warmte- en kouregulatie.
Meer naar voren liggen de grote hersenen met de cerebrale cortex (of schors). De cerebrale cortex is een gekronkelde buitenlaag van de hersenen die bij mensen veel verder ontwikkeld is dan bij dieren. Doordat de cortex gekronkeld is, beslaat het een heel groot oppervlakte. De cortex is ongeveer zo groot als twee gebalde vuisten, maar als de cortex helemaal gladgestreken zou worden heeft het de grootte van de diameter van een basketbal. De ontwikkeling van de cortex is fascinerend vanwege zijn grote complexiteit en de belangrijke rol die hij speelt bij het leren van nieuwe informatie.
Afbeelding van de hersenen met de belangrijkste structuren. De bovenste afbeelding geeft een dwarsdoorsnede weer, de onderste afbeelding het zijaanzicht van de hersenen.
De cerebrale cortex bestaat uit vier belangrijke delen die vernoemd zijn naar de beenderen waaronder ze liggen; de occipitale (of achterhoofd) cortex, de temporale (of slaapbeen) cortex, de parietale (of wand) cortex en de frontale (of voorhoofd) cortex. De occipitale cortex is voornamelijk verantwoordelijk voor visuele waarneming. De parietale cortex is onder andere verantwoordelijk voor integratie van zintuiglijke informatie en ruimtelijke waarneming. De temporale cortex is vooral belangrijk voor het gehoor, taalfuncties en het geheugen. De frontale cortex, ten slotte, is belangrijk voor intelligent en doelgericht gedrag.
Twee dieper gelegen structuren die samenwerken met de cerebrale cortex in de vorming van gedrag zijn de basale ganglia en de amygdala. De basale ganglia zijn belangrijk voor leren en beloning, en de amygdala is van belang voor het verwerken van emoties.
Doorsnede van de hersenen vanaf het vooraangezicht met afbeeldingen van de amygdala, basale ganglia en de cortex.
De cerebrale cortex bestaat uit twee helften, een linker- en een rechterhelft (ook wel hemisfeer genoemd). Deze twee helften staan continu in verbinding via het corpus callosum, een structuur in het midden van de hersenen die tot doel heeft om deze communicatie flexibel te laten verlopen.
De ontwikkeling van de cortex is ook een ingewikkeld proces. De Amsterdamse neuroanatoom Harry Uylings ontdekte dat voor de geboorte, ongeveer zes tot achttien weken na de bevruchting, een enorme hoeveelheid hersencellen wordt aangemaakt (meer dan 200.000 per minuut!). Dit is de periode van de vorming van het brein. De hersencellen starten vanuit een zogenaamde neurale buis, ‘reizen’ naar verschillende locaties en maken ten slotte verbindingen tussen hersengebieden. De cortex wordt daarom van binnen naar buiten gevormd. Sommige van deze hersencellen hebben al een specifieke functie als ze worden gemaakt en daarvoor is het belangrijk dat ze naar een bepaald gebied reizen. Maar de meeste zenuwcellen zijn erg flexibel en kunnen verschillende functies vervullen. Zij nemen pas hun rol in als ze zijn aanbeland op een uiteindelijke bestemming en gaan samenwerken met de andere zenuwcellen om een bepaalde functie te vervullen.
Het eerste gebied dat wordt aangemaakt is de hersenstam, die ervoor zorgt dat mechanische functies kunnen worden uitgevoerd, zoals de hartslag. De grote hersenen (waaronder de cortex) lopen hier nog achterop. Maar ongeveer vier maanden na de bevruchting is de hele hersenstructuur compleet. Het enige wat nu nog nodig is, is een uitbreiding en het maken van verbindingen. De aanmaak van deze verbindingen vindt ook voor een groot gedeelte plaats na de geboorte, tegelijk met een totale groei van de cortex.
De onderdelen van de cerebrale cortex ontwikkelen zich met verschillende snelheden, en de ontwikkeling van deze structuren gaat gepaard met belangrijke veranderingen in gedrag. Tijdens de ontwikkeling vindt er een grote productie plaats van grijze cellen, gevolgd door een afname. Het klinkt tegenstrijdig, maar een afname in de grijze cellen gaat gepaard met een verbetering van de functies van dat gebied. De overproductie leidt namelijk ook tot inefficiëntie. Gedurende het proces van overproductie worden de cellen die goed werk doen behouden en gaan ze efficiënter werken, en cellen die hun werk niet meer goed doen worden afgevoerd. De celoverproductie en afname verloopt met verschillende snelheden voor de verschillende cortices.
De piek in toename en afname van grijze stof vindt plaats tussen vier en twaalf jaar, maar het eindpunt wordt soms nog niet bereikt tot vijfentwintig jaar! De piek in overproductie vindt bijvoorbeeld vroeg plaats in de visuele cortex (belangrijk voor visuele waarneming), maar veel later in de parietale cortex (belangrijk voor integratie van informatie), in de frontale cortex (belangrijk voor intelligente en doelgerichte acties), en in de temporale cortex (belangrijk voor onder andere taalfuncties). Onderzoekers denken dat het gedrag van kinderen hier sterk door wordt beïnvloed. Deze verschillende ontwikkelingstrajecten verklaren ook waarom kinderen vaardigheden op verschillende tijdstippen aanleren. Soms zijn de hersenen nog niet rijp om een bepaalde vaardigheid te leren.
Tijdsverloop van ontwikkeling van grijze en witte stof voor verschillende gebieden in de cortex.De grijze stof piekt en daalt op verschillende tijdsmomenten voor de verschillende cortices. Deze figuur is gebaseerd op Casey et al. (Trends in Cognitive Science, 2005).
In tegenstelling tot de grijze stof die een toe- en afname laat zien, neemt de witte stof lineair toe tot de vroege volwassenheid. In de grijze stof worden actiepotentialen gegenereerd die door de witte stof beschermd en getransporteerd worden. De witte stof zorgt daarmee voor een goede communicatie. Via zogenaamde boodschappers, ook wel neurotransmitters genoemd, wordt informatie tussen cellen uitgewisseld. Deze boodschappers kunnen een activerende functie hebben, waardoor bepaalde cellen harder gaan werken, maar kunnen ook een remmende (of inhiberende) functie hebben, waardoor cellen minder hard gaan werken. De hoeveelheid en werking van de boodschappers verandert ook nog tot vijftien à zestien jaar.
Voor sommige gebieden in de hersenen bestaat een zogenaamde ‘gevoelige periode’. Dit is een specifieke periode waarin het brein extra flexibel is, of extra plastisch. Het is daarom ook een periode waarin een beschadiging of een tekort aan stimulatie de grootste negatieve effecten kan hebben. Bijvoorbeeld, als een kind voor de geboorte wordt blootgesteld aan alcohol of nicotine heeft dit effect op zijn latere mentale vaardigheden. Maar ook na de geboorte zijn de hersenen in bepaalde periodes extra gevoelig. Het is bijvoorbeeld belangrijk dat gebieden in de occipitale kwab in de vroege ontwikkeling gestimuleerd worden door de aanbieding van visuele informatie. Gebeurt dat niet dan verliezen deze gebieden hun functie. Dit komt doordat er lange verbindingen moeten worden gevormd tussen de ogen (waar de informatie binnenkomt) en de occipitale kwab (waar de informatie wordt verwerkt). Het zou daarom heel slecht zijn als een kind compleet in het donker opgroeit: bepaalde delen van de visuele cortex zullen hun taak dan nooit meer naar behoren kunnen doen.
In een bepaalde periode zijn de hersenen dus het best uitgerust om verbindingen te leggen, maar als dit niet in die periode gebeurt, wordt het daarna erg moeilijk omdat er veel competitie is tussen cellen in het leggen van verbindingen. Een herkenbaar voorbeeld hiervan is het grammaticaal correct aanleren van een tweede taal. Dit moet gebeuren in een bepaalde tijd in de ontwikkeling. Daarna lukt het vaak nog wel om de tweede taal onder de knie te krijgen, maar nooit meer zonder accent. Sommige gebieden hebben een relatief korte gevoelige periode (zoals de visuele gevoeligheid) terwijl andere een langere gevoelige periode hebben (zoals de taalgevoeligheid). Voor weer andere gebieden is de gevoelige periode niet zo sterk aanwezig, of deze duurt veel langer. Dit geldt ook voor de gebieden die belangrijk zijn voor het leren van nieuwe informatie, zoals dat op school gebeurt.
Een kijkje onder de hersenpan
De techniek om de hersenen van levende mensen te onderzoeken is pas in de afgelopen eeuw ontwikkeld, maar de werking van de hersenen wordt al veel langer bestudeerd. Vóór de uitvinding van technieken om het levende brein te bestuderen waren onderzoekers aangewezen op patiënten met hersenbeschadiging door een tumor, een kogelwond of een andere vorm van hersenletsel. De effecten van hersenbeschadiging, hoe dramatisch ook voor de patiënt, hebben ons enorm veel inzicht gegeven in de werking van de hersenen. Neuropsychologen hebben bijvoorbeeld tijdens de Eerste en Tweede Wereldoorlog belangrijke ontdekkingen gedaan over de werking van de hersenen. Zij bestudeerden grote aantallen soldaten met beschadiging aan het hoofd en onderzochten wat zij wel en niet meer konden. Na het overlijden van deze patiënten kon vervolgens onderzocht worden welke hersengebieden precies beschadigd waren. Op die manier werd duidelijk wat de functies waren van een hersengebied. Met andere woorden, het werd duidelijk welke beschadigingen uitval in gedrag hadden veroorzaakt.
Nog steeds wordt deze manier van onderzoek doen veel toegepast, alleen is het tegenwoordig niet meer nodig om te wachten tot het overlijden van de persoon om te weten welk hersengebied beschadigd is. Met behulp van hersenscantechnieken, zoals Magnetic Resonance Imaging ( MRI ) of Computed Tomography ( CT ), kan de structuur van de hersenen met precisie in kaart worden gebracht. Wanneer we weten met welke taken een patiënt moeite heeft (bijvoorbeeld gezichten herkennen, of objecten benoemen) en we weten ook welk gebied van de hersenen precies is beschadigd, dan kunnen we veronderstellen dat het beschadigde gebied noodzakelijk is voor het uitvoeren van de taak. Maar hoe meten we hoe de hersenen werken bij gezonde mensen zonder hersenbeschadiging? Of bij kinderen?
We weten dat de hersenen zo’n 100 miljard zenuwcellen hebben die elk verbonden zijn met honderden, soms duizenden andere cellen. Uitzoeken welke zenuwcellen belangrijk zijn voor het uitvoeren van een bepaalde taak is een lastig karwei. Wetenschappers hebben de afgelopen eeuw echter twee belangrijke methodes ontwikkeld, die ons hierbij kunnen helpen.
In de jaren dertig werd de elektro-encefalograaf (eeg) ontwikkeld. Een eeg-apparaat werkt met elektrodes die op de oppervlakte van de schedel worden geplakt, en waarmee kleine veranderingen in de werking van de hersenen kunnen worden gemeten. Als zenuwprikkels gelijktijdig ‘vuren’, dan resulteert dit in zwakke stroomsignaaltjes die kunnen worden opgepikt met het eeg-apparaat. Een groot voordeel van deze methode is dat je op de milliseconde nauwkeurig kunt meten wanneer de zenuwcellen actief worden. Maar omdat we aan de oppervlakte meten, namelijk op de schedel, weten we nog niet precies wáár in de hersenen de activiteit vandaan komt.
Het brein kan daadwerkelijk in beeld worden gebracht met de tweede belangrijke methode om hersenactiviteit te meten, namelijk met behulp van MRI . Met MRI kunnen we de structuur van de hersenen onderzoeken. Met f MRI (de f staat voor functioneel) kunnen we de activiteit van hersengebieden onderzoeken, met andere woorden: kijken naar de hersenen in actie. Dat werkt als volgt. We weten al sinds lange tijd dat een toename van zuurstof in bepaalde gebieden van de hersenen aangeeft dat deze hersengebieden hard aan het werk zijn. We kunnen deze toename van zuurstof in kaart brengen met behulp van MRI . Deze techniek meet de toename van zuurstof binnen korte tijd met behulp van magnetische gevoeligheid van zuurstofdeeltjes. Kort gezegd komt het principe hierop neer: als een gebied erg hard moet werken (bijvoorbeeld wanneer we onze armen bewegen moet een gebied in de hersenen dat belangrijk is voor motorische controle aan de slag), dan stroomt er veel bloed naar die gebieden. Een onderdeel van deze bloedstroom wordt gevormd door rode bloedlichaampjes. In deze rode bloedlichaampjes zit een eiwit dat hemoglobine heet. Hemoglobine heeft als eigenschap dat het zuurstof absorbeert. Wanneer het zuurstofgehalte in de hemoglobine verandert, gaat dit gepaard met een verandering van de magnetische eigenschappen van de hemoglobine en dit is een signaal dat de MRI -scanner oppikt. Deze detectoren meten eigenlijk de verhouding tussen zuurstofrijke en zuurstofarme hemoglobinedeeltjes. Deze verhouding wordt het ‘Blood Oxygen Level Dependent’ ( BOLD )-signaal genoemd. Het BOLD -signaal is dus eigenlijk het signaal dat wij meten.
Een groot voordeel van deze techniek is dat het niet nodig is om de schedel te lichten om een kijkje te nemen in de hersenen. Ook maakt MRI geen gebruik van potentieel schadelijke röntgenstralen. De persoon die een MRI -scan krijgt merkt hier verder niks van, en de ongemakken zijn minimaal. Hierdoor is de MRI -scanner uitermate geschikt voor onderzoek naar hersenactiviteit bij kinderen. Tegenwoordig wordt MRI -onderzoek zelfs gedaan bij kinderen vanaf vier jaar. De komst van MRI heeft ons een rijkdom aan kennis opgeleverd, hoewel het slechts een topje van de ijsberg is. Als we denken aan de geavanceerde technische toepassingen die in de komende jaren ongetwijfeld ontwikkeld gaan worden, dan belooft dit een enorm spannende en uitdagende tijd te gaan worden voor wetenschappers en iedereen die geïnteresseerd is in de ontwikkeling van de hersenen bij kinderen en adolescenten.
Linda van Leijenhorst, medewerker van het Brain & Development Laboratorium in Leiden, legt een deelnemer in de MRI-scanner.
Foto: Mariette Huizinga.
In het Brain & Development Laboratorium werken onderzoekers ook met de techniek f MRI , voor meer informatie over deelname aan onderzoek kunt u onze website bezoeken: www.hersenen-in-actie.nl. Het Brain & Development Laboratorium werkt samen met verschillende onderzoekers van de Universiteit Leiden binnen het Leiden Institute for Brain & Cognition ( LIBC : www.libc-leiden.nl).