Kognitiv neuropsykologi: Principper og metoder Lektor Randi Starrfelt Institut for Psykologi Københavns Universitet Randi.Starrfelt@psy.ku.dk Forelæsning N&I 9. September 2013
Overview: Kognitiv neuropsykologi baggrund. Om dissociationer. Hvor det hele startede: En kognitiv model for læseprocessen. Eksempler på dissociationer Vigtigt om dissociationer Primært baseret på / relateret til kapitel 3-7 i Klinisk neuropsykologi.
Metoder i neuropsykologi / neurovidenskab Læsionsstudier (1800-tallet-?): Bortfald af en funktion relateret til hjerneskade ved autopsi (eller hjerneskanning 1970-?) HVAD - HVOR? Kognitiv neuropsykologi (1970-?): Undersøger tabte funktioner hos hjerneskadede, for at danne modeller for normal kognition. HVAD - HVORDAN? Funktionel billeddannelse (ca.1990-?): Undersøger aktivering i raske hjerner. HVAD HVOR (HVORDAN)?
Kognitiv neuropsykologi En retning indenfor kognitiv psykologi. Søger at danne modeller for hvordan normal kognition foregår. Studier af hjerneskadede patienters kognitive vanskeligheder (og intakte evner) som empirisk grundlag. Subtraktionshypotesen: Adfærd hos hjerneskadet pt. er udtryk for et normal kognitivt system specifik(ke) funktion(er). Den teoretiske retning er ikke synderlig interesseret i hjerneskader (eller hjerneskadede) som sådan. Kognitiv neuropsykologi ifht sprog tæt knyttet til psykolingvistik og neurolingvistik.
Kognitiv neuropsykologi den funktionelle arkitektur Institut for Psykologi Kognitive modeller beskriver den funktionelle arkitektur: Består af simple skematiske tegninger af kasser og pile, der repræsenterer psykologiske komponenter og processer. Komponenterne er moduler specialiserede informationsbearbejdnings-komponenter. Moduler = lager af viden eller processer til bearbejdning af denne viden. Information udveksles mellem moduler, men processering indenfor et modul forgår relativt uafhængigt af andre processer. Derfor kan de skades selektivt! Processering i moduler er ubevidst (ikke umiddelbart påvirkelig af højere processer).
Modularitet Efter Fodor (1983) Hvad der er et modul defineres efter givne kriterier (fx domænespecificitet, informationsindkapsling, udviklingsbane). Kun lavere kognitive processer (fx formperception) anses som modulære. Højere funktioner (fx tænkning, eksekutive funktioner) er ikke modulære.
Men er det sådan vores sind er bygget op? Derom strides de lærde Institut for Psykologi
Kognitiv neuropsykologi teoretisk og klinisk: 1) Teoretisk: Forstå hvordan normal kognition fungerer. The functional analysis of patients with selective deficits provides a very clear window through which one can observe the organisation and procedures of normal cognition. No account of how the brain works would even approach completeness without this level of analysis. (McCarthy & Warrington, Cognitive neuropsychology, a clinical approach, 1990) 2) Klinisk: Forstå en enkelt patient. Tabte og bevarede evner efter hjerneskade kan undersøges, beskrives og forstås med baggrund i de kognitive modeller.
Kognitiv neuropsykologi: Data - Bygger på grundige studier af enkelt patienter (single case studies)- - Man antager at den funktionelle arkitektur er fælles, altså kan en enkelt patient undersøtte eller afvise en model. - Antager at kognitive moduler er repræsenteret i korresponderende cerebrale moduler, således at modulerne kan rammes selektivt af hjerneskade.
Kognitiv neuropsykologi klinisk Patienter kan undersøges med udgangspunkt i de kognitive modeller. Giver et billede af tabte/forstyrrede og bevarede funktioner hos den enkelte patient. Kan danne udgangspunkt for (forsøg på) rehabilitering, bedre forståelse af forstyrrelser. Specielle testbatterier udviklet på denne baggrund. Tester funktion af de forskellige (hypotetiske) moduler: Hvad er ramt hvad er intakt?
En simpel kognitiv model Fra Kap. 3 Randrup & Lønnberg.
...og en kompleks Fra Kap. 3. Randrup & Lønnberg.
Dissociationer Association = sammenhæng Dissociation = adskillelse; spaltning (mangel på sammenhæng) Kognitiv neuropsykologi søger at demonstrere dissociationer mellem kognitive funktioner.
Dissociationer Enkelt dissociation: Funktion A skadet, funktion B bevaret. Kunne skyldes at funktion A er mere krævende end B. Dobbelt dissociation: Patient 1: A skadet B bevaret Patient 2: B skadet A bevaret Stærk indikation for at de to evner er uafhængige (varetages af separate moduler/hjerneområder).
Eksempel på dobbelt dissociation Patient A: Kan ikke læse, men kan stadig skrive. = aleksi uden agrafi (ren aleksi) Patient B: Kan ikke skrive, men kan stadig læse. = agrafi uden aleksi (ren agrafi) Altså må læsning og skrivning på nogle niveauer basere sig på forskellige kognitive processer (og hjerneområder).
At bygge en model. Marshall og Newcombe (1973) startede enterprisen Kogitiv neuropsykologi med artiklen: Patterns of paralexia. Studerede patienter med erhvervede læsevanskeligheder (aleksi), og analyserede de fejl de begik (paraleksi = læsefejl). Klassificerede patienterne i tre forskellige grupper, og dannede en læsemodel på baggrund af de observerede fejl. Visuel aleksi Overflade aleksi Semantisk aleksi
Marshall & Newcombes model (1973) our approach to lexical look-up is one that the diagram makers may have found sympathique.
Marshall & Newcombes model (1973) Visuel aleksi patienterne begår visuelle ombytninger (b d; f t; bad mad; hat nat). Vanskeligheder med visuel identifikation af bogstaver. Efter disse er identificeret kan ord læses, udtales og forstås.
Marshall & Newcombes model (1973) Overflade-aleksi patienterne regulariserer irregulære ord (gin læses GIN, ikke DJIN). Semantik/betydning ikke tilgængelig, alle ord omsættes direkte fra bogstav til lyd (inden de kan forstås/udtales).
Marshall & Newcombes model (1973) Semantisk aleksi (dyb aleksi) patienterne siger relaterede ord (symfoni læses orkester; bil læses vogn). Også andre fejl fx ved endelser. Fonologi ikke tilgængelig, kun delvis adgang til semantik.
Videreudviklet til: Dual route læsemodellen (der har tre ruter fra skrevet ord til lyd ) 1) Leksikal/semantisk rute 2) Direkte leksikal rute 3) Grafem-fonem omsætning Figur 4.1. Fra Kap. 4.
De samme systemer kan genfindes i den store model Institut for Psykologi
Vigtige dissociationer nogle eksempler: Hukommelsessystemer Visuelle baner
Hukommelse: Dissociationer mellem systemer: Institut for Psykologi
Eksplicit / Implicit / Deklarativ Procedural Ordliste-læring: Kam Bil Hund Jakke Lys
Visuel perception den ventrale og dorsale strøm Institut for Psykologi
R Starrfelt Center for Visuel Kognition Klassiske visuelle syndromer Skade i den dorsale strøm: Svigtende evne til at lokalisere ting i omgivelserne Balints syndrom: Visuel desorientering (Dorsal) simultanagnosi Optisk ataksi Okulomotorisk apraksi Skade i den ventrale strøm: Svigtende evne til at genkende komplekse visuelle former Visuelle agnosier: Apperceptiv agnosi Associativ agnosi (Ventral) simultanagnosi Ren aleksi / Ansigtsagnosi
Men hvad med semantisk hukommelse? Findes i modeller af sprog (tale, skrift, læsning): hukommelse; visuel perception; objektgenkendelse osv. Indeholder vores viden om verden (sprog, matematik, generel viden m.m.) som ikke er knyttet til en speciel episode. Men er semantisk hukommelse en enhedlig størrelse?
Kategori-specifikke forstyrrelser: Naturlige vs. menneskeskabte objekter - en underlig dissociation Paraply: Anordning til at beskytte mod regn Kompas: Redskab til at fortælle dig hvilken vej du går Skovl: Et metalredskab til at grave huller i jorden Warrington & Shallice (1984), Brain.
Kategori-specifikke forstyrrelser: Naturlige vs. menneskeskabte objekter - en underlig dissociation Paraply: Anordning til at beskytte mod regn Kompas: Redskab til at fortælle dig hvilken vej du går Skovl: Et metalredskab til at grave huller i jorden Giraf: Fugl, ved ikke hvad den bruges til Frø: Fugl uden arme Næsehorn: Dyr, kan anvendes som føde Hundehvalp: Plante/træ af en eller anden slags Warrington & Shallice (1984), Brain.
A word of caution This paper highlights a series of methodological concerns relating to how we measure and define category (or any) dissociations. These include the common failure to include control data or the use of control data that is inappropriate e.g. at ceiling, unmatched. A review of past cases shows that the overwhelming majority suffers from these problems and therefore challenges conclusions
Kontroldata er uundværlige! Institut for Psykologi
Statistiske metoder for single case studier http://homepages.abdn.ac.uk/j.crawford/pages/dept/psychom.htm