De neurale basis van sociale cognitie in gezonde controles en neuropsychologische stoornissen

Gezichtsuitdrukkingen zijn belangrijk voor non-verbale communicatie en kunnen emoties als ook de intenties van een individu binnen een sociale situatie weergeven. Daarnaast verbetert het uitdrukken van emoties de retentie van gezichtsidentiteit. Er is slechts weinig geweten over de onderliggende neuropsychologie en het verband tussen emotioneel en sociaal geheugen, een interactie die van cruciaal belang is voor de sociale interacties van een individu. Het menselijk brein bezit meerdere neurale netwerken die betrokken zijn bij het complexe proces van sociale interactie. 

Deze doctoraatsthesis omvat een literatuurstudie en vijf onderzoekstudies, die gericht zijn op het ontrafelen van de neurale basis van sociale cognitie. De eerste doelstelling van de doctoraatsthesis was het in kaart brengen van zowel gezichts- als emotieherkenning bij subjecten met verscheidene neurodegeneratieve aandoeningen. De tweede doelstelling was het onderzoeken van het neurale substraat van sociaal en emotioneel geheugen. De derde doelstelling was het onderzoeken van het verband tussen neurobiologie en persoonlijkheid (brain-trait associatie). Daarnaast werd de rol van de amygdala als mogelijke sleutelstructuur voor sociale cognitie bestudeerd. Hoofdstuk één is gewijd aan een algemene inleiding. 

In hoofdstuk twee worden de resultaten van een systematisch literatuuronderzoek besproken om een uitgebreid overzicht te geven van de huidige kennis en de impact van neurodegeneratie op de herkenning van gezichtsexpressie. Deze studie focust op Frontotemporale Dementie (FTD) en de ziekte van Alzheimer (AD) en de differentiële impact van FTD versus AD. Uit de kwalitatieve syntheses bleek dat zowel bij FTD als bij AD de algemene emotieherkenning het vaakst verstoord was. De resultaten van de meta-analyse ondersteunen de algemene hypothese dat FTD gekenmerkt wordt door verminderde emotieherkenning in vergelijking met AD en gezonde controles. Bovendien presteren AD-patiënten significant slechter op de niet-emotionele controletaak. 

                In het derde hoofdstuk bestudeerden we de invloed van neurodegeneratie in bvFTD in meer detail, namelijk niet enkel op gezichtsuitdrukkingsherkenning maar ook op afwijkingen in moreel redeneren. Onze studie toonde een meer utilitaristische respons op laag-conflict persoonlijke morele dilemma's in bvFTD en deze responsen bleken geassocieerd te zijn met gezichtsemotie herkenning. Op neuraal niveau is de abnormale morele cognitie in bvFTD gerelateerd aan de structurele integriteit van de mediale prefrontale cortex en functionele kenmerken van de anterieure insula. De huidige bevindingen bieden een gemeenschappelijke basis voor emotieherkenning en moreel redeneren en verbinden deze met gebieden in het default mode netwerk en salience netwerk. 

                In hoofdstuk vier testen we de 'predictive coding' hypothese voor 'repetition suppression' (RS) tijdens sociale geheugenverwerking door de interactie te onderzoeken tussen RS en ‘differences due to memory' in de categorie-selectieve cortex (FFA, pSTS, PPA, en RSC) en de amygdala. De resultaten toonden aan dat absolute RS tijdens de encoding een interactie vormt met de ‘probability’ van toekomstige herinnering in de gezicht-selectieve cortex. Een tegengestelde correlatie werd waargenomen in de amygdala. De bevindingen onthullen ook een associatie tussen adapter respons en RS, zowel voor korte- als lange termijn (48h) intervallen. Bovendien hebben we de bevindingen klinisch gevalideerd in subjecten met ontwikkelings prosopagnosie. Deze gecombineerde bevindingen zijn meer compatibel met 'adapter-related' en 'familiarity accounts' van visueel geheugen dan met de 'predictive coding' modellen. 

                Hoofdstuk vier benadrukt het belang van oogbewegingen tijdens gezichtsherkenning (Supplementary Information), daarom hebben we in hoofdstuk vijf oogbewegingen geobserveerd voor sociaal en emotioneel geheugen. De resultaten toonden een verbeterd geheugen voor boze gezichten bij jonge volwassenen in vergelijking met oudere volwassenen, consistent met de sociaal-emotionele selectiviteitstheorie. Dit effect was geassocieerd met een kortere fixatie duur voor boze gezichten in vergelijking met neutrale gezichten in de oudere volwassenen groep. Verder bleek uit de resultaten dat de totale fixatieduur ook een sterke voorspeller was voor het onthouden van gezichten. 

Om ons begrip van het 'sociale brein' verder te verbeteren onderzochten we de 'Brain-Trait associatie' hoofdstuk zes en zeven. De resultaten onthulden een significante positieve correlatie tussen een regio in de linker thalamische pulvinar en 'novelty seeking', gedreven door de subschaal impulsiviteit. We observeerden verder tegengestelde associaties bij mannen en vrouwen tussen 'temperament brain associations', wat het belang benadrukt van het erkennen van de rol van sekse op de structurele neurobiologie van persoonlijkheid. De resultaten ondersteunen de algemene hypothese dat individuele persoonlijkheidsverschillen de structurele verschillen weerspiegelen die in de hersenen worden waargenomen. 

                Deze PhD thesis benadrukt dat de differentiële diagnose van neurodegeneratieve stoornissen verbeteren kan worden door het opnemen van sociaal cognitieve tekorten (zoals emotie herkenning) in de neuropsychologische criteria. De resultaten ondersteunen verder de 'adapter-related' en 'familiarity accounts' van sociaal geheugen, die afwezig waren bij ontwikkelingsgerelateerde prosopagnosie. De belangrijkste bevindingen van deze PhD thesis zijn meer in lijn met de 'psychological construction theory' die stelt dat de amygdala betrokken is bij verschillende aspecten van emotieverwerking, waaronder sociale verwerking. Een interessante pieste waar toekomstig onderzoek op kan verder bouwen, is het bestuderen van de rol van de amygdala sociale cognitie. Tot slot, in een uitgebreide discussie gaan we dieper in op de toekomstperspectieven voor vroege diagnose en het beter begrijpen van verschillende neuropsychologische stoornissen.