Verbeteren van de voorspelling van taalherstel na een beroerte door de inclusie van risico- en beschermende neurocognitieve factoren

 Afasie is een taalstoornis die in de meeste gevallen wordt veroorzaakt door een cerebrovasculair accident - of nog, een beroerte - in de linkerhersenhelft. Ongeveer 15-45% van de patiënten met een acute beroerte heeft afasie, een aandoening die de communicatie erg belemmert en de levenskwaliteit drastisch beïnvloedt. In de eerste maanden na een beroerte treedt er een zekere mate van spontaan en therapiegerelateerd taalherstel op, maar bij 26-43% van de patiënten is er uiteindelijk sprake van een chronisch taalprobleem. Idealiter zouden we vlak na de beroerte een goede inschatting kunnen geven van het taalherstel. Op die manier kunnen patiënten niet alleen hun verwachtingen over mogelijke vooruitgang bijstellen, maar kan ook het herstelpotentieel gemaximaliseerd worden aan de hand van een geïndividualiseerd behandelplan. Tot op heden blijft het individuele taalherstel bij patiënten met afasie echter moeilijk te voorspellen. Hoewel we weten dat neuroplasticiteit hierbij een belangrijke rol speelt, weten we nog niet welke neurale reorganisatieprocessen effectief zijn tijdens het herstelproces en welke niet. Een goede kennis van hoe de hersenen zich reorganiseren na een beroerte, vooral in de eerste maanden, zou nuttig kunnen zijn om modellen te informeren die taalherstel voorspellen op basis van beeldvormingsgegevens.

Dit proefschrift had twee overkoepelende doelen. Het eerste doel was het identificeren van vroege factoren die de voorspelling van taalherstel bij patiënten met een beroerte kunnen verbeteren. Er zijn reeds verschillende voorspellers van taalherstel na een beroerte bestudeerd in de voorbije jaren, maar er is een gebrek aan informatie over voorspellers die vlak na de beroerte kunnen worden gemeten - d.w.z. in de klinisch relevante acute fase. Bovendien heeft eerder onderzoek vooral gekeken naar de invloed van het hersenletsel en kenmerken van de taalstoornis op het taalherstel. Hierdoor is er weinig informatie over mogelijke beschermende factoren als voorspellers van taalherstel, zoals informatie over de intacte grijze en witte stof of informatie over intacte algemene cognitieve vaardigheden en hun neurale substraten. In dit proefschrift onderzochten we de rol van statistisch leren, een mechanisme dat we in het dagelijks leven voortdurend gebruiken om patronen te leren die aanwezig zijn in onze complexe (taal)omgeving, als mogelijke protectieve factor. Een hypothese die we toetsten is dat de hippocampus, als een potentieel neuraal substraat van statistisch leren, het (her)leren van taal bij afasiepatiënten zou kunnen ondersteunen. Het tweede doel van dit proefschrift was om meer inzicht te verwerven in neuroplastische veranderingen tijdens de herstelperiode en hoe deze verband houden met taal. Voorgaand onderzoek heeft voornamelijk gekeken naar neuroplasticiteit in corticale hersenregio’s jaren nadat de beroerte heeft plaatsgevonden, waardoor er een gebrek aan kennis is over hoe de hersenen zich reorganiseren in de eerste maanden na de beroerte. Daarenboven is taal niet georganiseerd in geïsoleerde hersengebieden, maar eerder in een complex structureel netwerk van onderling verbonden corticale gebieden. In dit onderzoeksproject onderzochten we daarom vroege hersenplasticiteit in associatieve witte-stofbanen die betrokken zijn bij taalverwerking, nl. de dorsale arcuate fasciculus (AF) en de ventrale inferieure fronto-occipitale fasciculus (IFOF). Deze twee overkoepelende doelen onderzochten we in vier verschillende studies.

In de eerste studie voerden we een grondige literatuurstudie uit om een volledig beeld te krijgen van wat er geweten is over neuroplasticiteit bij personen met afasie na een beroerte (Hoofdstuk 4). Onze bevindingen waren dat neuroplasticiteit die samengaat met het herleren van taal na een beroerte zich niet beperkt tot taalstructuren in de linkerhersenhelft, maar een bilateraal netwerk omvat dat taal ondersteunt vanuit een bredere cognitieve context. In de tweede studie (Hoofdstuk 5) toonden we aan dat het mogelijk is om aan de hand van gedragsmatige taken niet-talig statistisch leren te meten bij gezonde ouderen, en stelden we taken op die ook haalbaar zijn in moeilijk te testen populaties, zoals patiënten met afasie. Voor de derde en vierde studie volgden we een groep van patiënten met afasie op gedurende een periode van één jaar. In de derde studie (Hoofdstuk 6) toonden we aan dat we de niet-talige statistische leervaardigheid van afasiepatiënten konden meten in de subacute fase aan de hand van onze eerder opgestelde gedragsmatige taken, en dat deze vaardigheid intact was in vergelijking met een gezonde oudere controlegroep. Zoals we verwachtten waren sommige subacute gedragsmatige resultaten op de statistische leertaken geassocieerd met acute hippocampale metingen. Bovendien vonden we dat het acute volume van de linker hippocampus significant bijdroeg aan de voorspelling van taaluitkomsten één jaar na de beroerte, bovenop de bijdrage van traditionele voorspellers. In de laatste studie (Hoofdstuk 7) stelden we vast dat de acute connectiviteit van de AF en IFOF geassocieerd was met de ernst van de acute taalstoornis, maar geen extra voorspellende waarde had voor latere taaluitkomsten bovenop informatie over de initiële taalstoornis. Met betrekking tot neuroplasticiteit constateerden we dat er in de eerste maanden na de beroerte neurodegeneratie optreedt in de witte stof van de AF, een bevinding die we konden associëren met zwakkere taaluitkomsten.

Samenvattend benadrukken de resultaten van de uitgevoerde studies het potentiële belang van (intacte) cognitieve vaardigheden en bijhorende neurale correlaten voor het verbeteren van de voorspelling van taalherstel bij patiënten met afasie na een beroerte. Daarnaast verschaften we nieuwe inzichten in (veranderingen in) connectiviteit van beschadigde en onbeschadigde witte-stofbanen in de eerste maanden na de beroerte, en hoe deze metingen zich verhouden met taalperformantie in de verschillende herstelstadia. Hoewel de huidige observationele en longitudinale bevindingen geen causale verbanden kunnen blootleggen, zijn ze wel essentieel om de relatie tussen de hersenen en het gedrag tijdens de verschillende stadia van afasieherstel te onderzoeken. Met dit proefschrift hopen we een steentje bij te hebben gedragen aan onderzoek dat in de toekomst kan leiden tot de ontwikkeling van evidence-based prognostische modellen, die van belang zijn zowel voor patiënten, familieleden, clinici en zelfs de samenleving.