Voedingsgeneeskunde

Stress verandert de energieverdeling van praktisch alle organen en systemen van het menselijk lichaam, met de hersenen als belangrijkste orgaan. Het feit dat stress de keuze tussen energiebronnen wijzigt en de energienood significant verhoogt, bewijst dat stress evolutionair gezien een ‘expensive trait’ of ‘duur genetisch kenmerk of karakteristiek’ is. Dit feit boetseerde alle stress-systemen, van de primaten in het algemeen, en de Homo sapiens in het bijzonder.

Het nemen van de juiste beslissing is de effectiefste manier om de stressassen tot rust te brengen. Deze capaciteit wordt beïnvloed door factoren zoals voeding, genetische achtergrond, evolutionaire tradeoffs (afwegingen, compromissen), beweging, leefomgeving, cultuur en economisch niveau. Maar, door de onzekere tijden in onze maatschappij is het nemen van de juiste beslissing een moeilijke taak geworden.

Decision making betekent letterlijk vertaald: het nemen van beslissingen. Het kan echter best begrepen worden als 'besluitnamevaardigheid' of 'besluitvormingsvaardigheid': de capaciteit tot het nemen van de juiste beslissingen.

De neurobiologie van besluitvorming

Als decision making een allostatisch systeem is, dan zou er zoiets als 'decision making-hersengebieden’ moeten bestaan. Dopaminerge gebieden lijken hierin betrokken en waarschijnlijk bepalen ze ook de beslissingsprocedures in de hersenen. De nutstheorie vormt de basis voor de besluitvormingsneurobiologie. In deze neurobiochemie interageren heel wat neurotransmitters: dopamine, acetylcholine, serotonine, testosteron en oxytocine. De dopamine-anatomie evolueerde gedurende de evolutie van de hominiden: intelligentie lijkt afhankelijk van de dopaminegevoelige neuronen, waarbij acetylcholine cognitieve flexibiliteit toelaat.

Dopamineneuronen drukken een waaier aan dopaminereceptoren uit (D1 tot D5). De D1- en D2-receptoren zijn de belangrijkste voor de besluitvorming; ze hebben een verschillende, maar coöperatieve functie. Gezondheid en besluitvaardigheid zijn gecorreleerd met de verhouding tussen D1- en D2-receptoren, een verhouding die afhankelijk is van nutritionele factoren (omega-3-vetzuren), leefomgeving, toekomstige druk op de besluitnamevaardigheid, tyrosine-inhoud van de voeding, geraffineerde koolhydraten, beweging, maaltijdgrootte en maaltijdfrequentie.

Deze paper beschrijft de neuroanatomische en biochemische factoren in relatie tot besluitvaardigheid, cognitieve flexibiliteit (CF), executieve functies (EF) en de wijze waarop nutritionele interventies deze essentiële taken van het menselijk brein kunnen beïnvloeden en verbeteren.

Aanpassing van gedrag aan nieuwe situaties

We worden dagelijks geconfronteerd met situaties die ons verplichten om ons aan te passen aan onverwachte veranderingen in onze leefomgeving. Als vroegere gewoonten niet meer dienstig zijn om ons doel te bereiken (beloning), dan moeten we daarvoor nieuwe responsen ontwikkelen. Dit kan om eenvoudige dingen gaan zoals: onze favoriete winkel die gesloten is, een reorganisatie in de keukenkasten ... De eerste dagen (weken) heb je nog neiging om de vroegere gewoontes te hernemen, pas na een tijdje zal je gedrag zich aanpassen (reversal learning), maar af en toe verval je nog in de oude gewoonten.

Onze capaciteit tot aanpassing aan nieuwe situaties is een essentiële overlevingsvaardigheid die multipele cognitieve activiteiten vereist, zoals inhibitie van verouderde responsen, zoeken naar een nieuwe effectieve strategie, en inprenting ervan.

De frontale hersenkwabben spelen een fundamentele rol hierbij: ze maken gedragsflexibiliteit mogelijk. Patiënten met beschadigde prefrontale corticale zones kunnen relatief gemakkelijk nog nieuwe vaardigheden of regels aanleren. Ze krijgen echter grote moeilijkheden als ze hun gedrag moeten aanpassen aan onvoorziene situaties (relatie gedrag tot gevolgen, beloning), zowel in het echte leven als in laboratoriumopstellingen (bv. Wisconsin Card Sorting task, WCSC). Schade aan de frontale kwabben leidt typisch tot hardnekkige deficits, wat suggereert dat deze regio's een sleutelrol spelen bij het onderdrukken van het gebruiken van oude, ineffectieve gedragspatronen.

Bovendien werden een aantal neuropsychiatrische stoornissen geassocieerd met defecten in gedragsflexibiliteit, onder andere schizofrenie, obsessief-compulsieve stoornissen en ADHD. Daarom zou beter begrip van de neurale ‘schakelschema’s’, die deze vorm van executief functioneren mogelijk maken, ook meer inzicht geven in de hersenpathologie die aan de basis ligt van de disfuncties geassocieerd met deze ziekten. Niet alleen individuen gediagnosticeerd met deze pathologieën kunnen lijden aan gedragsrigiditeit, ook bij normaal gezonde mensen is er een grote variabiliteit in flexibiliteit van gedrag en cognitie (Stocco 2012).

Executive function: het nemen van de juiste beslissing voorkomt ziekte

Executieve functies (EF), een reeks cognitieve vaardigheden die top-downcontrole mogelijk maken van gedrag, emotie en cognitie, kunnen beschouwd worden als de basis voor de gedragswetenschappen (behavorial medecine, Hall 2010).

Executieve vaardigheden zijn een verzameling van gerelateerde cognitieve handelingen. Deze omvatten inhibitie (gedragsinhibitie), onderhoud (handhaving), updating van de inhoud van actief geheugen (werkgeheugen) én efficiënt switchen tussen de diverse taken (task switching) (Miyaki 2000).

Individuele verschillen in EF worden gekarakteriseerd door een sterke genetische component en een hoge graad van stabiliteit over de tijd. Ter illustratie: een recente adoptie-tweelingstudie, die de relatieve bijdrage van genen versus omgeving probeerde te schatten, kwam tot de conclusie dat de individuele verschillen in EF voor ongeveer 99 % van genetische origine waren. Alhoewel dit wijzigingen in de prestaties op individuele EF-testen niet uitsluit bij diegenen die slachtoffer zijn van leeftijdsgerelateerde cognitieve achteruitgang, suggereert het toch dat bij cognitief intacte individuen veel van de variabiliteit rond het bevolkingsgemiddelde kan toegeschreven worden aan genetische invloeden of een combinatie van genetische en omgevingsgebonden selectiefactoren.

Executieve controle werd lang beschouwd als een unitaire, voor algemene doeleinden geschikte bekwaamheid, die gemeten kan worden met één enkele complexe frontalekwabtest, zoals de Wisconsin Card Sorting task (WCST). Recente gedrags- en neuropsychologische bewijzen suggereren echter dat executieve controle accurater kan gekarakteriseerd worden als een verzameling van verwante, doch afzonderlijke vermogens (Baddeley 1996, Collette et al. 2005, Friedman et al. 2006) Een patroon waarnaar gerefereerd wordt als de ‘eenheid en diversiteit’ van executieve functie (Duncan et al. 1997, Miyake 2000, Teuber 1972).

Onderzoekers zijn het vaak oneens over wat de belangrijkste onderliggende componenten van EF zouden kunnen zijn, maar blijkbaar zijn de drie meest frequent bestudeerde EF:

1. respons-inhibitie: het vermogen tot inhibitie van predominerende of automatische responsen;

2. updaten van werkgeheugen-representaties: het vermogen om nieuwe informatie te monitoren in verband met relevantie tot de huidige taak, en dan het geheugen correct te updaten door oude informatie te vervangen door de nieuwe, meer relevante info;

3. set shifting: het vermogen om flexibel terug en heen (back and forth) te switchen tussen taken of mentale reeksen.

Andere onderzochte EF-functies zijn bijvoorbeeld dual-tasking (Log 2004, Salthouse 2003) en weerstand kunnen bieden aan proactieve interferentie (Friedman 2004).

Via interpretatie van deze EF’s leggen de gedragswetenschappen een link met gedragingen die implicaties hebben voor morbiditeit en mortaliteit. Zo kunnen EF’s de mortaliteit voorspellen bij chronisch zieken (Hall 2009), maar ook het risico op het ontwikkelen van ziekte bij volwassenen (Friedman 2008). Tevens werd aangetoond dat EF’s een voorspellende waarde hebben voor therapietrouw, druggebruik, stressbestendigheid, rehabilitatiegedrag, fysische activiteit en eetgedrag (Pruimboom 2011). Hall toonde aan dat EF een onafhankelijke voorspellende factor is, onafhankelijk van leeftijd, geslacht, ras of andere beïnvloedende factoren.

Executieve functie en cognitieve flexibiliteit (CF) zouden moeten beschouwd worden als de twee basisvaardigheden bij de analyse van de decision making capaciteit en de mogelijke verbetering er van. Zowel EF als CF ontwikkelen zich vroeg in het leven, afhankelijk van de interactie tussen de pasgeborene en zijn ouders.