Electrophysiological markers of predictive coding in multisensory integration and autism spectrum disorder

Research output: ThesisDoctoral Thesis

153 Downloads (Pure)

Abstract

Publiekssamenvatting
De manier waarop we de wereld om ons heen waarnemen is niet alleen gebaseerd op informatie die we via onze zintuigen ontvangen, maar wordt ook gevormd door onze ervaringen uit het verleden. Een recent geïntroduceerde theorie over de verwerking en integratie van sensorische informatie en eerdere ervaringen, de zogeheten predictive coding theorie, gaat ervan uit dat ons brein continu een intern predictiemodel van de wereld om ons heen genereert op basis van informatie die we ontvangen via onze zintuigen en gebeurtenissen die we in het verleden hebben meegemaakt.

Het kunnen voorspellen wat we in bepaalde situaties zullen gaan zien, horen, voelen, ruiken en proeven, stelt ons in staat om te anticiperen op sensorische prikkels. Om deze reden reageren we vaak sneller en accurater op voorspelbare sensorische signalen. Op neuraal niveau zijn er ook aanwijzingen gevonden voor de aanwezigheid van een intern predictiemodel. Na het horen van een geluid, bijvoorbeeld van de claxon van een auto, genereert ons brein automatisch elektrische activiteit die met behulp van elektro-encefalografie (EEG) te meten is. Wanneer we datzelfde geluid zelf initiëren, door bijvoorbeeld zelf op de claxon te drukken, kunnen we beter voorspellen wanneer het geluid optreedt en hoe dit ongeveer zal klinken. Deze toename in voorspelbaarheid van het geluid is terug te zien in een vermindering van het EEG signaal. Wanneer we luisteren naar een reeks voorspelbare geluiden waarin onverwacht een geluid wordt weggelaten genereert het brein ook een duidelijk elektrisch signaal, een zogeheten predictie error, dat kan worden gemeten met behulp van EEG. De sterkte van dit signaal wordt verondersteld samen te hangen met de hoeveelheid cognitieve vermogens die aan de onverwachtse verstoring van de voorspelling worden toegewezen.

De bevindingen beschreven in dit proefschrift laten zien dat het zelf initiëren van een geluid bij mensen met autisme spectrum stoornis (ASS) niet automatisch resulteert in een afname in elektrische hersenactiviteit. Ook is gevonden dat een plotselinge verstoring in sensorische stimulatie bij mensen met ASS kan resulteren in verhoogde elektrische hersenactiviteit. Deze bevindingen suggereren dat mensen met ASS minder goed in staat lijken te zijn om te anticiperen op sensorische prikkels, en mogelijk meer moeite hebben met de verwerking van onverwachtse verstoringen in sensorische stimulatie.

Een verminderd vermogen om te kunnen anticiperen op sensorische prikkels en omgaan met onverwachtse verstoringen in sensorische stimulatie kan niet alleen leiden tot atypische gedragsreacties, waaronder onder- en overgevoeligheid voor sensorische prikkels (symptomen die veel voorkomen bij ASS), maar heeft mogelijk ook gevolgen voor de sociale cognitieve vaardigheden. In sociale situaties is het kunnen anticiperen op hetgeen een ander zegt of doet van cruciaal belang. Het begrijpen van sarcasme vereist bijvoorbeeld de integratie van subtiele verschillen in auditieve (toonhoogte en prosodie) en visuele informatie (gezichtsuitdrukkingen, lichaamstaal). Het juist interpreteren van dergelijke dubbelzinnige sociale signalen is vaak lastig voor mensen met ASS. De bevindingen beschreven in dit proefschrift suggereren dat de oorzaak hiervoor mogelijk ligt in verstoringen in het vermogen om te kunnen anticiperen op sensorische prikkels. Toekomstig onderzoek moet uitwijzen of mensen met ASS ook meer moeite hebben met het anticiperen op sensorische prikkels en verwerken van onverwachtse verstoringen in andere sensorische domeinen.

Naast het vergroten van wetenschappelijke kennis over de sensorische informatieverwerking in ASS kan verder onderzoek naar de neurale mechanismen van sensorische anticipatie potentieel leiden tot een elektrofysiologische marker voor ASS die kan worden toegepast als diagnostisch hulpmiddel. Met name voor mensen waarbij de gedragskenmerken niet altijd goed te beoordelen zijn kan een dergelijke biomarker mogelijk als objectief meetinstrument worden ingezet in de klinische praktijk.
Original languageEnglish
QualificationDoctor of Philosophy
Supervisors/Advisors
  • Vroomen, Jean, Promotor
  • Stekelenburg, Jeroen, Co-promotor
  • Geurts, H.M., Member PhD commission, External person
  • Talsma, D., Member PhD commission, External person
  • Wagemans, J., Member PhD commission, External person
  • Swerts, Marc, Member PhD commission
Award date23 Apr 2021
Place of Publications.l.
Publisher
Print ISBNs978-94-6416-531-9
Publication statusPublished - 2021

Keywords

  • Autism Spectrum Disorders
  • predictive coding
  • multisensory integration
  • ERPs
  • ELECTROPHYSIOLOGICAL INDICATORS

Fingerprint Dive into the research topics of 'Electrophysiological markers of predictive coding in multisensory integration and autism spectrum disorder'. Together they form a unique fingerprint.

Cite this