Dyslexie (diagnose)
Wat zijn de DSM-IV criteria voor dyslexie?
De Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders (DSM) wordt bij hulpverlening, opleidingen en onderzoeken veel gebruikt voor de classificatie van psychische stoornissen. Dyslexie valt onder ‘leesstoornis’. Er zijn 3 criteria die in de DSM-IV worden gegeven:
1 Als men let op de gemeten intelligentie, de leeftijd en de bij de leeftijd passende opleiding, ligt het leesniveau, aanzienlijk onder het te verwachten niveau.
2 De onder criterium 1 genoemde stoornis heeft in een significante mate invloed op de schoolresultaten of de dagelijkse bezigheden waarvoor leesvaardigheid vereist is.
3 Indien een zintuigelijk defect aanwezig is, zijn de leesproblemen ernstiger dan welke hier gewoonlijk bij horen.[4]
Hoe kan dyslexie onderzocht en aangetoond worden?
Dyslexie kan op meerdere manieren aangetoond en onderzocht worden. Voorbeelden hiervan zijn postmortale anatomie, neuroimaging (positron emission tomography (PET)), functional MRI (fMRI), electro- en magneto-encephalography. [3] Daarnaast word in de praktijk vooral vaak gebruik gemaakt van dyslexie testen om dyslexie aan te tonen.
Postmortale anatomie:
Er zijn meerdere onderzoeken gedaan d.m.v. autopsie bij dyslectische personen en controles. Uit bepaalde studies bleek dat de magnocellulaire lagen waarschijnlijk een rol spelen bij personen die dyslectisch zijn. In een studie uitgevoerd door Margaret S. Livingstone et al. kwam naar voren dat dyslectische personen slecht presteerden in testen waarvoor snelle visuele verwerking nodig was. In primaten zorgen de magnocellulaire lagen voor de verwerking van snelle visuele informatie en visuele informatie met weinig contrast. Langzame informatie met veel contrast wordt verwerkt door de parvocellulaire divisie.[5]
Omdat dyslectische personen in deze studie verminderde potentie hadden voor het verwerken van snelle visuele informatie met weinig contrast en normaal presteerden bij langzame visuele informatie met veel contrast, werd er van uitgegaan dat er een defect was in de magnocellulaire lagen van de hersenen. [5] In dezelfde studie werd daarom d.m.v. autopsie ook gekeken hoe de magnocellulaire neuronen in de lateral geniculate nucleus (LGN) zich verhouden tussen dyslectische personen en controles. Na onderzoek bleek dat de magnocellulaire lagen bij dyslectische personen significant kleiner waren (gemiddeld 27% kleiner) dan bij de controles. [5]
Dyslectische personen hebben een abnormaal trage verwerking van klanken bij het spreken. [6] Deze verwerking van klanken word ook wel fonologische verwerking genoemd. Bij een onderzoek in 1994 werd er onderzoek gedaan naar de medial geniculate nuclei (MGN’s) in de hersenen. [6] Dit gebied is van belang voor overdracht van gehoorstimuli naar de voorhersenen. [7] In deze studie werd postmortale anatomie uitgevoerd op 5 dyslectische hersenen en 7 controles. In tegenstelling tot de controles, die geen asymmetrie vertoonden, waren de neuronen van de MGN bij de hersenen van dyslectische personen in de linkerhersenhelft kleiner dan die in de rechterhersenhelft. Ook werd er gevonden dat de linker MGN van de dyslectische hersenen uit meer kleinere neuronen en minder grote neuronen bestaat dan de MGN van de controles. [6] Uit verschillende studies bleek dat vooral de linker hersenhelft verantwoordelijk is voor het waarnemen van snelle tijdelijke veranderingen in geluid, dus de resultaten van deze studie komen overeen met de resultaten van de eerdere studies. [6]
Functional MRI
Functional magnetic resonance imaging (fMRI) is een manier om de activiteit in de hersenen te onderzoeken. Wanneer bepaalde neuronen in de hersenen actief zijn, hebben ze zuurstof nodig. Dus de mate van zuurstof gebruik in bepaalde hersendelen is een maat voor de activiteit van neuronen in dat gebied. Hiervan wordt gebruik gemaakt bij fMRI. De zuurstof wordt geleverd door hemoglobine. Bij actieve neuronen is het zuurstof gehalte laag, waardoor de hemoglobine zuurstof atomen afgeeft. De concentratie van deoxyhemoglobine relatief tot oxyhemoglobine wordt dus groter. Omdat de magnetische eigenschappen van deoxyhemoglobine anders zijn dan oxyhemoglobine, kan d.m.v. fMRI de activiteit van bepaalde gebieden in de hersenen bepaald worden. Bij fMRI is er een groot magnetisch veld aanwezig, die door oxyhemoglobine enigszins word afgestoten (diamagnetisch) en door deoxyhemoglobine juist enigszins word aangetrokken (paramagnetisch). Hierdoor is er een verschil in het magnetische resonantie signaal tussen zuurstofrijk bloed en zuurstofarm bloed, wat via fMRI in kaart gebracht kan worden. [8]
In een studie van E. Temple et al. werd gebruik gemaakt van fMRI. [3] Er werd gekeken of er bij dyslectische personen ergens een verstoring was in signalen van neuronen in de hersenen bij snelle akoestische stimuli. Bij normale lezers zijn 5 hersengebieden meer actief bij snelle akoestische stimuli in vergelijking met langzame stimuli. Het grootste gebied dat bij normale lezers werd geactiveerd door snelle akoestische stimuli was in het linker prefrontale gebied. (zie figuur 1a) Dyslectische personen vertonen bij deze stimuli over het algemeen geen activiteit in dit hersengebied. Individuele analyse wijst uit dat bij 9 van de 10 normale lezers er linker prefrontale activiteit was, terwijl bij dyslectische personen er maar bij 2 van de 8 een activiteit waarneembaar was in het linker prefrontale gebied.[3]
Daarnaast bleek de rechter posterior cerebellum bij dyslectici meer activiteit te vertonen bij langzame stimuli dan bij snelle stimuli. Bij normale lezers blijkt het tegenovergestelde het geval te zijn. [3]
figuur 1: fMRI reactie op snelle auditieve stimuli bij normale en dyslectische lezers. (a) normale lezers vertonen een significant verschil in hersenactiviteit in het linker prefrontale gebied tussen snelle en langzame stimuli. (b) Dyslectische personen laten daarentegen geen verandering zien in de activiteit in het prefrontale gebied tussen langzame en snelle stimuli.(c) Het verschil in hersenactiviteit tussen de twee groepen, waarbij de normale lezers meer activiteit vertonen in het prefrontale gebied. AC-AP, anterior-posterior commissive plane [3]
Positron emission tomography (PET)
Zowel fMRI als positron emissie tomografie (PET) zijn mechanismen die de activiteit van gebieden in de hersenen kunnen laten zien. PET verschilt echter wel van fMRI in het gebruikte mechanisme. Waar fMRI gebruik maakt van detectie van magnetische velden, wordt bij PET gebruik gemaakt van de detectie van gamma stralingen.
Om bij PET een scan te kunnen maken, word er in de persoon die je wilt onderzoeken een stof toegediend. Deze stof is een kortlevende radioactieve isotoop, die na de emissie van een positron vervalt. Meestal word deze ‘tracer’ geïnjecteerd in het bloed, waarna het een weg vindt door het lichaam om uiteindelijk in een weefsel van interesse te komen. Daarna kan de persoon in de scanner geplaatst worden.[8] [9]
Wanneer de radioactieve isotoop uiteenvalt, wordt er een positron en een neutron uitgezonden. De positron kan nog enkele millimeters afleggen totdat hij op een gegeven moment een elektron tegenkomt. Wanneer dit gebeurt, vernietigen de deeltjes elkaar en komen er twee gamma fotonen vrij in tegengestelde richting. Als deze gamma fotonen tegelijkertijd bij de detector komen worden ze geregistreerd, wanneer ze niet tegelijk (niet meer dan een paar nanoseconden) bij de detector komen worden ze genegeerd. Omdat de gamma fotonen in 180 graden van elkaar worden uitgezonden kan de plaats van uitzending worden bepaald door het trekken van een rechte lijn. Uiteindelijk kan er dan een beeld gevormd worden waar de meeste emissie van positronen plaats vond en waar dus de meeste ‘tracer’ aanwezig was in de hersenen (zie figuur 2). [8]
Figuur 2: Na annihilatie van een positron en een elektron worden er 2 gamma fotonen uitgezonden en gedetecteerd. Wanneer ze gelijktijdig gedetecteerd worden, de locatie van de annihilatie vastgesteld worden. Uiteindelijk kan er een reconstructie gemaakt worden van de hoeveelheid ‘tracer’ op verschillende plaatsen in de hersenen. [10
Elektro- encefalografie
Bij elektro-encephalografie (EEG) worden er meerdere elektroden geplaatst op standaard posities op de schedel. Hieronder in figuur 3 is in een model aangegeven waar deze elektrodes worden geplaatst. Doordat de elektroden op standaard posities zijn geplaatst, kan er een beeld gemaakt worden waar zich de meeste hersenactiviteit bevind. Het nadeel van deze techniek is dat er niet heel nauwkeurig bepaald kan worden waar de actieve neuronen zich bevinden (alleen binnen enkele centimeters). [11]
Figuur 3: schematische weergave van de plaatsen waar de elektrodes op de schedel worden geplaatst. [11
Magneto-encefalografie
Neuronen die samen een elektrische stroom vervoeren, kunnen ervoor zorgen dat er een magnetisch veld wordt opgewekt. Magneto-encefalografie is een techniek waarmee deze magnetische velden gemeten kunnen worden. Doordat de magnetische velden die de neuronen kunnen produceren erg klein zijn en dat er vaak veel achtergrondruis is door de omgeving stuit men op problemen. Hiervoor zijn er erg gevoelige apparaten gemaakt, de zogenaamde superconducting quantum interference devices (SQUIDs), die de analyse van de hersenen vergemakkelijken. [12]
Doordat er bij een signaal een elektrische stroom door een zenuw gaat ontstaat er een magnetisch veld om de zenuw.(zie figuur 4) Met de ‘kurkentrekker regel’ kan, als de richting van de elektrische stroom bekend is, de richting van een magnetisch veld bepaald worden. Dit geld ook anders om, als de richting van een magnetisch veld bekend is kan de richting van een elektrische stroom bepaald worden. Voor een signaal dat meetbaar is, zijn ongeveer 50.000 neuronen nodig waar een signaal door heen stroomt. Ook is het van belang dat de magnetische velden van meerdere neuronen elkaar versterken. Versterking is mogelijk als de neuronen evenwijdig aan elkaar liggen. Omdat er daarom vaak bundels nodig zijn voor een sterk genoeg signaal dat buiten het hoofd meetbaar is, is het nog niet mogelijk om hersengebieden te meten met deze methode die diep in het brein liggen. [12]
Figuur 4: Hier is schematisch een magnetisch veld weergegeven die opgewekt wordt door een elektrische stroom in neuronen. [13
Dyslexie testen
In de praktijk word over het algemeen de diagnose gesteld d.m.v. testen. Bij deze dyslexie testen word gekeken of het niveau van lezen in erge mate achter blijft bij het IQ. Om voor een dyslexie verklaring in aanmerking te kunnen komen, moet er daarom ook een dergelijke test afgelegd zijn. Hieronder in de tabel zijn verschillende testen weergegeven. ‘Single-word reading’ en ‘spelling’ zijn testen die vaak worden gebruikt bij de diagnose van dyslexie. De andere testen worden o.a. gebruikt bij genetica studies. Bij genetica studies is het van belang om zo precies mogelijk het fenotype te definiëren van de onderzoekspopulatie met behulp van de testen. [2]
Tabel 1: testen die als doel hebben om cognitieve vaardigheden te testen die gerelateerd zijn aan lezen. [2]
Geschreven door: Dhr. G.H.J. te Boveldt BSc. (Universiteit Utrecht, Farmaceutische Wetenschappen)
Referentielijst:
[2] Paracchini S, Scerri T, Monaco AP. The genetic lexicon of dyslexia. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2007;8:57-79
[3] E. Temple, R. A. Poldrack, A. Protopapas, S. Nagarajan, T. Salz, P. Tallal, M. M. Merzenich, and J. D. E. Gabrieli (September 27, 2000) Disruption of the neural response to rapid acoustic stimuli in dyslexia: Evidence from functional MRI.
[4] Beknopte handleiding bij de Diagnostische criteria van de DSM-IV-TR; oorspronkelijk uitgegeven door American Psychiatric Association, vertaling: G.A.S. Koster van Groos; blz.83
[5] Livingstone, M. S., Rosen, G. D., Drislane, F. W. & Galaburda,
A. M. (1991) Proc. Nati. Acad. Sci. USA 88,7943-7947
[6] Galaburda, A.M.; Menard, M.T.; Rosen, G.D. (1994-08-16). “Evidence for Aberrant Auditory Anatomy in Developmental Dyslexia”. The National Academy of Sciences 91 (17): 8010–8013
[7] Serge Campeau, Huda Akil, and Stanley J. Watson. Lesions of the Medial Geniculate Nuclei Specifically Block Corticosterone Release and Induction of c-fos mRNA in the Forebrain Associated with Audiogenic Stress in Rats. The Journal of neuroscience. Volume 17, Number 15, Issue of August 1, 1997 pp. 5979-5992
[8] ‘Functional Brain Imaging: PET, SPECT, and fMRI’; te raadplegen op: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/bv.fcgi?rid=neurosci.box.86; geraadpleegd op 16-7-2008
[9] M. E. Raichle. (1994). Images of the mind: Studies with modern imaging techniques Ann. Rev. Psychol. 45: 333-356
[10] Price, P. PET as a potential tool for imaging molecular mechanisms of oncology in man. Trends Mol. Med. 7, 442–446 (2001)
[11] ‘Electroencephalography’; te raadplegen op: http://www.ncbi.nlm.nih.gov.proxy.library.uu.nl/ books/bv.fcgi?highlight=electroencephalography&rid=neurosci.box.1976; geraadpleegd op: 20-7-08
[12] Otsubo H, Snead OC III. Magnetoencephalography and magnetic source imaging in children. J. Child Neurol. 2001; 16: 227–35