Taalstoornissen en rust-EEG bij hersentumorpatiënten – verbindingen onthullen

Nienke Wolthuis is op 11 maart 2021 gepromoveerd op het onderzoek: Language impairments and resting-state EEG in brain tumour patients, revealing connections.
Hieronder volgt een samenvatting van haar onderzoek.

Intacte taalfuncties zijn cruciaal voor huiselijke, sociale en werkgerelateerde activiteiten. Een hersentumor kan taalstoornissen veroorzaken die een negatieve invloed hebben op de alledaagse communicatie en de kwaliteit van leven. Taal omvat veel vaardigheden. Zo zijn er verschillende taalmodaliteiten: productie, begrip, lezen en schrijven. Ook zijn er meerdere linguïstische niveaus, zoals fonologie, dat betrekking heeft op spraakklanken, semantiek, dat betrekking heeft op betekenis, en morfosyntaxis, dat betrekking heeft op woord- en zinsstructuur. Taalvaardigheden lopen risico bij patiënten met een hersentumor. Desondanks is er relatief weinig bekend over hoe de verschillende taalmodaliteiten en linguïstische niveaus verstoord zijn specifiek bij patiënten met een laaggradig glioom. Daarnaast is het onduidelijk of er taalstoornissen voorkomen bij patiënten met een meningeoom. Dit proefschrift richt zich op het talig functioneren van laaggradig glioom- en meningeoompatiënten.

Gliomen zijn tumoren die in het hersenweefsel gelegen zijn. Deze tumoren dringen vaak hersengebieden binnen die betrokken zijn bij sensorische-, motorische-, of taalfuncties, de zogenoemde ‘eloquente gebieden’. Meningeomen zijn tumoren die ontstaan vanuit het vlies dat zich rondom de hersenen bevindt. Deze tumoren zijn buiten het hersenweefsel gelegen. Hoewel meningeomen het hersenweefsel doorgaans niet binnendringen, kunnen ze drukken op omliggende hersengebieden. Patiënten met een laaggradig glioom of meningeoom in of nabij eloquente hersengebieden ondergaan vaak een hersentumoroperatie, waarna ze een relatief lange levensverwachting hebben. De taaluitkomst na een hersentumoroperatie heeft effect op de mate waarin patiënten hun dagelijkse activiteiten, zoals hun werk, kunnen hervatten. Het talig functioneren na de operatie varieert echter sterk tussen patiënten. Daarom is het nuttig om te zoeken naar voorspellers voor de taaluitkomst na een hersentumoroperatie.

We bestuderen hiervoor twee aspecten van de hersenactiviteit tijdens een rusttoestand. Op basis van eerdere literatuur verwachten we dat de twee aspecten gerelateerd zijn aan het talig functioneren van hersentumorpatiënten. Het eerste aspect is trage
hersenactiviteit. Dat is hersenactiviteit met een lage frequentie, behorende tot de ‘delta’ of ‘thèta’ frequentiebanden, wat betekent dat er minder hersengolven per seconde te zien zijn bij een registratie dan wat gebruikelijk is als men wakker is. Het tweede aspect betreft hersennetwerken op basis van ‘functionele connectiviteit’. Deze hersennetwerken geven de mate van interactie (of ‘communicatie’) tussen hersengebieden weer. Beide aspecten van hersenactiviteit kunnen geanalyseerd worden vanuit registraties met elektro- encefalografie (EEG). Dit is een relatief goedkope meting van de hersenactiviteit, die veel gebruikt wordt in de klinische praktijk. Hierdoor zullen potentiële toepassingen in medische centra haalbaar zijn in het geval dat trage hersenactiviteit en/of hersennetwerkeigenschappen in rust-EEG voorspellend zijn voor de taaluitkomst na een hersentumoroperatie.

Deel I, Hoofdstuk 1

Hoofdstuk 1 in deel I van het proefschrift introduceert de drie hoofddoelen:

(1)  het verkrijgen van meer inzicht in het talig functioneren van laaggradig glioom- en meningeoompatiënten;
(2)  het onthullen of/hoe het talig functioneren gerelateerd is aan rust-EEG karakteristieken;
(3)  het vinden van voorspellers voor de taaluitkomst na een hersentumoroperatie, op basis van preoperatief EEG.

Verder wordt achtergrondinformatie gegeven over hersentumoren, taalvaardigheden bij hersentumorpatiënten en hersenactiviteit, gevolgd door een overzicht van het proefschrift.

Hoofdstuk 2

Hoofdstuk 2 omvat een literatuuronderzoek naar de relatie tussen trage hersenactiviteit en taalvaardigheden bij volwassenen met hersenletsel (door verschillende oorzaken, zoals een beroerte, de ziekte van Alzheimer of een ongeval). Het merendeel van de 20 beschreven studies toont aan dat trage hersenactiviteit gezien kan worden als een marker van taalstoornissen. Bij patiënten met een beroerte duiden de mate en de lokalisatie van trage hersenactiviteit op de ernst en het type van de taalstoornis. Verder zijn er aanwijzingen dat trage hersenactiviteit het verloop van taalherstel bij afasie na een beroerte kan voorspellen. Het is onbekend of trage hersenactiviteit ook voorspellende waarde heeft voor de taaluitkomst of het taalherstel bij patiënten met ander hersenletsel dan een beroerte.

Hoofdstuk 3

Hoofdstuk 3 introduceert de analyse waarmee hersennetwerken van functionele connectiviteit onderzocht kunnen worden, en beschrijft hoe deze hersennetwerken aangepast zijn bij hersentumorpatiënten. Vervolgens wordt een literatuuronderzoek gepresenteerd, waarin bestudeerd wordt of/hoe hersennetwerkeigenschappen gerelateerd zijn aan cognitief en talig functioneren bij hersentumorpatiënten en, alleen voor taal, bij patiënten met andere typen hersenletsel. Hersentumorpatiënten lijken verhoogde functionele connectiviteit in lagere frequentiebanden en verlaagde functionele connectiviteit in hogere frequentiebanden te hebben. Deze patronen zijn gerelateerd aan verminderde taalvaardigheden. Dit blijkt uit drie van de vier studies bij hersentumorpatiënten en wordt ondersteund door bevindingen bij andere patiëntgroepen. Voor hersentumorpatiënten geldt dit echter alleen voor de prestatie op verbale fluency (woordvlotheid) tests, die niet uitsluitend taalfuncties onderzoeken. Het is daarom onduidelijk hoe de hersennetwerkeigenschappen relateren aan verschillende aspecten van het talig functioneren voor en na een hersentumoroperatie.

Hoofdstuk 4

In hoofdstuk 4 wordt op basis van eerdere patiëntendossiers (retrospectief) onderzocht of het paradigma, dat we ontwikkeld hebben voor het relateren van trage hersenactiviteit aan het talig functioneren van glioompatiënten, uitvoerbaar is. Van 21 patiënten met een verondersteld laaggradig glioom konden de taalscores en rust-EEG data meegenomen worden in de studie. De data waren verkregen binnen 1 jaar voor of na de operatie. De resultaten laten zien dat patiënten met matige/ernstige trage hersenactiviteit lagere taalscores hadden dan patiënten met normale/milde trage hersenactiviteit, op basis van de visuele EEG analyse. De kwantitatieve EEG analyse toont dat toegenomen trage hersenactiviteit gerelateerd is aan lagere taalscores bij glioompatiënten. De conclusie is dat het paradigma van deze retrospectieve studie bruikbaar is voor ons prospectieve onderzoeksproject.

Deel II

Deel II van het proefschrift presenteert resultaten van de PLOTS-studie: Predicting Language Outcome after brain Tumour Surgery (voorspellen van de taaluitkomst na een hersentumoroperatie).

Hoofdstuk 5

Hoofdstuk 5 beschrijft een studie over het talig functioneren van glioompatiënten die een wakkere hersenoperatie ondergaan. Vijftien patiënten met een graad II glioom in de taaldominante hersenhelft ondergingen een uitgebreide en sensitieve taaltestbatterij op drie meetmomenten: voor de operatie, 2 maanden na de operatie en 1 jaar na de operatie. Voor de operatie had de patiëntengroep verminderde taalvaardigheden voor productie (woordvinding, fonologie, semantiek en een trend voor morfosyntaxis), begrip (auditief) en schrijven. De taalprestaties op groepsniveau veranderden niet na de operatie, met uitzondering van een verbetering van het auditieve begrip. Taalstoornissen en zelfgerapporteerde taalproblemen kwamen op elk meetmoment bij het merendeel van de patiënten voor, maar alleen voor de operatie kwamen de testresultaten overeen met de zelfgerapporteerde taalproblemen. Al met al veroorzaken laaggradige gliomen in de taaldominante hersenhelft stoornissen in bijna alle taalmodaliteiten en linguïstische niveaus. De bevindingen benadrukken de noodzaak van grondige taalonderzoeken voor en na wakkere glioomoperaties.

Hoofdstuk 6

De studie in hoofdstuk 6 volgt dezelfde procedure om het talig functioneren van meningeoompatiënten te onderzoeken, specifiek van 10 patiënten met een graad I meningeoom drukkend op de linker taaldominante hersenhelft. Voor de operatie had de patiëntengroep verminderde taalvaardigheden voor productie (woordvinding en morfosyntaxis) en schrijven. De taalprestaties op groepsniveau bleven relatief stabiel na de operatie. Taalstoornissen en zelfgerapporteerde taalproblemen kwamen op elk meetmoment bij ongeveer de helft van de patiënten voor. Echter, de testresultaten kwamen vaak niet overeen met de zelfgerapporteerde taalproblemen. Dit wijst erop dat beide meegenomen moeten worden om gegronde conclusies over taalvaardigheden te kunnen trekken. Ondanks dat meningeomen niet binnendringen in hersenweefsel, kunnen deze tumoren taalstoornissen veroorzaken. Stoornissen treffen voornamelijk expressieve taalfuncties. Er moet daarom gelet worden op het talig functioneren van linkszijdig meningeoompatiënten voor passende begeleiding voor en na de operatie.

Hoofdstuk 7

In hoofdstuk 7 onderzoeken we of laaggradig glioompatiënten en meningeoompatiënten toegenomen trage hersenactiviteit in rust-EEG hebben, en zo ja, of dit gerelateerd is aan het talig functioneren voor en na de operatie. EEG werd geregistreerd voor de operatie (alle patiënten) en 1 jaar na de operatie (alleen glioompatiënten). Daarnaast ondergingen gezonde deelnemers een EEG-registratie. Glioompatiënten hadden toegenomen delta activiteit en toegenomen thèta activiteit voor en na de operatie. Toegenomen thèta activiteit voor de glioomoperatie was gerelateerd aan de aanwezigheid van taalstoornissen, in het bijzonder verstoorde woordvinding en morfosyntactische vaardigheden. Bij glioompatiënten was trage hersenactiviteit voor de operatie niet gerelateerd aan de taaluitkomst de na operatie. Meningeoompatiënten hadden geen toegenomen trage hersenactiviteit vergeleken met gezonde deelnemers. Kortom, laaggradige gliomen en meningeomen lijken een verschillend effect te hebben op de hersenactiviteit in rust. Toegenomen thèta activiteit kan gezien kan worden als een marker van taalstoornissen bij glioompatiënten, maar het is niet voorspellend voor de taaluitkomst na de operatie.

Hoofdstuk 8

Hoofdstuk 8 presenteert een studie over hersennetwerken op basis van functionele connectiviteit en hun relatie tot het talig functioneren van glioom- en meningeoompatiënten. De procedure is identiek aan dat in vorige hoofdstukken. De hersennetwerkeigenschappen verschilden niet tussen patiënten en gezonde deelnemers, maar de visuele inspectie onthulde verhoogde thèta-band functionele connectiviteit en verlaagde alfa-band functionele connectiviteit in beide patiëntgroepen. Bij glioompatiënten waren drie hersennetwerkeigenschappen gerelateerd aan taalvaardigheden (productie-morfosyntaxis en begrip) voor de operatie. Bovendien was verhoogde thèta-band functionele connectiviteit voor de operatie geassocieerd met verminderde woordvinding 1 jaar na de glioomoperatie. Bij meningeoompatiënten waren de hersennetwerken niet gerelateerd aan de taalvaardigheden. Al met al demonstreren we dat, alleen bij glioompatiënten, hersennetwerken van functionele connectiviteit informatief zijn voor het talig functioneren voor de operatie, en dat ze de taaluitkomst na de operatie kunnen voorspellen. Verder onderzoek bij grotere patiëntgroepen is echter noodzakelijk.

Hoofdstuk 9

Hoofdstuk 9 bediscussieert de belangrijkste bevindingen voor elk onderzoeksdoel. De uitkomsten behorende bij doel (1), die verkregen zijn met behulp van een uitgebreide en sensitieve taaltestbatterij, dragen bij aan een beter inzicht in taalstoornissen ten gevolge van laaggradige gliomen of meningeomen en hun behandeling. Beide patiëntgroepen tonen stoornissen in een verscheidenheid aan taalfuncties. Veel patiënten hebben taalstoornissen 1 jaar na de operatie, maar er is een grote variatie tussen patiënten. Onze bevindingen moedigen aan tot het afnemen van standaard klinische taalonderzoeken voor en na hersentumoroperaties in de taaldominante hersenhelft, om patiëntenbegeleiding te optimaliseren en te beoordelen of er gestart moet worden met taaltherapie. De resultaten behorende bij doel (2) duiden erop dat specifieke aspecten van hersenactiviteit in rust (toegenomen thèta activiteit en bepaalde hersennetwerkeigenschappen) geassocieerd zijn met verminderde taalvaardigheden bij glioompatiënten voor de operatie. Er is geen bewijs voor dergelijke relaties bij meningeoompatiënten. Met betrekking tot doel (3) constateert dit project twee voorspellers voor de taaluitkomst na een glioomoperatie. Beide laten zien dat verhoogde thèta-band functionele connectiviteit in rust-EEG geassocieerd is met een verhoogd risico op taalstoornissen na de operatie. Deze onderzoeksrichting heeft de potentie om klinische procedures, zoals behandelingsplanning, patiëntenbegeleiding en taalrevalidatie, te verbeteren om taalachteruitgang te beperken of te voorkomen. Tot slot bespreekt het hoofdstuk beperkingen van het onderzoek, aanbevelingen voor de klinische praktijk en suggesties voor toekomstig onderzoek.

Foto Nienke Wolthuis

Webshop

  • Bestel online voorlichting, spel- en oefenmaterialen, de Afasie Nieuwslezer, Top! 2Games, Top! Woordvinding en meer.

    Webshop

Als deelnemer heb je toegang tot

Steun Stichting AfasieNet
met een donatie