Opmærksomhed på opmærksomhed Oplæg ved Heine Lund Pedersen, Psykolog, specialist i neuropsykologi Landskonference i DaNS, 30.04.2014

Opmærksomhed på opmærksomhed, teori og praksis, 9.35-11.05 Hvad er opmærksomhed? Svækkelser af opmærksomheden Rehabilitering af opmærksomheden Heine Lund Pedersen, Psykolog siden 2003 Ansættelser indenfor neurologi, neurorehabilitering og psykiatri

”Everyone know what attention is” William James, 1890

Den kognitive pyramide Eksekutive funktioner Sprog- og visuelle funktioner Indlæring og hukommelse Opmærksomhedsfunktioner

En klassiker indenfor neurorehabilitering 1. Fokuseret opmærksomhed, spændvidde At kunne respondere på stimuli F.eks. fastholde en simpel talrække 2. Vedvarende opmærksomhed, koncentration Fastholde given respons over længere tid F.eks. Sohlberg og Mateer, 2001

… en klassiker fortsat 3. Selektiv opmærksomhed Fravælge konkurrerende stimuli Ofte tydeligt i klinikken 4. Skiftende opmærksomhed Forskellige opgavers kognitive krav 5. Delt opmærksomhed To eller flere adfærdsresponser

”… no one knows what attention is” Pashler, 1998

Terminologisk forvirring Delt opmærksomhed Arousal Vedvarende opmærksomhed Inattention Superviserende opmærksomhedssystem Retikulare aktiveringssystem Komplekse opmærksomhedsfunktioner Basal opmærksomhed Koncentration Aktiv opmærksomhed Arbejdshukommelse Neglekt Eksekutive funktioner Passiv opmærksomhed Uopmærksomhed Opmærksomheds-spændvidde Skiftende opmærksomhed Alertness

Overordnet enighed Samlebetegnelse for Knyttet til Opmærksomheden er processer i relation til perception, tænkning eller handling Knyttet til de sensoriske områder og indgår i komplekse neurale netværk Et tog kommer imod dig Desimone, 2007 Opmærksomheden er Fremhævelse eller udvælgelse stimuli til videre bearbejdning Udelukkelse af stimuli Tilpasning af graden af fokus Flykatastrofen og nougattilbuddet Peter Lund Madsen, 2013 Dybt afhængig af at den fungerer optimalt – konstante krav. Opmærksomheden sidder ikke et bestemt sted

Retikulare Aktiverings System (RAS) En række forbundne kerner i hjernestammen (den reticulære formation) Central i søvn-vågen cyklus Regulerer arousal Central i overgangen fra afslappet tilstand til dyb koncentration eller fokuserethed Ved ændring i fokusering er der markant øget blodgennemstrømning

Transmitterkernerne møder sansestimuli

Helmholtz, 1894 Oversæt: synlig/åbenlyse/tydelige Overt attention Covert attention Oversæt: synlig/åbenlyse/tydelige Sammenfald mellem sensorisk orientering og opmærksomhedens fokus Oversæt: Tilslørede/gemte/skjulte Opmærksomhedens fokus kan flyttes uafhængig af den sensoriske orientering Forstærker muligheden for at opfatte stimuli i den perifere sansning Godt eksempel

BP6e-Fig-18-01-0.jpg

At tracke opmærksomhedens spor – Event Related Potential BP6e-Fig-18-08-0.jpg

“Overt” opmærksomhed forstærker sansningen BP6e-Fig-18-09-0.jpg Hillyard, 1973

“Covert” opmærksomhed forstærker sansningen BP6e-Fig-18-04-1R.jpg Posner, 1980

BP6e-Fig-18-04-2R.jpg Posner, 1980

Et sidespring om sansning, alder og uopmærksomhed Musik, hjerne og plasticitet Aldring giver forringelser i CNS Eks. aldring i det auditive system giver ”neural timing delays” resulterende i uopmærksomhed Forsøg med 1) ældre musikere, 2) ældre med 4-14 år træning (for over 40 år siden!), 3) ældre uden træning ”Early music training sets the stage for subsequent interactions with sound” White-Schwoch et al. 2013 In the auditory system, these declines include neural timing delays in response to fast-changing speech elements; this causes older adults to experience difficulty understanding speech, especially in challenging listening environments. These age-related declines are not inevitable, however: older adults with a lifetime of music training do not exhibit neural timing delays. Yet many people play an instrument for a few years without making a lifelong commitment. Here, we examined neural timing in a group of human older adults who had nominal amounts of music training early in life, but who had not played an instrument for decades. We found that a moderate amount (4–14 years) of music training early in life is associated with faster neural timing in response to speech later in life, long after training stopped (>40 years). We suggest that early music training sets the stage for subsequent interactions with sound. These experiences may interact over time to sustain sharpened neural processing in central auditory nuclei well into older age.

Hvordan flyttede vi egentlig opmærksomheden? BP6e-Fig-18-04-1R.jpg

To måder til styring af opmærksomheden Endogenous (voluntary att.) Oversæt: Villede, styrede, indbyggede/indefra vakt/interne Top-down processering Exogenous (reflexive att.) Oversæt: Ydre/udefra vakte/eksterne Bottom-up processering Et egern-eksempel om modalitetsforstærkning Før 150 ms/efter 200 ms … Hvad og hvorfor? eksempel egern (f.eks. billede af egern), et cue i en modalitet forstærker en anden modalitets evne til at spotte stimuli – men kun hvis dette kommer indenfor 150 ms, hvis mere en 200 ms så er den langsommere. Evolutioner – hmm – måske ville mange forkerte stimuli forbindes. Tænk skizofreni …

BP6e-Fig-18-06-0.jpg

Opmærksomhedens begrænsning Er flaskehalsen tidligt eller sent? Eller begge? BP6e-Fig-18-02-0.jpg

The magical number seven Miller (1956) The magical number seven, plus or minus two: some limits on our capacity for processing information. Miller, George A. Psychological Review, Vol 63(2), Mar 1956

”The Attention system of the human brain”, Posner & Petersen, 1990 Opmærksomheden kan betragtes som tre komponenter Arousal og alerting netværket Aktivering og synkronicering af cortex Især hjernestammens arousal-netværk Mixed cortical-subcortical network Opdagelse af nye og filtrering af relevante stimuli og ”afvikling” (dis-engagement) af opmærksomhedsmæssig fokusering Parietale cortex Selective attentional network Bevægelseskoordination, arbejdshukommelse, bevidste skift i opmærksomheden (DLPFC, Ant. Cing. Cortex) Mange fællestræk med SAS-modellen (Normal og Shallice, 1980) Norman og Shallice: 1980: tanke og handleskemaer aktiveres eller undertrykkes ved rutine eller ikke-rutine opgaver. The SAS , supervisory attentional system   Eksekutive funktioner kontrollerer opmærksomheden

The Attention system of the human brain: 20 years after”, Petersen & Posner, 2012” Vi havde ret! Der er et dorsal fronto-parietalt opmærksomhedsnetværk, der er ansvarlig for at dirigere den villede opmærksomhed Og et højre-sidigt temporo-parietal opmærksomhedsnetværk, centreret omkring højre temporo-parietale ”junction”, som er ansvarlig for at opdage og flytte opmærksomhed mod nye stimuli

Hvad skete der i de 20 år? - DAN og VAN Eksempel: Cyklisten og brolæggeren Hvad skete der i de 20 år? - DAN og VAN

Det dorsale fronto-parietale opmærksomhedssystem Dorsal Attention Network (DAN) – neuroanatomi Frontale regioner Frontal Eye Field (FEF) Herudover mediale og lateral frontal cortex Parietale regioner Intraparietale sulcus (IPS) Herudover superiore parietale lobule Dorsalt positioneret, ingen hemisfæredominans Corbetta og Shulman, 2002

Det ventrale fronto-parietale opmærksomhedssystem Ventral Attentional Network (VAN) – neuroanatomi Temporo-parietale junction Herudover dele af den inferiore parietale lobule og posteriore dele af den superiore og midterste temporallap Ventrale frontale cortex Herudover posteriore dele af inferiore og midterste frontale gyrus Ventralt positioneret, højresidig dominans Corbetta og Shulman, 2002

BP6e-Fig-18-18-0.jpg

Dorsal Attention Network (DAN) Karakteriseret ved … Top-down styring At præparere relevante neurale systemer At mindske reaktionstiden Har betydning for … Målrettet opmærksomhed Skift i opmærksomheden Deling af opmærksomheden

Ventral Attentional Network (VAN) Karakteriseret ved … Bottom-up styring Aktivering ved stimuli, der er … uventede adfærdsmæssigt relevante nye uden tidligere tildelt opmærksomhed Funktion Finder ”targets” og ”distractors” Stimuli trækker opmærksomheden væk Fokuseret opmærksomhed afbrydes – ”Disengagement of attention”

DAN – VAN interaktion Fakta: Aktivitet i DAN og VAN foregår sekventielt Ved fokuseret opmærksomhed på et objekt er der aktivitet i DAN, mens VAN deaktiveres. Men VAN kan overrule aktiviteten i DAN Interaktionen mellem VAN og DAN genererer enten en … ”to-be-ignored-stream” ”to-be-attented-stream” DAN og VAN … ”need to be in balance, since it is not efficient to be distracted by every unexpected event in the environment when one wants to focus Montoya, 2009

Dopamin i relation til DAN-VAN Fænomenet ”phasic dopamine signalling” er … Et hurtigt udløst, korterevarende boost af dopamin Udløst af belønnende stimuli … … og nye eller fremtrædende stimuli Aktiverer VAN, så vi kan orientere os mod tydelige, nye og relevante stimuli ”important for grapping attention away”, VAN forudsætter et optimalt dopaminergt system.

Det temporale aspekt En uventet, væsentlig stimulus dukker op Fra superior collicus … del af det visuelle system, hvor neuroner kan celler registrerer ændringer i lysindfaldet (opdukken, forsvinden, bevægelse)) … er der hurtig rute til substantia nigra -under 100 ms efter stimulus Fasisk boost af dopamin Herefter aktivitet i såvel DAN som VAN DAN-aktivitet efter 130-170 ms VAN-aktivitet efter 300 ms

Opmærksomhed uden DAN og VAN ”when absorbed in intellectual attention we become so inattended to outer things as to be absent-minded, abstracted og distraits” William James 1890 ”momentary lapses in external attention” Umiddelbart før nedsat aktivitet i de hjerneområder, der kontrollerer opmærksomhedens fokuseringer Under ”momentary lapses” øget aktivitet i andre områder Weissman et al, 2006) ”a specific, anatomically defined brain system preferentialle active when individuals are not focused on the external environment” Buckner et al (2008): The Brain´s Default Network   Systemet er mest aktivt i passivt miljø og under opgaver der dirigerer opmærksomheden væk fra det eksterne.

Default mode network/Task negative network Deaktiveret under målrettet adfærd Ikke fokuseret på verden, men vågen-hvile Hvad sker der tankemæssigt? Introspektion, dagdrømme, forestille sig fremtiden, tage andres perspektiv, hente minder Anatomi Negativt korreleret med netværk, der anvendes ved ydre stimuli Dele af mediale temporallap (hukommelse) Dele af mediale præfrontale kortex (ToM) Posteriore cingulate kortex (integregration) med tilhørende præcuneus og mediale, laterale og inferiore parietale kortex

Den skadede opmærksomhed

Den normale ”skade” Sikkerhed mod overload af irrelevant information Failures in selection in space fejl i udvælgelsen: der er for mange stimuli festligt lag, (nye) ferier forberedelse, bøger parallelt med børn og tv Failures in selection in time For mange stimuli hurtigt efter hinanden Og min personlige favorit … Actions slips !

Udviklingen af opmærksomhedsfunktioner 4 måneders alder Kortikal kontrol mht. disengage and switch ”Fixation shift task” De tre neurale subsystemer er adskilt inden fem års alderen ”The Early Childhood Attention battery” Atkinson og Braddick 2012, ADHD Opmærksomhedsforstyrrelse, hyperaktivitet og impulsitivet før 7 år

Erhvervede skader Forstyrrelse af opmærksomheden er ikke et veldefineret afgrænset syndrom modsat f.eks. afasi eller visuel agnosi Et kontinuum fra let til svær Balint´s syndrom sjælden, bilateral parietal skade, Indsnævrer fokus: et object af gangen PSP (Progressive Supranuclear Palsy) Pt. har svært at skifte mellem stimuli Neglect Højresidig, parietal skade Hver hemisfære styrer opmærksomheden kontralateralt Venstre kun for højre, mens højre kan kontrollere begge  Den helt uopmærksomme patient.

BP6e-Fig-18-22-0.jpg

BP6e-Fig-18-23-0.jpg

BP6e-Fig-18-24-1R.jpg

BP6e-Fig-18-24-2R.jpg

Rehabilitering af opmærksomhed

Opmærksom-hedstræning Papir/blyant Computer Metakog-nitive strategier Som-om opgaver Virkelighedsnære opgaver mange neurale netværk. De mange forskellige systemer, derfor virker træning forskelligt.

Et repræsentativt eksempel Westerberg et al., 2010: Apopleksiptt, computertræning rettet mod arbejdshukommelsen 40 min dagligt, 5 dage om ugen, 5 uger + telefonfeedback Konklusivt: Bedring i både nye opgaver og self-rating, men … ”limited evidence of improvement in everydag functional activities after attention training”

Træningsprogrammer Hukommelse og opmærksomhedstræning (HOT) Intensiv træning 45 min dagligt, fem dage om ugen i en periode på i alt 20 uger. Variation i emner og opgavetyper Stigende sværhedsgrad med mulighed for individuel tilpasning ”Training of attention and memory deficits in children with acquired brain injury” Sjö et al., 2009 Konklusivt … ”Overall, children, parents and trainers were satisfied with the programme and the children were motivated throughout the programme. The children showed significant improvements in neuropsychological subtests, primarily in tests of learning and memory. No overall change in executive functions was noted.

Træningsprogrammer Attention Process Training (APT) Computertræning Sohlberg and Mateer Computertræning Rettet mod mild til svær hjerneskade, hjernerystelser, andre neurologiske forstyrrelser og ADHD ”Neurorehabilitation requires many hundreds if not thousands of repetitions of key stimuli to which attention must be sustained” Ian Robertson, 2013

Træning af opmærksomhed: Meta-analyser ”Evidence-Based Cognitive Rehabilitation: Updated Review of the Literature from 2003-2008” Cicerone et al, 2011 Direkte træning, træning i brug af hukommelsesstøtte og problemløsnings-strategier. CBT forøger mestring og reducerer stress Anbefalet som ”practice standard” (vs. uidelines og option) Anbefales ikke alene-træning eller udelukkede computertræning.

Elektroniske hjælpemidler: Metaanalyser Primært studier vedr. TBI Brug af PDA, voicerecorder, Neuropage, smartphone Effekt på den prospektive hukommelse! ”Efficacy and usability of assistive technology for patients with cognitive deficits: a systematic review” de Joode et al., 2010 Kontakt Lars

Neurofeedback Real-time optagelser af EEG mhp. selv-regulering ”Current Status of Neurofeedback for Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder” Lofthouse et al, 2012 Konstatering: Anden behandling er nødvendig ! ”One of the most promising is neurofeedback” Levesque et al, 2006: ”showing normalization of ACC activation during a selective-attention task in ADHD subjects who had undergone neurofeedback training”

Self-instructed arousal ”Neurorehabilitation requires many hundreds if not thousands of repetitions of key stimuli to which attention must be sustained” Ian Robertson, 2013 Arousal er central i forhold til vedvarende opmærksomhed Posners tre opmærksomhedssystemer er adskilt funktionelt og neuroanatomisk. Men hvad med neurokemien? Alerting – primært acetylkolin Mixed subkortical-kortical – primært noradrenalin Selecting attention – primært dopamin

Indblik i forskel ved kig på testning Opmærksomhedstest Test af eksekutive funktioner Simple Klare instruktioner Tillader øvelse og retest Tidsbegrænsning Komplekse Kræver måske planlægning og strategidannelse Kan være helt nyt Mindre tidspres Inddragelse af andre færdigheder for at nå et mål