Volgens de evolutie behoort het limbisch systeem tot de oudste delen van onze hersenen. Volgens theorieën zoals het Triune hersenmodel wordt het ook wel het emotionele brein of het emotionele zenuwstelsel genoemd.
Onderzoek binnen de neurowetenschappen heeft inzicht gegeven in de rol van het limbisch systeem in gedrags- en emotionele reacties en hoe het ons gedrag vormgeeft. Het limbisch systeem kan ook de limbische kwab worden genoemd.
Definitie van het limbisch systeem
Het limbisch systeem is een hersengebied dat werkt als een netwerksysteem. Met vele onderling verbonden delen is het verantwoordelijk voor het controleren van een verscheidenheid aan emotionele driften en is het cruciaal voor de geheugenvorming. De belangrijkste onderdelen van het limbisch systeem zijn de hippocampus, amygdala, thalamus en hypothalamus. Het bevindt zich onder de hersenschors.
Geschiedenis van het limbisch systeem
Enkele van de eerste empirische theorieën over het limbisch systeem kwamen van Aristoteles, de oude Griekse filosoof. Hij stelde dat het centrum van intelligentie en emoties uit het hart kwam en dat het geheugen het leren genereerde op basis van emoties en gevoelens. Later kwam Galen, ook bekend als Aelius Galenus, een neuroanatoom die cerebrale (hersen)functies en het autonome zenuwstelsel ontdekte. Zijn opvattingen stonden haaks op die van Aristoteles, omdat hij geloofde dat de hersenen het centrum van de intelligentie waren.
In de middeleeuwen werden de neuroanatomie en de neurofysiologie steeds geavanceerder. Een belangrijke ontdekking betrof de koppeling van verschillende hersenstructuren aan functies als visuele waarneming en andere gewaarwordingen. De term limbisch systeem vindt zijn oorsprong in de hedendaagse tijd rond de negentiende eeuw. De twee prominente, invloedrijke figuren uit deze tijd waren Charles Darwin en de Amerikaanse psycholoog William James.
Darwin schreef over twee belangrijke ideeën. De eerste was dat de emoties van mensen vergelijkbaar waren met die van dieren, in die zin dat zij emotioneel gedrag vertoonden dat ook bij dieren werd waargenomen. De tweede was dat emoties universeel en apart zijn, onafhankelijk van culturen of maatschappelijke normen. James, aan de andere kant, stelde voor dat emoties gewoon een reactie waren op fysieke veranderingen in het hele lichaam en werden doorgegeven aan de hersenen, waardoor individuen hun eigen emoties konden interpreteren. In 1978 werd de term "limbische kwab" voor het eerst bedacht door de Franse anatoom Paul Brocha. Het is een vertaling van het Latijnse woord voor de rand.
In de twintigste eeuw wordt nog steeds onderzoek gedaan naar de theorie van het limbisch systeem. Inzicht in de neurale circuits, de anatomische grenzen en de gedragsreflexen zijn slechts enkele van de gebieden die momenteel worden onderzocht met betrekking tot de limbische kwab.
Recent werk gaat bijvoorbeeld over het begrijpen van de verbanden tussen het vestibulaire (evenwicht) en het limbische systeem bij het reguleren van emoties. Het vestibulaire systeem is essentieel voor het evenwicht en het welzijn van het lichaam. Vestibulaire stimulatietechnieken kunnen stress effectief verlichten en mogelijk bijdragen tot emotioneel welzijn. Daarom zouden vestibulaire stimulatietechnieken emoties kunnen beïnvloeden. Deze bespreking gaat dieper in op emoties als opgewekte gemoedstoestanden en dat deze technieken, afhankelijk van het stimulatiegebied, bepaalde emotionele toestanden kunnen beïnvloeden. Zij geven een voorbeeld van de draaiende stoel die in de negentiende eeuw werd gebruikt om manie of verhoogde opwinding te behandelen. De auteurs suggereren dat onderzoek op dit gebied vestibulaire stimulatie ondersteunt als therapie voor stressgerelateerde stoornissen als alternatief voor geneesmiddelen en andere therapieën. Zij stellen echter dat de mechanismen die leiden tot de voordelen van deze technieken nog steeds worden onderzocht en essentieel zijn voor het optimaliseren van de therapeutische voordelen.
Functies van het limbisch systeem
Zoals gezegd werkt het limbisch systeem als een signaalsysteem om complexe emoties en andere hersenfuncties, zoals het geheugen, te vormen en er aan bij te dragen. Ondanks de vele componenten van het limbisch systeem, gaat het erom dat ze vaak samenwerken. Bijvoorbeeld, terwijl angst het meest wordt geassocieerd met de amygdala, reageren ook andere hersengebieden op angst.
De puberteit is een cruciale fase in de ontwikkeling van het limbisch systeem omdat er belangrijke veranderingen optreden. De amygdala ontwikkelt zich bijvoorbeeld verder en kan, in combinatie met hormonale veranderingen, aanleiding geven tot intense emoties als woede, angst en agressie. Bovendien komt het limbisch systeem tijdens de adolescentie meer onder controle van de prefrontale cortex. Dit gebied ontwikkelt zich pas volledig op 25-jarige leeftijd en is essentieel voor redeneren, probleemoplossing en impulscontrole. De ontwikkeling van de prefrontale cortex is een biologische reden waarom tieners worden gezien als humeurig vanwege deze onderontwikkelde limbische structuren.
Primaire structuur van het limbisch systeem
Hippocampus
Het limbisch systeem omvat de Hippocampus, wat komt van het Griekse woord voor zeepaardje. Het ligt heel diep in de hersenen en wordt in verband gebracht met leren en specifieke aspecten van het geheugen, zoals ruimtelijk geheugen en ruimtelijke navigatie.
In termen van geheugen is geheugencodering: het proces waarbij informatie wordt gecodeerd, opgeslagen en opgeroepen, een van de belangrijkste functies. Door geheugencodering kunnen we ons bijvoorbeeld herinneren waar we gisteren hebben geluncht. Consolidatie van het geheugen is een ander aspect van het geheugen waarvoor de hippocampus verantwoordelijk is, waardoor we stabielere en duurzamere herinneringen kunnen vormen.
Amygdala
Het limbisch systeem omvat ook de Amygdala heeft de vorm van een amandel en is verantwoordelijk voor emotionele reacties zoals plezier, angst, woede en angst. De amygdala speelt een rol bij het geheugen en ligt vlakbij de hippocampus in de hersenen. Het gaat er met name om hoe stevig herinneringen worden opgeslagen, want herinneringen zijn vaak verbonden met sterke emotionele banden die veel langer blijven hangen.
De verbinding tussen herinneringen en angst loopt via de amygdala, die kan helpen nieuwe herinneringen te vormen die met angst te maken hebben. Leren door angst maakt eerder genoemde concepten, zoals geheugenconsolidatie, gemakkelijker.
Het is een gebied in de hersenen dat vrij heftige emoties kan oproepen. Informeel worden de door de amygdala teweeggebrachte reacties "vechten of vluchten" genoemd, wat samen met het zenuwstelsel vanuit evolutionair oogpunt een natuurlijke fysiologische reactie is op bedreigingen om te overleven. De door deze reacties veroorzaakte stress kent drie verschillende stadia: alarm, weerstand en uitputting. Veel van het onderzoek richt zich met name op de basolaterale amygdala.
Thalamus en Hypothalamus
Het limbisch systeem omvat de Thalamus, vaak bekend als het relaisstation wat betreft het gevoel in het hele lichaam, behalve de verwerking van de reukzin. In combinatie met de hypothalamus is deze verantwoordelijk voor veranderingen in emotionele reactiviteit. Van emotionele reactiviteit is sprake wanneer een externe gebeurtenis intense emoties oproept.
Een voorbeeld is de hypothalamus, die de vitale behoeften van het lichaam regelt, zoals slaap. Bij gebrek aan voldoende slaap, reageren andere gebieden van de hypothalamus. Deze gebieden zijn verbonden met emoties als woede, ongenoegen en afkeer. Er is dus een duidelijk verband tussen belangrijke homeostatische processen, zoals slaap en emotionele communicatie, en een verstoring van deze processen.
Secundaire of bijkomende hersengebieden
Secundaire of accessoire limbische systeemstructuren zijn essentieel voor hersengebieden die niet zo sterk bewijs voor betrokkenheid hebben als andere gebieden om als vitale componenten te worden beschouwd.
De Cingulate Gyrus is een structuur die dicht bij de neus ligt. Deze nabijheid helpt geuren en bezienswaardigheden te koppelen aan aangename of ongunstige herinneringen aan eerdere emoties. Daarnaast is ook de emotionele reactie op pijn een essentiële functie. Aspecten van pijn zoals angst-vermijding en onaangenaamheid worden in dit gebied verwerkt. Tenslotte worden ook agressief gedrag en impulsiviteit in verband gebracht, hoewel dit ter discussie staat.
De basale ganglia is een gebied van het secundaire limbische systeem, omdat het dicht bij andere limbische structuren ligt. Het staat bekend om zijn belang bij de planning en uitvoering van motorische handelingen. Recent bewijs heeft echter zijn rol in beloning en versterking, verslavend gedrag en gewoontevorming gesuggereerd. Bij psychiatrische stoornissen zoals depressie en schizofrenie kan een verstoring van de verbindingen tussen de basale ganglia en het limbisch systeem een rol spelen. Dit heeft zelfs gevolgen voor neuromodulatietherapieën.
De Cingulate Gyrus tenslotte is een structuur die, naast het verwerken van emoties en gedragsregulatie, helpt bij het reguleren van de autonome motoriek. De plaats ervan in de hersenen is belangrijk, want hij staat in verbinding met de frontale, temporale en occipitale cortex van de twee hersenhelften. Specifiek coördineert het zintuiglijke input met emoties. Een voorbeeld is het prikken van een vinger en het voelen van pijn. Het houdt zich ook bezig met emotionele reacties in verband met pijn en regelt agressief gedrag.
Vele andere gebieden zouden kunnen worden opgenomen als bijkomende limbische structuren, wat wijst op de complexiteit van dit gebied. Deze omvatten het Septum, Nucleus Accumbens, Orbitofrontale cortex, Cerebrale cortex, Olfactorische cortex, en nog veel meer. Er zijn ook subcorticale structuren te overwegen.
Het limbisch systeem en emotionele reacties
Op het basisniveau is affectieve verwerking een activiteit in de hersenen die besluitvormingsvaardigheden vertegenwoordigt. Verstoringen van de affectieve cognitie liggen vaak aan de basis van stemmingsstoornissen. Veel handelingen en beslissingen vinden plaats in een emotionele context. Daarom is er een verband tussen cognitieve functies en emotionele toestanden. Onderdeel van dit proces is het bestempelen van emoties als positief of negatief. Zo zouden emoties als geluk een positieve valentie hebben, en walging een negatieve.
Een groep onderzoekers keek naar afwijkingen in de affectieve verwerking bij criminele psychopaten met behulp van MRI (Magnetic Resonance Imaging). Zij ontdekten dat tekorten in de affectieve verwerking het vaakst voorkwamen in reactie op negatief gewaardeerde stimuli en dat zij meer cognitieve middelen nodig hebben om affectieve stimuli te verwerken en te evalueren dan anderen. In de hersenen vonden zij afwijkingen in het voorste en achterste cingulaat, de inferieure frontale gyrus, de amygdala/hippocampusformatie en het ventrale striatum. De afwijkingen hielden met name verband met het gebrek aan affect-gerelateerde activiteit in deze gebieden. Er was dus sprake van een verstoring van het limbisch systeem.
Het limbisch systeem en het geheugen
Het "Greater Limbic system" betreft de rol van het geheugen. Specifiek is het geheugen in de zin van het organiseren van gedrag om ervoor te zorgen dat het kan worden aangepast om te overleven. Zoals vermeld in het vorige deel, combineert affectieve verwerking geheugen, affect en doelgericht gedrag. Het langetermijngeheugen is een type geheugen dat jarenlang in de hersenen kan worden opgeslagen; er zijn twee grote groepen langetermijngeheugens.
Het eerste type is expliciet/declaratief geheugen voor episodische voorvallen die zich gedurende het hele leven kunnen voordoen. Het tweede type valt in de groep van impliciete/procedurele herinneringen die belangrijk zijn voor het leren en onthouden van motorische en cognitieve vaardigheden. Afhankelijk van de groep zijn verschillende gebieden van het limbisch systeem betrokken. Ten eerste werkt de hippocampus samen met een ander hersengebied dat de mediale temporale kwab wordt genoemd. De tweede is de basale ganglia, die ook samenwerkt met een ander vitaal hersengebied, het cerebellum.
De amygdala werkt niet alleen bij geheugenvorming, consolidatie en ophalen van emotionele geheugenfuncties. Het limbisch systeem werkt als een neuraal circuit, of het nu gaat om declaratieve geheugenvorming, geheugenconsolidatie, contextuele angstgeheugenvorming, spoorconditionering of conditioneel discriminatieleren.
Het verband tussen het limbisch systeem en beloning, motivatie en verslaving
Eenvoudig gezegd produceert "beloning" een positieve affectieve ervaring. Binnen de psychologie wordt deze definitie aangepast om bepaalde gebeurtenissen te beschrijven die de waarschijnlijkheid vergroten van een gedrag of stimulus met aantrekkelijke en motiverende eigenschappen. Het beloningscircuit is dus een feedback loop veroorzaakt door de groep hersenstructuren die verantwoordelijk zijn voor het controleren en reguleren van het vermogen om plezier te voelen. Plezier voelen is essentieel omdat het de mens motiveert om bepaald gedrag te herhalen. Een onderdeel van wat het limbisch systeem ons laat herkennen.
Wanneer het beloningscircuit wordt geactiveerd, ontstaan er elektrische en chemische signalen. Cellen binnen dit systeem voelen en ontvangen deze neurale signalen om te communiceren. Een van deze essentiële neurale signalen is het vrijkomen van de neurotransmitter dopamine, een zeer bestudeerde chemische boodschapper. Wanneer dopamine vrijkomt uit de respectieve gebieden, gaat het naar receptoren die het signaal ontvangen en zich daaraan binden, waardoor bijkomende reacties mogelijk worden. Dopamine pieken komen voor als reactie op natuurlijke beloningen voor leren en aanpassing.
Wat echter zeer zorgwekkend is, is het gebruik van recreatieve drugs zoals opiaten, amfetaminen en cocaïne, omdat die de normale dopaminesignalering kunnen verstoren, wat leidt tot ongezond gedrag. Bij cocaïnegebruik bijvoorbeeld, is er een korte en krachtige uitbarsting van dopamine-afgifte die resulteert in symptomen als euforie. Deze symptomen kunnen zo intens zijn dat het verlangen om te gebruiken sterk wordt. Dopamine komt voornamelijk vrij uit de Nucleus Accumbens, die wordt beschouwd als een secundaire/accessoire limbische systeemstructuur.
Serotonine is een andere neurotransmitter die een sleutelrol speelt bij verslaving. Het is algemeen bekend als de gelukkige chemische stof, omdat het bijdraagt aan gevoelens van welzijn en geluk. Serotonine heeft een wisselwerking met dopamine, in die zin dat de hersenen na verloop van tijd minder gevoelig worden voor dopamine, wat bekend staat als desensibilisatie. Daarom moet iemand meer van een drug of andere stof gebruiken om hetzelfde plezier te krijgen. Ontwenningsverschijnselen komen vaak voor als iemand stopt met het gebruik van een stof. Ontwenning kan gevoelens van angst, prikkelbaarheid en depressie veroorzaken. Deze zijn het gevolg van een laag serotonineniveau, dat het limbisch systeem aanzienlijk kan beïnvloeden.
Het is belangrijk op te merken dat verslaving niet beperkt is tot recreatieve of illegale stoffen. Verslaving komt vaak voor bij geneesmiddelen op recept, met de opioïdecrisis als voorbeeld. De aanleg voor verslaving kan worden veroorzaakt door een disbalans van neurotransmitters, die leidt tot abnormale niveaus. Genetische factoren, stress, trauma en middelenmisbruik kunnen bijdragen tot verslaving aangevuld door het limbisch systeem.
Verstoringen van het limbisch systeem
Aangezien het limbisch systeem zo'n gevoelig gebied is, is het duidelijk dat er verstoringen in het systeem kunnen optreden. Die kunnen onder meer het gevolg zijn van traumatische verwondingen of veroudering, en kunnen leiden tot verschillende stoornissen of gedragingen. Bij het limbisch systeem zijn enkele van de meest complexe neurogedragsstoornissen betrokken, waaronder posttraumatische stressstoornis (PTSS) en cognitie- en geheugenstoornissen zoals Alzheimer.
Veel van het onderzoek naar de verstoring van het limbisch systeem is afkomstig van beschadigingen of letsels aan het systeem. Er is bijvoorbeeld een onderzoek gedaan naar schizofrene patiënten en de verschillen in hun Anterior Cingulate Gyrus in vergelijking met controle of niet schizofrene patiënten. Bij mensen met schizofrenie bleek de Gyrus veel kleiner te zijn, en het volume van de grijze stof afgenomen. De grijze stof in de hersenen werkt als diepe delen van de verbindingen die signalen geven aan de witte stof van de hersenen. In het algemeen is vroege atrofie of vergroting van het cingulate cortex gebied gevonden bij zowel dementie als Alzheimer patiënten. De degeneratie of afbraak van dit gebied is een sterke voorspeller van deze aandoeningen.
In aanvulling op het vorige hoofdstuk over beloning, motivatie en verslaving, is de Gyrus Anterior Cingulate deel van de Cortex Anterior (ACC) ook belangrijk gebleken in verslavingsgerelateerde neurale circuits van cognitieve functies. Deze omvatten besluitvorming, cognitieve remming, emotie en motivatie. Dit is een doelgebied van neuromodulatie voor mensen die worstelen met een stoornis in het gebruik van drugs.
Het is dus duidelijk dat schade aan dit gebied iemands vermogen om te reageren op bepaalde kenmerken van de omgeving kan beïnvloeden. Dit kan leiden tot agressief gedrag, verlegenheid of verminderde emotionele expressie. Een kenmerk van schizofrenie is het vlakke effect, waarbij het gezicht vlak lijkt en emotie mist. Patiënten met deze aandoening slagen vaak niet voor tests van emotionele gezichtsherkenning vanaf het begin van hun aandoening. Het toont de impact van de verstoring van de limbische structuren.
Het limbisch systeem en chronische stress
Chronische stress kan nadelige gevolgen hebben voor zowel de lichamelijke als de geestelijke gezondheid. Chronische stress kan het gevolg zijn van meerdere factoren en de toestand van lichaam en geest blijvend veranderen. Levenstrauma als vorm van chronische stress is uitgebreid bestudeerd in het limbisch systeem. Eén studie onderzocht de hypothalamus, specifiek de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA) as. Dit is een complex geheel van directe invloeden en feedback-interacties tussen drie structuren: de hypothalamus, de hypofyse en de bijnieren bovenop de nieren.
Dit is een neuro-endocrien systeem, wat betekent dat de hormonen die elk van deze structuren afgeeft, het zenuwstelsel beïnvloeden terwijl ze door het bloed reizen. Elk laat een hormoon vrij dat leidt tot het volgende en zo ontstaat een cascade-effect. Er is een invloed op processen als spijsvertering, energieopslag en -verbruik, en algemene stemming.
Uit deze studie bleek dat levenslange trauma's de HPA-as aanzienlijk beïnvloeden en dat levenslange trauma's bepaalde limbische regio's gevoeliger kunnen maken. In het bijzonder de limbische regio's die de hippocampus en de amygdala bevatten. Deze bevinding komt overeen met onderzoek waaruit blijkt dat de amygdala een rol speelt bij het beïnvloeden van de HPA-as tot een stressreactie die het vrijkomen van stresshormonen in gang zet. Dit kan resulteren in problemen met de regulering van stress en de HPA-as en leiden tot een risico op slechte gezondheidsresultaten. Een voorbeeld hiervan is verminderde geheugenconsolidatie. Dit is een duidelijk voorbeeld dat ontregeling van het limbisch systeem grote gevolgen heeft.
De effecten van ontspanning op het limbisch systeem
Ontspanningstechnieken zijn effectief gebleken bij het verlichten van stress; meditatie wordt genoemd als een middel met vele positieve effecten. Van alle soorten meditatie heeft compassie-meditatie de grootste invloed op het kalmeren van het limbisch systeem. Compassie-meditatie, ook bekend als Karuna-meditatie, heeft wortels in de boeddhistische filosofie en richt zich op het begeleiden van deelnemers naar menselijke gedachten. Een essentieel onderdeel van deze beoefening is het wekken van het mededogen dat inherent is aan alle mensen.
Specifiek onderzoek naar de hersenen en mindfulness richt zich op de amygdala als onderdeel van het limbisch systeem. In een onderzoek bij zakenmensen met hoge stressniveaus werd vastgesteld dat na acht weken mindfulness-meditatie de omvang van hun amygdala's kleiner werd dan bij degenen die niet oefenden. Stressvermindering was dus gecorreleerd met deze structurele veranderingen in de amygdala.
Elke vorm van meditatie kan worden gebruikt als een eenvoudige en snelle manier om stress te verminderen. Als complementair geneesmiddel dat lichaam en geest combineert, is het de sleutel tot diepe ontspanning en een rustige geest. Door je tijdens elke sessie op één bepaald ding te concentreren kun je het fysieke en emotionele welzijn verbeteren. De elementen gerichte aandacht, ontspannen ademhaling en een rustige omgeving zijn ideaal om gecentreerd en aanwezig te zijn.
Zoals vermeld in een vorig hoofdstuk, kan een onbalans van Serotonine verschillende stoornissen veroorzaken. Meditatie, lichaamsbeweging, gezonde voeding en yoga kunnen de serotonine op natuurlijke wijze verhogen. Vooral bij lichaamsbeweging komt endorfine vrij, dat de stemming kan stimuleren. Ze zijn vergelijkbaar met serotonine en kunnen leiden tot positieve emoties. Tijd doorbrengen in de natuur heeft ook verschillende voordelen voor de gezondheid, waaronder minder stress en een betere stemming. Van al deze zaken is bewezen dat ze het limbisch systeem helpen kalmeren.
Conclusie
Het limbisch systeem is een complex netwerk met vele onderling verbonden onderdelen. Het heeft vier hoofdcomponenten en vele bijkomende structuren die als secundair kunnen worden beschouwd: de subcorticale structuren en de hersenschors. Het limbisch systeem is historisch gezien geïntroduceerd als een systeem binnen de hersenen dat zich bezighoudt met emotionele toestanden. Er is echter tijd besteed aan de implicaties ervan voor het leren en het vormen van nieuwe herinneringen. In dit artikel is dieper ingegaan op het limbisch systeem en emotionele reacties, geheugen, en de invloed ervan op beloning, motivatie en verslaving.
Daarnaast werden verstoringen van het limbisch systeem en de gevolgen van chronische stress besproken, samen met strategieën om het limbisch systeem te ontspannen. Het doel was om het limbisch systeem vanuit een breed gezichtspunt te introduceren en te erkennen hoe het bijdraagt aan het welzijn als lichamelijke en geestelijke gezondheidscomponent. Uiteindelijk zijn stressbeheersingstechnieken cruciaal om dit systeem onder controle te houden.
