Insula

Waar ligt de insula in de hersenen?

De insula (ofwel 'eiland van Reil') is een hersengedeelte dat diep gevouwen in de laterale sulcus (groeve van Silvius of fissura lateralis) ligt, onder de oppervlakte van de grote hersenen aan de zijkant. De laterale sulcus is de grote groeve tussen de slaapkwab, voorhoofdskwab en wandbeenkwab (afbeelding rechts).

Het is in drie gedeelten op te delen hoewel het voorste en achterste deel het bekendste zijn. Het voorste deel heet anterior insular cortex; AIC of gewoon anterieur insula en het achterste is het posterieur insula.

Door Henry Vandyke Carter - Henry Gray (1918) Anatomy of the Human Body (See "Boek" section below) Bartleby.com: Gray's Anatomy, Plaat 731, Publiek domein, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=527111

By Polygon data were generated by Database Center for Life Science(DBCLS)[2]. (Polygon data are from BodyParts3D[1]) [CC BY-SA 2.1 jp (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.1/jp/deed.en)], via Wikimedia Commons

De linkerhersenkwab opengewerkt om de insula te zien. Een deel van de frontale en temporale lob zijn verwijderd in deze afb.

De groeve van Sylvius of laterale sulcus waar de insula achter ligt.

Wat doet de insula?

De insula lijkt een hersengebied te zijn waar zintuiglijke ervaringen in de emotionele context samengevoegd worden.  Het maakt onderdeel uit van het limbische systeem. De hersengebieden van het limbisch systeem zijn betrokken bij emotie, emotioneel geheugen, motivatie en genot. Het is voorts betrokken bij veel functies.

 

Het voorste gedeelte van de insula (anterieure insula) is gerelateerd aan autonome aansturing van de ingewanden, reuk, smaak, emotie, emotioneel genot, motivatie en emotioneel geheugen.

 

Het achterste gedeelte (posterieure insula) is gerelateerd aan geluid (auditieve functie) en tast en proprioceptie /balans (zelfwaarneming hoe en waar je lichaam staat of ligt met name via skelet en spierfuncties). De insula is betrokken bij meerdere functies en ontvangt direct informatie van veel hersengebieden o.a van de thalamus en amygdala en hersenschors (cortex). Op zijn beurt zendt het weer informatie door naar de amygdala, orbitofrontale cortex en ventral striatum.


Het is betrokken bij:

  • emotie en motivatie
    • met name bij walging en afkeer
    • ook betrokken bij angst, verrassing, blijdschap en woede
    • emotioneel bewustzijn, bewuste ervaring van emoties
  • sociale vaardigheden, sociale signalen lezen, empathie
  • zelfgevoel, zelfbewustzijn. Het gevoel dat je een uniek wezen bent
  • verslaving en dwangmatig gedrag, emotionele aspecten van een ervaring
  • spraak en taal
  • het leren via het horen van geluid en daarmee associëren (muziek leren, talen leren spreken )
  • bewegingen bij het slikken, maagperistaltiek (knijpende beweging van de maag om voedsel voort te bewegen), spreken en de hand-oog motoriek
  • besturing van autonome functies door regeling van sympathische en parasympathische systemen
  • zelfbewustzijn op lichamelijk vlak, bewustwording van lichamelijke informatie als pijn, hartslag en lichaamstemperatuur, zuurstofstatus, jeuk, een volle blaas, opgezette maag of buik en sensuele aanraking, functies die met overlevingsbehoeften samenhangen. De officiële woorden hiervoor zijn homeostase en interoceptie.
  • pijn en pijnbeleving , graadmeter van pijn en mee- en invoelen m.b.t. pijn van anderen.


Emotie, sociale vaardigheden, empathie en zelfgevoel

De insula maakt deel uit van het limbische systeem dat als geheel betrokken is bij emotie en motivatie (samen met de fornix, amygdala, delen van de thalamus; ANT).

 

De insula is net als andere gebieden betrokken bij basisemoties als angst, woede, blijdschap, verrassing en verdriet maar de insula is als enige actief bij walging, bleek uit onderzoek. Ook is het betrokken bij empathie - het kunnen meeleven en meevoelen met een ander. Verder is  hier het emotioneel bewustzijn, bewuste ervaring van emoties gezeteld. Dat emotioneel bewustzijn maakt ook dat je kan ervaren dat je een uniek wezen bent (zelf).

 

Verslaving en dwangmatig gedrag

De insula is betrokken bij verslaving en met name het emotionele geheugen en de bewuste gevoelens (driften) van verslaving, dat een belangrijk onderdeel van een verslaving vormt. Als iemand verslaafd is, wordt diegene aan de drugs herinnerd als hij of zij ergens komt waar de drugs verkocht of gebruikt worden. Er zijn verhalen bekend van rokers die doordat zij letsel in de insula kregen acuut afkeer hadden van roken en van sigarettenrook.


Spraak en taal

De insula maakt deel uit van een linguïstisch netwerk betrokken bij het produceren van spraak en verwerken van taal. (Samen met de inferieure frontale en laterale frontale gebieden en prefrontale cortex en frontale operculum). Onderzoek toonde aan dat bij tweetaligen of meertaligen de insula dikker was waardoor het leren van een vreemde taal makkelijker was. Het lijkt hiermee 'de talenknobbel' te vormen.
Letsel in dit gebied kan een vorm van Broca-afasie geven.

 

 

Lichaamsinformatie bewustwording, homeostase en interoceptie

De insula krijgt informatie van de thalamus en verwerkt die informatie over de toestand van het lichaam zoals hoe snel het hart klopt, hoe hoog de bloeddruk is en hoe de lichaamstemperatuur is, of je kortademig bent en maakt die beschikbaar voor emotionele- en denkprocessen (homeostase).

 

Dat is belangrijke informatie om te overleven als een individu weet dat de hartslag stijgt omdat diegene daardoor zich bewust wordt van spanning of bij de bewustwording van de lichaamstemperatuur dat diegene bijvoorbeeld koorts heeft. Het stuurt weer info door naar verschillende structuren die geassocieerd zijn met het limbisch systeem.

 

Interoceptieve bewustwording zetelt ook in de insula, dat is het vermogen om prikkels, signalen van binnenuit het eigen lichaam waar te nemen. Dat betreft o.a. het voelen van dorst en een volle blaas of je hart in je keel voelen bonzen. Signalen die soms om aandacht schreeuwen en ook kunnen overprikkelen. Het interoceptieve zintuigstelsel is verdeeld over diverse ingewanden.

 


Pijn en pijnbeleving

De insula is ook betrokken bij pijn en pijnbeleving. Chronische pijn kan de anatomische en functionele structuren van de insula veranderen, waardoor het denken en de langdurige emotionele toestand verstoord kunnen worden (cognitieve en affectieve stoornissen). Denk bijvoorbeeld aan een depressie door pijn. Pijn kan ook omgekeerd worden beïnvloed en veranderd door stemming, aandacht en cognitie.

 


Letsel in dit gebied kan zorgen voor:

  • ontbreken van walging
  • veranderen of verdwijnen van een verslaving, dwangmatig gedrag
  • moeite met articuleren, vloeiend spreken
  • Foreign accent syndroom
  • verstoring van bewustwording van lichamelijke toestand als hartslagverhoging, koorts, honger, dorst etc. dat belangrijk is om te overleven
  • verstoring van emoties lezen en sociale situaties begrijpen
  • verstoring van het zelfgevoel, perceptie als uniek wezen, onvermogen emoties te verwoorden (alexithymie)
  • verstoring van het koppelen van emotie aan zintuiglijke ervaring, verstoring van perceptie van pijn


Bij frontotemporaal dementie (FTD) is het voorstel gedeelte van de insula betrokken.

Bronnen:

Ackermann H, Riecker A (May 2004). "The contribution of the insula to motor aspects of speech production: a review and a hypothesis". Brain Lang. 89 (2): 320–8. doi:10.1016/S0093-934X(03)00347-X. PMID 15068914.

PMID:8496709

Ackermann H, Riecker A (May 2004). "The contribution of the insula to motor aspects of speech production: a review and a hypothesis". Brain Lang. 89 (2): 320–8. doi:10.1016/S0093-934X(03)00347-X. PMID 15068914.

Anderson TJ, Jenkins IH, Brooks DJ, Hawken MB, Frackowiak RS, Kennard C (October 1994). "Cortical control of saccades and fixation in man. A PET study". Brain. 117 (Pt 5): 1073–84. doi:10.1093/brain/117.5.1073. PMID 7953589.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8496709

Augustine JR. Circuitry and functional aspects of the insular lobe in primates including humans. Brain Res Brain Res Rev. 1996;22(3):229–244. [PubMed]

Borovsky A, Saygin AP, Bates E, Dronkers N (June 2007). "Lesion correlates of conversational speech production deficits". Neuropsychologia. 45 (11): 2525–33. doi:10.1016/j.neuropsychologia.2007.03.023. PMC 5610916. PMID 17499317.

Changbo Lu, Tao Yang, Huan Zhao, Ming Zhang, Fancheng Meng, Hao Fu, Yingli Xie, and Hui Xu , . 2016 Apr; 32(2): 191–201.  Insular Cortex is Critical for the Perception, Modulation, and Chronification of Pain.

Craig AD (January 2009). "How do you feel—now? The anterior insula and human awareness". Nature Reviews Neuroscience. 10 (1): 59–70. doi:10.1038/nrn2555. PMID 19096369.


Oh.A, Duerden.E.G,Pang, E.W., The role of the insula in speech and language processing, 2014, Brain and language, vol 135 Pages 96-103 https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0093934X14000911
Cereda C, Ghika J, Maeder P, Bogousslavsky J. Strokes restricted to the insular cortex. Neurology. 2002;59:1950–1955. [PubMed]

Duffau H, Bauchet L, Lehéricy S, Capelle L. Functional compensation of the left dominant insula for language. Neuroreport. 2001;12:2159–2163. [PubMed]

Dronkers NF. A new brain region for coordinating speech articulation. Nature. 1996;384(6605):159–161. [PubMed]


Fink GR, Frackowiak RS, Pietrzyk U, Passingham RE (April 1997). "Multiple nonprimary motor areas in the human cortex". J. Neurophysiol. 77 (4): 2164–74. doi:10.1152/jn.1997.77.4.2164. PMID 9114263.

 

Gupta M1, Bishnoi RJ, Schillerstrom JE. Neurobiological Mediators of Squalor-dwelling Behavior. 2017 Sep;23(5):375-381. doi: 10.1097/PRA.0000000000000253.

 

Kalab J, Molnár PP, Bogner P, Béres M, Berényi EI. Connectivity-based parcellation reveals interhemispheric differences in the insula. Brain Topography. 2012;25:264–271. [PubMed]


Moriarty O, McGuire BE, Finn DP. The effect of pain on cognitive function: a review of clinical and preclinical research. Prog Neurobiol. 2011;93:385–404. doi: 10.1016/j.pneurobio.2011.01.002. [PubMed]

 

Mutschler I, Schulze-Bonhage A, Glauche V, Demandt E, Speck O, Ball T (2007). Fitch T, ed. "Een snel verband tussen geluid en werkingsmechanisme in menselijke insulaire cortex" . PLoS ONE . 2 (2): e259. Bibcode : 2007PLoSO ... 2..259M . doi : 10.1371 / journal.pone.0000259 . PMC 1800344 . PMID 17327919.

 

Naidich TP, Kang E, Fatterpekar GM, Delman BN, Gultekin SH, Wolfe D, Ortiz O, Yousry I, Weismann M, Yousry TA. De insula: anatomische studie en MR-weergave op 1,5 T. Am J Neuroradiol. 2004; 25 : 222-232. [ PubMed ]

 

Nasir H. Naqvi, David Rudrauf, Hanna Damasio, Antoine Bechara. Damage to the Insula Disrupts Addiction to Cigarette Smoking. Science. 2007 Jan 26; 315(5811):531-534.


Penfield W, Faulk ME (1955). "The insula; further observations on its function". Brain. 78 (4): 445–70. doi:10.1093/brain/78.4.445. PMID 13293263.


Rodriguez SM1, Archila-Suerte P2, Vaughn KA2, Chiarello C3, Hernandez AE2. Anterior insular thickness predicts speech sound learning ability in bilinguals. 2018 Jan 15;165:278-284. doi: 10.1016/j.neuroimage.2017.10.038. Epub 2017 Oct 21.

 

Starkstein SE, Berthier M, Leiguarda R. Bilateral opercular syndrome and crossed aphemia due to a right insular lesion: a clinicopathological study. Brain Lang. 1988;34:253–261. [PubMed]

Seeley WW. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20512369/ 
Anterior insula degeneration in frontotemporal dementia. 2010 Jun;214(5-6):465-75. doi: 10.1007/s00429-010-0263-z. Epub 2010 May 29.

Shuren.J  Insula and aphasia 1993, Journal of neuology 240(4):216-8

The brain from top to bottom http://thebrain.mcgill.ca/flash/i/i_12/i_12_cr/i_12_cr_con/i_12_cr_con.html


Tsakiris M, Hesse MD, Boy C, Haggard P, Fink GR (October 2007). "Neural signatures of body ownership: a sensory network for bodily self-consciousness". Cereb. Cortex. 17 (10): 2235–44. doi:10.1093/cercor/bhl131. PMID 17138596.

Wicker B, Keysers C, Plailly J, Royet JP, Gallese V, Rizzolatti G (October 2003). "Both of us disgusted in My insula: the common neural basis of seeing and feeling disgust". Neuron. 40 (3): 655–64. doi:10.1016/S0896-6273(03)00679-2. PMID 14642287.

 

Xiaosi Gu,1,2,* Patrick R. Hof,3,4 Karl J. Friston,1 and Jin Fan3,4,5,6 Anterior Insular Cortex and Emotional Awareness Journal Comp Neurl. 2013 Oct 15; 521(15): 3371–3388.  doi:  [10.1002/cne.23368]