Als alles onzeker is…

Een computationeel model van obsessief-compulsieve stoornis

Door Ruth van Holst, Associate Professor afdeling psychiatrie op het Amsterdam UMC

Niet vaak is het zo dat een wetenschappelijk artikel wordt gepubliceerd die veel aspecten van een stoornis duidelijk maakt, maar het recent gepubliceerde paper: “Searching for an anchor in an unpredictable world: A computational model of obsessive compulsive disorder” in Psychological Review door Fradkin en collega’s is een parel. In dit paper presenteren zij een computationeel model die alle reeds bestaande theorieën over OCS integreert en formaliseert. Het mooie is dat dit model consistente bevindingen in het OCS onderzoek repliceert, maar nog indrukwekkender is dat het eerder gevonden onbegrepen en conflicterende bevindingen ook verklaart en integreerd in één model.

Computationeel model

De auteurs baseren hun werk op het Baysian brain framework wat in een notendop van uitgaat dat we niet vanuit het niks een objectieve werkelijkheid kunnen waarnemen, maar dat ons brein constant inschattingen of voorspellingen maakt van de werkelijkheid en die vervolgens checkt met onze waarnemingen (zintuigelijk, maar kunnen ook gedachten en gevoelens zijn). Wanneer waarneming en voorspelling niet met elkaar klopt, wordt er een signaal -de prediction error, afgegeven die er voor zorgt dat de verwachtingen weer worden geüpdate met de nieuwe informatie en we ons gedrag kunnen aanpassen.  Bij minder zekerheid over onze voorspellingen, bijvoorbeeld in een nieuwe of moeilijk te voorspellen situatie, hechten we meer belang aan onze waarnemingen en zijn de prediction errors krachtiger. De zekerheid over onze voorspellingen en waarnemingen maakt uit voor hoe je je gedraagt, bijvoorbeeld of je extra informatie gaat verzamelen (als er veel onzekerheid is) of dat je direct tot een handeling komt (als er weinig onzekerheid is).  

Zo’n soort scenario is ook te vangen in een computationeel  model waarbij dan de mate van iemands zekerheid over het voorspellen van situaties, handelingen en sensaties leidt tot een bepaald (gesimuleerd) gedrag. In het paper laten de auteurs op overtuigende wijze zien dat te weinig vertrouwen in eigen voorspellingen er voor zorgt dat het model, OCS-achtig gedrag gaat vertonen. Tegenstrijdige gedachten, gevoelens of andere waarnemingen die iemand met meer vertrouwen in zijn of haar voorspellingen makkelijk terzijde schuift, worden belangrijker (zoals obsessies of twijfel gevoel). Ook de zekerheid die je hebt over je waarnemingen wordt belangrijker (hoe weet ik dat mijn handen echt schoon zijn?). De auteurs suggereren dat OCS patiënten de veranderlijkheid van situaties overschatten, en daardoor minder op hun eigen voorspellingen vertrouwen

Zit mijn Portemonnee in mijn tas?

In het artikel geven ze het volgende voorbeeld. Stel; je hebt de gewoonte om je portemonnee altijd in je tas te stoppen, en dit zorgt voor een uitstulping in je tas. Omdat je je tas mee hebt, ga je er vanuit dat je je portemonnee mee hebt (voorspelling), en mocht je twijfel hebben, dan voel je of de uitstulping in je tas voelt (waarneming). Voel je de uitstulping dan kan je vrij zeker zijn dat je portemonnee inderdaad in je tas zit. Echt zeker weten doe je het natuurlijk niet, maar gezien de voorgeschiedenis (je stopt je portemonnee altijd in die tas) en de sensorische informatie (een uitstulping voelen) kan je er vrij zeker van zijn dat je portemonnee er is.

Het zal te vergaan om in deze korte blog alle bewijsvoering dat het paper aanvoert te omschrijven, maar het computationele model laat dus ook overtuigend zien hoe een verhoogde mate van onzekerheid tot excessief checken kan leiden. Laten we terug gaan naar ons voorbeeld van de portemonnee, maar nu met extra onzekerheid over de eigen voorspelling. Hierdoor ben je al minder zeker van of je portemonnee wel in je tas zit en je twijfelt (prediction error), deze twijfel voelt belangrijker. Je voelt wel een uitstulping in je tas maar twijfelt of die uitstulping wel je portemonnee is, misschien wordt het wel veroorzaakt door je sleutels….(onzekerheid over waarneming). Dus even checken of de uitstulping wel door je portemonnee komt. Ah gelukkig je portemonnee is er! Je gaat weer door met waar je mee bezig was, maar eh, zit je portemonnee daar nog wel? Want aangezien je onzeker bent over hoe stabiel de situatie is, heb je het gevoel dat er ondertussen wel iets veranderd kan zijn. Misschien zit er wel een gat in mijn tas! Dus toch maar even voelen, ja, ik voel wel wat, maar is dat mijn portemonnee?… toch maar even checken…  In dit voorbeeld lijdt de hogere onzekerheid in de voorspellingen van situaties, handelingen en sensorische informatie dus tot excessief checken. Een symptoom wat natuurlijk kenmerkend is voor OCS.

conclusie

Samenvattend laat dit paper zien dat onzekerheid over hoe verandering de wereld is, dus onderliggend kan zijn aan OCS en het veel van de ervaringen van patiënten en wetenschappelijk bevindingen kan verklaren en voorspellen. Daarnaast beschrijft het ook hoe dit computationele model zich verhoudt tot andere reeds bestaande theorieën, wat de (behandeling) implicaties voor OCS kunnen zijn en welke wetenschappelijke uitdagingen er nog voor ons liggen. Al met al een “must read” als je geïnteresseerd bent in OCS. Maar misschien vooral ook nu, aangezien het coronavirus de voorspelbaarheid van het leven voor iedereen onzeker maakt. Het paper van Fradkin en collegae beschrijft in ieder geval overtuigend hoe onzekerheden ons gedrag en gevoelens kan bepalen.

Compulsiviteit als transdiagnostische dimensie

In de vorige twee blog posts over zekerheid vertelde ik over twee studies die bij gezonde mensen hadden gekeken naar psychiatrische symptoom dimensies door psychiatrische zelf-invul vragenlijsten af te nemen en dan te kijken hoe de items met elkaar samenhingen (met een factor analyse). Dit waren vragenlijsten bedoeld om stoornis gerelateerde klachten uit te vragen, maar je kan ook alle items van de verschillende lijsten op een hoop gooien en kijken hoe ze samenhangen: welke klachten komen vaker samen voor los van de stoornissen/vragenlijsten. Op deze manier vonden de auteurs drie dimensies van samenhangende symptomen: een compulsiviteits dimensie, sociale terugtrekking dimensie en angst en depressie dimensie. Dat betekent bijvoorbeeld dat mensen die hoog scoren op één item van de compulsiviteits dimensie laten ook vaker een hoge score zien op de andere compulsiviteits items, maar niet perse op items van depressie en angst.

Dimensionele psychiatrie

Deze dimensionale aanpak van psychische klachten kan erg interessant zijn, omdat de gedachte is dat het misschien wat ruis uit het psychiatrische onderzoek kan halen. Veel psychiatrische stoornissen bestaan uit een mengeling van symptomen, die verschillen per persoon, maar vaak weer overlappen per stoornis. Zo zijn bijvoorbeeld gevoelens van waardeloosheid en concentratie verlies symptomen van depressie, maar niet elke patiënt met depressie heeft deze symptomen en ook patiënten met andere stoornissen hebben hier vaak last van. Dat maakt het mogelijk lastig om uit te zoeken welke verschillen in cognitie en hersenactiviteit een bepaalde stoornis kenmerkt. De hoop is als we deze diagnostische categorieën los laten en ons meer focussen op dimensies van symptomen of gedragingen dat het onderzoek dan eenduidigere informatie gaat opleveren.

Werkt een dimensionele aanpak?

Zoals gezegd in de vorige posts, deze aanpak bij gezonde mensen liet zien dat een compulsiviteits dimensie samen bleek te hangen met afwijkingen in zekerheidsinschattingen. Een tekortkoming aan dit onderzoek was dat het alleen in gezonde mensen was gedaan, en we dus niet goed weten of deze dimensies ook in patiënten een duidelijker verband laten zien met cognitieve afwijkingen dan diagnoses. En zijn nu recent twee studies uitgekomen die deze aanpak hebben toegepast bij psychiatrische stoornissen (1,2). Eén daarvan onderzocht 285 patiënten met obsessieve compulsieve stoornis (OCS) en/of gegeneraliseerde angst stoornis (GAS) en ze vonden hier wederom een compulsiviteits dimensie naast een obsessie dimensie en een ‘distress’ (angst, depressie en stress) dimensie. Helaas keken ze niet naar het verband met zekerheidsinschattingen maar wel naar andere cognitieve maten waar vaker afwijkingen waren gevonden bij OCS patiënten: doelgerichte planning, cognitieve flexibiliteit en abstract redeneren. Ze vonden dat slechter presteren op deze taken samenging met hogere score op de compulsiviteits dimensie, terwijl er geen verband was met de andere dimensies. De compulsiviteits dimensie verklaarde testafwijkingen beter dan een OCS-diagnose, en ze konden deze resultaten repliceren in een follow up meeting.

Wat kunnen we hiervan leren?

Deze studie laat zien dat de symptoom dimensie compulsiviteit sterker samenhangt met cognitieve afwijkingen dan de diagnose OCS. Dit geeft hoop dat een dimensionele aanpak van psychiatrie kan leiden tot duidelijkere onderzoeksresultaten wat ons zou kunnen helpen stoornissen beter te begrijpen. Het geeft ook aan dat het belangrijk is om in het onderzoek niet alleen op 1 stoornis te focussen maar breder te kijken over stoornissen heen.

compulsiviteit als transdiagnositische dimensie?

In combinatie met de studies die al eerder zijn gedaan in mensen zonder psychiatrische stoornissen, lijkt dit een interessante en empirische manier om compulsiviteit te vatten. Blijkbaar is er samenhang in de beleving van verschillende compulsiviteits klachten. En het is ook betekenisvol omdat er een sterke relatie is met cognitieve afwijkingen. Een belangrijke kanttekening is alleen dat in dit onderzoek de compulsiviteitsdimensie alleen betrekking had op OCS klachten. Omdat er geen andere compulsieve stoornissen zoals verslaving of eetstoornis zijn meegenomen, weten we nog niet goed of deze compulsiviteitsdimensie in patiënten ook diagnose overstijgend zal werken.

Referenties
  1. Gillan CM, et al. Comparison of the Association Between Goal-Directed Planning and Self-reported Compulsivity vs Obsessive-Compulsive Disorder Diagnosis. JAMA Psychiatry (2019).
  2. Grisanzio KA, et al. Transdiagnostic symptom clusters and associations with brain, behavior, and daily function in mood, anxiety, and trauma disorders. JAMA Psychiatry (2018).

Zekerheid deel 2: Het verband tussen zekerheid en compulsiviteit

De vorige post ging over de vraag, hang compulsiviteit samen met meer of minder zekerheid. Een andere vraag is: hoe houdt het niet goed kunnen inschatten van zekerheid verband met compulsief gedrag? Bij compulsieve stoornissen blijven patiënten gedrag uitvoeren ondanks de negatieve impact van het gedrag, wat in verband is gebracht met verminderde flexibiliteit in leren. Gevoel van zekerheid is belangrijk voor deze flexibiliteit: wanneer kan je beter naar feedback luisteren en je gedrag aanpassen (oftewel, wanneer sta je open voor leren) en wanneer negeer je het? Een voorbeeld: ik begin aan een nieuwe baan waarbij ik een goede beoordeling van mijn baas wil maar nog niet weet wat zij belangrijk vindt. In het begin ben ik onzeker, ik probeer verschillende dingen uit, en als mijn baas ontevreden is trek ik me dat erg aan en verander ik mijn strategie. Na een tijd daar te hebben gewerkt ben ik zekerder van mijn zaak, en leg ik het makkelijker naast me neer als mijn baas een keer moppert over mijn werk. Een hoge zekerheid hebben is functioneel in dit soort situaties. Je laat je niet snel van de wijs brengen. Maar het kan zijn dat de situatie, zoals de prioriteit van mijn baas, verandert. Dan is het wel handig dat ik na een paar negatieve reacties twijfels krijg en niet blind mijn ingezette strategie blijf uitvoeren. Het gevoel van zekerheid kan helpen om hier flexibel in te switchen.

Een studie onderzocht deze link tussen leergedrag en zekerheid bij OCS en deed een opvallende bevinding: ze vonden dat de link tussen zekerheid en leergedrag minder sterk is bij OCS patiënten (1). OCS patiënten schatten hun zekerheid wel goed in, maar toch bleven ze hun gedrag onnodig veel aanpassen in situaties waarin ze consistent positieve feedback kregen. De onderzoekers relateerde deze bevinding aan de observatie dat OCS patiënten hun compulsies vaak blijven uitvoeren ondanks dat ze wel weten dat het weinig zin heeft. De auteurs van de eerder genoemde studie hebben dit onderzoek herhaald in wederom een grote groep mensen zonder psychiatrische stoornis waarbij wel psychiatrische vragenlijsten werden afgenomen (2). Ze vonden inderdaad dat hoge scores op OCS vragenlijsten samengingen met zo’n verminderd verband tussen zekerheid en leergedrag. Maar dit was niet specifiek voor OCS, ook hoge scores op depressie, apathie, verslaving, impulsiviteit en eetstoornissen gingen samen met zo’n verminderd verband. Als ze weer keken naar dimensies in plaats van stoornis scores, zagen ze dat dit verminderde verband tussen zekerheid en leergedrag specifiek samenging met de dimensie compulsief gedrag en intrusieve gedachten. Interessant was het in deze studie niet zozeer dat het leergedrag afweek, maar juist de zekerheidsinschatting, dus andersom dan in de OCS studie. De auteurs weidde dit aan dat ze beter rekening konden houden met demografische kenmerken zoals geslacht, leeftijd en IQ. Als ze dat niet deden, dan vonden ze ook een afwijking in leergedrag.

Wat leren we hieruit?

De verminderde link tussen leergedrag en zekerheid lijkt samen te gaan met compulsiviteit in mensen zonder psychische stoornis en ook bij OCS patiënten. Dit kan het moelijker maken om flexibel gedrag aan te passen in onzekere of veranderde omstandigheden. Bijvoorbeeld dat patiënten hun gedrag te veel blijven aanpassen terwijl het helemaal niet nodig is, of juist dat ze door blijven gaan met gedrag dat niet meer functioneel is.

Open vragen

Er liggen dus nog best wel veel vragen open. Ten eerste of deze verbanden ook gelden bij mensen die een stoornis hebben. In het AMC hebben we een studie gedaan naar zekerheid waaraan mensen met OCS en gokverslaving hebben meegedaan, waarbij we ook naar hersenactiviteit hebben gekeken. We hopen hiermee vast te stellen welke afwijkingen er precies zijn wat betreft zekerheidsinschattingen en of er ook verschillen zijn in hersenactiviteit. Ook zijn we voor gokverslaving aan het kijken of er ook een verminderd verband is tussen leren en zekerheidsinschatting. En zijn we bezig met vervolg onderzoeken op te zetten om beter het verband tussen compulsiviteit en zekerheid in kaart te brengen. Daarnaast werken we samen met onderzoekers van het VUmc die een grote studie doen in OCS patiënten, waarin wordt gekeken naar effect van behandeling op zekerheid, en waarmee er gekeken kan worden naar de samenhang tussen symptomen en zekerheid binnen OCS en of dat overeenkomt bij wat er in mensen zonder stoornis is gevonden.  Als laatste zijn we bezig met onderzoekers van de UvA een studie op te zetten om beter de link tussen leren en zekerheidsinschatting te begrijpen.

1. Vaghi, M. M. et al. Compulsivity Reveals a Novel Dissociation between Action and Confidence. Neuron 96, 348-354.e4 (2017).

2. Seow, X. F. T. & Gillan, C. M. Transdiagnostic phenotyping reveals a range of metacognitive deficits associated with compulsivity. bioRxiv 664003 (2019). doi:10.1101/664003

Wat heeft zekerheid te maken met compulsiviteit?

Waarom is het inschatten van zekerheid belangrijk?

Er zijn maar weinig beslissingen die we maken in het leven waar we helemaal zeker over zijn. Daarom is het handig dat we een gevoel hebben van hoe zeker we over beslissingen zijn. Als je je heel zeker voelt over een beslissing, bijvoorbeeld dat je van baan wilt wisselen, dan zal je doortastender te werk gaan en je minder aantrekken van mensen die vraagtekens zetten bij je keuze. Als je juist veel twijfels hebt, zal je meer open staan voor de meningen van anderen. Dit gevoel van zekerheid bepaalt in grote mate je houding ten opzichte van je beslissing en je gedrag die het tot gevolg heeft.  Het is daarom handig als je gevoel van zekerheid ook klopt met de werkelijkheid. Dat je zekerder bent wanneer de kans dat je een juiste beslissing neemt groot is, en je je onzekerder voelt met weinig bewijs voor je beslissing. Onderzoek laat zien dat mensen over het algemeen redelijk goed zijn in het inschatten van hun zekerheid. De zekerheidsinschattingen van mensen tijdens een experiment kwamen overeen met waarschijnlijkheidsberekeningen van een statistisch model (1).

Waardoor kan je gevoel van zekerheid verstoord worden?

Maar er zijn allerlei interne en externe factoren die invloed kunnen uitoefenen op je zekerheidsinschatting, waardoor je te zeker of te onzeker kan worden. Als je je heel goed voelt bijvoorbeeld, kan dat ervoor zorgen dat je je beslissingen net iets zekerder inschat (2). Of, zoals wij hebben laten zien in een onderzoek, kan ook de uitkomst van een beslissing invloed hebben op je gevoel van zekerheid: mensen die een beloning in het vooruitzicht kregen  waren zekerder, terwijl ze onzekerder waren als er een mogelijkheid was dat ze iets konden verliezen (3). Je eigen gedrag kan ook invloed hebben op je zekerheid, zoals in een experiment waarbij participanten herhaald moesten checken of ze het gas hadden uitgedaan: Van meer checken werden ze juist minder zeker (4). Tegelijk heeft je zekerheid ook invloed op je gedrag: Een ander onderzoek liet zien dat mensen die minder zeker waren vaker checkten (5). Zo kan er dus in sommige omstandigheden een versterking optreden tussen gevoel van zekerheid en bepaalde gedragspatronen. Ook is het lastiger als je je zekerheid niet juist kan inschatten om te weten wanneer je je strategie beter kan aanpassen, of juist moet vasthouden aan je ingezette beslissing.  Met dit idee zijn verschillende compulsieve stoornissen in verband gebracht met afwijkingen in zekerheidsinschattingen, bijvoorbeeld obsessieve-compulsieve stoornis (OCS) met een te lage en gokverslaving met een te hoge zekerheidsinschatting (6). Te veel zekerheid over winkansen kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat mensen met een gokverslaving blijven gokken ondanks dat ze veel geld verliezen. Te weinig zekerheid kan bij OCS patiënten leiden tot twijfelachtigheid en behoefte aan controle.

Te zeker of te onzeker?  

Een lastige vraag bij dit soort onderzoek is: wanneer is iemands zekerheid te hoog of te laag? Door nieuwe ontwikkelingen in het zekerheidsonderzoek kunnen we dat makkelijker vast stellen: er zijn er nu taken ontwikkeld waarbij mensen steeds een beslissing nemen en we kunnen meten hoe goed ze hierin zijn. Vervolgens kunnen we de moeilijkheid van de beslissing variëren en daarmee een inschatting maken van hoe zeker ze zouden moeten zijn om hun eigen prestatie goed in te schatten.  Zitten mensen over het algemeen met hun zekerheid boven hun prestatie, dan zeggen we dat ze ‘te zeker’ zijn, zitten ze eronder, dan zijn ze ‘te onzeker’. Ook kan je met deze taken kijken hoe groot het verschil is in zekerheid tussen correcte en incorrecte beslissingen. Hoe groter dit verschil, hoe gevoeliger iemands zekerheidsinschatting is voor de juistheid van zijn of haar beslissingen. 

Verhoogde zekerheid bij compulsiviteit?

Deze nieuwe methodes zijn nog weinig gebruikt bij compulsieve stoornissen. Maar er zijn in de afgelopen jaren wel een paar studies geweest die wat aanwijzingen geven. Een eerste studie heeft gekeken naar een grote groep (995) mensen die geen psychiatrische stoornis hadden, maar waarbij wel psychiatrische vragenlijsten zijn afgenomen met het idee dat ook in een niet psychiatrische populatie mensen wel last kunnen hebben van psychiatrische symptomen (7). Als ze de scores op vragenlijsten gerelateerd aan OCS, alcohol verslaving of eetstoornis correleerden met zekerheidsinschattingen vonden ze geen afwijkingen. Maar binnen stoornissen zijn er veel verschillende symptomen (zoals compulsiviteit en angst bij OCS) die ook vaak weer overlappen tussen stoornissen (zo komt angst bij OCS en bij sociale angststoornis). Daarom hebben de onderzoekers alle vragen uit de verschillend lijsten (bijv. depressie, angst, apathie) bij elkaar op een hoop gegooid, en hebben ze gekeken welke specifieke symptoom dimensies daaruit kwamen. Ze vonden er drie: [1] Angst en depressie [2] compulsiviteit en indringende gedachten en [3] sociale terugtrekking. Dit zijn symptoom dimensies die van elkaar verschillen en in meerdere stoornissen een rol kunnen spelen. Het idee is dat deze dimensies beter samenhangen met cognitieve afwijkingen (zoals zekerheidsinschattingen) dan diagnostische categorieën zoals OCS en depressie. De eerste angst en depressie dimensie was gerelateerd aan minder zekerheid en een betere gevoeligheid voor de juistheid van beslissingen, terwijl de compulsiviteit en indringende gedachten dimensie juist samenging met meer zekerheid, en verminderde gevoeligheid voor de juistheid van beslissingen. Als verklaring voor dat er geen link werd gevonden tussen de compulsieve stoornis vragenlijsten en zekerheidsmaten, maar wel van zekerheid met de latente compulsiviteits-dimensie, suggereerden de auteurs de mengeling van symptomen die vaak binnen een stoornis voorkomen. Bij OCS bijvoorbeeld kan er zowel sprake zijn van compulsieve symptomen die samenhangen met verhoging van zekerheid als angstige symptomen die samengaan met lagere zekerheid.

Wat leren we hieruit?

Het voordeel van de studies die kijken naar psychiatrische symptomen in mensen zonder stoornis is dat er veel data is waardoor je de onderzoeksvragen beter kan uitpluizen. De symptoom dimensies kunnen uit elkaar worden getrokken, en ook kan er beter gecontroleerd worden voor demografische kenmerken zoals geslacht, leeftijd of IQ. Nadeel is dat je niet zeker weet of het een goede weergave is van wat er bij mensen gebeurt die wel een stoornis hebben. We moeten dus een beetje voorzichtig zijn met conclusies te trekken hieruit. Deze eerste studies suggereren dat compulsiviteit als symptoom dimensie lijkt samen te gaan met een verhoogde zekerheidsinschatting, terwijl depressie en angst dimensie met een verlaagde samengaat. Dit komt overeen met onderzoeken die laten zien dat er bij gokken vaak een te hoge zekerheidsinschatting lijkt te zijn. Maar het is wel in tegenstelling tot de onderzoeken die laten zien dat OCS patienten juist vaak minder zeker zijn (6). Een mogelijke reden voor deze tegenstelling is dat er zowel sprake is van compulsieve symptomen (die zekerheid zouden kunnen verhogen) als ook van angst en depressieve symptomen die zekerheid juist verlagen. Waardoor er een meer gemengd beeld onstaat wat betreft zekerheidsinschattingen. Dit zal nog verder moeten worden uitgezocht.