Op zoek naar de puzzelstukjes van kinderontwikkeling – Deel 2

De eerste stukjes van de puzzel

Geschreven door:  Gijs Holleman & Chantal Kemner

In 2013 startte in Utrecht een groot en ambitieus onderzoeksproject: het YOUth-onderzoek. Het doel van dit onderzoek: de individuele ontwikkeling van kinderen in kaart brengen en beter begrijpen hoe er verschillen ontstaan tussen kinderen in hun sociale vaardigheden en het vermogen om zichzelf te beheersen. Wat het YOUth-onderzoek zo uniek maakt lees je in blog 1 De drie krachten van het YOUth-onderzoek.

Om dit onderzoek goed op te zetten was niet alleen veel geld nodig, maar vooral ook veel tijd en moeite van zowel onderzoekers als van de kinderen en hun ouders. Het is dus niet vreemd dat de verwachtingen over dit onderzoek hoog gespannen zijn, zeker nu we tegen het einde van de financiering aanlopen. Wat is er uit het YOUth-onderzoek gekomen? Dat vertellen onderzoeker Gijs Holleman en hoogleraar Chantal Kemner in deze blogserie.

Leeswijzer: na tien jaar onderzoek is het onmogelijk om bovenstaande vragen te beantwoorden op één A4. We hebben daarom deze blog verdeeld in drie verschillende blogs. Dit is deel 2.

Het duurt nog wel een tijd voordat alle gegevens geanalyseerd zijn

Weten we nu  – na tien jaar YOUth –  waarom individuele verschillen in de sociale vaardigheden en zelfregulatie ontstaan? Nou, eigenlijk nog niet. Het onderzoek loopt nu nog, er worden tot 31 oktober 2023 nog steeds nieuwe data verzameld. Het duurt dus nog wel even voordat alle gegevens volledig zijn geanalyseerd. Daar komt bij dat het een grote uitdaging is om de verschillende onderzoeksgegevens op een betekenisvolle manier met elkaar in verband te brengen. Maar de eerste stappen zijn gezet: het observeren en beschrijven van een aantal puzzelstukjes van de ontwikkeling, en verbanden onderzoeken tussen hersenontwikkeling, sociale vaardigheden en factoren in de omgeving. Met andere woorden: wat gebeurt er eigenlijk allemaal tijdens het opgroeien? Wat voor overeenkomsten en individuele verschillen zien we in die ontwikkelingsstukjes? Wat zijn die verschillen? Hoe groot zijn ze? En waar komen deze verschillen vandaan?

Onderzoek naar het babybrein met 3D-echo’s

Een eerste puzzelstukje van de kinderontwikkeling waar we ons bij YOUth op hebben gericht is de groei van de hersenen. Hoe verloopt die ontwikkeling? En hoe beïnvloeden verschillen in de hersenontwikkeling het gedrag? Om de hersenontwikkeling in het vroegste stadium al in kaart te brengen, is er bij YOUth tijdens de zwangerschap gekeken naar de ontwikkeling van het babybrein. Met speciale 3D-echo’s tijdens 20 en 30 weken van de zwangerschap onderzocht Marieke Albers hoe de verschillende onderdelen van de hersenen in de baarmoeder zich  ontwikkelen, en welke factoren daarop van invloed kunnen  zijn, denk aan roken, stress, of het dieet van de moeder.

Sociale ontwikkeling in het babybrein

Om deze hersenontwikkeling verder te onderzoeken gebruikt Bauke van der Velde de EEG-metingen van YOUth om bij baby’s de hersenactiviteit in kaart te brengen. Hij ontdekte dat de verschillende delen van het babybrein in het eerste levensjaar steeds meer met elkaar gaan communiceren. Er vormen zich tussen verschillende hersendelen netwerken die veranderen naarmate de baby opgroeit; de gebieden die zintuigelijke informatie verwerken achter in het brein gaan steeds meer communiceren met gebieden voorin het brein die belangrijk zijn voor de verwerking van sociale informatie en het reguleren van gedrag. Meer uitleg over het onderzoek en de resultaten van Bauke lees je in dit artikel van de Universiteit Utrecht.

Het ontstaan van deze netwerken past goed bij de observatie dat een baby van een vrij passief wezentje verandert in een kind dat actief reageert op de omgeving. Maar dit proces is zeker niet voor iedere baby precies hetzelfde. Wat betekenen deze verschillen? En waar komen die verschillen vandaan?

Bauke werkt nu aan een onderzoek waarin hij de ontwikkeling van de netwerken van het babybrein koppelt aan wat baby’s en kinderen sociaal meemaken. Hij onderzoekt of de maatregelen en beperkingen van sociaal contact tijdens COVID mogelijk van invloed zijn geweest op ontwikkeling van de sociale netwerken in het babybrein.

Grote verschillen in taalontwikkeling tussen kinderen

Een ander belangrijk puzzelstukje is taalontwikkeling. YOUth-onderzoeker Caroline Junge is vooral geïnteresseerd in de vroege taalontwikkeling. Dit wordt bij YOUth onderzocht door bijvoorbeeld ouders te vragen naar het begrip van taal bij baby’s en peuters. Caroline vond grote verschillen tussen kinderen: waar sommige kinderen nog maar weinig woorden begrijpen, snappen anderen al meer dan 100 woorden en sommige kinderen gebruiken zelfs nog veel meer woorden. Hoe verklaar je deze verschillen?

Als eerste stap heeft Caroline samen met onderzoeker Anika van der Klis gekeken naar de invloed van allerlei bekende factoren, zoals opleidingsniveau van de ouders, geslacht van het kind en geboortegewicht. Daaruit blijkt dat deze factoren inderdaad samenhangen met taalontwikkeling. Zo hebben kinderen met een lager geboortegewicht een kleiner taalbegrip bij 10 maanden, en kennen ze minder woorden als ze 2 jaar oud zijn. De volgende stap van Caroline’s onderzoek is om te kijken hoe hersenontwikkeling en de manier waarop ouder en kind met elkaar omgaan samenhangen met de vroege taalontwikkeling.

Deze voorbeelden laten zien hoe we de eerste puzzelstukjes van kinderontwikkeling hebben onderzocht: de groei van de hersenen tijdens de zwangerschap, het ontstaan van een sociaal netwerk in het babybrein en de ontwikkeling van sociale vaardigheden. De volgende stap is natuurlijk om te bestuderen hoe die puzzelstukjes in elkaar passen.

Belangrijk rol van ouders bij het ontwikkelen van zelfbeheersing

Een mooi voorbeeld van hoe het leggen en passen van verschillende eerste puzzelstukjes in zijn werk gaat is het onderzoek van Marissa Hofstee. Haar onderzoek gaat over de wijze waarop kinderen emoties en gedrag gaan beheersen als ze opgroeien – hoe dit samenhangt met de  hersenontwikkeling èn het gedrag van ouders. Marissa analyseerde het contact tussen moeders en hun kind en koppelde dit aan de ontwikkeling van netwerken in het babybrein. Het onderzoek laat zien dat als ouders in staat zijn om het kind gerust te stellen en te troosten, dit belangrijk is voor de  ontwikkeling van zelfbeheersing van het kind. Dit hangt ook samen met het ontstaan van efficiënte hersennetwerken in het babybrein. Marissa schreef hier zelf ook een blog over voor de website Nature Goods.

Zelfbeheersing om impulsen te kunnen onderdrukken

Onderzoeker Pascal Pas heeft gekeken naar de ontwikkeling van specifieke gebieden in het brein die samenhangen met zelfbeheersing bij wat oudere kinderen van ongeveer 9 jaar. Hij vond met MRI-data dat sommige – maar zeker niet alle –  kinderen bij het onderdrukken van impulsen al dezelfde patronen van hersenactiviteit laten zien als volwassenen. Ook hangt de sterkte van de activiteit in deze gebieden samen met de mate van zelfbeheersing in het dagelijks leven. Daarbij spelen ook de verbindingen tussen de gebieden speelden een belangrijke rol. Deze onderzoeken laten zien hoe de ontwikkeling van zelfbeheersing al begint in de babytijd, maar een langdurig proces is dat niet voor iedereen even snel gaat en samenhangt met de ontwikkeling van de hersenen.

Eerste verbanden – en toch ook weer niet

De YOUth-onderzoekers zijn dus begonnen met het analyseren van eerste puzzelstukjes en proberen deze aan elkaar te leggen. Maar dat is nog best ingewikkeld. Het koppelen van bevindingen op de verschillende niveaus – hersenen, gedrag, omgeving – zorgen er soms voor dat sommige resultaten anders uitpakken dan van te voren werd verwacht.

We denken bijvoorbeeld dat het voor goede zelfbeheersing belangrijk is dat je je aandacht goed kan richten: soms ergens aandachtig en lang naar kijken, en soms juist makkelijk wisselen tussen interessante dingen. Sanne Geeraerts en Roy Hessels onderzochten dit verband tussen aandacht en zelfbeheersing bij baby’s en peuters met behulp van oogbewegingsonderzoek (ook wel eyetracking genoemd). Met de eyetracker werd gemeten hoe goed kinderen hun aandacht konden richten. En zelfbeheersing werd onderzocht door te kijken hoe goed kinderen gehoorzaamden als ze drie jaar zijn.

Sanne en Roy vonden dat het kunnen vasthouden van de aandacht als baby inderdaad te maken heeft met hoe goed een baby later als peuter gehoorzaamd. Maar er was geen verband met het kunnen losmaken van de aandacht en gehoorzaamheid. En dat was best een verassend resultaat. De achterliggende theorieën waarop deze experimenten waren gebaseerd voorspelden namelijk, dat juist het kunnen losmaken van de aandacht voor baby’s belangrijk voor de ontwikkeling van zelfbeheersing is. Dit verband werd dus niet gevonden. Hoe kan dat? Het kan bijvoorbeeld betekenen dat de theorie nog wat te wensen overlaat. Misschien is het verband tussen gehoorzaamheid en zelfbeheersing, of tussen aandacht en zelfbeheersing anders dan we denken.

Een onderzoeker hoopt natuurlijk een bijzondere of nieuwe ontdekking te kunnen doen en dan met onderzoek precies te kunnen vertellen hoe iets in elkaar zit. Maar zo werkt het vaak niet in de wetenschap. Toch zijn dit belangrijke bevindingen, ook al zijn het maar kleine stapjes. En met al die stapjes bij elkaar opgeteld, komen we steeds een stukje verder.

Verbeteren van ondezoeksmethoden: weten wat we meten is cruciaal

Een van de dingen die we bij YOUth ook doen om verder te komen, is het verbeteren van onze onderzoeksmethoden. Het is dus nog een flinke uitdaging om van alle verschillende puzzelstukjes een geheel te maken. En bij YOUth staan we eigenlijk pas aan het begin van de zoektocht naar de belangrijkste verbanden tussen de ontwikkeling van sociale vaardigheden  en hersenontwikkeling.

De huidige theorieën over de ontwikkeling van sociale vaardigheden en hersenontwikkeling zijn nog onvoldoende uitgewerkt. Daarnaast zijn de gebruikte onderzoekstechnieken niet perfect en er zijn veel beperkingen waar je als onderzoeker rekening mee moet houden. Het is daarom erg belangrijk om goed te controleren hoe betrouwbaar de resultaten zijn wanneer je verschillende gegevens aan elkaar koppelt. Hier is binnen YOUth veel aandacht voor.

Zo hebben onderzoekers van YOUth gewerkt aan het verbeteren van onderzoekstechnieken en het in kaart brengen van factoren die resultaten van het onderzoek kunnen beïnvloeden. Onderzoek bij jonge kinderen is extra uitdagend, want baby’s kun je geen instructies geven en als ze moeten slapen of eten, is het beter om even te stoppen. En sommige kinderen kunnen lastig stilzitten of ze zijn erg verlegen. Daarom moet je als onderzoeker  altijd goed controleren hoe dit soort factoren de experimenten en taken kunnen beïnvloeden.

Zelfs de kleur ogen heeft invloed op de kwaliteit van data

Bauke en Caroline onderzochten welke factoren invloed hebben op de kwaliteit van de EEG-metingen. Ze ontdekten bijvoorbeeld dat de tijd van de dag, het seizoen en welke onderzoeksassistent aan het werk was van invloed waren op de kwaliteit van de EEG-data.

Roy onderzocht welke factoren invloed hebben op de kwaliteit van oogbewegingsdata. Hij ontdekte dat de datakwaliteit van baby’s met blauwe ogen minder goed is dan bij baby’s met bruine ogen. En ook dat het uitmaakt of de baby tijdens het experiment in een Maxi-Cosi zit of op schoot bij de ouder. Dit soort subtiele verschillen, die niks te maken hebben met het doel van het experiment, kunnen wel degelijk invloed hebben op de resultaten.

Lagere kwaliteit bij data van baby’s

Ook is er bij YOUth gewerkt aan nieuwe methoden en analysetechnieken. Zo heeft Roy de analyses voor oogbewegingsonderzoek van jonge kinderen verbeterd. Deze data van kinderen zijn vaak van lagere kwaliteit dan bij volwassenen en oudere kinderen, wat de interpretatie soms lastig maakt. Om de data toch bruikbaar te maken ontwikkelde Roy een speciale analysetechniek (algoritme) om de babydata van lagere kwaliteit toch optimaal te kunnen benutten. Deze inzichten en analysetechnieken worden inmiddels al door verschillende andere wetenschappers die kinderontwikkeling bestuderen gebruikt om het ontwikkelingsonderzoek verder vooruit te helpen.

Meer informatie

Een overzicht van de artikelen met resultaten van de afgelopen jaar vind je op deze website. En mocht je geïnteresseerd zijn in de wetenschappelijke publicaties (let op, die zijn in het Engels) dan je je terecht op de website van Universiteit Utrecht.

Lees verder in blog 3 over hoe het nu verder gaat.

Gijs Holleman

Gijs Holleman was als promovendus vanaf het begin bij het YOUth-onderzoek betrokken. Inmiddels is Gijs gepromoveerd en hij werkt nu als universitair docent aan de Universiteit van Tilburg.

Chantal Kemner

Chantal Kemner is hoogleraar Biologische ontwikkelingspsychologie aan de Universiteit Utrecht, in het bijzonder ontwikkelingspsychopathologie, en hoofdonderzoeker van het YOUth-onderzoek. Om meer te lezen over het onderzoek van Chantal kan je haar volgen via LinkedIn.

Referenties (van alle 3 de blogs)

Albers, M. E. W. A. (2019) Do maternal habits echo into YOUth?: Using 3D-ultrasound to show the intermediating role of the fetal brain (Doctoral dissertation, Utrecht University).

Geeraerts, S. B., Hessels, R. S., Van der Stigchel, S., Huijding, J., Endendijk, J. J., Van den Boomen, Kemner, C. & Deković, M. (2019). Individual differences in visual attention and self-regulation: A multimethod longitudinal study from infancy to toddlerhood. Journal of experimental child psychology, 180, 104-112.

Hessels, R. S., Niehorster, D. C., Kemner, C., & Hooge, I. T. (2017). Noise-robust fixation detection in eye movement data: Identification by two-means clustering (I2MC). Behavior research methods, 49(5), 1802-1823.

Hessels, R. S., Andersson, R., Hooge, I. T., Nyström, M., & Kemner, C. (2015). Consequences of eye color, positioning, and head movement for eye‐tracking data quality in infant research. Infancy, 20(6), 601-633.

Van der Velde, B., & Junge, C. (2020). Limiting data loss in infant EEG: putting hunches to the test. Developmental cognitive neuroscience, 45, 100809.

van der Velde, B., White, T., & Kemner, C. (2021). The emergence of a theta social brain network during infancy. NeuroImage, 240, 118298.

Hofstee, M., van der Velde, B., Huijding, J., Endendijk, J., Kemner, C., & Deković, M. (2022). The direct and indirect effects of parenting behaviors and functional brain network efficiency on self-regulation from infancy to early childhood: A longitudinal mediation model. Infant Behavior and Development, 69, 101769.

Alle verschenen publicaties binnen YOUth vind je op de website van de Universiteit Utrecht.