HC5> Chapter 4: The neutral control of behavior

Question 1

1. Wat zijn de verschillende levels van organization van het nervous system? Wat maakt samen de central nervous system? En wat maakt het peripheral nervous system?
2. Leg uit hoe waaruit de peripheral nervous system uit bestaat:
3. Wat is het verschil tussen neurons en nerves?

Answer 1

1. Als je praat over het nervous system heb je verschillende levels van organisatie: central nervous system & peripheral nervous system. Het brein en de spinal cord maken samen de central nervous system (main control centre): beslist wat te doen om de spin te removen en gaf order aan je hand. En de extensions van die central nervous system, ook wel nerves genaamd, maken de peripheral nervous system (=entire set of nerves die het brein en de spinal cord connect to the sensory organen, spieren en glands). Het peripheral nervous system allow je central nervous system om te kunnen communiceren met de rest van je lichaam.
2. Binnnen het peripheral nervous system heb je > sensory division & motor division. Binnen je motor division > somatic nervous system (vrijwillig: regelt je sklet spieren movement) & autonomic (onvrijwillg nervous system: ademen, keeps your heart beating). Binnen het autonomic nervous sytem heb je > sympathetic division (in actie zetten) & parasympathetic division (rustig was kleine spider, ontspant je dan).
3. Neuron= een single cell van het nervous system. Terwijl een nerve een bundle van meerdere neurons zijn, of meer precies, een bundle van consisting of the axons of many neurons binnen een peripheral nervous system.

Question 2

1. Welke drie types van neurons zijn er met bijhorende functie?
2. Welke basic parts hebben de drie types van neuronen hetzelfde?

Answer 2

1. a) Sensory neurons= carry informatie van sensory organen (zoals ogen, oren, neus, tong, huid) naar het central nervous system.
   b) Interneurons (intergration)= bestaat helemaal binnenin de central nervous system en carry messages van 1 set van neurons naar een andere set van neurons. Ze collecten, organiseren, en integrate messages van various sources. Transmit impulses tussen de sensory en motor neurons.
   c) Motor neurons= carry messages vanuit het central nervous system to operate spieren en glands.
   > Voorbeeld: spin loopt over je knie= de sensory receptors op je huid detecteren kleine pootjes, die informatie is je sensory input, vanaf daar verwerkt je nervous system die input, en beslist wat te doen (dit heet intergration: freak-out? Schreeuwen?). Of met je hand de spin wegslaan is je motor output (de response dat gebeurd wanneer je nervous system een bepaalde delen van je lichaam activeert). Dus sensory neurons pick up sensory stimuli en gaat naar het brein. Terwijl motor neurons dan directions van je brein krijgt naar de spieren en glands om actie/response te uitvoeren.
2. • Cell body is het wijdste deel van de neuron (life support van de neuron). Het bezit de cell nucleus and andere basic machinery common to all bodily cells, zoals DNA, mitochondria).
     
     • Dendrites zijn dunne tube-like extensions van de soma of cell body uitsteken en functioneren om input van de neuron te krijgen. Ze luisteren/pick up de messages van andere cells en geven het door aan de cell body.
     • Axon is een andere dun, tube-like extensions van de cell body. Ze praten/transmitten elektrische impulses van de cell body naar de andere cells. De functie is om messages te carryen naar andere neurons.

Question 3

1. Wat gebeurd er als een neuron genoeg gestimuleerd is? Wat is action potential? (=De nerve impulse (elektrische impuls)
2. Waarom hebben we een cell membrane nodig?
3. Wat is membrane potential? Hoe is een normale resting neuron?

Answer 3

1. Het stuurt een elektrische impuls (via axon) naar een andere neuron. Maar ze kunnen maar 1 signaal versturen, en het transmits (verzendt) met een uniforme sterkte en snelheid. Maar de frequentie (aantal pulses) kan wel variëren.
2. Je lichaam als een geheel is elektrisch neutraal, met gelijke aantal positieve en negatieve charges floating around. Maar sommige gebieden zijn meer positief of negatief geladen dan anderen. En omdat opposite charges elkaar aantrekken (+ en –), hebben we een barriere nodig > membranes om de positieve geladen gescheiden te houden van de negatieve geladen, totdat we ready zijn om de energie te gebruiken dat de aantrekking van + en – creert. Dus we houden ze gescheiden om POTENTIAL op te bouwen: bv een batterij heeft zowel + als –, maar de batterij doet niks als het niet in iets zit zoals een zaklamp, dat de charges naar elkaar toe laten komen, het heeft een event nodig (stimuli) om actie te triggeren dat de charges (+ en –) bij elkaar brengt.
3. Membrane potential= het verschil in charge. Hoe groter het verschil tussen positieve en negatieve gebieden, hoe hoger de potential. Resting neuron= het is meer negatief in the inside of the cell, relatief gezien van de outside cell (meer positief). Het verschil is bekend als de neuron’s resting membrane potential en het zit op -70mV.

Question 4

1. Waar komen de charges (+ en –) vandaan?

2. Wat doet de sodium-potassium pump?

Answer 4

1. Outside de resting neuron, zijn er een hoop positieve sodium ions rond zweven.
   Inside de neuron, zijn er potassium ions dat ook positief zijn, maar ze zijn gemengd met grotere, negatief geladen proteins. En sinds dat er meer sodium ions (NA+) buiten de neuron zijn dan potassium ions (K+) inside de neuron zijn, de cell’s interior (binnenste) heeft een overall negatieve charge (lading). Als een neuron een negatieve membrane potential heeft, is het polarized.
2. De protein straddles (breidt) de membrane van de neurone uit. Voor elke twee potassium ions die in de cel wordt gepompt, worden drie sodium ions uit de cel gepompt. Om een balans te creeren: moeten de ions via de membrane gaan. De sodium-potassium pump is niet de enige manier om in en uit de cel te gaan. De membrane is ook bezaaid met ion channels (grote proteins) dat safe passage provide door de membrane, als de gates open gaan.

Question 5

Hoe krijg je een action potential? (piek in de grafiek)

Answer 5

Channel gaat open, en sodium enters the cell bv. zal dat een beetje verandering in de membrane potential brengen (graded potential). Om een lange afstand signaal via een axon te verzenden, heb je een grotere verandering nodig, eentje die de voltage-gated channels triggeren = dat is een action potential. Dat kun je bereiken door een resting neuron eerst te DEPOLARIZEN.

1. First: RESTING neuron (face): channels zijn dicht, inner voltage is resting at -70mV
2. Dan gebeurd iets, een stimulus in je omgeving doet zich voor, triggering om je sodium channels open te gaan, waardoor de charge inside the membrane toeneemt. De stimulus (en het resulterende verandering) moet sterk genoeg zijn om een threshold te crossen, om de echte action potential te vuren, die threshold is -55 mV (dit is een all-or-nothing fenomeen). Als de stimulus te zwak is en de change doesn’t hit that level of -55 mV, dan is het vals alarm, de neuron gaat weer terug naar de resting state. Bij die threshold zijn er veel positieve sodium ions (van de outside) die erdoor heen gaan (naar de inside van de cel), waardoor de cell heel erg DEPOLARIZED is, waardoor het van negatief naar positief gaat 40 mV. Dus de inside wordt tijdelijk positiever dan de outside.
3. ACTION POTENTIAL (=een zwakke stimulus neigt ernaar om een minder freqeunt action potential te triggeren, de stimulus is niet genoeg om een elektrische impuls te krijgen, waardoor de channels open gaan en de action potential kicks in. Een weak stimulus kan ook iets oppakken zijn, maar een pot openmaken zorgt ervoor dat je action potentials tegen je spieren zeggen: span het harder aan je handen).
4. Het proces van REPOLARIZATION kicks in. De voltage-gated potassium ion channels gaan open, en de potassium ions gaan van de binnenkant naar de buitenkant van de cel (deze ions gaan niet via dezelfde channel hoe de sodium ions naar binnen gingen, maar via een andere channel). Dit is een poging om de charges te rebalanceren. Als de potassium ions te ver gaan > dan gaat de membrane through hyperpolarization: de voltage dropt naar -75 mV ( dus wordt weer negatief, kan zelfs meer negatiever zijn dan de resting potential: -70 mV), voordat alle gates dicht gaan en de sodium-potassium pumps take over en alles weer tot de resting face brengt.
5. RESTING FACE.

Question 6

1. Wat is een synapse?

2. Waarom hebben we zowel electrical als chemical synapses?

Answer 6

1. Synapse= meeting point tussen twee neurons. De kracht en purpose van de neurons zit hem in de connections, en daar komt de synapse bij kijken. Synapse zijn de communications links. Een action potential verstuurt een elektrische message naar het einde van een axon, die message hits een synapse, dat dan vertaalt, of zet het om in een verschillende type signaal en verstuurt dat dan naar een andere neuron. Synapses are what allow you to learn and remember.
2. Sommige synapses zijn electrical (snel: one cell and one synapse kan duizenden andere cellen triggeren in synchrony. Neuron verzendt message naar andere neuron via synapses) en andere synapses zijn chemical (controlled, slower, more abundant). De reden om niet alleen maar electrical synapses te hebben is= omdat als elke synapse in je lichaam alle neurons around it activeren, dan zou het altijd actief zijn, net als in group tekst mode. Dus elke spier en organ tissue altijd gestimuleerd zijn en altijd terug reageren op de hele groep. > leidt tot exhaustation. Daarom hebben we ook chemical synapses= ze zijn meer precies, en selectief welke messages ze gaan versturen. Deze synapses gebruiken neurotransmitters, chemical signals dat zich verspreid over een synaptic gap (tussen postsynaptic neuron en dendrite) to deliver their message. Voordeel van chemical synapses: dat het om effectief signaal kan omzetten in stappen: van electrical naar chemical back to electrical.

Question 7

1. Bij een synapse, kan een signaal verandert worden, versterkt, inhibited (remmen) of split. Welke twee delen heeft deze set-up?
2. Wanneer wordt een neuron excited of inhibited?

Answer 7

1. De cel dat het signaal verstuurt is de presynaptic neuron, en het verzendt zich via een structuur genaamd presynaptic terminal, ookwel de axon terminal. Deze terminal houdt een heleboel kleine synaptic vesicle sacs, elk loaded met duizend molecules van een gegeven neurotransmitter. En de receiving cell (de cell die de message ontvangt) is de postsynaptic neuron. En et accepteert de neurotransmitters in de receptor region, gewoonlijk op de dendrite of de cell body itself. De postsynaptic neuron en dendrite (of cell body) raken elkaar niet aan maar communiceren toch met elkaar > the gap heet synaptic cleft.
2. Hangt ervan af welke bepaalde neurotransmitter zich bind met welke receptor. Excitatory neurotransmitters depolarize de postsynaptic neuron door the inside meer positief te maken en het dichterbij de action potential threshold te brengen (van -70 mV naar -55 mV), waardoor het more likely is om een message naar de volgende neuron te versturen. Een inhibitory neurotransmitter hyperpolarizes (repolarize) de postsynaptic neuron door the inside meer negatief te maken, driving its charge down (weg van de threshold, en weg van action potential) > dus message wordt niet overgebracht en het is nu moeilijker om die portie van de neuron te exciten. Elke neuron heeft honderd synapses, met verschillende inhibitory of excitatory neurotransmitters. Dus de likelihood dat de postsynaptic neuron een action potential ontwikkelt hangt af van het totaal aantal excitations en inhibitions in dat gebied.
   »> Hoe positiever het wordt > hoe meer kans op action potential. Omdat hoe meer negatief, hoe meer dichtbij de resting potential (-70 mV).