Hoofdstuk 4: Neurologische controle van gedrag Flashcards
4.104 Dendriet en wat doen ze?
Een dendriet is een dunne buisvormige vertakte uitloper van een zenuwcel (neuron). Een zenuwcel heeft verschillende dendrieten. (een neuron heeft daarentegen maar 1 axon)
Bij motorneuronen (bewegingszenuwcellen) en interneuronen (schakelzenuwcellen) vertakken de dedrieten rechtstreeks uit het cellichaam in bosachtige structuren. Oppervlakte van de cel wordt groter waardoor signalen van veel andere neuronen ontvangen kunnen worden;
Bij gevoelszenuwcellen (sensory neurons) vertakken de dendrieten vanuit een uiteinde van een axon (eerder dan direct uit het cellichaam)
Dendrieten ontvangen input van andere neuronen (vertakkingen) met op het oppervlak synaptische receptoren om info te ontvangen van de axonen van andere neuronen. De dendrieten geven deze prikkels (geleiding van elektrische impulsen) door aan de celkern (terwijl het axon de prikkels weg leidt van het neuron.
4.106 Wat is de “resting potential” - rust potentiaal?
Het rustpotentiaal van een neuron is -70 millivolts en dit is de lading doorheen het membraan van een inactief neuron. Het verschil in voltage van ongeveer -70 millivolt is het (potentiaal) verschil tussen de binnenkant en de buitenkant van het neuron. Het rustpotentiaal is de bron van elektrische energie die een actie potentiaal mogelijk maakt.
Anders geformuleerd: Als een zenuwcel geen impuls geleid, is de binnenkant van de cel negatief geladen ten opzichte van de buitenkant. Dit veroorzaakt een spanning van -70mV
Ionen zijn electrische geladen moleculen:
In de cel:
Veel Neg geladen oplosbare eiwitmoleculen A- (geen A- buiten de cel)
Veel Kalium + ionen (potassium) binnen de cel
Beperkt Na+ ionen (Natrium + / sodium +)
Beperkt CL - ionen (chloride -)
Buiten de cel:
Veel: Na+ ionen (Natrium + / sodium +)
Veel: CL - ionen (chloride -)
Beperkt: K+ ionen
Kalium kanalen blijven open waardoor sommige K+ zich buiten de cel verspreiden waardoor er meer positieve lading buiten de cel komt en meer negatieve lading binnen. Daardoor heeft het celmembraan een electrische lading van ongeveer 70 milivolt met de binnenste van de cel negatief ten opzichte van buiten de cel.
De natrium kanalen blijven nu dicht zolang de axon in rust is waardoor deze natrium + niet in de cel kan.
Wat is depolarisatie?
Wanneer de structuur van een celmembraan aan een einde van een axon verandert en duizenden piepkleine natrium kanalen opengaan zodat er positief geladen natrium (Na + = Sodium in het Engels) ionen de cel in gaan wordt de lading in de cel minder negatief. De stijging van de lading van de cel noemt depolarisatie (minder negatief worden). Met depolarisatie bedoelt men in de biologie een verandering in de membraanpotentiaal van een cel waardoor deze potentiaal meer positief dan wel minder negatief wordt.
Indien de depolarisatie hoog genoeg is, kan dit in zenuwcellen en bepaalde andere celtypen leiden tot een actiepotentiaal. Er is een vermindering in de negatieve lading (lading wordt positiever) over de membraan heen tot een drempelwaarde (threshold) van -65 minivolts; dit triggert een actiepotentiaal. Deze drempelwaarde kan in bepaalde gevallen ook 50 zijn. Het is een soort kansberekening vanaf wanneer een actie potentiaal getriggerd wordt.
Vb. De depolarisatiefase begint bv. als je je vinger prikt en de repolarisatiefase als je je vinger terug trekt
Wat is repolarisatie?
Zodra er depolarisatie optreedt, sluiten de poorten / channels / kanalen die positief geladen natrium doorlieten terug, maar blijven de kanalen die positief geladen kalium doorlaten open. Doordat de kalium ionen meer geconcentreerd zijn binnen in de cel dan erbuiten en omdat ze afgestoten worden door de tijdelijk positieve omgeving in de cel worden ze naar buiten geduwd. In dit proces bewegen zich genoeg positief geladen kalium ionen naar buiten zodat de rust-potentiaal hersteld wordt. Dit herstel van het rust potentiaal volgend op een depolarisatie noemt men de repolarisatie fase.
Natrium (sodium EN) -Kalium (Potassium EN) pomp
Bij elke actie potentiaal komt er een kleine hoeveelheid natrium in de cel en een kleine hoeveelheid kalium verlaat de cel. Om de oorspronkelijke balans van deze ionen in het membraan te behouden, heeft elk deel van het membraan een chemisch mechanisme, de natrium-kalium pomp die doorlopend natrium naar buiten beweegt en kalium in de cel laat.
Wat is hyperpolarisatie?
Het tegenovergestelde van depolarisatie is hyperpolarisatie. Hyperpolarisatie is de verandering in de membraanpotentiaal van een cel waarbij de potentiaal binnen in de neuron (zenuwcel) negatiever wordt.
4.108 Wat is een synaps?
Het knooppunt (junction) / de ruimte tussen elk axon-uiteinde (terminal) en het cellichaam of dendriet van het ontvangende neuron, van de spiercellen of kliercellen, noemt synaps.
4.108 Presynaptisch membraan, de synaptische spleet en het post synaptisch membraan?
Wanneer een actie potentiaal het axon-uiteinde (terminal) bereikt (en dus het presynaptisch membraan – membraan van het axon-uiteinde dat grenst aan de spleet) komen er neurotransmitter moleculen (zoals dopamine, serotonine enz) vrij (vanuit blaasjes) in de synaptische spleet. De synaptische spleet scheidt het axon uiteinde van het membraan van de cel waarop het axon uiteinde invloed op uitoefent. Het membraan van deze cel aan de andere kant van de synaptische spleet noemt post synaptisch membraan.
4.109 Exciterende synaps
Wanneer een actie potentiaal het axon-uiteinde (terminal) bereikt (en het presynaptisch membraan komen er neurotransmitter moleculen vrij in de synaptische spleet.
Daarna verspreiden deze moleculen zich en binden sommige moleculen zich vast aan receptoren op het post synaptisch membraan. Door het binden van de neurotransmissie moleculen aan deze receptoren gaan er bepaalde kanalen open waardoor deeltjes / ionen de cel in of uit kunnen stromen. De richting van de verandering (+ of -) en welke receptoren er opengaan, hangt af of de synaps exciterend of inhiberend is.
Bij een exciterende synaps -> de neurotransmitter opent natrium kanalen in het post synaptische membraan. Positieve natrium (Na+) deeltjes gaan de cel binnen waardoor er een lichte depolarisatie van de ontvangende neuron ontstaat aangezien de elektrische lading minder negatief word. Hierdoor stijgt het tempo van actiepotentialen die in dat neuron getriggerd worden.
4.109 Inhiberende synaps
Wanneer een actie potentiaal het axon-uiteinde (terminal) bereikt (en het presynaptisch membraan komen er neurotransmitter moleculen vrij in de synaptische spleet.
Daarna verspreiden deze moleculen zich en binden sommige moleculen zich vast aan receptoren op het post synaptisch membraan. Door het binden van de neurotransmissie moleculen aan deze receptoren gaan er bepaalde kanalen open waardoor deeltjes / ionen de cel in of uit kunnen stromen. De richting van de verandering (+ of -) en welke receptoren er opengaan, hangt af of de synaps exciterend of inhiberend is.
Bij een inhiberende synaps -> de neurotransmitter opent chloride (CL-) kanalen of kalium (K +) kanalen; negatieve chloride deeltjes gaan in de cel of positieve kalium deeltjes gaan uit de cel. hierdoor ontstaat hyperpolarisatie waardoor de kans op een actiepotentiaal verkleint aangezien de elektrische lading nog negatiever word.
SODIUM - POTASSIUM
SODIUM = NATRIUM
POTASSIUM = KALIUM
Ion
Een ion is een elektrisch geladen atoom of molecuul, een monoatomisch ion, of een groep atomen met een elektrische lading, een zogeheten polyatomisch ion. Een ion kan positief of negatief geladen zijn door respectievelijk een tekort of een overschot van een of meer elektronen.
Inhibiterende en exciterende werking
Inhibitie - impulscontrole is vermoeiend (vooral ook door prefrontale cortex). Vb Kookpan te heet, je houdt toch vast (inhiberend) omdat er anders schade is. Je laat hem toch vallen - exciterend.
Knopen / insnoering van Ranvier
Knopen van Ranvier zijn regelmatige onderbrekingen in het myeline-omhulsel rond een axon. De insnoeringen zijn 1 micrometer lang en stellen de axonale membraan bloot aan het extracellulair vocht. Bij de knopen van Ranvier kunnen positieve ionen de cel instromen en een actiepotentiaal voortzetten.
Knooppunten van ranvier zijn de stukjes waar geen myeline is. De actiepotentialen bewegen dan van knoop tot knoop. Was er geen myeline schede dan moest de actipotentielen overal geleiden.
4.102 Zenuw - nerve
Een neuron is een zenuwcel van het zenuwstelsel, een enkele cel. Een zenuw is een bundel van vele neuronen of preciezer een bundel bestaande uit de axons van vele neuronen. Zenuwen maken deel uit van het peripheral nervous system (perifere zenuwstelsel). Zenuwen verbinden het centrale zenuwstelsel (bestaande uit hersenen en ruggemerg) met de zintuigorganen (sensory organs) van het lichaam, met spieren en met klieren. Het centrale en perifere zenuwstelsel zijn niet twee aparte systemen maar zijn delen van een geïntegreerd gehaal.
4.104 Het perifere zenuwstelsel
Het perifere zenuwstelsel (PZS) is een deel van het zenuwstelsel dat buiten het centrale zenuwstelsel (CZS) is gelegen. Het perifere zenuwstelsel bestaat uit zenuwen. Zenuwen zijn bundels axnen van verschillende neuronen) Het prerifere zenuwstelsel vormt verbindingen vanuit het centraal zenuwstelsel (CZS) van en naar de organen en weefsels (sensory organs (zintuigen), klieren en spieren). Het wordt naar functie verdeeld in het autonome zenuwstelsel en het somatisch zenuwstelsel.
De hersenen en het ruggenmerg samen zijn het centrale zenuwstelsel. Het CZS en het perifere zenuwstelsel zijn delen van een geïntegreerd geheel.
Perifere ZWS: Autonome zenuwstelsel
Het autonome zenuwstelsel, ook onwillekeurige, vegetatieve of viscerale zenuwstelsel genoemd, is het deel van het perifeer zenuwstelsel dat een groot aantal onbewust plaatsvindende functies reguleert. Het autonome zenuwstelsel regelt vooral de werking van inwendige organen, onder andere de ademhaling, de spijsvertering en het verwijden en vernauwen van bloedvaten en het beïnvloedt ook de hartslag.
Perifere ZWS: Somatische zenuwstelsel
Het somatisch zenuwstelsel (Oudgrieks: soma, nl:lichaam), ook wel genoemd het animale zenuwstelsel, het cerebrospinale zenuwstelsel of het willekeurige zenuwstelsel van gewervelden controleert de interacties met de buitenwereld. Het somatisch zenuwstelsel hoort tot het perifere zenuwstelsel.
Het somatisch zenuwstelsel dient voor bewuste waarneming, willekeurige bewegingen en verwerking van opgenomen informatie (integratie). Hier zijn zintuigen en skeletspieren bij betrokken. Door het somatische zenuwstelsel worden houding en beweging van het lichaam geregeld.
De sensorische neuronen brengen boodschappen over vanuit de waarnemingsorganen (ogen, oren, neus, huid, enz.); de motorische neuronen activeren de skeletspieren (de spieren, die met pezen aan de botten vastzitten). Mensen kunnen bewust controle uitoefenen over dit deel van het zenuwstelsel (vandaar ook de naam willekeurig zenuwstelsel
Focus 1: wat zijn 3 types neuronen en wat is de functie van elk?
Er zijn vele types neuronen. Op zijn breedst kan je ze in 3 types onderverdelen.
- Motorische neuronen (motorneurons / motorische zenuwcellen, motorneuronen of bewegingszenuwcellen- zijn zenuwcellen die impulsen geleiden van het centraal zenuwstelsel naar de de spieren of klieren (om deze in werking te zetten). Je herkent ze aan het feit dat ze korte uitlopers (dendrieten) hebben die impulsen ontvangen van schakel- en/of sensorische zenuwcellen. Ze hebben één lange uitloper (axon) die contact maakt met een spier of met een klier. Motorneurons zijn samen gebundeld om zenuwen te vormen
- Zintuigzenuwcellen (sensory neurons) Sensorische zenuwcellen geleiden impulsen van de zintuigen naar het centrale zenuwstelsel. Je herkent ze aan het feit dat ze één lange uitloper (dendriet) hebben die impulsen ontvangt van de zintuigen en een korte uitloper (axon) hebben die impulsen doorgeeft aan schakel- en/of motorische zenuwcellen. Ook sensory neurons zijn samen gebundeld om zenuwen te vormen.
- Schakelzenuwcellen (interneurons / schakel neuronen): deze geven boodschappen door tussen verschillende neuronen. Deze schakelcellen bevinden zich in het centraal zenuwstelsel. Interneurons verzamelen, organiseren en integreren boodschappen vanuit verschillende bronnen. Ze zijn veel groter in aantal dan de andere twee types.
Focus 2:
Wat zijn de hoofdbestanddelen gemeenschappelijk aan alle zenuwcellen / neuronen en wat is de functie van elk?
Cellichaam met celkern (cel nucleus) en cytoplasma: breedste deel van het neuron
Dendrieten: Dunne buisachtige extensies. Functie: ze ontvangen input in het neuron.
In motor neurons and interneurons komen ze direct uit het cellichaam en vertakken zich. In sensory neurons, vertakken de dendrieten uit een einde van de axon, en niet direct uit het cellichaam. Ze breiden uit naar een zintuigorgaan en reageren op zintuig signalen zoals geluidsgolven in het oor of aanraking op de huid.
Een Axon: dunne buisachtige extensie uit het cellichaam. De functie is om boodschappen naar andere neuronen over te brengen of , in het geval van motorneuronen, naar spiercellen. Ze zijn microscopisch dun maar sommige axons zijn extreem lang. Meeste axonen vormen vele vertakkkingen op een afstand van het cellichaam en elke vertakking eindigt op een kleine zwelling, dit is het axon uiteinde (axon terminal).
Axon terminals: functie: loslaten van chemische transmittor (elektrochemische signalen) molecules op andere neuronen of in het geval van motorneuronen op spier- of kliercellen. De axonen van sommige neuronen worden omringd door een omhulsen dat myeline schede genoemd wordt. Myeline is een vette substantie aangemaakt door ondersteunende hersencellen, de gliacellen. Deze schede helpt om de neurale impulsen langs het axon te versnellen.
De Myeline schede is geen deel van de zenuwcel.
Wat is de gebruikelijke volgorde van neuronale overdracht?
Dendriet (info binnen) – cellichaam - axon – axon uiteinde
Focus 3: Hoe ontstaat een rustpotentiaal door de distributie van ionen over het celmembraan?
Het rustpotentiaal van een neuron is -70 millivolts en dit is de lading doorheen het membraan van een inactief neuron. Het verschil in voltage van ongeveer -70 millivolt is het (potentiaal) verschil tussen de binnenkant en de buitenkant van het neuron. Het rustpotentiaal is de bron van elektrische energie die een actie potentiaal mogelijk maakt.
Anders geformuleerd: Als een zenuwcel geen impuls geleid, is de binnenkant van de cel negatief geladen ten opzichte van de buitenkant. Dit veroorzaakt een spanning van -70mV.
Ionen zijn electrische geladen moleculen:
In de cel:
Veel Neg geladen oplosbare eiwitmoleculen A- (geen A- buiten de cel)
Veel Kalium + ionen (potassium) binnen de cel
Beperkt Na+ ionen (Natrium + / sodium +)
Beperkt CL - ionen (chloride -)
Buiten de cel:
Veel: Na+ ionen (Natrium + / sodium +)
Veel: CL - ionen (chloride -)
Beperkt: K+ ionen
Kalium kanalen blijven open waardoor sommige K+ zich buiten de cel verspreiden waardoor er meer positieve lading buiten de cel komt en meer negatieve lading binnen. Daardoor heeft het celmembraan een electrische lading van ongeveer 70 milivolt met de binnenste van de cel negatief ten opzichte van buiten de cel.
De natrium kanalen blijven nu dicht zolang de axon in rust is waardoor deze natrium + niet in de cel kan. Pas als er een actiepotentiaal getriggerd wordt, gaan de natrium kanalen heel kort open en bewegen een aantal natrium ionen in de cel. Gevolg depolarisatie.
4.105 Vertel eens wat over het cel membraan
Het celmembraan is het dunne poreuze (semipermeabel / selectief doorlaatbaar) buitenste laag van een neuron (of van een andere cel) dat de intracellulaire vloeistof van de extracellulaire vloeistof scheidt. Het is semipermeabel omdat het sommige chemische stoffen doorlaat om in en uit de cel te bewegen en sommige stoffen blokkeert.
Neuron als een buis, muren zijn het membraan. Het neuron is gevuld met intracellulaire vloeistof (mengsel van water en opgeloste chemische stoffen). Dit neuron (zenuwcel) baadt aan de buitenkant in de extracellulaire vloeistof (mengsel van water en opgeloste chemische stoffen). Sommige van deze chemische stoffen zijn electrisch geladen. Hieronder zijn ook de volgende:
In de cel:
Veel Neg geladen oplosbare eiwitmoleculen A- (geen A- buiten de cel)
Veel Kalium + ionen (potassium) binnen de cel
Beperkt Na+ ionen (Natrium + / sodium +)
Beperkt CL - ionen (chloride -)
Buiten de cel:
Veel: Na+ ionen (Natrium + / sodium +)
Veel: CL - ionen (chloride -)
Beperkt: K+ ionen
4.102 Neuron - Nerve cels - zenuwcellen
Aparte cellen in het het zenuwstelsel die gespecialiseerd zijn in het snel ontvangen, verwerken en overbrengen van informatie van een plaats naar de ander en / of in het integreren van informatie uit verschillende bronnen. Deze cellen komen voor in de hersenen ( ongeveer 86 billioen schakelneuronen) maar ook in de rest van het lichaam.
In tegenstelling tot de meeste andere cellen zijn ze niet tegen elkaar gedrukt maar apart van elkaar.
4.101 Neuroscience = neurowetenschap
Wat is er een subcategorie van?
De onderzoeksspecialiteit die de hersenen bestudeert noemt neurowetenschappen.
Behavioral / gedrags neurowetenschap is het subveld dat de relatie tussen hersenen en gedrag bestudeert.
4.104 Myeline schede en functie
De axonen van sommige neuronen worden omringd door een omhulsen dat myeline schede genoemd wordt.
Myeline is een vette substantie aangemaakt door ondersteunende hersencellen, de gliacellen.
Deze schede helpt om de neurale impulsen langs het axon te versnellen.
De myeline schede zorgt er ook voor dat een elektrisch signaal niet overspringt naar een zenuwcel waar het niet voor bedoeld is.
De myeline schede is geen deel van de zenuwcel.
4.105 Actiepotentiaal
Het actiepotentiaal is een zenuwimpuls die veroorzaakt wordt door een verandering in elektrische lading op het celmembraan van het axon. Als het neuron “vuurt” plant de lading zich voort over het axon en zet het de eindknopjes - axon terminals - axon uiteinden aan tot het uitscheiden van neurotransmitters.
Elke actiepotentiaal heeft dezelfde sterkte (all or none = vuurt of vuurt niet) maar een neuron kan een verschillende intensiteit in boodschappen overbrengen door het ritme te versnellen of te vertragen van het produceren van actie potentials. Snel ritme = sterk signaal, traag ritme zwak signaal).
Actiepotentialen beïnvloeden andere neuronen en spiercellen.
In motorische neuronen (bewegingszenuwcellen) en schakelneuronen (interneurons) worden de actiepotentialen getriggerd bij het knooppunt tussen het cellichaam en de axon. Ze bewegen snel door het axon naar de axon terminals.
In gevoelszenuwcellen (sensory neurons) worden de actie potentialen getriggerd aan het dendriet einde van de axon en reizen ze door of langs het cellichaam naar de axon ternminals (axon uiteindes).
4.108 Neurotransmitters
Neurotransmitters (overdrachtsstoffen) zijn chemische / signaalstoffen losgelaten door een neuron aan het axonuiteinde (terminal) om de actie van een nabij neuron te beïnvloeden.
Deze chemische signaalstoffen worden afgegeven zodra een zenuwimpuls (actiepotentiaal) de axonuiteinden bereikt. Vb. dopamine, serotonine, acetylcholine, GABA (tabel 4.1 p. 108)
Te veel of te weinig van bepaalde neurotransmitters wordt in verband gebracht met fysieke en mentale stoornissen.
Tabel 4.1 p. 108 Serotonine
Serotonine:
Een neurotransmitter die invloed heeft op het geheugen, stemming, zelfvertrouwen, slaap, emotie, orgasme en eetlust. Het speelt ook een rol bij de verwerking van pijnprikkels. Het wordt gegeven bij behandeling van depressie. Regulering van emoties.
Tabel 4.1 p. 108: Dopamine
De neurotransmitter dopamine speelt een belangrijke rol in door beloning gemotiveerd gedrag bij executieve functies, motivatie, opwinding, bekrachtiging en beloning. Lage niveaus van dopamine worden geassocieerd met Parkinson’s ziekte en hoge niveaus zijn betrokken bij sommige vormen van Schizofrenie.
Tabel 4.1 p. 108: Acetylcholine
Voor de overdracht van prikkels van de zenuwen naar de spieren wordt acetylcholine ingezet (geassocieerd met activatie van de spieren). Het is een neurotransmitter, waarmee de hersenen weefsels, organen en lichaamsprocessen kunnen aansturen. Het is een zeer belangrijke stof, omdat het complete functioneren ermee wordt beïnvloed.
In de hersenen verandert het de manier waarop andre hersenstructuren informatie verwerken - geheugen - energie.
Tabel 4.1 p. 108: GABA (gamma-aminobutyric acid)
GABA heeft in de hersenen een remmende (inhibitory) functie. Samen met stimulerende neurotransmitters houden remmende neurotransmitters de processen in je lichaam in balans. Als er overactiviteit is van bepaalde neuronen, remt GABA de overactiviteit af - verzwakt of vertraagt signalen ; speelt een belangrijke rol bij angst.
Afasie van Wernicke en van Broca
Receptieve afasie, sensorische afasie of Wernicke’s afasie it is een vorm van afasie waarbij het moeilijk is om dingen te begrijpen die andere mensen tegen je zeggen. Deze patiënten kunnen zelf wel woorden uitspreken, maar er is meestal geen logica te vinden in hun zinnen. Ze gebruiken bijvoorbeeld heel veel werkwoorden in hun zinnen (een voorbeeld: ‘… wij gaan naar huis dus dan ga je gaan eten maar ja als je altijd gewerkt heb dag en nacht ging ik altijd een half uurtje slapen op de grond languit en toen …’).
Patiënten met sensorische afasie weten zelf meestal niet dat hun zinnen niet kloppen. Dit komt omdat ze de woorden die ze uitspreken wel horen, maar niet kunnen vertalen naar betekenis en dus ook niet horen dat er iets mis is.
- Afasie van Broca of expressieve afasie. Hierbij kun je gebrekkig spreken en schrijven, spreek je vaak in telegramstijl en heb je moeite met woorden vinden. Je hebt meestal geen problemen met het begrijpen van gesproken en geschreven taal. Zij hebben moeite om te praten en maken vaak korte zinnen. Ook is er vaak sprake van het verdraaien van woorden en het verwisselen van letters en lettergrepen. Iemand weet wel wat hij wilt zeggen, maar kan dit moeilijk onder woorden brengen. Spreken gaat niet vloeiend.
- Afasie van Wernicke. Met deze vorm kun je vloeiend spreken, maar de gebruikte woorden hebben geen betekenis en de zinnen kloppen niet. Ook heb je moeite met het begrijpen van taal.
Focus 4: Hoe resulteren de twee fases van de actiepotentiaal (depolarisatie en repolarisatie) uit het opeenvolgende openen en sluiten van 2 soorten kanalen / poorten in het celmembraan?
Een actie potentiaal wordt geinitieerd wanneer de structuur van een celmembraan aan een einde van een axon verandert en duizenden piepkleine natrium kanalen opengaan zodat er positief geladen natrium (Na + = Sodium in het Engels) ionen de cel in gaan. Hierdoor wordt de lading in de cel minder negatief. De stijging van de lading van de cel noemt depolarisatie. Met depolarisatie bedoelt men in de biologie een verandering in de membraanpotentiaal van een cel waardoor deze potentiaal meer positief dan wel minder negatief wordt.
Indien de depolarisatie hoog genoeg is, kan dit in zenuwcellen en bepaalde andere celtypen leiden tot een actiepotentiaal. Er is een vermindering in de negatieve lading (lading wordt positiever) over de membraan heen tot een drempelwaarde (threshold) van bvb-65 minivolts; dit triggert een actiepotentiaal. (-50 kan ook - het is een kansberekening wanneer de actie potentiaal getriggerd wordt.
Zodra er depolarisatie optreedt, sluiten de ionenpoorten die positief geladen natrium doorlieten, maar blijven de kanalen die positief geladen kalium doorlaten open. Doordat de kalium ionen meer geconcentreerd zijn binnen in de cel dan erbuiten en omdat ze afgestoten worden door tijdelijk positieve omgeving in de cel worden ze naar buiten geduwd. In dit proces bewegen zich genoeg positief geladen kalium ionen naar buiten zodat de rust-potentiaal hersteld wordt. Dit herstel van het rust potentiaal volgend op een depolarisatie noemt men de repolarisatie fase. Wanneer de kaliumpoorten dicht gaan is het einde van de actiepotentiaal.
Wat doet de natrium-kalium pomp?
Bij elke actie potentiaal komt er een kleine hoeveelheid natrium + in de cel en een kleine hoeveelheid kalium + verlaat de cel. Om de oorspronkelijke balans van deze ionen in het membraan te behouden, heeft elk deel van het membraan een chemisch mechanisme, de natrium-kalium pomp die doorlopend natrium naar buiten beweegt en kalium in de cel laat. Deze pomp werkt constant op de achtergrond.
Focus 5: Hoe is een axon’s geleidingssnelheid gerelateerd tot zijn diameter en gerelateerd aan de aan- of afwezigheid van een myeline schede?
- De snelheid waarmee een actiepotentiaal zich over een axon beweegt wordt beïnvloed door de diameter van het axon. Grote diameter axons geven minder weerstand bij het spreiden van electrische stroom en geleiden zo de actiepotentialen sneller dan dunne.
- Een tweede kenmerk dat de geleiding van actiepotentialen versnelt in vele axonen (niet elke axon is gemyeleerd) door de myeline schede. Myeline beschermt en isoleert axonen. Het versnelt zo de snelheid waarmee zenuwimpulsen gestuurd kunnen worden en vermindert zo storing van andere neuronen.
Storing van andere neuronen: Naast het helpen bij de boodschapoverdracht zorgt myeline er ook voor dat een elektrisch signaal niet overspringt naar een zenuwcel waar het niet voor bedoeld is en zo kortsluiting veroorzaakt.
NIet alle axonen zijn gemyelineerd bvb. de axonen van pijn zijn dun en ongemyelineerd. De zintuigzenuwcellen voor druk zijn wel gemyelineerd en zijn groot. Daarom voel je als je in je vinger duwt met een pin voel je de druk van de pin voor je de pijn voelt.
4.107 Wat is de threshold / drempelwaarde van een cel?
Indien de depolarisatie hoog genoeg is, kan dit in zenuwcellen en bepaalde andere celtypen leiden tot een actiepotentiaal. Er is een vermindering in de negatieve lading (lading wordt positiever) over de membraan heen tot een drempelwaarde (threshold) van ongeveer -65 minivolts (kan ook -50 zijn kansberekening) ; deze waarde triggert een actiepotentiaal en wordt de drempelwaarde van een cel genoemd.
Een keer dan een actiepotentiaal geïniteerd is op een bepaalde locatie van het axon, depolariseert het deel van de axon juist ervoor waar het zich plaatsvindt om daar dan ook weer de natriumkanalen te openen. Zo blijft de actiepotentiaal zichzelf steeds vernieuwen en beweegt to continu over de axon. Wanneer een axon vertakt, volgt de potentiaal elke vertakking en bereikt het signaal zo mogelijk wel duizenden axon uiteindes.
4.108 Synaptic transmission: how neurons influence other neurons
Het knooppunt tussen elke axonuiteinde en het cellichaam of dendriet van de ontvangende zenuwcel noemt men synaps.
Wanneer een actiepotentiaal een axonuiteinde bereikt, worden er vanuit dit uiteinde / terminal pakketjes (vanuit de blaasjes) neurotransmitters losgelaten (chemische stoffen). Deze neurotransmitters zitten in honderden pieplkleine blaasjes in het axon uiteinde. Elk van deze blaasjes bevatten duidenden moleculen van een chemische neurotransmitter.
Deze neurotransmitters bewegen dan over de ruimte tussen de cellen en veranderen het ontvangende neuron op zo een manier dat de actie potentialen beïnvloed worden = verhogen of verlagen (inhibiting) van de waarscjhijnlijkheid dat een neuron vuurt.
De best bestudeerde synapsen zijn die tussen axonuiteindes en spiercellen en tussen axon uiteindes en de dendrieten van andere neuronen.
4.109 Postsynaptische neuronen integreren hun exhiberende en inhiberende effecten. Wat wordt hiermee bedoeld?
Op eender welk moment ontvangt een neuron input van tientallen, honderdtallen of zelfs duizenden van zijn synapsen. Sommige synapsen zijn inhiberend en sommige exciterend. Op elke exciterende synaps is er een kleine depolarisatie veroorzaakt door de transmitter (tempo van actiepotentialen verhoogt) en op elke inhiberende synaps is er een kleine hyperpolarisatie (negatiever worden van de binnenzijde van de cel). Deze effecten spreiden zich passief door de dendrieten en cellichaam om zo een geïntegreerd effect te hebben op de electrische lading over het membraan van het axon aan zijn kruispunt met het cellichaam. Hoe grotere de depolarisatie hoe hoger het tempo van actiepotentialen. Het tempo van actiepotentialen in het axon van de postsynaptische zenuwcel is dus afhankelijk van het netto effect van de depolariserende en hyperpolariserende invloeden van de inhiberende en exciterende synapsen.
Focus 6: hoe beïnvloeden neurotransmitters in de exciterende en inhiberende synapsen de snelheid waarmee actiepotentialen in het postsynaptisch neuron opgewekt worden?
Wanneer een actiepotentiaal een axonuiteinde bereikt, worden er vanuit de blaasjes in de axon terminal neurotransmitters losgelaten (chemische stoffen) in de synaptische spleet (zeer smalle ruimte tussen het axon uiteinde en de cel die het beïnloedt). Deze neurotransmitters verspreiden zich dan door de vloeistof in de spleet en komen dan vast te ziten op speciale receptoren in het postsynaptisch celmembraan. Zie de neurotransmitter als een sleutel en de receptor als een slot. Deze neurotransmittter molecule opent dan deze poorten waardoor ionen (electrisch geladen molecules) erdoor kunnen.
Wanneer de postsynaptische cel een spiercel is wordt een proces getriggerd door deze stroom van ionen waardoor de cel zich samentrekt.
Maar wanneer de postsynaptische cel een neuron is, dan is het resultaat een verandering in de polarizatie van het neuron.
De richting van de verandering in dit neuron (+ of -) en welke receptoren er opengaan, hangt af of de synaps exciterend of inhiberend is.
Bij een exciterende synaps -> de neurotransmitter opent natrium kanalen in het post synaptische membraan. Positieve natrium (Na+) deeltjes gaan de cel binnen waardoor er een lichte depolarisatie van de ontvangende neuron ontstaat aangezien de elektrische lading minder negatief word. Hierdoor stijgt het tempo van actiepotentialen die in dat neuron getriggerd worden.
Bij een inhiberende synaps -> de neurotransmitter opent chloride (CL-) kanalen of kalium (K +) kanalen; negatieve chloride deeltjes gaan in de cel of positieve kalium deeltjes gaan uit de cel. hierdoor ontstaat hyperpolarisatie waardoor de kans op een actiepotentiaal verkleint aangezien de elektrische lading nog negatiever word. Het tegenovergestelde van depolarisatie is hyperpolarisatie.
Hyperpolarisatie is de verandering in de membraanpotentiaal van een cel waarbij de potentiaal binnen in de neuron (zenuwcel) negatiever wordt.
104.110 111 Neurogenesis, fases van creatie van neuronen
Neurogenesis is het proces waarbij nieuwe zenuwcellen (neuronen) gecreëerd worden.
Dit gebeurt gedurende de 1 e 20 weken na conceptie, piekend in de 3de en 4 de maand van de zwangerschap. Gedurende de piek produceert het foetale brein enkele 100 duizend neuronen per minuut.
Deze geboorte van neuronen gaat verder na de geboorte tot in de volwassenheid, vooral in de hippocampus- gebied betrokken bij geheugen.
Beginnende vanaf de 20 weken na conceptie begint het laatste stadium van ontwikkeling voor de neuronen, de differentiatie. Gedurende de differentiatie groeien neuronen in grootte en verhogen het aantal dendrieten en axon uiteindes en het aantal synapsen.
Synapsvorming is het snelst in de maanden na geboorte maar de piek van synapsvorming is verschillend voor verschillende delen in de hersenen. Synaptogenesis gaat in een lager temp door gedurende het leven.
Na de geboorte gaan de neuronen naar hun permanente positie in de hersenen.
4.110 Wat is differentiatie mbt neuronen?
Beginnende vanaf de 20 weken na conceptie begint het laatste stadium van ontwikkeling voor de neuronen, de differentiatie. Gedurende de differentiatie groeien neuronen in grootte en verhogen het aantal dendrieten en axon uiteindes en het aantal synapsen.
4.111 Selectieve cel dood
Selective cell dead (selectieve celdood) - geprogrammeerde celdood = apoptose.
Het aantal neuronen en aantal synapsen dalen gedurende de vroege ontwikkeling. Gedurende prenatale onwikkeling in de piek worden tot 250.000 synapsen gevormd per minuut. 40 of 50% van deze synapsen worden genoeid /gaan verloren. De sterfte van neuronen in de apoptose begint voor de geboorte en gaat verder tot ver in de tienerjaren.
Synaptic pruning / synaptisch snoeien en sterfte van neuronen gebeuren op verschillende snelheden in de verschillende delen van de hersenen.
Focus 7: Wanneer worden de meeste neuronen geboren en wanneer beginnen ze met het vormen van synapsen?
De geboorte van nieuwe neuronen gebeurt gedurende de 1 e 20 weken na conceptie, piekend in de 3de en 4 de maand van de zwangerschap. Gedurende de piek produceert het foetale brein enkele 100 duizend neuronen per minuut.
Deze geboorte van neuronen gaat verder na de geboorte tot in de volwassenheid, vooral in de hippocampus- gebied betrokken bij geheugen.
Beginnende vanaf de 20 weken na conceptie begint het laatste stadium van ontwikkeling voor de neuronen, de differentiatie. Gedurende de differentiatie groeien neuronen in grootte en verhogen het aantal dendrieten en axon uiteindes en het aantal synapsen.
Synapsvorming is het snelst in de maanden na geboorte maar de piek van synapsvorming is verschillend voor verschillende delen in de hersenen.Synaptogenesis gaat in een lager tempo door gedurende het leven.
Na de geboorte gaan de neuronen naar hun permanente positie in de hersenen.
Focus 8: hoe is de metafoor van beeldhouwen van toepassing op de ontwikkeling van de hersenen?
De hersenen overproduceren eerst neuronen en synapsen en dan vormen ervaringen, hormonen en genetische signalen de hersenen. Neuronen sterven en synapsen worden gesnoeid. Hersenen worden groter met leeftijd maar dit is door het groter worden / groeien van indivivuele neuronen en myelinisatie van axonen en niet door nieuwe neuronen.
Dus dit proces lijkt op beeldhouwen daar ook een artiest steen wegkapt en vormt om zo zijn kunstwerk te creeren.
Focus 9: Welke rol spelen spiegelneuronen / mirror neurons in sociaal leren?
Deze spiegelneuronen bevorderen sociaal leren. Men gelooft dat deze mirror neurons ons helpen te gedragen op manieren die imiteren / kopiëren / spiegelen wat we waarnemen en ervaren. Deze neuronen worden geactiveerd wanneer iemand gedrag vertoont dat we ook kunnen en wanneer iemand een ander observeert met gelijksoortig gedrag.
Een belangrijk ontdekking m.b.t. spiegelneuronen en observerend leren bij de mens: ze coderen voor bewegingen die een actie vormen en niet alleen voor de actie zelf. (dus ook) . Mensen doen dus echt aan imitatie = spiegelneuronen zijn belangrijk voor immiterend leren. Apen / monkeys doen niet aan echte imitatie - ze herkennen wel wanneer iemand gedrag gelijk aan dat van hen vertoont.
4.111 Wat zijn spiegelneuronen?
Neuronen in verschillende gebieden van de cerebrale cortex bij mensen en sommige niet menselijke primaten (apen). Deze spiegelneuronen bevorderen sociaal leren. Men gelooft dat deze mirror neurons ons helpen te gedragen op manieren die imiteren / kopiëren / spiegelen wat we waarnemen en ervaren. Deze neuronen worden geactiveerd wanneer iemand gedrag vertoont dat we ook kunnen en wanneer iemand een ander observeert met gelijksoortig gedrag.
Een belangrijk ontdekking m.b.t. spiegelneuronen en observerend leren bij de mens: ze coderen voor bewegingen die een actie vormen en niet alleen voor de actie zelf. (dus ook) . Mensen doen dus echt imitatie. Apen / monkeys doen niet aan echte imitatie - ze herkennen wel wanneer iemand gedrag gelijk aan dat van hen vertoont.
4.112 Wat is het nut van spiegelneuronen?
- Sociaal leren /Immitatie (echte immitatie bij mensen): herkennen van een actie bij een ander en het ook zelf doen
- Brein mechanisme om zich met anderen te identificeren - dit is de basis van immiterend leren
- Empathie
- Spraak preceptie
- Taal
- Om iemand anders zijn bedoelingen te verstaan (bron van sociale cognitie)
- ZIch kunnen aanpassen aan evolutionair veranderende omstandigheden in denken en levensstijl
4.111 Hersenschors of cerebrale cortex
De hersenschors, het nieuwere deel van de hersenen - cerebrale cortex is het gebied van de hersenen waar info uit de rest van het lichaam ontvangen, geanalyseerd en geïnterpreteerd wordt. Deze informatie wordt dan omgezet in gedachten, innerlijke spraak en mentale beelden.
De cortex (schors) is de buitenste laag van de grote hersenen. De cortex bevat hersenwindingen (gyri) die door hersengroeven worden gescheiden. De dieper groeven = fissurae / de ondiepe noemen sulci.
4.113 Wat zijn de 3 algemene categorieën waarin de methodes om functies van bepaalde hersengebieden te identificeren kunnen worden ondergebracht?
- Het observeren van gedragsproblemen (deficits) die voorkomen wanneer een deel van de hersenen vernietigd werd of tijdelijk geinactiveerd werd.
- Observeren van gedragseffecten van het artificieel stimuleren van specifieke delen van de hersenen.
- Het recorden / documenteren van veranderingen in neurale activiteit die zich in bepaalde gebieden van de hersenen voortdoet als mensen of dieren zich verdiepen in een bepaalde mentale taak of gedragstaak.
4.115 TMS (Transcranial Magnetic Stimulation)
TMS (Transcranial Magnetic Stimulation) is relatief nieuw. TMS localiseert hersenfuncties door de electrische hersenactiviteit in bepaalde hersengebieden te blokkeren met behulp van een magnetisch veld. Dit magnetisch veld wordt opgewekt door een magnetische pulse door een smal koperen spoel - opeenvolgende pulsen zorgen voor een tijdelijk verlies van de mogelijkheid van vuren bij neuronen.
Transcranial Magnetic stimulation kan gebruikt worden voor het in kaart brengen van enkel het buitenste maar wel grootste deel van de cerebrale cortex.
Valt onder de categorie van “analyzeren van electrische hersenactiviteit”.
Bij TMS stroomt een sterke elektrische stroom (tot wel 10 kA) door een spoel van koperdraad die boven het hoofd van de proefpersoon (of patiënt) wordt gehouden. Deze stroom genereert een magneetveld dat gemakkelijk door de schedel van de proefpersoon gaat. Dit korte magneetveld induceert een stroom in het brein waardoor vervolgens neuronen worden geactiveerd. Deze neuronale activatie kan gebruikt worden om functies (bijvoorbeeld geleidingssnelheid of prikkelbaarheid) te meten of om hersenactiviteit tijdelijk te verstoren.
