Hoofdstuk 7 Flashcards
manieren manipuleren en meten van hersenen en gedrag?
- postmortem onderzoek
- manipuleren van hersenen en gedrag
- meten van elektrische hersenactiviteit
- anatomische imaging technieken
- functionele imaging technieken
manipuleren van hersenen en gedrag
DBS en TMS
meten van elektrische hersenactiviteit
EEG en MEG
anatomisch imaging technieken
CT en MRI
functionele imaging technieken?
fMRI, fNIRS en PET
postmortum onderzoek
- obductie
- neuropsychologisch testen na hersenbeschadiging
postmortum onderzoek (obductie)
simpelste manier om te onderzoeken of iemand een hersenafwijking had en hoe die eruit zag. hiermee onderzocht:
- CVA’s
- glioom
- meningioom
3 onderdelen imaging technieken
- spatiale resolutie
- temporele resolutie
- invasiviteit
spatiale resolutie
hoe gedetailleerd worden hersenstructuren weergeven
vergelijkbaar met aantal megapixel in fotografie
temporele resolutie
hoe nauwkeurig is de meting in de tijd
invasiviteit
is meten mogelijk vanaf de buitenkant (non-invasief) of moet het hersenweefsel worden binnengedrongen
manipuleren van hersenen en gedrag?
- psychochirurgie
- deep brain stimulation
manipuleren van hersenen en gedrag?
- psychochirurgie
- deep brain stimulation
psychochirurgie
- laesies
- DBS
- optogenetica
- transcraniële magnetische stimulatie
irreversible laesie technieken
- elektrolytisch: wegbranden van weefsel met stroom door electroden
- neurotoxisch: vergiftigen van weefsel via infuus met neurotoxische chemische stof
- high-intensity focused ultrasound (HIFU): opwarmen van weefsel met hoge intensiteit geluidsgolven
permanente laesies leiden tot compensatie (neuroplasticiteit)
reversible laesie technieken
- regionale koeling
- lokale toedieningen van GABA agonist
deep-brain stimulation (DBS)
elektrodes geïmplanteerd in de hersenen stimuleren een specifiek gebied met continue laagsopanning pulsen van elektrische stroom om gedrag te faliciteren.
optogenetica
manipuleren en meten van neurale activiteit in “natuurlijk bewegende” dieren.
bij muizen
transcraniële magnetische stimulatie (TMS)
als je een sterke magneet hebt kun je de onderliggende hersenweefsels activeren of stimuleren. 8-vormige spoel. kort sterke stroom waardoor je magnetisch veld creëert dat je ionenstroom verstoort.
4 technnieken om elektrische hersenactiviteit te meten
- single-cel recordings
- elektr-encefalografie (EEG)
- Event-relayes potentials (ERPs)
- Magneto-encefalografie (MEG)
single cell recordings
meet tussen twee punten de potentiaalverschillen
- extracellulair = meten meerdere neuronen (clusters)
- intracellulair = enkele neuron
nadeel single cell recordings
vooornamelijk geschikt voor kweekneuronen of levende coupes
psychochirurgie vereist invasief indonen toegepast in levende organismen.
elektro-encofalografie
meet graduele potentialen op neuronen met gelijke oriëntatie die tegelijk actief zijn.
voor- en nadelen EEG
- goedkoop
- non-invasief
- hoge temporele resolutie
- lage spatiele resolutie
- bron van activiteit moeilijkte achterhalen
waarom kan EEG geen actiepotentialen meten?
potentialen zijn alleen meetbaar op de hoofdhuid als ze gelijktijdig optreden in grote clusters van neuronen. actiepotentialen zijn kortdurend, neuronen vuren zelden op hetzelfde moment en axonen zijn relatief random georienteerd.
waarom kunnen graduele potentialen wel met EEG gemeten worden
- EPSP’s en IPSP’s meestal langer duren.
- EPSP’s en IPSP’s lokaal optreden (niet verplaatsen door axon)
- EPSP’s en IPSP’s op dendrieten en cellichamen optreden en deze staan loodrecht op de oppervlakte van cerebrale cortex.
Event related potentials (ERPs)
herhaaldelijk een stimulus aanbieden en meten. Je kan de gemiddelde respons van de hersenen op een stimulus meten.
Magneto-encefalografie (MEG)
magnetische tegenhanger van EEG. magnetische golven.
voor- en nadelen MEG
- non-invasief
- hoge temporele resolutie
- hoge spatiele resolutie
- duurder dan EEG
- bron van activiteit moeilijk te herhalen
Waarom heeft MEG een hogere spatiele resolutie dan EEG?
magnetische golven ondervinden minder verstoring van hersenweefsel, schedel en hoofdhuid dan elektrische signalen.
inverse probleem?
er is geen unieke oplossing voor de waargenomen activiteit bij EEG en MEG
anatomische imaging technieken
- CT
- MRI
- DTI
- MRA
technieken die je op levende wezens toe kan passen
functionele imaging technieken
- fMRI
- FNIRS
- PET
CT: computed tomography
foto’s van plakjes van het brein en daarvan een 3d model maken.
voor- en nadelen CT scan
- hoge spatiele resolutie
- relatief goedkoop
- lage temporele resolutie
- maakt gebruik van rontgestraling (invasief-kan DNA beschadigen)
MRI: magnetic resonance imaging
zorgt voor magnetisch veld door je brein heen. maakt gebruik van je magnetisch hersenweefsel, met name waterstofatomen
magnetische tegenhanger CT
voor- en nadelen MRI
- hoge spatiele resolutie
- grijze en witte stof goed te onderscheiden met MRI
- non-invasief / onnschadelijk
- duur/stil in kleine ruimte
- lage temporele resolutie
DTI: diffusion Tensor imaging
MRI methode die stroomrichting van watermoleculen detecteert. wordt gebruikt om afbeeldingen te maken van tractussen en om verandering in myelinisatie van axonen te monitoren.
MRA: magnetic resonance angiography
MRI voor imaging van bloedvaten
fMRI: functionele MRI
meet de veranderingen in hersenactiviteit door de relatieve verschillen in bloedtoevoer of stoffen in het bloed te meten
wanneer een hersengebied actief is neemt de hoeveelheid bloed, zuurstof en glucose die naar dit gebied stroomt toe.
voor- en nadelen fMRI
- hoge spatiele resolutie
- non-invasief
- lage temporele resolutie
fNIRS: functional near-infrared spectroscopy
dmv infrarood licht activiteit van hersenweefsel te meten.
absorbtispectrum van infrarood licht is verschillend voor zuurstofrijk en -arm licht.
zo kun je dus de gemiddelde zuurstofbereik bepalen in onderliggend hersenweefsel van cerebrale cortex.
vorm van optische tomografie
voor- en nadelen fNIRS
- goedkoop/non-invasief
- redelijk hoge temporele resolutie
- redelijk hoge spatiele resolutie
- beperkt tot oppervlakkige lagen
PET: position emission tomography
gebruikt om de metabolische activiteit van hersenweefsel te bestuderen.
detecteert gamma straling door botsing positronen en elektronen in hersenweefsel.
voor- en nadelen PET
- redelijk hoge spatiele resolutie
- lage temporele resolutie
- vereist injectie (dus invasief en duur)
Gecombineerde technieken?
- EEG & fNIRS: hoge temporele resolutie van EEG en redelijk hoge spatiele van fNIRS
- ## EEG & fMRI: hoge temporele resolutie van EEG en hoge spatiele van fMRI
