Hoofdstuk 7 Flashcards
Postmortem onderzoek
• dorsaal aanzicht van substantia nigra, een kern in de Middenhersenen betrokken bij het initiëren van beweging
Obductie
Na dood kijken we bij mensen die stoornis heeft gehad.
Je kan dat na de dood terugzien en kan je dus kijken hoe hersenweefsel verschilt van gezond hersenweefsel
Hersenbloeding
Bloed binnengedrongen in hersenen > dat gebied functioneeet niet meer
Herseninfarct
Deel van hersenen krijgt geen bloed en zuurstof en sterft af
Meningioom
Tumor in hersenvliezen
Hersenweefsel wordt verdrukt waardoor dit stuk in elkaar zakt omdat een tumor alleen kan groeien richting de hersenen
Glioom
Tumor in Gliacellen. Neuronen kunnen zich niet delen, maar sommige Gliacellen kunnen dat wel. Hieruit ontstaan tumoren
Imaging technieken
• Spatial resolutie = hoe gedetailleerd kun je de afbeelding maken van het brein?
• temporale resolutie = hoe nauwkeurig is de meting in tijd
• invasiviteit = hoe ver moet je het brein in om de technieken toe te passen?
> non-invasief = buitenkant
> erg invasief = helemaal de binnenkant
Anatomisch / statisch
Je maakt een momentopname in een bepaalde toestand, je kan niet zoveel zeggen over wat het brein op dat moment aan het doen is.
Functioneel / dynamisch
Je kunt iets afleiden vanuit de afbeeldingen van de functie van het brein
Stereotactisch apparaat
Bepaald heel nauwkeurig een precieze locatie in de hersenen
> in 3 dimensies
• psychochirurgie
• deep Brian stimulation
Psychochirurgie - irreversible leasie technieken
• elektrolytisch = wegbranden van weefsel met stroom door elektroden
• neurotoxisch = vergiftigen van weefsel via infuus met neurotoxische chemische stof
• high-intensity focuste ultrasound = opwarmen van weefsel met hoge intensiteit geluidsgolven
Psychochirurgie - reversibele laesie technieken
• regionale koeling
• lokale toediening van GABA agonist
Deep-Brain stimulation
Elektrodes geïmplanteerd in de hersenen stimuleren een specifiek gebied met continue laagspanning pulsen van elektrische stroom om gedrag te faciliteren
• behandeling bij parkinson
• basale ganglia
Optogenetica
Manipuleren en meten van neurale activiteit in natuurlijke bewegende dieren
• door lichtgolven manipuleer je hersenactiviteit bij muizen. Kan niet bij mensen
Transcraniële magnetische stimulatie (TMS)
2 spoelen plaats je op het hoofd > sterke stroom > instaat magnetisch veld > verstoren ionenstroom in hersenweefsel > neuronen triggeren ze om te gaan vuren > depolarisatie (actiepotentiaal genereren)
• motorische taak (meerdere pulsen)
• voordat iemand de taak doet (meerdere pulsen)
• 1 puls en 1 magnetisch veld creëren
4 technieken voor meten van elektrische hersenactiviteit
- Single-cel recordinternational > actiepotentiaal
- Elektrische-encefalografie (EEG) > graduele potentiaal
- Even-relatief potentials (ERPs) > in reactie op stimulus
- Magneto-encefalografie (MEG) > magnetische activiteit
Single-cel recordings - actiepotentiaal
• extracellulair > meten van elektrische activiteit van meerdere neuronen (clusters)
• intracellulair > meten van elektrische activiteit van een enkele neuron
Cellen in auditieve cortex vuren in reactie op lage of hoge tonen
Cellen in hippocampus vuren bij betreden van bepaalde plaats
Nadeel = werkt alleen in kweekneuronen of in levende coupes
Elektrische-encefalografie (EEG) - graduele potentialen
Meer graduele potentialen (EPSP EN IPSP) op neuronen met gelijke oriëntatie die tegelijk actief zijn (bij mensen)
Voordelen : goedkoop, non-invasief, hoge temporele resolutie
Nadelen : lage spatiele resolutie, bron van activiteit moeilijk te herhalen
Actiepotentialen kunnen niet worden gemeten met EEG omdat
• actiepotentialen kortdurend zijn , alles of niets reactie
• neuronen zelden op exact zelfde moment vuren
• axonen relatief random georiënteerd zijn
Graduele potentialen kunnen wel door EEG worden gemeten omdat
• EPSPs en IPSPs meestal langer duren
• EPSPs en IPSPs lokaal optreden
• EPSPs en IPSPs op dendrieten en cellichamen optreden en deze staan over algemeen loodrecht op de oppervlakte van de cerebrale cortex
Plaatje hersenactiviteit en frequentie EEG
Leren
Event-related potentials (ERPs)
Stimulus herhaaldelijk aanbieden en dan uiteindelijk het gemiddelde nemen van de respons van het brein van bepaalde stimulus
Bv : voorspelbaar vs onvoorspelbaar geluid bij mensen met en zonder autisme
Magneto- encefalografie (MEG)
Voordelen : non-invasief, hoge temporele resolutie, hoge spatiele resolutie
Nadelen : veel duurder dan EEG, bron van activiteit moeilijk te achterhalen
Waarom heeft MEG een hogere spatiele resolutie dan EEG?
Magnetische golven ondervinden minder verstoring van hersenweefsel, schedel en hoofdhuid dan elektrische signalen
Bronlokalisatie met EEG en MEG
Eerst activiteit opmeten, dan pas proberen te verklaren wat de bron was.
Inverse probleem: er is geen unieke oplossing voor de waargenomen activiteit > meerdere bronnen kunnen leiden tot dezelfde activiteit op hoofdhuid
Oplossing: a priori kennis van hersenfuncties nodig
Histologie - amaging techniek
Door middel van kleuren van hersenweefsel (postmortem) bepaalde structuren in het brein zichtbaar maken
Anatomische imaging technieken
Computed tomography CT
Nadeel : lage temporele resolutie waardoor je geen onderscheid kan maken tussen witte en grijze stof, maakt gebruik van röntgenstraling wat DNA beschadigd
Voordeel : hoge spatiele resolutie, relatief goedkoop
• geschikt voor lokalisatie van botfracturen, hersentumoren of leasies
CT scan - mate van stralingsabsorptie hangt af van weefseldichtheid
• hoge dichtheid (botten) absorbeert veel straling > licht/wit op CT scan
• lage dichtheid (bloed) absorbeert weinig straling > donker/zwart op CT scan
• absorptie van hersenweefsel ligt daar tussenin > korrelig op CT scan
Anatomische imaging technieken - MRI
Magnetic resocanxe imaging (MRI) - tegenhanger CT
Nadelen: duur, stilliggen in nauwe ruimte, herrie, langzaam, lage spatiele resolutie
Voordelen: hoge spatiele resolutie, grijze en witte stof kunnen onderscheiden worden, non-invasief (onschadelijk)
Geschikt om hersenweefsel in detail te onderzoeken
> veel waterstof (cellichamen): donker op MRI
> minder waterstof (axonen): lichter op MRI
Anatomische imaging techniek: DTI
Diffusie tensor imaging
MRI methode die stroomrichting van watermoleculen detecteerd
• water kan relatief vrij bewegen in axonen (licht) maar minder vrij in cellichamen (donker)
• gebruikt om afbeeldingen te maken van zenuwvezelbundels in het centrale zenuwstelsel en om veranderingen in myelinisatie van axonen te monitoren
• hoe minder axonen, hoe minder myeline, hoe minder duidelijk de DTI wordt
Anatomische imaging technieken - MRA
MRI voor imaging van bloedvaten
Hoe H-atomen zich gedragen in bloedvaten
Aderverkalking
Functionele imaging technieken - fMRI
Nadeel: lage temporele resolutie
Voordeel : hoge spatiele resolutie, non-invasief
• wanneer een hersengebied actief is, neemt de hoeveelheid bloed/zuurstof/glucose die naar dit gebied stroomt TOE
• fMRI meet de veranderingen in hersenactiviteit door de relatieve verschillen in bloedtoevoer of stoffen in het bloed te meten
• zuurstofrijk bloed is minder magnetisch dan zuurstofarm bloed
• BOLD respons
functionele imaging techniek - fNIRS
Voordelen: goedkoop, non-invasief, redelijke temporele resolutie, redelijk hoge spatiele resolutie
Nadeel: beperkt tot oppervlakkige lagen
• gebruikt mate van gereflecteerd infrarood licht om activiteit in hersenweefsel te bepalen
• door de mate van lichtabsorptie te meten kan het gemiddelde zuurstofverbruik worden bepaald van onderliggende hersenweefsel in cerebrale cortex
Functionele omgeving technieken - PET
Voordeel: redelijk hoge spatiele resolutie
Nadelen: lage temporele resolutie, erg duur omdat het een injectie vereist van kleine hoeveelheden water met radioactieve moleculen
• gebruikt om de metabolische activiteit van hersenweefsel te bestuderen
• kijken naar welke stofjes in bepaalde delen van hersenen worden gebruikt. Niet alleen zuurstof
Weten welk plaatje bij welke techniek hoort
Leren
Gecombineerd : EEG & fNIRS
• hoge temporele resolutie (EEG)
• redelijk hoge spatiele resolutie (fNIRS)
• kunnen beide in badmuts geplaatst
Gecombineerd : EEG & fMRI
• hoge temporele resolutie (EEG)
• hoge spatiele resolutie (fMRI)
• vereist MRI compatibele EEG versterkers en elektrodes (duur)
