Deze samenvatting hoort bij het boek Neuroscience 6e editie. De samenvatting bevat veel afbeeldingen uit het boek. Het boek is in het Engels maar de samenvatting is geschreven in het Nederlands (met soms wat Engelse begrippen). De samenvatting bestaat uit 27 kantjes. Word gebruikt bij veel biologis...
Test Bank for Neuroscience 6th Edition Purves • Augustine • Fitzpatrick • Hall LaMantia • Mooney ,Platt ,White (Chapter 1-34 complete )
Test Bank - for Neuroscience 6th Edition by Dale Purves, All Chapters 1- 34 | Complete Guide A+
Test Bank For Neuroscience, 6th Edition By Purves • Augustine • Fitzpatrick, Consists Of 34 Complete Chapters, ISBN: 978-1605353807
All for this textbook (88)
Written for
Universiteit Utrecht (UU)
Moleculaire Levenswetenschappen
Neurobiologie (BB2NEUR10)
All documents for this subject (2)
Seller
Follow
estherkoelewijn99
Reviews received
Content preview
Neurobiologie Samenvatting – Neuroscience Purves 6th edition
Chapter 1 – Studying the Nervous System
Een gen bevat coderende DNA sequenties (exonen) en regulatory DNA sequenties (promotors en intronen)
beheersen wanneer en in welke mate een gen tot uiting komt. Genomics focust op de analyse van complete
DNA sequenties. Het genoom bevat ongeveer 20.000 genen. 14.000 komen tot uiting in het ontwikkelende of
volwassen zenuwstelsel. 8000 hiervan worden in alle cellen en weefsels tot uiting gebracht (ook in zenuwstelsel).
De overige 6000 komen alleen tot uiting in het zenuwstelsel. Splice variants zorgen voor nog meer diversiteit.
Soms kunnen één/een paar mutaties in genen al zorgen voor schade aan het zenuwstelsel. Naast genen die breinontwikkeling
verstoren, kunnen mutantengenen ook degenerative disorders veroorzaken van het volwassen brein: Huntington’s,
Parkinson’s en Alzheimer’s. Het brein is dan in beginsel goed ontwikkeld, maar op een bepaalde leeftijd begint het achteruit te
gaan.
Vroeg in de negentiende eeuw werd de cel herkend als de fundamentele eenheid van alle levende organismen. In de
twintigste eeuw werd besloten dat zenuwweefsel ook uit cellen bestond. Deze late realisatie kwam door het moeilijk kunnen
onderscheiden van de complexe vormen en extensieve vertakkingen van de individuele zenuwcellen.
Camillo Golgi → Reticular theory: zenuwcellen vormen een continuüm, netwerk/reticulum. Golgi bedacht ook Golgi kleuring →
daarmee bevestigd dat het brein uit losse cellen bestaat. De reticular theory werd vervangen door de neuron doctrine van S. R.
y Cajal: zenuwcellen zijn discrete entiteiten, die met elkaar communiceren door speciale contacten die niet continu zijn tussen
cellen (synapsen). Neuron doctrine werd bevestigd met behulp van de
elektronenmicroscoop. Deze studies lieten ook gespecialiseerde (niet veel
voorkomende) intercellulaire continuïteiten tussen sommige neuronen zien
= gap junctions. Cellen van het zenuwstelsels kunnen worden verdeeld in:
- Zenuwcellen/neuronen: meeste zijn gespecialiseerd voor elektrische
signalering over lange afstanden.
- Gliacellen/neuroglia: ondersteunen de signalerende functies van
zenuwcellen. Dragen ook bij aan herstel van zenuwsysteem schade
en dienen als stamcellen in sommige hersendelen.
In neuronen en glia zijn organellen vaak meer voorkomend in verschillende
delen van de cel. Mitochondriën bv meer bij synapsen en ER hoogstwaarschijnlijk niet in
axonen of dendrieten. Verschillen van andere cellen in de gespecialiseerde
fibrillaire of tubulaire eiwitten die het cytoskelet vormen. Deze
onderscheidende organisatie is belangrijk voor de stabiliteit en functie van
neuronale processen.
Meest duidelijkste morfologische aanwijzing van neuronale speciatie voor communicatie is de extensieve vertakking van
neuronen → axon en dendrieten, die vanuit het cellichaam verschijnen in de vorm van dendritische vertakkingen. Meeste
neuronen hebben maar één axon. Ze kunnen vertakkingen hebben, maar over het algemeen niet zo uitgebreid als bij
dendrieten. Dendrieten zijn het doel voor synaptische input van axon terminals van andere neuronen. Ze hebben een hoog
gehalte aan ribosomen en specifieke cytoskeleteiwitten. Sommige neuronen hebben geen dendrieten, axonen worden dan op
het cellichaam geprojecteerd. Het aantal inputs wat een bepaald neuron ontvangt, is afhankelijk van de complexiteit van de
dendritische boom. Degene met meer inputs en dus meer dendrieten, kunnen de informatie beter integreren.
Convergentie: aantal inputs naar een enkel neuron. Heel veel neuronen die op één neuron projecteren. Divergentie: aantal
outputs van een enkel neuron. Eén neuron die op heel veel andere neuronen projecteert. Axon terminal van het
presynaptische neuron grenst direct aan een gespecialiseerd gebied van postsynaptische receptors op de doelcel. Deze twee
communiceren met elkaar via neurotransmitters, die worden gesecreteerd door presynaptische neuron. Neurotransmitters
gaan de synaptische spleet (cleft) over en binden aan receptoren op postsynaptische neuron. Axon = deel van zenuwcel
gespecialiseerd voor doorgeven van elektrische signalen over lange afstanden. Sommige neuronen hebben geen axon. Relatief
korte axonen zijn een eigenschap van local circuit neurons of interneuronen. Axonen van projection neurons reiken tot verre
doelen. Elektrische signalen over grote afstanden worden door een zelf-regenererende golf van elektrische activiteit
overgebracht = actiepotentiaal → alles-of-niets principe. Bij synaptische contacten → synaptic transmission van
actiepotentialen (H5). Chemische synapsen: meest voorkomend type. Elektrische synapsen: bemiddeld door gap junctions zijn
relatief zeldzaam in het volwassen zenuwstelsel. De secreterende organellen in presynaptische terminal van chemische
synapsen = synaptic vesicles, zijn gevuld met neurotransmitters.
Gliacellen → hebben ondersteunende functie: helpen definiëren van synaptische contacten en onderhouden van het
signaleringsvermogen van neuronen. Cellen met glia-kenmerken, lijken de enige stamcellen in het volwassen brein te zijn,
kunnen nieuwe gliacellen geven en in een paar gevallen nieuwe neuronen.
3 typen gliacellen in volwassen zenuwstelsel: Functies van glia:
- Astrocyten: beperkt tot CNS. Hebben sterachtige vorm. o Onderhouden van ionisch milieu van zenuwcellen
Zorgt voor het onderhouden van een geschikte chemische o Snelheid regelen van signaalpropagatie
omgeving voor neuronale signaling + formatie van bloed- o Besturen van opname en metabolisme van neurotransmitters
hersenbarrière. Daarnaast misschien ook betrokken bij o Scaffold bieden voor sommige aspecten van neurale ontwikkeling
aanleggen van nieuwe synaptische connecties en hebben van o Helpen bij herstel van schade aan zenuwstelsel
stamcelkenmerken. o Interface faciliteren tussen hersenen en immuunsysteem
o Faciliteren van een flow van interstitial fluid door brein tijdens slaap
(spoelt metabolisch afval weg)
,Neurobiologie Samenvatting – Neuroscience Purves 6th edition
- Oligodendrocyten: beperkt tot CNS. Leggen een gelamineerd, lipide-rijke verpakking neer om sommige, niet alle, axonen =
myeline. Dit heeft belangrijk effect op snelheid van transmissie van elektrische signalen.
➔ Schwann Cells doen dit in het perifere zenuwstelsel. In volwassen zenuwstelsel behoudt een subset van
oligodendrocyten en Schwann cellen stamcelkenmerken.
- Microglial cells: “afvaleter” cellen, die cellulair puin verwijderen bij plekken met schade of normale celvernieuwing +
secreteren signaalmoleculen: kan zorgen voor lokale ontsteking of beïnvloeden of cellen overleven of doodgaan. Dus erg
te vergelijken met macrofagen.
Naast deze klassen van gedifferentieerde glia, zijn er ook
glia stamcellen, die worden gevonden in volwassen hersenen.
- Subset astrocyten gevonden in subventricular zone (SVZ)
of naast ventriculaire zone bloedvaten
- Oligodendrocyt precursors in de witte stof = polydendrocyten
Visualisatie:
- Golgi kleuring: 1 of 2 cellen kleuren
- GFP/RFP/CFP brainbow: 1, 2 of 3 tot expressie → elke
cel krijgt een verschillende kleur
- Kleurstof injectie
- Antilichaamkleuring: herkent specifieke eiwitten in verschillende gebieden van een zenuwcel.
- Nissl kleuring: kleurt ruw ER en soma → waar DNA/RNA wordt gevonden.
- MRI // fMRI: verschil tussen grijs en wit // waar meeste zuurstof wordt gebruikt
- DTi: axonbanen
Voor morfologie van neuron, Golgi, brainbow en kleurstof injectie goed te gebruiken.
Neuronen functioneren nooit geïsoleerd, ze verzamelen in georganiseerde ensembles: neural circuits.
Neuropil = gebied waar verbindingen worden gemaakt tussen axonen, dendrieten, synapsen en gliacellen →
alles wat niet bij cellichaam hoort. Afferent neurons: zenuwcellen die informatie overdragen van periferie
naar hersenen of ruggenmerg (CNS). Efferent neurons: zenuwcellen die informatie brengen van brein/ Nissl kleuring → verschillende lagen
ruggenmerg naar periferie. Interneuronen: nemen alleen deel in lokale aspecten van een circuit.
Myotatic reflex (knieschijf reflex): Afferente neuronen zijn sensorische neuronen met cellichamen in dorsal root ganglia
(rugkant). In hoofd en nek zijn dit cranial nerve ganglia. Motor neuronen bepalen de activiteit van de spieren, dit zijn de
efferente neuronen. Interneuronen in het ruggenmerg krijgen synaptische contacten van sensorische, afferente neuronen en
maken synapsen op efferente motorneuronen.
Elektrofysiologische recording: meet de elektrische activiteit van een zenuwcel:
- Extracellulaire recording: elektrode wordt nabij de zenuwcel van interesse geplaatst en zijn activiteit wordt gedetecteerd.
➔ Detecteren van tijdelijke patronen van actiepotentiaal activiteit en dit relateren aan stimulaties door andere inputs of
specifieke gedragsgebeurtenissen.
- Intracellulaire recording: elektrode wordt in de cel van interesse geplaatst.
➔ Detecteren kleinere, graduele wijzigingen in elektrisch potentiaal (receptor potential/synaptic potential) die
actiepotentialen triggeren. Dus een meer gedetailleerde analyse van de communicatie tussen neuronen in een circuit.
Calcium imaging: record de tijdelijke veranderingen in intracellulaire concentratie van
Ca2+, dat geassocieerd is met actiepotentiaal-vuring. Andere techniek gebruikt voltage-
gevoelige fluorescente dyes die in neuronale plasmamembraan inserteren.
Genen die coderen voor calcium- of voltage-gevoelige eiwitten kunnen worden
geïntroduceerd in transgene dieren.
Meest specifieke en effectieve manier voor manipulatie is optogenetics = gebruik
maken van moleculair genetische tools. Bacteriële opsines zetten lichtenergie om in
een chemisch signaal. Drie worden er gebruikt om neuronale excitability te modificeren
- Bacteriorhodopsin: hyperpolariserend effect (H+ naar buiten)
- Halorhodopsin: hyperpolariserend effect (Cl- naar binnen)
- Channelrhodopsin: hyperpolariserend of depolariserend (ligt aan type)
Genen van opsines kunnen in dieren worden gebracht en kunnen dan worden
belicht met specifieke golflengte.
Sensory systems: verkrijgen en verwerken informatie van interne en externe omgeving.
Motor systems: reageren op deze informatie door genereren van bewegingen.
Associational systems: grote aantal cellen en circuits die tussen deze twee in liggen.
Vertebrate zenuwstelsel is anatomisch verdeeld
- Centrale zenuwstelsel (CNS): bevat de hersenen en ruggenmerg (spinal cord)
- Perifere zenuwstelsel (PNS): bevat sensorische neuronen. Motor portie:
o Somatic motor division: verbinden hersenen en ruggenmerg met skeletspieren
o Visceral/autonomic motor division: innerveren glad spierweefsel, hartspier en klieren
Zenuwcellichamen in PNS zijn gelokaliseerd in ganglia: lokale accumulaties van cellichamen en ondersteunende cellen. Perifere
axonen worden gebundeld tot zenuwen. Vaak omsloten in myelineschede.
, Neurobiologie Samenvatting – Neuroscience Purves 6th edition
Grijze massa: accumulate van cellichamen en neuropil in hersenen en ruggenmerg. Witte massa: deel rijk in axonen (licht
gekleurd door myeline). In grijze massa twee soorten rangschikkingen van neuronen: nucleus → lokale accumulatie van
neuronen die ruwweg gelijke connecties en functies hebben & cortex → sheet-like reeksen van zenuwcellen. In witte massa
zijn axonen verzameld in tracts, die ongeveer analoog zijn aan zenuwen in periferie. Tracts die de middellijn van het brein
passeren = commissures (bv corpus callosum). Columns = sensorische tracts van dorsale ruggenmerg.
Perifere motorneuronen in autonomic ganglia beheersen het meeste onvrijwillige
(visceraal) gedrag. Autonome motorsysteem:
- Sympathetisch (activiteit): ganglia langs of voor wervelkolom
- Parasympatisch (rust): ganglia in of naast organen die ze innerveren
Enteric systeem, andere component van visceral motor system, bevat kleine ganglia en
individuele neuronen verspreid door de wand van de darm.
Systemen die functioneren om verschillen tussen naburige punten in het gezichtsveld of op
het lichaamsoppervlak te onderscheiden - is de representatie van informatie topografisch.
Dergelijke representaties vormen topografische maps die een punt-tot-punt-correspondentie
weerspiegelen tussen de sensorische periferie (het gezichtsveld of het lichaamsoppervlak) en
naburige neuronen binnen de centrale componenten van het systeem (in het ruggenmerg en
de hersenen). Computational maps: vergelijken, beoordelen en integreren
meerdere stimuli.
Genome-wide association studies (GWAS) → als een genetische variant met een hogere
frequentie dan wanneer willekeurig in patiënten met een klinisch gediagnosticeerde conditie
(Alzheimer’s bv), draagt het waarschijnlijk bij aan die pathologie. Deze ziekte-genen kunnen worden onderzocht in proefdieren
met orthologe genen. Meeste wordt gedaan in de muis, maar kan ook in bv fruitvliegen (D. melanogaster), C. elegans en
zebravis (D. rerio). Dit zijn de vier meest gebruikte modelorganismen. Keuze van modelorganismen reflecteert de
veronderstellingen over hoge functionele capaciteit in die soort (bv bij een kat visie). Belangrijke genen kunnen worden
gemanipuleerd om informatie te krijgen. Manipulaties die resulteren in transgene dieren, kunnen genen introduceren
(knocked in) of verwijderen/muteren (knocked out).
Alternatief voor mutagenesis (“forward genetics”) is genetische engineering (“reverse genetics”) → mutaties die parallel zijn
aan die gevonden in mensen kunnen worden gemaakt in orthologe muisgenen.
Manipulatie in pas bevruchte muiszygoten → transgene muis. Manipulatie in embryonale stamcellen → knock-out en -in muis.
In beide zullen alle cellen de mutatie dragen. Knock-in en knock-out gemaakt door homologe recombinatie: synthetische DNA
sequentie kan worden uitgewisseld met een sequentie die normaal gesproken zich op een bepaalde locatie bevindt. ES cellen
die homologe recombinatie zijn ondergaan worden dan geïnjecteerd in blastocyst van een pas bevruchte muis. Hier krijg je een
chimere muis uit, wat na kruisingen een transgene muis geeft.
Knock-in en knock-out ook conditional (voorwaardelijk)
mutations → Cre/lox: Cre recombinase herkent unieke
DNA sites (loxP) en elimineert de sequentie hier
tussenin. Cre recombinase wordt niet gevonden in
vertebrate genomen → gen moet eerst worden
geïntroduceerd (door recombinatie) met een
specifieke promotor. Cre:ERT: Cre recombinase
heeft dan receptor die alleen exogeen estrogeen kan binden voor
activatie → tijdelijke beheersing van recombinatie.
CRISPR-Cas9 → specifieke mutaties inserteren in doelgenen.
Specifieke RNA guide sequentie nodig die combineert met
tracrRNA en Cas9 herkent. Dit complex knipt DNA bij
genoomlokatie herkent door guide sequentie. DNA wordt
hersteld door non-homologous end joining wat zorgt voor
een kleine mutatie. Daarnaast kan ook donor DNA sequentie inserteren.
Lesie studies: expres beschadigen van hersengebied, zenuw of tract
en observeren van volgend verlies van functie.
Tracers: neurale connecties traceren
- Anterograde: injectie in stoma, diffusie naar zenuwuiteinden
- Retrograde: injectie in axonterminals, diffusie naar cellichamen
Reportergenen inbouwen: illumineert individuele cellen, door bv GFP
in te bouwen.
Microelektroden → actiepotentiaalactiviteit, kan inzicht geven in type stimulus waar neuron “tuned” voor is.
→ definieert receptive field van neuron: het gebied in de sensorische ruimte waarbinnen een specifieke stimulus een
actiepotentiaal oproept. Receptive field properties → bv response voor verschillende geurmoleculen kunnen worden gebruikt
om de voorkeur van individuele neuronen vast te stellen.
Functional brain imaging geeft een andere niet-invasieve manier om neurale activiteit te bestuderen.
Cognitieve neuroscience → begrijpen van perceptie/taal/emotie/geheugen en bewustzijn. Neuroethologie → observeren van
complex gedrag van dieren in hun natieve omgeving. De eerste brain-imaging technieken maakten gebruik van X-ray
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller estherkoelewijn99. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $5.94. You're not tied to anything after your purchase.
