Samenvatting van het 2e jaars bachelor vak Neurobiologie voor tentamen 1. De samenvatting omvat ook een samenvatting van de Appendix en de daarbij belangrijke afbeeldingen!
Samenvatting Neurobiologie Deel 1
Chapter 1: Studying the Nervous System
In deel 2 vertellen de hoorcolleges de belangrijkste punten uit het hoofdstuk.
Een gen bevat zowel coderend DNA en regulerend DNA. 2/3 van de genen in het genoom worden tot
expressie gebracht in het brein. Veelgebruikte modelorganismen in de neurobiologie zijn:
o M. musculus (muis): vertebraat, heeft ook een hippocampus en lijkt daardoor op de mens.
o C. elegans (worm): transparant, makkelijke in vivo observatie van mutaties
o D. melanogaster (fruitvlieg): plant zich snel voort
o D. rerio (zebravis): relatief grootte embryo’s, contante grootte tijdens ontwikkeling
Deze modelorganismen hebben gemeen dat het grootste deel van de genen tot uitdrukking komt in
het brein. In de kat kan het visuele systeem goed onderzocht worden. Vogels worden onderzocht op
zang/spraak en kippen embryo’s op ontwikkeling. Pijlinktvis voor actiepotentiaal/elektrofysiologie
(groot axon), goudvissen voor de retina en bijen voor gedrag.
Het brein bestaat uit losse cellen Camillo Golgi ontwikkelde de reticulaire theorie (alle neuronen in
het brein vormen één groot netwerk) en Santiago R.Y. Cajal de Neuron Doctrine:
o Neuronen zijn discrete cellen en niet één continuüm
o Neuronen communiceren via gespecialiseerde contacten
o Informatie gaat door het neuron in een bepaalde richting: Dendrieten Soma Axon
o 1950: bewijs met EM
Samen krijgen ze de nobelprijs. EM toonde ook continuïteiten tussen sommige neuronen aan, ook
wel gap juncties genoemd. Cellen in het brein kunnen in twee groepen verdeeld worden:
o Zenuwcellen/neuronen
o Elektrische signalen over lange afstanden
o D.m.v. elektrische actiepotentialen
o Zonder verlies van signaalsterkte
o Gliacellen/neuroglia/glia (glia = Grieks voor lijm)
o Structurele steun
o Metabole steun
o Stamcellen (herstel van beschadigingen)
Naast deze typen cellen zijn er ook nog bloedcellen.
De organellen in breincellen bevinden zich op specifieke
plaatsen en het cytoskelet heeft specifieke functies zoals
migratie van zenuwcellen, groei van axonen en dendrieten, exocytose en endocytose. Bij de axon
heuvel ontstaat de actiepotentiaal. Axonen voeren actiepotentialen naar een nieuw neuron,
dendrieten zorgen voor de input van postsynaptische potentialen. Dendrieten bevatten veel
ribosomen. Vaak bevindt de axon terminal van het presynaptische neuron zich bij de postsynaptische
receptoren op de target cel. Neurotransmitters moeten dan de synaptische gleuf over waar zich veel
extracellulaire eiwitten bevinden. Relatief korte axonen zijn een kenmerk van lokale circuit neuronen
of interneuronen. De axonen van projectie neuronen komen veel verder.
, o Neuronen worden niet/nauwelijks vervangen
o Relatief groot oppervlak
Kenmerken:
o Duidelijke nucleolus (plaats waar ribosomaal RNA gemaakt wordt)
o Veel ruw ER
o Weinig heterochromatine
o Veel mitochondriën (vooral in de terminals)
De myelineschede om sommige axonen wordt gemaakt door Schwann cellen in het perifere
zenuwstelsel en door oligodendrocyten in het centrale zenuwstelsel. Knoppen van Ranvier zitten vol
met natrium en kaliumkanalen en zijn stukken zonder myelineschede. Er zijn chemische
(neurotransmitters) en elektrische synapsen (gap junctions). Signaaltransfer gaat bij chemische
synapsen één kant op, bij elektrische kan het twee kanten op. In de presynaptische terminal
bevinden zich synaptische blaasjes die gevuld zijn met neurotransmitters. De positionering en fusie
van de blaasjes wordt gereguleerd door eiwitten. Hoge convergentie: één neuron heeft veel inputs.
Hoge divergentie: één neuron heeft veel outputs.
Gliacellen komen meer voor dan neuronen:
o Astrocyten: CNS, ondersteuning, bloed-hersenbarrière, sommigen stamcellen
o Oligodendrocyten: myelineschede vorming in CNS, witte stof in brein en ruggenmerg
o Microglia cellen: macrofagen, bij hersenletsel-toename, secretie cytokines
Naast deze drie klassen zijn er ook nog glia-stamcellen, welke precurors, gliacellen en neuronen
kunnen vormen. Er zijn twee categorieën, astrocyten in de subventriculaire zone (SVZ) en
oligodendrogliale precursors in de witte stof. De laatste is beperkter in de cellen die het kan vormen.
Visualisatie kan m.b.v. verschillende kleuringen zoals GFP/RFP/CFP, kleurstof injectie, antilichaam
kleuring, DTI (kleuring axonbanen), MRI/fMRI of Nissl kleuring (ruw ER: Soma). Neuronen zijn
georganiseerd in neuronale circuits, essentieel voor beweging, leren, geheugen, emotie en
waarnemingen. Een neuropil is een gebied waar verbindingen worden gemaakt tussen dendrieten,
axonen, synapsen (en gliacellen) van een neuronaal circuit. Classificatie neuronen:
o Afferente neuron: informatie van de periferie naar het CNS
o Efferente neuron: informatie van het brein/ruggenmerg naar de periferie
o Interneuron: lokale circuit neuronen
Een van de bekendste neuronale circuits is het Myotische reflex of kniepeesreflex. Hierbij zijn de
afferente neuronen gevoelsneuronen, waarvan de cellichamen in de dorsale wortelganglia liggen en
de axonen eindigen in skeletspieren (bij de nek en het hoofd liggen deze neuronen in de craniale
zenuwganglia). De motorneuronen vormen de efferente neuronen. Neurale circuits kunnen verdeeld
worden in sensorische systemen (informatie uit de omgeving), motor systemen (respons op
informatie) en associatieve systemen. Voor systemen als zicht en aanraking – systemen die
functioneren om verschillen tussen punten te onderscheiden – is de represenatie van informatie
topografisch. Voor neurale systemen waar de representatie van informatie niet de verschillende
tussen punten in een veld omvat – zoals smaak en geur – kunnen computationele kaarten gemaakt
worden.
De anatomische verdeling bestaat uit het CNS (brein en ruggengraat) en het PNS (sensorische
neuronen en motorneuronen). Het perifere motorneuron deel kan verdeeld worden in de axonen die
2
, het brein en de ruggengraat verbinden met de
skeletspieren (somatische motor divisie) en de
neuronen die de gladde spiercellen, hartspieren en
klieren sturen (viscerale of autonome motor divisie).
Cellichamen van het PNS zijn gelokaliseerd in ganglia en
de axonen in bundels genaamd zenuwen. In het CNS
zijn de nuclei lokale accumulaties van neuronen met
gelijke functie en is de cortex een bladvormige rij
zenuwcellen. De axonen zijn georganiseerd in kanalen
(‘tracts’). Kanalen midden in het brein worden
‘commissures’ genoemd. De grijze stof omvat de
cellichamen en neuropil in het brein en de ruggengraat
en de witte stof omvat de axon kanalen en
commissures. In de sympathische divisie van het
autonome motorsysteem liggen de ganglia langs of voor de ruggengraat. In de parasympatische
divisie liggen de ganglia binnen of naast de betreffende organen. Het enterische systeem bestaat uit
zowel ganglia als individuele neuronen langs de wand van de darmen.
Actiepotentialen kunnen extracellulair (elektrode wordt vlakbij de zenuwcel geplaatst, voor tijdelijke
patronen)) of intracellulair (elektrode wordt in de zenuwcel geplaatst, voor gevoeligere meting)
gemeten worden. Elektrofysiologische metingen buiten de cel: bepaling receptieve veld in de cortex.
De homunculus geeft de invloed van de sensorische cortex aan op de verschillende lichaamsdelen.
Connectiviteit onderzoeken: Lesies of tracer studies: retrogade: injectie in de axonterminals diffusie
naar cellichamen (neurale connecties traceren van de bron naar hun terminal). Anterogade: injectie
in de somata diffusie naar de zenuwuiteinden (van terminus naar bron). Daarnaast kan
antilichaam kleuring gebruikt worden of brein imaging (CT-scan, MRI, hierbij kunnen meerdere brein
structuren tegelijk onderzocht worden). Met enkel-cel elektrofysiologische recording worden naast
de geselecteerde cel ook aanliggende cellen gemeten en worden micro-elektrodes gebruikt. Hiermee
kan het receptieve veld van een neuron
bepaald worden, de regio in sensorische
ruimte waarin een stimulus een
actiepotentiaal veroorzaakt. Congnitieve
neurowetenschap houdt zich bezich met
perceptie, taal, emotie, geheugen en
bewustzijn.
Appendix
De termen die gebruikt worden om locatie in het CNS te
specificeren zijn anterior en posterior (voorkant en
achterkant), rostral en caudal (neus en staart), dorsaal en
ventraal (rug en buik) en mediaal en lateraal (in het
midden of aan de zijkant). De lange as van het CNS in
mensen is gebogen. Horizontale secties/axiale secties zijn
parallel aan de rostral-caudal as. Secties die de twee
hemisferen verdelen zijn sagitaal (mid- of para-). Secties in
het vlak van het gezicht zijn coronaal/frontaal. Secties
orthogonaal aan de as van de hersenstam zijn transvers en
secties parallel hieraan zijn longitudinaal.
3
, Het CNS bestaat uit de ruggengraat (5), medulla (3c), pons (3b),
cerebellum (4), middenhersenen (3a), diencephalon (2) en
cerebrum (1, cerebrale hemisferen). Tussen deze subdivisies zijn
met vloeistof gevulde ruimtes genaamd ventrikels. De medulla,
pons en middenhersenen samen vormen de hersenstam. De
diencephalon en cerebrum samen worden de voorhersenen
genoemd. De hersenstam bevat de craniale zenuwkernen die
signalen zenden en ontvangen via de craniale zenuwen. De
hersenstam en het cerebellum vormen samen de achterhersenen.
Het cerebellum is essentieel voor coördinatie en planning van bewegingen.
De wervelkolom is verdeeld in cervicale, thoracale, lumbale, sacrale en coccygeale regio’s.
o 12 paar hersenzenuwen (nervi cranialis)
o 31 paar ruggenmerg zenuwen (nervi spinalis)
o Sensibele en autonome ganglia
Het ruggenmerg heeft 31 ruggenmergzenuwen (nervi spinalis), zowel sensorisch als motorisch.
Ganglionen zijn een verzameling van cellichamen. Sensorische informatie gedragen door afferente
axonen van de ruggengraatzenuwen komen de graat binnen via de dorsale wortels, en motor
informatie gedragen door de efferente axonen verlaat de graat via de ventrale wortels. Cellichamen
van sensorische neuronen liggen in het dorsale wortel ganglion. Het ruggenmerg bestaat uit witte
stof (axonen), grijze stof (cellichamen) en meningen (vliezen). Ganglionen evenwijdig aan het
ruggenmerg zijn sympathische ganglionen. In het dorsale hoorn liggen cellichamen van
interneuronen en het ontvangt sensorische informatie dat via de ruggengraat binnenkomt via de
dorsale wortels van de ruggengraatzenuwen. In het ventrale hoorn liggen de cellichamen van
motorische neuronen. Dorsaal signaal naar boven: afferent. Ventraal signaal naar beneden: efferent.
Sensorische axonen opgaand naar de medulla gaan via de dorsale kolom, terwijl de ventrale kolom
afdalende motor informatie uit het brein bevat.
4
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 sanneerkamp. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $6.44. You're not tied to anything after your purchase.
