Cognitieve neuropsychologie = de studie van de relatie tussen de structuur en functie van de
hersenen en specifieke cognitieve functies (bijv. taal, geheugen, aandacht). Dit gebeurt door
onderzoek te doen naar de cognitieve processen bij normale, gezonde personen en naar de afbraak
van deze processen bij mensen met hersenschade (als gevolg van verworven hersenschade of als
gevolg van een ontwikkelingsstoornis)
Neuronen = de basis van alle neurale signalen. Bestaan uit dendrieten, het cellichaam en een axon
Grijze stof = cellichamen
Cellichamen -> krijgen input vanuit de dendrieten
Witte stof = axonen
Potentiaalverschil = het verschil tussen de binnen-en buitenkant van het membraan van een neuron.
Zonder input (bij rust) is deze -70 mV = rustpotentiaal
Axonheuvel = plaats waar de potentialen gegenereerd worden. Hierna wordt het snel
getransporteerd over het axon, die eindigt bij de synapsen
Postsynaptische potentiaal = potentiaal die bepaald wordt door de integrerende input van vele
synapsen bij de dendrieten
Actiepotentiaal = potentiaal die ontstaat als de threshold bereikt wordt. Over het algemeen ontstaat
er na het bereiken van de drempel eerst depolarisatie (potentiaalverschil minder negatief; -70 mV
wordt -65 mV), gevolgd door repolarisatie (potentiaalverschil negatiever) en hyperpolarisatie
(potentiaalverschil negatiever dan de oorspronkelijke threshold). Het actiepotentiaal triggert de
afgifte van neurotransmitters, waardoor hetzelfde gebeurt in het volgende neuron
Signaal = een samenvatting van het level van de input (hoeveel input ontvangt het neuron). De
relatieve mate van excitatoire en inhiberende input en een samenvatting van wanneer de
actiepotentiaal getriggerd wordt. De veranderingen in het membraanpotentiaal zorgen voor dat het
signaal dat gedetailleerde informatie geeft over wat er in het neuron gebeurt. Let op: het feit dat een
postsynaptisch neuron een actiepotentiaal vurut, zegt niks over welk presynaptisch neuron de
depolarisatie veroorzaakt heeft
Sinusoidal oscillation (de sinus) = het simpelst mogelijke signaal
Frequentiecomponenten = componenten waarin een complex signaal in de natuur
ontleed kan worden
Frequentie = de mate van veranderingen van signaal, bijv. in de
tijdsdimensie. Het signaal gaat op en neer en hoe lang duurt het dan om een
volledige cyclus te doorlopen (hoe snel gaat de golf op en neer). 1 Hz
betekent dat de volledige cyclus (op en neer) in 1 seconde doorlopen wordt.
Biologische signalen bestaan nooit uit slechts 1 frequentie
1
, Amplitude = hoe erg/hoeveel gaat de golf op en neer (hoogte van de pieken)
Phase = wanneer gaat de golf op en neer (op welk punt in de tijd)
Frequency spectrum = het gemeten bereik van frequenties
Hoogste frequentie -> bepaald door de sampling frequency
Sampling frequency = hoe vaak wordt het signaal gemeten. Op het moment
dat de tijdspunten dichter bij elkaar liggen, kun je een hogere frequentie
meten
Nyquist sampling theorem = je kunt enkel fluctuaties vastleggen van de helft
van de sampling frequency (½ * sampling frequency). Stel: sampling
frequency is 100 Hz -> sample elke 10 milliseconden -> niet bruikbaar voor
een experiment voor actiepotentialen die maar 1-2 milliseconden duren
Laagste frequentie -> bepaald door hoe lang het signaal gemeten wordt. Stel: signaal
heeft 3 seconden nodig om op en neer te gaan en je meet slechts 1 seconde ->
signaal wordt niet vastgelegd
Filteren = het verzwakken/dempen of uitsluiten van een bepaald deel van een
gemeten frequency spectrum
Low-pass filtering = hoge/snellere frequenties worden verzwakt of zelfs
helemaal uit het signaal verwijderd. De lagere/langzamere frequenties
worden niet veranderd. Ook wel smoothing genoemd
High-pass filtering = de lagere frequenties worden verzwakt. Hogere
frequenties kunnen door de filter
Band-pass filtering = enkel een bepaald bereik (‘band’) van frequenties kan
door de filter. Alle frequenties lager en hoger dan dit bereik worden verzwakt
Spectrogram = een matrix die de sterkte van elk signaalcomponent op elk tijdsmoment aangeeft. Je
kunt bijv. een toename in amplitude zien voor bepaalde frequenties
Two-photon calcium imaging = invasieve methode om de concentratie calcium in neuronen te
meten. Dit is nuttig om neuronale activiteit te meten, omdat de calciumconcentratie hoog is in
elektrisch actieve neuronen (neuronen bevatten meer calcium als ze elektrisch actief zijn, dan dat ze
in rust zijn). Deze methode heeft een single-neuron resolutie, waardoor de calciumconcentratie van
individuele neuronen bepaald kan worden
Hemodynamics = de bloedtoevoer wordt aangepast aan de energiebehoeften op een bepaald
moment. Dit verandert dus over tijd. Als er meer energie nodig is, is er sprake van een hogere
bloedtoevoer. Dit gegeven kan gebruikt worden om een fMRI-signaal te verkrijgen
Clustering = de neiging van neuronen met eenzelfde functionele eigenschap om fysiek dicht bij elkaar
te zitten (neuronen van een gelijke functionele eigenschap zijn dus met elkaar geclusterd). Hoe meer
clustering = hoe meer het gemiddelde signaal van vele neuronen samen correspondeert met het
signaal van de individuele neuronen = hoe beter het signaal. De gevoeligheid van een niet-invasieve
imaging techniek hangt af van de hoeveelheid aanwezige clustering. Er bestaat clustering op
verschillende spatiële schalen (neuron – column – topography – area – system)
2
,Temporele resolutie = de kleinste unit van tijd die onderscheiden kan worden door een methode ->
timing. Een temporele resolutie van milliseconden is vereist om individuele actiepotentialen te
meten, terwijl een resolutie van enkele seconden voldoende kan zijn om een reactie van het gezicht
te meten
Spatiële resolutie = de kleinste unit van ruimte die bepaald kan worden -> space. Deze resolutie
bepaalt welke schaal van organisatie je kunt oppikken. Ben je beperkt tot systemen, of kun je
gedetailleerder kijken?
Invasiveness = de afstand tussen het neurale weefsel dat het signaal uitzendt en de detector. Het
merendeel van de methoden is of volledig invasief (er moet binnengedrongen worden in de schedel)
of helemaal niet invasief. Bij mensen worden voornamelijk niet-invasieve methoden gebruikt
(nadeel: geen methoden beschikbaar met een hoge spatiële resolutie (single-neuron) én een hoge
temporele resolutie (msec))
Histologie = een invasieve methode waarbij de hersenen in stukken gesneden worden (bijv. plakken).
Deze plakken worden verder chemisch bewerkt om de structuren waarin men geïnteresseerd is te
kunnen visualiseren. Dit is de standaardmethode om de anatomie van de hersenen te bestuderen in
niet-menselijke dieren en heeft een hoge spatiële resolutie
Structural Magnetic Resonance Imaging (MRI) = niet-invasieve methode waarmee anatomische
structuren in kaart gebracht kunnen worden: Welke regio reageerde precies? (i.t.t. fMRI: welke delen
zijn betrokken als je een cognitieve taak uitvoert?). MRI wordt gebruikt voor onderzoek naar de
anatomie in individuen, anatomische lokalisatie van functionele bevindingen (functionele
bevindingen relateren aan hersenstructuren) en voor het relateren van anatomische structuren aan
participanten wat betreft bijv. gedrag of ziekteclassificatie
Hemodynamic imaging = in kaart brengen van hemodynamic correlates. De temporele resolutie is
slechter in vergelijking met elektrische imaging, door de traagheid van hemodynamische
gebeurtenissen (ongeveer 16 seconden). De spatiële resolutie varieert sterk, maar het bereik is
kleiner dan voor elektrische signalen: het heeft niet de resolutie van single-unit recordings, maar
vaak wel beter dan de workhorses van elektrical imaging (EEG en ERP)
Hemodynamic correlates = veranderingen in de zuurstofvoorziening van het bloed en
weefsel, bloedstroom en bloedvolume; term waaronder gebeurtenissen gegroepeerd
worden die getriggerd worden door veranderingen in energieconsumptie van neuronen
(Invasief) optical imaging = gebruikt het effect van de zuurstofvoorziening van weefsel op de
reflectie van licht dat door het weefsel schijnt. De columnar structuur is hiermee zichtbaar
(Niet-invasief) functional Near-Infrared Spectroscopy (fNIRS) = methode met een zeer lage
spatiële resolutie (cm) (voldoende om systemen en in sommige gevallen maps te kunnen
bestuderen). Het signaal is beperkt tot corticale regio’s direct onder de schedel en kan dus
niet gebruikt worden voor het deel van de cortex dat in de sulci ligt, of voor de mediale
oppervlakte van de hemisferen
Positron Emission Tomography (PET) = methode waarbij het bloed radioactief gelabeld
wordt en daarna de veranderingen in bloedvolume gemeten worden door het uitgezonden
signaal. Spatiële resolutie = 1-2 cm; temporele resolutie = zeer slecht (signaal wordt
gemiddeld over tientallen seconden)
3
, Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) = niet-invasieve methode die vooral gebruikt
wordt om een hemodynamisch correlaat voor neurale activiteit te meten (als vervanging van
PET). Spatiële resolutie = hoogste binnen de niet-invasieve methoden
Patch-clamp recordings = methode waarbij een hol glazen buisje gevuld wordt met een
elektrolytoplossing en een recording elektrode, die verbonden is met een versterker en in contact
gebracht wordt met het membraan van een geïsoleerde cel. Dit is de enige methode waarbij
veranderingen in het membraanpotentaal betrouwbaar gemeten kunnen worden met slechts zeer
beperkte verstoringen’
Extracellular single-unit recordings = methode waarbij een elektrode in de cortex, zo dicht mogelijk
bij een enkel neuron, geplaatst wordt om zo de actiepotentialen van dat neuron op te kunnen
pikken. Een voorwaarde bij deze methode is dat de elektrode een sterke weerstand heeft en dus
enkel signalen van zeer dichtbij oppikt
Multi-unit recordings = methode die actiepotentialen van meerdere dicht bij elkaar gelegen units
tegelijkertijd meet. Dit gebeurt ook automatisch als de elektrode in de cortex minder weerstand
heeft. Wordt vaak gebruikt met een high-pass filtering, omdat actiepotentialen gekarakteriseerd
worden door snelle veranderingen in het membraanpotentiaal en met deze filter de hoge
frequenties behouden kunnen blijven
Local field potentials (LFPs) = methode die actiepotentialen van meerdere dicht bij elkaar gelegen
units tegelijkertijd meet. Hierbij wordt het signaal met een low-pass filter verwerkt, waardoor
informatie over de langzamere veranderingen in het membraanpotentiaal van alle dichtbijgelegen
neuronen verkregen kan worden
Intracraniële recordings = recordings die het openen van de schedel (craniotomie) vereisen, maar
enkel om elektroden op de bovenkant van de dura te plaatsen. De dura blijft hierbij intact. Dit zorgt
ervoor dat de elektrode veel dichter bij het neurale weefsel geplaatst kan worden en het signaal niet
verstoord wordt door de schedel
Magnetoencephalography (MEG) = niet-invasieve methode die de elektrische activiteit meet door
middel van magnetische velden die geproduceerd worden door elektrische stromen
Electroencephalography (EEG) = niet-invasieve methode waarbij elektroden op het hoofd geplaatst
worden en waarbij elke elektrode het gecombineerde signaal van een groot volume van de hersenen
meet. Spatiële resolutie = laag (signaal reflecteert de activiteit van vele cm3 van de hersenen en
vertoont niet dezelfde selectiviteit als losse neuronen dat doen)
Huidgeleiding = een index van (sympathische) arousal intensiteit bij affectieve of cognitieve
verwerking. Vooral interessant voor het sympathische systeem, maar zeer variabel. Het verandert
veel over de tijd. Ook zijn de verschillen tussen mensen enorm groot
Hartactiviteit = zowel de hartslag, als de hartslagvariabiliteit (heart rate variablity) en bloeddruk. De
hartslagvariabiliteit meet de invloed van het perifere zenuwstelsel op het hart en de bloeddruk is een
meting van stress
Spieractiviteit = een EMG van het gezicht als een tool voor het afleiden van affectieve staten. Als
iemand ergens meer betrokken bij is, dan is er een hogere activiteit van de gezichtsspier
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 marleendejong. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.24. You're not tied to anything after your purchase.
