NEUROFYSIOLOGIE
Prof. Rufin Vogels
Academiejaar 2020-2021
Phaedra Vanhove
, Neurofysiologie
Inhoud
1. Hersencellen: celbiologie ................................................................................................................ 6
1.1 Hoe ziet een neuron eruit?...................................................................................................... 6
1.1.1 Het prototypisch neuron ................................................................................................. 6
1.2 Gliacellen ............................................................................................................................... 10
1.2.1 Astrocieten .................................................................................................................... 10
1.2.2 Myeline glia ................................................................................................................... 11
2. Methoden van onderzoek in de neurowetenschappen – organisatieniveaus .............................. 11
2.1 Technieken om de niveaus te onderzoeken.......................................................................... 11
2.1.1 Correlatieve technieken ................................................................................................ 14
2.1.2 Causale technieken........................................................................................................ 23
2.2 Gebruik van dieren in neurowetenschappelijk onderzoek ................................................... 25
2.2.1 Zijn er alternatieven voor aaponderzoek? .................................................................... 25
1. Het celmembraan .......................................................................................................................... 27
2. Ionen (4) ........................................................................................................................................ 27
2.1 Ionenkanalen in membraan .................................................................................................. 28
2.2 De beweging van ionen ......................................................................................................... 28
2.3 Concentraties van ionen intra- VS. extracellulair .................................................................. 29
2.3.1 Natrium-Kalium pomp ................................................................................................... 29
2.3.2 De ionische basis van het rustmembraanpotentiaal ..................................................... 29
3. De actiepotentiaal ......................................................................................................................... 31
3.1 Eigenschappen van het actiepotentiaal ................................................................................ 31
3.2 Het actiepotentiaal, in theorie .............................................................................................. 33
3.3 Het actiepotentiaal in realiteit .............................................................................................. 33
3.4 Moleculaire basis van actiepotentiaal................................................................................... 34
3.5 Het actiepotentiaal, in realiteit (vervolg) .............................................................................. 35
3.5.1 Refractaire perioden...................................................................................................... 35
3.6 Geleiding van de actiepotentiaal........................................................................................... 37
3.7 Actiepotentialen, axonen en dendrieten .............................................................................. 38
1. Synaptische transmissie ................................................................................................................ 38
1.1 Types synapsen...................................................................................................................... 38
1.1.1 Elektrische synapsen ..................................................................................................... 39
1.1.2 Chemische synaps ......................................................................................................... 39
1
Phaedra Vanhove (2020-2021)
, 1.2 Types CZS synapsen ............................................................................................................... 40
1.2.1 Verschillende groottes en vormen van CZS synapsen ................................................... 40
1.2.2 Overzicht van chemische synaptische transmissie........................................................ 41
1.3 Wat gebeurt er met neurotransmitter na binding met receptor: diffusie en… .................... 45
2. Neurofarmacologie........................................................................................................................ 46
2.1 Synaptische integratie ........................................................................................................... 46
2.1.1 Principes van synaptische integratie ............................................................................. 46
2.1.2 Excitatorische en inhibitorische synapsen .................................................................... 47
1. Basis anatomische referenties ...................................................................................................... 47
1.1 Ruwe organisatie ................................................................................................................... 48
1.2 Gyri en Sulci: lagen van de neocortex = 6 ............................................................................. 50
1.2.1 Sensorische en motorische gebieden............................................................................ 51
1.3 Verschillende doorsnedes ..................................................................................................... 52
1.3.1 Mediaal zicht ................................................................................................................. 52
1.3.2 Coronale sectie .............................................................................................................. 53
1. De chemische zintuigen................................................................................................................. 54
1.1 Gustatief systeem (smaak) .................................................................................................... 54
1.1.1 Tong ............................................................................................................................... 55
1.1.2 De centrale gustatieve banen........................................................................................ 59
1.1.3 Neurale code van smaak ............................................................................................... 60
1.2 Olfactorisch systeem (reukorgaan) ....................................................................................... 62
1.2.1 Anatomie ....................................................................................................................... 63
1.2.2 Olfactorische receptor neuronen: transductie (niet op examen) ................................. 64
1.2.3 Bulbus olfactorius .......................................................................................................... 66
1.2.4 Populatiecodering ......................................................................................................... 67
1. Oog ................................................................................................................................................ 72
1.1 Eigenschappen van het licht .................................................................................................. 72
1.2 Grove anatomie van het oog ................................................................................................. 73
1.2.1 Cross-sectionele anatomie van het oog ........................................................................ 74
1.2.2 De pupil-lichtreflex ........................................................................................................ 76
1.2.3 Het visueel veld ............................................................................................................. 76
1.2.4 Microscopische anatomie van het netvlies (retina) ...................................................... 76
1.2.5 Het receptieve veld van een visuele cel ........................................................................ 82
2. Centraal visueel systeem ............................................................................................................... 87
2.1 De retinofugale projectie ...................................................................................................... 87
2.2 Rechter en linker visuele hemivelden ................................................................................... 87
2
Phaedra Vanhove (2020-2021)
, 2.3 Het visuele pad dat visuele perceptie bemiddelt .................................................................. 88
2.4 Niet-thalamische doelen van de optic tract .......................................................................... 89
2.5 Retinale input naar de LGN lagen .......................................................................................... 90
2.5.1 Organisatie van het LGN ................................................................................................ 90
2.5.2 Receptieve velden ......................................................................................................... 91
2.6 Non-retinale input naar het LGN ........................................................................................... 92
2.7 Anatomie van de Striate (gestreepte) cortex (primaire visuele cortex) ............................... 93
2.7.1 Retinotopische organisatie ............................................................................................ 93
2.7.2 De retinotopische map in de striate cortex................................................................... 94
2.7.3 Cytoarchitectuur van de striate cortex.......................................................................... 96
2.7.4 Input naar de striate cortex ........................................................................................... 96
2.7.5 Oculaire dominante kolommen..................................................................................... 97
2.7.6 Mixen van informatie van de twee ogen ...................................................................... 97
2.7.7 Output van de striate cortex ......................................................................................... 97
2.7.8 Fysiologie van de striate cortex ..................................................................................... 98
2.7.9 Oriëntatie selectiviteit ................................................................................................... 98
2.7.10 Receptief veld organisatie van V1 neuronen .............................................................. 100
2.7.11 Kleurselectiviteit .......................................................................................................... 104
2.8 Voorbij de striate cortex ...................................................................................................... 107
2.8.1 Visuele areas in het menselijk brein ............................................................................ 108
2.8.2 Neuronen selectief voor gezichten ............................................................................. 110
1. Introductie ................................................................................................................................... 112
2. Geluid .......................................................................................................................................... 112
2.1 De aard van geluid ............................................................................................................... 112
2.2 Hoorbaar geluid ................................................................................................................... 112
3. Auditieve signalering - Structuur van het auditieve systeem...................................................... 113
3.1 Onderdelen van het middenoor .......................................................................................... 113
3.1.1 Het middenoor: verzwakkingsreflex (attenuatie) ....................................................... 114
3.2 Auditieve banen .................................................................................................................. 120
3.2.1 Reactie-eigenschappen van neuronen in auditieve route .......................................... 121
3.2.2 Geluidsintensiteit coderen .......................................................................................... 121
3.2.3 Geluidsfrequentie coderen/toonhoogte ..................................................................... 121
3.2.4 Mechanismen van geluidslokalisatie (horizontaal vlak) .............................................. 122
3.2.5 Lokalisatie van geluid in verticaal vlak ........................................................................ 124
3.3 Primaire auditieve cortex .................................................................................................... 125
3.3.1 Principes van auditieve cortex..................................................................................... 125
3
Phaedra Vanhove (2020-2021)
Prof. Rufin Vogels
Academiejaar 2020-2021
Phaedra Vanhove
, Neurofysiologie
Inhoud
1. Hersencellen: celbiologie ................................................................................................................ 6
1.1 Hoe ziet een neuron eruit?...................................................................................................... 6
1.1.1 Het prototypisch neuron ................................................................................................. 6
1.2 Gliacellen ............................................................................................................................... 10
1.2.1 Astrocieten .................................................................................................................... 10
1.2.2 Myeline glia ................................................................................................................... 11
2. Methoden van onderzoek in de neurowetenschappen – organisatieniveaus .............................. 11
2.1 Technieken om de niveaus te onderzoeken.......................................................................... 11
2.1.1 Correlatieve technieken ................................................................................................ 14
2.1.2 Causale technieken........................................................................................................ 23
2.2 Gebruik van dieren in neurowetenschappelijk onderzoek ................................................... 25
2.2.1 Zijn er alternatieven voor aaponderzoek? .................................................................... 25
1. Het celmembraan .......................................................................................................................... 27
2. Ionen (4) ........................................................................................................................................ 27
2.1 Ionenkanalen in membraan .................................................................................................. 28
2.2 De beweging van ionen ......................................................................................................... 28
2.3 Concentraties van ionen intra- VS. extracellulair .................................................................. 29
2.3.1 Natrium-Kalium pomp ................................................................................................... 29
2.3.2 De ionische basis van het rustmembraanpotentiaal ..................................................... 29
3. De actiepotentiaal ......................................................................................................................... 31
3.1 Eigenschappen van het actiepotentiaal ................................................................................ 31
3.2 Het actiepotentiaal, in theorie .............................................................................................. 33
3.3 Het actiepotentiaal in realiteit .............................................................................................. 33
3.4 Moleculaire basis van actiepotentiaal................................................................................... 34
3.5 Het actiepotentiaal, in realiteit (vervolg) .............................................................................. 35
3.5.1 Refractaire perioden...................................................................................................... 35
3.6 Geleiding van de actiepotentiaal........................................................................................... 37
3.7 Actiepotentialen, axonen en dendrieten .............................................................................. 38
1. Synaptische transmissie ................................................................................................................ 38
1.1 Types synapsen...................................................................................................................... 38
1.1.1 Elektrische synapsen ..................................................................................................... 39
1.1.2 Chemische synaps ......................................................................................................... 39
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Phaedra Vanhove (2020-2021)
, 1.2 Types CZS synapsen ............................................................................................................... 40
1.2.1 Verschillende groottes en vormen van CZS synapsen ................................................... 40
1.2.2 Overzicht van chemische synaptische transmissie........................................................ 41
1.3 Wat gebeurt er met neurotransmitter na binding met receptor: diffusie en… .................... 45
2. Neurofarmacologie........................................................................................................................ 46
2.1 Synaptische integratie ........................................................................................................... 46
2.1.1 Principes van synaptische integratie ............................................................................. 46
2.1.2 Excitatorische en inhibitorische synapsen .................................................................... 47
1. Basis anatomische referenties ...................................................................................................... 47
1.1 Ruwe organisatie ................................................................................................................... 48
1.2 Gyri en Sulci: lagen van de neocortex = 6 ............................................................................. 50
1.2.1 Sensorische en motorische gebieden............................................................................ 51
1.3 Verschillende doorsnedes ..................................................................................................... 52
1.3.1 Mediaal zicht ................................................................................................................. 52
1.3.2 Coronale sectie .............................................................................................................. 53
1. De chemische zintuigen................................................................................................................. 54
1.1 Gustatief systeem (smaak) .................................................................................................... 54
1.1.1 Tong ............................................................................................................................... 55
1.1.2 De centrale gustatieve banen........................................................................................ 59
1.1.3 Neurale code van smaak ............................................................................................... 60
1.2 Olfactorisch systeem (reukorgaan) ....................................................................................... 62
1.2.1 Anatomie ....................................................................................................................... 63
1.2.2 Olfactorische receptor neuronen: transductie (niet op examen) ................................. 64
1.2.3 Bulbus olfactorius .......................................................................................................... 66
1.2.4 Populatiecodering ......................................................................................................... 67
1. Oog ................................................................................................................................................ 72
1.1 Eigenschappen van het licht .................................................................................................. 72
1.2 Grove anatomie van het oog ................................................................................................. 73
1.2.1 Cross-sectionele anatomie van het oog ........................................................................ 74
1.2.2 De pupil-lichtreflex ........................................................................................................ 76
1.2.3 Het visueel veld ............................................................................................................. 76
1.2.4 Microscopische anatomie van het netvlies (retina) ...................................................... 76
1.2.5 Het receptieve veld van een visuele cel ........................................................................ 82
2. Centraal visueel systeem ............................................................................................................... 87
2.1 De retinofugale projectie ...................................................................................................... 87
2.2 Rechter en linker visuele hemivelden ................................................................................... 87
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Phaedra Vanhove (2020-2021)
, 2.3 Het visuele pad dat visuele perceptie bemiddelt .................................................................. 88
2.4 Niet-thalamische doelen van de optic tract .......................................................................... 89
2.5 Retinale input naar de LGN lagen .......................................................................................... 90
2.5.1 Organisatie van het LGN ................................................................................................ 90
2.5.2 Receptieve velden ......................................................................................................... 91
2.6 Non-retinale input naar het LGN ........................................................................................... 92
2.7 Anatomie van de Striate (gestreepte) cortex (primaire visuele cortex) ............................... 93
2.7.1 Retinotopische organisatie ............................................................................................ 93
2.7.2 De retinotopische map in de striate cortex................................................................... 94
2.7.3 Cytoarchitectuur van de striate cortex.......................................................................... 96
2.7.4 Input naar de striate cortex ........................................................................................... 96
2.7.5 Oculaire dominante kolommen..................................................................................... 97
2.7.6 Mixen van informatie van de twee ogen ...................................................................... 97
2.7.7 Output van de striate cortex ......................................................................................... 97
2.7.8 Fysiologie van de striate cortex ..................................................................................... 98
2.7.9 Oriëntatie selectiviteit ................................................................................................... 98
2.7.10 Receptief veld organisatie van V1 neuronen .............................................................. 100
2.7.11 Kleurselectiviteit .......................................................................................................... 104
2.8 Voorbij de striate cortex ...................................................................................................... 107
2.8.1 Visuele areas in het menselijk brein ............................................................................ 108
2.8.2 Neuronen selectief voor gezichten ............................................................................. 110
1. Introductie ................................................................................................................................... 112
2. Geluid .......................................................................................................................................... 112
2.1 De aard van geluid ............................................................................................................... 112
2.2 Hoorbaar geluid ................................................................................................................... 112
3. Auditieve signalering - Structuur van het auditieve systeem...................................................... 113
3.1 Onderdelen van het middenoor .......................................................................................... 113
3.1.1 Het middenoor: verzwakkingsreflex (attenuatie) ....................................................... 114
3.2 Auditieve banen .................................................................................................................. 120
3.2.1 Reactie-eigenschappen van neuronen in auditieve route .......................................... 121
3.2.2 Geluidsintensiteit coderen .......................................................................................... 121
3.2.3 Geluidsfrequentie coderen/toonhoogte ..................................................................... 121
3.2.4 Mechanismen van geluidslokalisatie (horizontaal vlak) .............................................. 122
3.2.5 Lokalisatie van geluid in verticaal vlak ........................................................................ 124
3.3 Primaire auditieve cortex .................................................................................................... 125
3.3.1 Principes van auditieve cortex..................................................................................... 125
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Phaedra Vanhove (2020-2021)
