1 Inleiding
1.1 Waarom biologische psychologie II?
• Centrale thema van dit vak = verbondenheid
o Verbondenheid tussen lichaam (materieel) en psyche (geest)
o VOORBEELD: gedragsveranderingen merkbaar → hersentumor
→ Hersentumor wordt verwijderd en gedrag is weer normaal
→ Iets materieel kan ervoor zorgen dat persoonlijkheid verandert
(decorumverlies = eerder frontaal gesitueerd!)
1. Causaal verband tussen materie (hersenen) en wie je bent (persoonlijkheid)
2. WAT er gebeurt en WAAR zich dat voordoet is niet toevallig!
→ Tumoren/laesies op bepaalde plaatsen zorgen voor specifieke gevolgen
• Biologische psychologie I: structuur/basismechanismes van het zenuwstelsel
• Biologische psychologie II: nadruk op de functies
1.2 Verbondenheid
1.2.1 Lichaam en psyche
• Verbondenheid tussen lichaam (materie/biologische processen) en psyche
• Mensen scheiden ze vaak van elkaar (want “als lichaam stopt, leeft geest nog
verder”) → maar misschien zijn ze wel hetzelfde? → 2 manieren om zelfde te
beschrijven?
• Sterke verbanden tussen lichaam en psyche (in 2 richtingen)
o Lichaam → psyche
▪ Persoonlijkheid: tumor ontstaat en die verandert de persoonlijkheid
(bijvoorbeeld hyperseksualiteit, apathisch gedrag, …)
WAT er verandert is afhankelijk van de plaats (locus) van de schade
▪ Waarneming: LSD brengt visuele hallucinaties teweeg bij de meeste
mensen, andere substanties kunnen slaperig maken, honger
veroorzaken, zorgen dat we geen pijn voelen, …
▪ Beslissingen en ethiek: TMS (spoel die magnetische veld opwekt)
van de rDLPFC (rechter dorsolaterale prefrontale cortex) verhoogt kans
op utilitaire respons in morele dilemma’s (“1 dode is beter dan 5
doden”)
, ▪ CASUS S.M.: “de vrouw zonder angst”
→ Bilaterale schade aan de amygdala
→ Verschillende zaken geprobeerd om haar bang te maken
→ Deficit in herkennen van angst in gezicht bij andere mensen
(andere emoties wel allemaal herkennen)
→ Probleem met herkennen van triestige muziek
→ Vertoont geen vermijdingsgedrag voor eerdere angstsituaties
→ Uiteindelijk angstaanval bezorgd door inhaleren van CO2
(chemoreceptoren merkten verstikking op)
→ Bij dit soort casussen opletten om niet te vervallen in het
simplificeren van de hersenen (“amygdala = enkel plaats voor angst”)
→ Amygdala: angst die opgewekt wordt door externe bronnen
→ Ander systeem voor angst die wordt opgewekt door interne bronnen
o Psyche → lichaam
▪ Nishimoto et al., 2011
Filmpje tonen aan proefpersoon: op basis van de hersenactiviteit met
computerprogramma het filmpje reconstrueren (mensen, gebouwen,
letters, … zijn zichtbaar op de juiste plaats, kleuren niet)
→ Dit soort technologie kan ondertussen gebruikt worden om:
o Uit te maken of je naar schilderij van Dalí of Picasso kijkt
→ Proefpersonen de 2 schilders tonen en later obv de
hersenactiviteit uitmaken naar welke schilder hij/zij kijkt
o Visuele verbeelding zichtbaar te maken
→ Beeld voorstellen van groen kruis → kruis wordt zichtbaar obv
hersenactiviteit (kleur niet)
1.2.2 Binnen het organisme
• Verwevenheid tussen
o Alle subsystemen van het lichaam
▪ hormonaal,
▪ spijsvertering,
▪ cardiovasculair,
▪ neuraal,
▪ …
o & gedrag
→ VOORBEELD: als je bang bent: stresshormonen komen vrij,
spijsvertering wordt stilgelegd, hart klopt sneller, …
o Wat is “moe zijn”? → Is dat iets lichamelijks of iets psychisch?
o “Gedragsneurowetenschappen” versus “biologische psychologie”
→ term “biologie” is ruimer, niet enkel neuraal (zenuwstelsel), toont de
verwevenheid aan tussen subsystemen, hoe lichaam en psyche
functioneren en de verwevenheid met de omgeving
2
,Vleeseters (links): geen verband tussen lichaamsgewicht en het aantal uren slaap
Planteneters (rechts): Hoe zwaarder het dier, hoe minder ze slapen
• MOGELIJKE verklaring: calorische waarde van plantaardig voedsel ligt lager
(minder ‘vettig’ dan vlees) → de planteneters met een groot gewicht moeten
dus heel veel eten op een dag om genoeg calorieën binnen te krijgen, hierdoor
is er minder tijd om te kunnen slapen
• MOGELIJKE verklaring: hoe groter het dier, hoe energie-efficiënter het dier is
(oppervlakte van de ‘huid’ is kleiner tov de massa van het dier, waardoor het
minder snel warmte verliest, bij een klein dier is de oppervlakte van de huid
groter tov de massa van het dier, waardoor het sneller warmte verliest)
→ Duidelijke verbondenheid tussen slaap (psychisch) en massa (fysisch) beïnvloed
door wat je eet (fysisch)
• Specifiek voor het zenuwstelsel:
o Hubel & Wiesel (1959):
▪ Eletroden bevestigen aan visueler cortex van
dier, door middel van de elektroden kunnen ze
zien of neuronen vuren (actiepotentiaal geven)
▪ Individueel neuron in de visuele cortex is selectief
sensitief voor een bepaalde oriëntatie van een
lijnstuk
→ Enkel bij een (min of meer) verticaal lijnstuk
gaat dit neuron vuren
▪ Dit neuron “ziet” geen oriëntatie!
→ kan dit patroon enkel vertonen als onderdeel
van een uitgebreid netwerk
→ Netwerk begint bij netvlies met fotoreceptoren (= puntdetectoren)
die reageren op vlekjes, die info wordt naar visuele cortex gestuurd
waar cellen 1-op-1 met fotoreceptoren communiceren, als je de info
die je krijgt van de neuronen die reageren op vlekjes combineert, zie
je lijnen (het zijn dus deze neuronen die gaan reageren op een bepaald
‘vlekje’ van de lijn en gaan vuren bij een bepaalde lijn)
3
, • VOORBEELD: verwevenheid tussen het waarnemen van een handeling en
het zelf uitvoeren van die handeling (spiegelneuronen)
→ neuronen die vuren wanneer je je hand naar je mond brengt, gaan ook
vuren als je dit iemand anders ziet doen
1.2.3 Tussen organisme en omgeving
• Biologie zegt:
o Organisme = open system
▪ De hele tijd uitwisseling van materie en energie met omgeving
▪ VOORBEELD: zintuigen (chemisch (eten) <-> energetisch (gehoor))
▪ VOORBEELD: invloed van blauw licht op specifieke lichtgevoelige cellen
→ invloed op slaap-waak ritmes (lichaam is ingesteld op slapen als het
donker is → problemen als je op plaats bent waar het enkel donker is)
o Omgeving is veranderlijk
▪ VOORBEELD: natuurlijke slaapcyclus = rotatiesnelheid van de aarde
rond haar as (+-25u); slaapproblemen aan polaire regio’s
▪ VOORBEELD: cerebraal hypometabolisme in de Andes (Er is minder
zuurstof op grote hoogte. Als wij naar daar zouden gaan, zouden we
onderpresteren op vlak van aandacht, concentratie, … De mensen die
daar wonen hebben minder zuurstof nodig om hetzelfde te doen als
wij. Ze zijn daar aan aangepast.)
1.2.4 Tussen organismen van nu en omgeving van gisteren
• Biologie zegt:
o Organisme is opgebouwd uit cellen, gebouwd volgens een genetisch plan
o Deze genen worden overgeërfd
o Bouwplannen die leiden tot betere overlevingskansen hebben een grotere
kans om doorgegeven te worden (= natuurlijke selectie)
→ niet enkel de overlevingskansen/levensduur maakt uit, het zijn ook de
kansen die je krijgt om je voort te platen die uitmaken. Zo is een
pauwenstaart bijvoorbeeld opvallend en kan de aandacht trekken van
roofdieren, maar het zorgt er wel voor dat vrouwtjespauwen liever willen
voortplanten met een mooie pauw, waardoor die dus meer kansen krijgt
op voortplanting en zo de soort in stand houdt. (= seksuele selectie)
o Proces loopt soms achter op de actualiteit…
→ de omgeving waarin de selectie is gemaakt, kan verschillen van hoe het
nu is
→ VOORBEELD: een zak chips helemaal leegeten is nu niet zo goed, maar
toen er voedselschaarste was, was het juist wel goed als je veel calorieën
kon binnennemen
4
,2 Onderzoeksmethoden
2.1 Beïnvloeden van functies
Belangrijk voor experimentele methode
→ Om oorzakelijk verband te kunnen onderzoeken, moet je kunnen manipuleren.
→ 2 groepen: controlegroep en experimentele groep
→ Beide groepen hebben zoveel mogelijk dezelfde omstandigheden
→ Bij 1 groep de functies beïnvloeden om te kijken of er een verschil is en er dus
een oorzakelijk verband is.
• Laesie-studies = verwondingen aanbrengen (onomkeerbaar)
• Beïnvloeden van functies = tijdelijk gevoeliger maken (omkeerbaar)
2.1.1 Laesie-studies
Vroeger vooral kijken naar de relatie tussen “natuurlijk voorkomende letsels”
(laesies) en gedrag daarbij (zo verband proberen leggen tussen letsel en gedrag)
• VOORBEELD: 1861: Louis Victor Leborgne, bijnaam “Tan”:
o Normaal intelligent
o Verbaal begrip (begreep wat anderen tegen hem zeiden)
o Kon enkel “tan” zeggen
→ De Fransman Paul Broca kon op basis van dissectie van Leborgnes brein en
gelijkaardige gevallen een sterke correlatie aantonen tussen:
o “expressieve afasie” (“afasie van Broca”) = het selectieve onvermogen om
zich verbaal uit te drukken MAAR verbaal begrip is er wel
→ ze begrijpen perfect wat je tegen hen vertelt, maar kunnen er moeilijk
antwoorden op geven
o schade in de linker anterieure hersenhelft (“zone van Broca”)
• Wernicke afasie syndroom = het omgekeerde
→ ze kunnen nog praten, maar begrijpen niet wat je tegen hen zegt
• Wat toont dit aan?
o Staat deze regio in voor het gedrag “praten”?
→ NEE → het heeft input nodig
o Taal “zit” niet in een bepaalde plaats in de hersenen; menselijk linguïstisch
gedrag omvat verschillende functies, die ondersteund worden door
dissocieerbare cerebrale structuren
o Als je de zone van Broca vernietigt, kunnen mensen niet meer praten,
maar als je het hart vernietigt, kunnen mensen ook niet meer praten, dat
wil nog niet zeggen dat het hart zorgt voor het praten, dus ook niet enkel
het gebied van Broca, er zijn verschillende structuren die voor taal zorgen!
→ Het gebied van Broca is dus wel nodig om te kunnen praten, maar zeker
niet het enige dat nodig is!
5
, NADELEN
• Geen informatie over functioneren voor laesie
→ Je weet niet hoe die persoon was voor de laesie
• Schade vaak niet beperkt tot één welbepaalde structuur
→ moeilijk precieze verbanden vaststellen (vaak enkele regio’s beschadigd)
• Geen experimentele controle functies; worden niet doelgericht beïnvloed
→ correlationeel: omdat je de schade niet zelf toebrengt, is het moeilijk om
over oorzakelijke verbanden te spreken (zorgt het ene voor het andere?)
• Sommige regio’s veel vatbaarder voor beroerte of impact-laesie dan andere
(vaak frontale schade (botsen) of occipitale schade (terugslag))
→ daardoor kun je niet alle gebieden in de hersenen onderzoeken
• Vroeger: noodzaak autopsie (→ lang wachten, drop-out) → men moest lang
wachten totdat men onderzoek kon gaan doen naar de schade
2.1.2 Experimentele ablatie
• = Weefsel doelbewust vernietigen
• Veelvuldig toegepast bij mensen (vooral vroeger, nu veel minder)
o Lobotomie: verwijderen van (vooral) witte stof in frontale kwab
▪ Toegepast als behandeling, o.m. bij kinderen met gedragsproblemen
▪ +/- 40.000 lobotomieën in VS alleen!
▪ 1949: Nobelprijs voor António Moniz voor toepassing bij psychoses
o Resectie (wegsnijden of doorsnijden van bepaalde delen van de hersenen)
nog steeds toegepast voor klinische doeleinden (bijvoorbeeld bij epilepsie,
stemmingsstoornissen, …)
• Experimentele toepassing vandaag vooral bij dieren (muizen, ratten, …)
o Redelijk brute ingreep
o Vooral voor structuren die toegankelijk zijn aan de buitenkant
Dit kan op verschillende manieren:
2.1.2.1 Radiofrequente (RF-) laesie
• Draadvormige electrode (volledig geïsoleerd behalve het punt) wordt in de
hersenen binnengebracht (gelijkaardige technologie bij hartchirurgie)
• Je jaagt er een hoog- (radio-) frequente wisselstroom door de draad als de
draad op de plaats zit die je wilt vernietigen
→ GEVOLG: vernietigt alle weefsels in nabijheid van het electrodepunt (zowel
cellichamen (grijze stof) als axonen (witte stof door myelinesatie))
→ worden eigenlijk “verbrand”
• Vervolgens: gedragsobservatie, achteraf verificatie locatie laesie (= nagaan of
je op de juiste plek weefsel hebt vernietigd)
6
,• Plaatsing van de stalen draad door middel van stereotactisch apparaat
o Fixeert schedel (schedel kan niet meer bewegen)
o Coördinaten van doelregio worden bepaald obv anatomische
referentiepunten (bijvoorbeeld “2 cm onder bregma”) en stereotactische
atlas (dmv scan)
o Toestel brengt electrode/buisje/neurostimulator op basis van coördinaten
naar de gewenste doelregio
= stereotactische atlas = stereotactisch apparaat
NADELEN
• Het is ruwe aanpak
→ “klein fakkeltje” in de hersenen steken en alles in de buurt verschroeien
• Geen onderscheid tussen kernen (cellichamen) en verbindingsbanen
(axonen) die echt geraakt moeten worden of daar toevallig in de buurt liggen
2.1.2.2 Excito-toxische laesie
• Werking lijkt op radiofrequente laesie (ook met stereotactisch apparaat en
stereotactische atlas, coördinaten) ipv elektrode gebruikt men een cannula
• Cannula (= dun metalen buisje) wordt ingebracht
• Infusie van exciterend aminozuur (vb. kaïnezuur)
→ loopt door het buisje in de hersenen
• Vernietigt cellichamen door overstimulatie, spaart nabijgelegen axonen
o Kaïnezuur gaat cellichamen stimuleren, zij gaan vuren tot ze erbij
neervallen, de axonen nemen dit zuur niet op en blijven daardoor gespaard
VOORDELEN
• Spaart nabijgelegen cellen (itt RF-laesie)
7
, 2.1.2.3 Immuunmethodes
• 2 zaken nodig: toxisch proteïne + antilichaam
• Proteïne = eiwit (complexe molecule opgebouwd uit aminozuren)
→ onze genen bevatten bouwplannen voor proteïnen
→ vele zaken in ons lichaam zijn opgebouwd uit proteïnen: immuuncellen,
cytoskelet, receptoren voor neurotransmitters, hormonen, neurotransmitters
• Als je toxische proteïne naar een cel kunt brengen, sterft die cel
• Toxisch proteïne wordt gekoppeld aan antilichaampjes (zo kun je dus het
toxische proteïne transporteren)
• Antilichamen binden zich selectief aan bepaalde eiwitten, die enkel voorkomen
in specifieke neuronen (je kiest dus het juiste antilichaampje, bindt daar de
toxische proteïne aan, zo komt de stof bij het juiste eiwit en dus de juiste cel)
o Selectiviteit, niet enkel obv locatie → specifiek die cellen vernietigen
o VOORBEELD: eliminatie van cholinerge neuronen in de basale
voorhersenen van ratten laat toe mechanismen van de ziekte van
Alzheimer te onderzoeken
VOORDELEN
• Je kunt selectief kiezen welke cellen je wilt vernietigen (itt RF-laesie en
excito-toxische laesie)
2.1.3 Conclusie experimentele ablatie
NADELEN
• Al deze methoden zijn onomkeerbaar (kapot is kapot)
→ impliceert between-subjects methodes
• Al deze methoden produceren bijkomstige schade
→ noodzaak adequate controleprocedures (“sham” laesie)
→ voor elke rat waar je een electrode in stopt, moet je ook een andere
rat nemen waar je ook een electrode insteekt MAAR geen stroom door
laat lopen om te zien of de schade niet komt door de electrode in te
brengen en dat de uitkomst echt wel door de vernietiging van de cellen
met de electrode is ontstaan
• Veroorzaken leed
VOORDELEN
▪ Deze methoden laten onderzoeken van causale verbanden toe
8
