Algemene psychologie
Hoofdstuk 2 De biologische basis van het gedrag
De bouwstenen van het zenuwstelsel
Het basiselement van het zenuwstelsel is het neuron of de zenuwcel. Dit is ook de basis van ons gedrag. De meeste
neuronen zitten in de hersenen en het ruggenmerg. Er zijn zo een 100 miljard neuronen in de hersenen. Neuronen
werken volgens een binair systeem (0 en 1) en kunnen dus eigenlijk niet veel alleen. De complexiteit zit in de
hoeveelheid neuronen die we hebben.
Allerlei omgevingsfactoren hebben invloed op de ontwikkeling van neuronen. Een laag intelligentiequotiënt gaat
gepaard met het foetale alcoholsyndroom, een stoornis te wijten aan een teveel aan alcohol dat vanuit de
bloedsomloop van de moeder terechtkomt in de bloedsomloop van de foetus.
Lange tijd werd gedacht dat de aanmaak van neuronen (neurogenese) volledig voor de geboorte gebeurde, maar
inmiddels weet men dat gedurende de hele volwassenheid op een beperkt aantal plaatsen in de hersenen nieuwe
neuronen ontstaan uit stamcellen.
Types neuronen:
Sensorische neuronen: ontvangen informatie van het lichaamsweefsel en de waarnemingsorganen en sturen
deze informatie naar de hersenen of het ruggenmerg. Zij zorgen ervoor dat de hersenen informatie ontvangen
over de buitenwereld en het lichaam
Motorische neuronen: sturen signalen vanuit de hersenen en het ruggenmerg naar de spieren, organen en
klieren van het lichaam. Ze zorgen voor de uitvoering van de ‘bevelen’ van de hersenen.
Interneuronen: dragen informatie over tussen neuronen.
Bouw van een neuron: Synaps
Neuronen bestaan uit drie grote delen: een cellichaam, dendrieten en
een axon. Het cellichaam van een neuron bevat structuren die ook in
andere lichaamscellen aangetroffen worden, zoals de celkern die de
genetische informatie van een organisme bevat, en mitochondria die
zorgen voor de stofwisseling van de cel. De dendrieten vormen een
netwerk van smalle vezels, die vanuit het cellichaam komen. Zij
ontvangen signalen van andere cellen. Het axon is een lang, dunne vezel
die uit het cellichaam komt en zich aan het einde splits in een waaier van
uiteinden. Via de axonuiteinden gaat de informatie over naar nieuwe neuronen. De axonen van verschillende cellen
groeperen zich en vormen de zenuwen. In de hersenen zijn er korte neuronen (1mm) maar ook langere (aantal cm).
Communicatie binnen een neuron
Informatiegeleiding binnen een neuron is een
elektrochemisch proces: scheikundige processen leiden tot
een elektrisch signaal. Deze scheikundige processen spelen
zich af rond het membraan van het neuron, het vlies dat de
cel afscheidt van de buitenwereld.
Rustpotentiaal: Wanneer een neuron geen signalen
ontvangt of verstuurt, dan is het in rusttoestand. Deze
rusttoestand is in werkelijkheid een actief onderhouden
situatie waarbij de binnenkant van het celmembraan
negatiever geladen is dan de buitenkant. Buiten het axon is
er een relatief grote concentratie van positief geladen stoffen. In het axon zijn er meer negatief geladen deeltjes.
Hierdoor is de ruimte in het axon negatief geladen. Deze spanning wordt de rustpotentiaal genoemd.
Actiepotentiaal: Neuronen worden gestimuleerd door andere neuronen of door receptorcellen. Deze stimuli landen
bijna allemaal op de dendrieten. Sommige stimuli leiden ertoe dat de potentiaal van de ontvangende cel iets
positiever wordt. Daarvoor verkleint het potentiaalverschil tussen de binnenkant en de buitenkant van de cel. Deze
stimuli noemen we excitatorische signalen. Andere stimuli leiden ertoe dat het potentiaal van de ontvangende cel
iets negatiever wordt. Daardoor wordt het potentiaalverschil met de buitenkant groter. Deze noemen we
inhibitorische signalen.
, De potentiaalveranderingen ten gevolge van de signalen verschuiven allemaal naar de axonheuvel, de plaats in het
neuron waar het axon begint. Daar worden ze bij elkaar opgeteld. Bij een kleine verandering van het
membraanpotentiaal zal de instroom van natrium gecompenseerd worden door een uitstroom van kalium.
Wanneer de membraanpotentiaal in de axonheuvel onder toevloed van een reeks excitatorische signalen echter een
bepaald niveau bereikt, dan zetten de natriumpoorten in de membraan zich wijd open en krijgen we een massale
toevloed van Na+ in de axonheuvel. De membraanpotentiaal waarbij de natriumpoorten van het axon zich ver
genoeg openen om een massale instroom van natrium mogelijk te maken, wordt de drempel genoemd. De massale
toestroom van natrium wijzigt de membraanpotentiaal nog meer, zodat er nog meer natrium naar binnen kan.
Uiteindelijk stroomt er zoveel natrium in de µcel dat de polariteit van de membraan omslaat van negatief naar
positief, wat de actiepotentiaal uitlokt, het signaal dat informatie overdraagt in de zenuwcel. De actiepotentiaal loopt
vanuit de axonheuvel naar alle uiteinden van het axon. Na de doortocht van de actiepotentiaal wordt de
rustpotentiaal snel hersteld doordat de natriumpoorten sluiten en kaliumpoorten geopend worden. Hierdoor
stroomt kalium uit het axon, waardoor de rustpotentiaal hersteld wordt. Zodra de rustpotentiaal bereikt is, wordt de
oorspronkelijke ionenbalans hersteld door natriumionen uit de cel te pompten en kaliumionen er weer in. Dit
gebeurt door natrium-kaliumpompen in het membraan. Na de doortocht van een actiepotentiaal kan gedurende
korte tijd geen nieuwe actiepotentiaal uitgelokt worden. Deze periode wordt de refractaire periode genoemd en
duurt 1 tot 2 milliseconden.
Alles-of-niets-wet: Een neuron vuurt altijd op exact dezelfde manier. De grootte en de vorm van de actiepotentiaal is
onafhankelijk van de intensiteit van de stimulus die hem uitlokt. Om de informatie over stimulusintensiteit via een
zenuwbaan over te brengen, worden twee mechanismen gebruikt: (1) het aantal neuronen dat vuurt en (2) de tijd
tussen de actiepotentialen in een axon (snelheid). Bij een sterke stimulus zullen meer neuronen vuren dan bij een
zwakke stimulus. De actiepotentialen zullen ook sneller op elkaar volgen.
Gemyeliniseerde axonen: Als je met je hand iets scherps raakt, vinden er drie processen plaats: (1) eerst wordt je
hand reflexmatig teruggetrokken, (2) dan zie je dat je een snee hebt opgelopen, en (3) pas daarna begin je pijn te
voelen. Dit voorbeeld toont aan dat niet alle zenuwbanen (axonen) even snel signalen doorsturen. In het bijzonder
de pijnsignalen hebben meer tijd nodig dan visuele signalen om het hersenen te bereiken, erin verwerkt te worden
en als pijn gepercipieerd te worden.
Twee factoren bepalen de geleidingssnelheid van een axon: de diameter van het axon en de aanwezigheid van een
myelineschede. Ten eerste speelt de diameter/dikte van het axon een rol. Hoe dikker een axon, hoe sneller de
actiepotentiaal doorgegeven wordt. Een tweede manier waarop de informatiesnelheid van het axon versneld wordt,
is door de aanwezigheid van een myelineschede. De myelineschede is een dun vetlaagje dat rond het axon ligt en op
regelmatige afstand een inkeping vertoont. Deze inkeping wordt de knoop van Ranvier genoemd. Bij gemyeliniseerde
axonen reist de actiepotentiaal niet door de segmenten bedekt met myeline, maar springt hij van knoop tot knoop,
waardoor de snelheid van het signaal drastisch toeneemt. Een andere functie van de myelineschede is de isolatie van
het axon, waardoor een signaal dat door het axon reist, naburige neuronen niet beïnvloedt.
WEETJE: De hoofdoorzaak van multiple sclerose (MS) is het afsterven van de myeline (eiwit).
Single cell recording
Single cell recording onderzoek meet de elektrische activiteit van 1 cel. Steeds wordt dezelfde cel gemeten want we
weten dat een neuron maar 1 ding kan, namelijk een actiepotentiaal van 100 microvolt uitzenden. Dat
actiepotentiaal wordt opgevangen en omgezet in geluid waarbij je het actiepotentiaal hoort of visueel kan zien
a.d.h.v. streepjes. Het onderzoek gebeurt vaak bij dieren maar nu ook meer en meer bij mensen indien ze een
operatie aan de hersenen moeten uitvoeren. Via een opening in de schedel brengen ze een electrode aan.
Er zijn 2 theorieën uit de waarnemingspsychologie die getest worden a.d.h.v. SCR-onderzoek. De oxipitale cortex
(achteraan hersenen) is het gebied waar de visuele informatie wordt verwerkt. Wat doet het? Wat gebeurd er?
Hiervoor zijn dus twee theorieën:
(1) Achteraan de hersenen detecteren we objecten holistische theorie
(2) Achteraan de hersenen detecteren we a.d.h.v. stukken en niet a.d.h.v. volledige beelden/objecten
decompositie theorie
Experiment: Hubel en Wiesel (nobelprijs)
Zijn er cellen die specifiek gevoelig zijn voor
bepaalde oriëntaties (decompositie theorie) ?
Data:
