Biologische psychologie II:
Deel 1: Het beïnvloeden van functies:
Laesie studies:
We gaan de relatie tussen natuurlijke voorkomende letsels en het verdere gedrag bestuderen.
Bijvoorbeeld: Louis Victor kONalles qua taal en uitdrukking begrijpen maar kONzelf niets zeggen buiten het woord ‘Tan’. Hij was
normaal intelligent. De fransman Broca toonde o.b.v. dissectie van het brein en andere gelijkaardige gevallen een sterke
correlatie aan: ‘expressieve afasie’ (het onvermogen zich verbaal uit te drukken). Het gaat om schade in de linker anterieure
helft van het brein (zone van Broca).
Wat toont dit aan? Dat taal niet in 1 bepaald gebied van de hersenen zit, maar omvat verschillende functies. Als je bv iemand
zijn hart vernietigt dan kan die ook niet meer praten dus de verantwoordelijkheid ligt niet enkel in de hersenen.
De nadelen van laesie:
• Geen informatie over het functioneren voor laesie, je weet niet hoe de mensen functioneren voor het gebeuren
• De schade is meestal uitgebreid, niet beperkt tot 1 structuur (moeilijk verbanden vast te stellen)
• Geen experimentele controle over welke functies er worden beïnvloed
• Sommige regio’s zijn vatbaarder of meer beschermd voor bv een beroerte (bv je hart is zeer beschermd)
• Vroeger moest men wachten tot de dood van de patiënt om dissectie uit te voeren.
1) Experimentele ablatie:
Het weefsel doelbewust vernietigen. Dit werd in het verleden veel toegepast bij mensen, nu niet meer. Wordt wel nog
toegepast bij dieren.
Lobotomie: het verwijderen van de witte stof in de frontale hersenkwab. Het werd toegepast bij kinderen met
gedragsproblemen, vooral in de V.S.
Resectie(chirurgische ablatie) van bepaalde hersendelen wordt wel nog steeds toegepast bij klinische doeleinden.
A. Radiofrequente laesie:
Een draadvormige elektrode in de hersenen brengen. Het is een doelgerichte methode waarbij we lokaal aan
ablatie doen. Er komt wisselstroom doorheen e draad en vernietigt alle weefsel in de buurt van die elektrode
(zowel cellichamen als axonen). Achteraf doen we aan gedragsobservatie en verificatie van de locatie waar men
laesie deed.
Men gaat de draad plaatsen d.m.v. een stereotactisch apparaat. Dit fixeert de
schedel en het toestel brengt de electrode o.b.v. coördinaten naar de doelregio.
B. Excitotoxische laesie:
Er wordt een cannula (dun metalen buisje) ingebracht. Door dit buisje komt er
exciterend aminozuur dat wordt ingebracht in de hersenen. Het vernietigt cellichamen door overstimulatie,
maar niet de omliggende axonen!! Het lijkt op radiofrequentie omdat je nog steeds werkt met een apparaat en
coördinaten. Hierbij brengt je geen electrode in maar een cannula die de stof pas vrijgeeft als ze op de goeie
plaats zit. De toevallige omliggende banen worden niet beschadigd.
C. Immuun methodes:
Toxische proteïne (saporine, opgevouwen keten van aminozuren) laten koppelen aan antilichamen. De cel sterft. De
antilichamen binden selectief aan eiwitten die enkel voorkomen in bepaalde neuronen. Door het selectief binden komt de stof
op de plaats dat ze moet komen. De stof heeft enkel impact op de cellen die die welbepaalde proteïne bevatten. Je hoeft du niet
te weten waar die bepaalde doelcellen zitten, je kan de stof laten circuleren.
Nadelen ablatie:
• De methodes zijn onomkeerbaar
Pagina 1 van 47
, • De methodes geven bijkomende schade
• Veroorzaakt pijn
Voordeel is wel dat de methodes het onderzoeken van causale verbanden toelaten.
2) Tijdelijke beïnvloeding:
1. Lokale anesthesie
We gaan een tukje hersenen tijdelijk lam leggen. We verdoven de zenuwcellen zelf, niet een volledig weefsel zoals en mond bv.
We kunnen hierbij muscimol gebruiken ( verdovend van een paddenstoel), het is een GABA agonist: we gaan de
neurotransmitters aanvallen die de actiepotentiaal gaan dempen. Er worden dus geen AP’s doorgegeven.
2. Elektrische stimulatie
Lijkt op de radio-frequentiële, het verschil is dat er minder volt wordt toegediend waardoor we geen cellen verbranden en dus
niet permanent wordt. hierbij vuren de neuronen wel sneller. We planten een elektrode die elektrische stimulatie geeft. Het
activeert cellichamen en axonen in de regio die je stimuleert. Het maakt niet uit of de neuronen een exciterende of inhiberende
werking hebben, de techniek houdt er geen rekening mee. Het is ook niet echt specifiek. Het wordt wel gebruikt bij klinische
toepassingen zoals bij de ziekte van Parkinson: je gebruikt medicatie maar die verliest zijn kracht dus we hangen een bakje aan
je lijf dat helpt bij spraak. Als we dit bakje uitschakelen dan hebben ze weer moeite met spraak. (weinig specifiek/geïsoleerd en
weinig ecologisch valide)
3. Chemische stimulatie
We gaan een cannula aanbrengen (zoals exito-toxische). Dit wordt toegepast bij een dier. Bepaalde exciterende aminozuren
gaan meer doen vuren. En deze werkt specifieker. Het stimuleert enkel soma en dendrieten en niet axonen. Het maakt weer niet
uit of ze een inhiberende of exciterende werking hebben. (weinig specifiek/geïsoleerd en weinig ecologisch valide)
4. Optogenetica
We maken gebruik van lichtgevoelige proteïnen vanuit de natuur en we brengen blauw licht tor. We gebruiken een
lichtschakelaar en gaan zo de cel inhiberen/exciteren. Op de oppervlakkige cortex: led lampjes en dieper gelegen: optische
vezels. We kunnen genetisch veranderde virussen injecteren en zo de neuronen infecteren. Ze gaan dan lichtgevoelige
proteïnen produceren.
5. Non-invasieve hersenstimulatie
TMV: Ahv transcraniële magnetische velden. Je kan neuronen doen vuren of verstoren in een regio (dempen)
door tijdelijke magnetische impulsen. Het wordt vooral gedaan bij depressie en is een dure ingreep. Men geeft
een impuls, meet hoelang deze duurt en dit zegt iets over geleidingssnelheid wat iets zegt over aantasting.
TDCS: transcraniële direct current stimulatie. We gaan de prikkelbaarheid van neuronen verhogen of verlagen.
Je kan het gebruiken van thuis en het kost niet veel. Het geeft geen schokken maar een gelijkstroom. Het geeft
geen motorische samentrekking en psychofarmaca beïnvloedt ook hersenweefsels.
6. Targeted mutation
We gaan gemuteerde genen in chromosomen brengen. We blokkeren genetische code mar wordt pas actief
als je een substantie toedient. ‘knock-out genen’: een cel waarin een proteïne wordt geproduceerd wordt tijdelijk geblokkeerd.
‘knock-in genen’: in een cel een proteïne produceren die er normaal niet wordt geproduceerd. ‘voorwaardelijke knock-out’: pas
actief na toediening substantie.
Deel 2: observeren van structuur:
Histologische methoden:
Dit gaat over de weefselleer. Bv na experimentele ablatie gaan we nagaan waar de schade zich bevindt. Specifieke proteïnen
zichtbaar maken.
1. Perfusie: bloed uit bloedvaten verwijderen zodat schimmels het dode lichaam niet verder kunnen opeten en dan een
zoutoplossing door de bloedvaten pompen.
2. Fixatie: weefsel in fixatiemiddel plaatsen om vertering tegen te gaan
Pagina 2 van 47
, 3. Versnijden: onder een zeer koude temperatuur een dood brein bevriezen zodat je het in plakjes kunt snijden.
4. Kleuring: om cellen zichtbaar te maken. Meestal wordt er gebruik gemaakt van violet. Bv ‘nissl kleuring’: we gaan
korreltjes van RER kleuren en dit is dan enkel aanwezig in de soma en dendrieten. (waar cellichamen zitten).
a. Immunocytochemie: bepaalde receptoren zichtbaar maken. Ze worden zichtbaar gemaakt door blootstelling
aan bepaald licht. We kunnen kleuren van een NT.
5. Observatie: via een lichtmicroscoop maar dat is ongedetailleerd en kan enkel bij dunne secties. Het kan ook met een
elektronenmicroscoop dat is meer gedetailleerd, ook enkel bij dunne secties en veel duurder. Het kan door scanning
wat een 3D beeld geeft maar ook enkel dunne secties. Via de confocale laserscanning kunne we dikke secties
gebruiken! Zelfs toe te passen op een levend weefsel, maar cellen moeten gekleurd worden met fluo.
Tracing:
• ‘naar welke structuren sturen neuronen hun output?’ dit zijn de efferente axonen = anterograad.
Opname door dendrieten en soma, transport naar eindknopen.
• ‘van welke structuren ontvangen de neuronen een axionale input?’ dit zijn de afferente axonen =
retrograad. Het wordt opgenomen door de eindknoppen en transporteert naar soma.
Dit anterograad en retrograad zijn 1 stap in de keten van neuronen.
• Transneurale tracing: verschillende stappen in 1 keer in kaart brengen. We gaan dit doen ahv virussen. Alle neuronen
in de keten infecteren.
Structuur van levend menselijk weefsel:
Methoden om mensen hun hersenweefsel te kunnen bestudeen. Het is toepasbaar na dissectie van een dood proefdier. Maar
door radiografie en computers is het ook toepasbaar bij levende mensen.
1. CT:
Geavanceerde X-Ray. Het zijn allemaal verschillende afgescheiden foto’s.
Voordelen Nadelen
• 3D • Je mag niet bewegen (probleem voor nerveuze
• Goede resolutie, specifiek mensen)
• Goede voor harde weefsels • Kan geen onderscheid maken tussen zachte
• Toepasbaar op levend menselijk weefsel weefsels( grijze en witte stof)
• Sneller dan MRI (voor urgentie) • Veel straling
• Hoge spatiale resolutie , lokaliseert bron • Metaal verstoort het beeld (stent in hoofd)
Radiologische en neurologische conventie:
Radiologisch= de patiënt staat voor jou met zijn gezicht. De linkerkant van zijn hoofd bevat de rechterhemisfeer
Neurologisch= de patiënt staat met zijn rug naar jou. De linkerkant van zijn hoofd bevat de linker hemisfeer.
2. MRI:
Structurele MRI= de structuur van het lichaam in kaart brengen. Het heeft een zeer sterk
magnetisch veld, maar geen radioactieve straling. Een f-MRI is bij het in kaart brengen van
functies
. Wat doet een RMI? Het zorgt dat kernen van waterstofatomen in 1 richting liggen. Nadien worden deze allemaal door elkaar
gedraaid in verschillende richtingen. Dan komen ze terug in hun positie en komt er energie vrij.
Voordelen Nadelen
• 3D • Metaal verstoort het beeld en geeft teveel
• Goede resolutie aantrekking wat dodelijk is
• Geen lange termijn schade • Vraagt verkoeling van de superversterkers. Je moet
• Toepasbaar op levend menselijk weefsel vloeibaar helium aandrijven en dat is duur.
• Hoge spatiale resolutie , lokaliseert brON • Bepaalde delen van de hersenen zijn gevoelig voor
vervorming
• Niet bewegen en lawaaierig
Bijzondere toepassing: angiografie
Pagina 3 van 47
, Deel 3: observeren van activiteit:
Elektrische en elektromagnetische activiteit:
Micro-elektrodes: heeft een directe meting, is invasief dus veroorzaakt schade, registreren AP
Macro-elektrodes: registreren geen AP, kan soms invasief worden toegepast. De meest toegepaste is EEG. Als, het invasief
wordt toegepast gaat men de schelden openleggen en de tumor verwijderen, men gaat dan de hersenactiviteit registreren.
NONinvasief is als men elektrodes op de schedel legt en zo elektriciteit registreert. Het nadeel van nONinvasief is wel dat het
door de schedel, meningen, vocht etc. moet gaan dus je beeld is waziger.
EEG:
Een signaal van 1 post synaptische potentiaal is te klein voor registratie. We gaan een optelsom maken. Geen optelsom van actie
potentialen, want die zijn kortstondig!! Alle neuronen moeten op hetzelfde moment een potentiaal ontvangen. Je kan non-
invasief hersenactiviteit meten. Loodrecht op de schedel, piramidale neuronen, parallelle bundels…
We kunnen de activiteit in de gyri beter meten
dan in de sulcus.
EEG is een sterke methode. Het is ook niet duur.
Voordelen Nadelen
• Goedkoop • Niet geschikt voor diepe kernen
• Je kan het meenemen, mobiel • Detectie van enkel welbepaalde soorten activiteit
• Zeer hoge temporale resolutie (snel) • Veel tijd voor montage
• Stil, geen lawaai • Neuronen op de loodrechte lijn van de gyri zijn
• Je mag veel bewegen meetbaar, platte in de sulcus niet. Radiale bronnen
• Niet schadelijk verstoppen tangentiale bronnen
• Artefacten: oogbeweging, elke keer als je knippert
zit je met een stuk EEG waarmee je niks kan doen
• BrONvan activiteit moeilijk te lokaliseren (lage
spatiale resolutie)
• Een TL lamp en stopcontacten zenden elektriciteit
uit en de EEG pikt dit op
Enkele klinische toepassingen van een EEG:
Doorbloeding tijdens chirurgie, bewustzijnsniveau of slaaptoestand bepalen, epilepsie, middelen gebruik zijn impact bekijken. Je
kan eigenlijk de hersenen volgen zonder dat er bewust toestand hoeft te zijn (coma is ook goed). Je kan zo ook een wakker brein
onderscheiden van een dood brein. Ook kan je neurofeedback doen: je kan de mensen zelf hun hersenactiviteit laten zien op
hert moment dat iets zich voordoet (je kan wel enkel de frequentiebanden zien). Dit wordt toegepast bij ADHD.
De klinishce effecten zijn wel laag, maar we kunnen die frequentiebanden beïnvloeden. Ook kan een EEG helpen bij verlamde
mensen. Mensen die niet kunnen praten kunnen door oogbewegingen letters in een computer tikken.
een EEG dat hangt op je gelaat is meestal om je knipperbewegingen te registreren. Deze kunnen
zorgen voor storing.
Bepaalde frequentiebanden hangen samen met een bewustzijnstoestand. Bv slaaptoestand,
coma, wakker… maar je moet een groot aantal stimuli hebben en er moet een nauwkeurige
registratie aanbiedingsmoment zijn. er mag geen ruis op het signaal zitten. Hieruit verder komt de ERP
Pagina 4 van 47