Samenvatting Gedragsneurowetenschappen - uitgebreide uitleg Hoofdstuk 4, 5, 6
Ben je op zoek naar een uitgebreide en helder geschreven samenvatting voor het vak Gedragsneurowetenschappen? Mijn samenvatting is zorgvuldig samengesteld op basis van het handboek en biedt meer informatie dan de les...
4 HOE GEBRUIKEN NEURONEN ELEKTRISCHE SIGNALEN OM INFO TE VERZENDEN?
Descartes: eerste poging om aan te tonen hoe info door zs reist
Info wordt gedragen door hersenvocht
Hersenvocht stroomt via zenuwbuizen en activeert spieren
Onjuist, maar… 3 basisvragen:
1. Hoe detecteren onze zenuwen een zintuigelijke prikkel en informeren ze de hersenen hierover?
2. Hoe beslissen de hersenen welke reactie ze moeten geven?
3. Hoe sturen de hersenen de spieren om te bewegen?
Actiepotentiaal = elektrische activiteit op een dendriet en het cellichaam die de kans op het activeren
van een informatie-impuls vergroten of verkleinen
4.1 ZOEKEN NAAR ELEKTRISCHE ACTIVITEIT IN ZS
VROEGE AANWIJZINGEN DIE ELEKTRICITEIT EN NEURALE ACTIVITE IT VERBONDEN
1731: Stephen Gray
Wreef met stof over een staaf om elektroden te verzamelen
o Hield deze tegen de voeten van een jongen
Hield metaalfolie voor de neus van een jongen werd aangetrokken en krulden
Elektriciteit als boodschapper van info in zs
Onderzoek naar elektrische stimulatie
Luigi Galvani
Poten van kikkers (aan een draad) trillen bij onweer
Vermoede dat elektriciteitsvonken van storm de beenspieren activeren
o Elektrische stroom zenuw spiersamentrekking
Ontdekking van elektrische stimulatie = het doorgeven elektrische stroom van het niet-
geïsoleerde punt van elektrode door weefsel, wat zorgt voor verandering in de elektrische
activiteit van het weefsel
Gustav Theodor Fritsch & Eduard Hitzig: elektrische stimulatie van de neocortex veroorzaakt beweging
Stimuleerde de neocortex van een persoon met hoofdletsel
Observatie van bewegingen als reactie op stimulatie van specifieke delen van neocortex
Robert Bartholow
Eerste onderzoeker die effecten van menselijke hersenstimulatie beschreef
Stimuleerde blootliggende hersenweefsel
Ethische en technische kritiek; maar… toonde basisprincipes van menselijke cortocale aan
Elektrische registratie
Richard Carton: elektrische stromen in hersenen meten
Gevoelig apparaat dat elektrische stroom tussen twee lichamen meet
EEG = grafiek van de elektrische activiteit van de hersenen, die voornamelijk bestaat uit
graduele potentiëlen van vele neuronen
Bewijs dat neuronen elektrische berichten verzenden
Maar… elektrische stroom in lichaam ≠ elektrische stroom in huishouden
30
,Hermann von Helmholtz
Stimuleerde een zenuw de naar een spier leidt + mat de tijd tot spiersamentrekking
Zenuw geleid info met snelheid van 30 à 40m/seconde
Elektriciteit langs draad: miljoen keer sneller
Julius Bernstein: neurale chemie produceert elektrisch potentieel
Elektrisch potentieel kan veranderen
Beweging van ionen vormt de boodschap die door neuron wordt overgebracht
Ionen reizen zelf niet langs het axon; wel een golf van ionisch potentieel ≈ golven op water
HULPMIDDELEN VOOR HET METEN VAN ELEKTRISCHE A CTIVITEIT IN EEN NEURON
Golven zijn klein en beperken zich tot de oppervlakten van neuronen
d.m.v. conventionele elektrische stimulatie kunnen we golven produceren
d.m.v. elektrische registratietechniek kunnen we golven meten
Voltmeter = apparaat dat de sterkte van elektrische spanning meet door het verschil in elektrisch
potentiaal tussen twee punten te registreren
Meet een verandering in het elektrisch potentiaal op het membraan van de axon
Elektrische activiteit meten: wat hebben we nodig?
A. Een grote neuron
B. Een gevoelig meetapparaat
C. Een kleine elektrode
Reuzeaxon van de inktvis
Neuronen van mensen: klein (1 tot 20 micrometer)
Neuronen van inktvis Logio vulgaris: groot (± 1 mm) ontdekking van JZ Young
Grote axonen worden gevormd door fusie va kleine axonen
Grote axonen verzenden sneller berichten dan kleine axonen snel vluchten
Alan Hodgkin en Andrex Huxley: sneden axon uit inktvis en hielden dit levend/functionerend
bepaalden de ionisch gebaseerde elektrische activiteit van het neuron (nobelprijs)
Oscilloscoop
= een gespecialiseerd apparaat dat dient als een voltmeter die gevoelig genoeg is om verandering in
minuscule elektrische signalen over tijd te registreren
Elektrische lading van zenuw of neuron: millivolts
Tijd: milliseconden
Micro-elektroden
= een microscopisch klein geïsoleerde draad of een met zoutwater gevulde glazen buis waarvan de
niet-geïsoleerde punt wordt gebruikt om neuronen te stimuleren of op te nemen
Klein genoeg om op of in axon te plaatsen
Kan elektrische stroom leveren aan een enkele neuron + opnames ervan maken
2 manieren:
31
, Algemeen
A. Punt van een stuk draad in of op een neuron plaats
voor meting van elektrische stroom
B. Dunne glazen buis met fijne punt gevuld met
zoutwater elektrische stroom geleiden
Draad in de zoutoplossing verbindt de elektrode
met een stimulatie of registratieapparaat
Micro elektrode op een axon: extracellulaire meting
Micro elektrode in een axon: intracellulaire meting
spanning over celmembraan meten
Verfijnd
Punt van glazen micro-elektrode in het membraan
van de neuron plaatsen
Zuigkracht totdat de punt vast zit
Mogelijkheid om opname te maken van klein stuk
membraan dat een de punt verbonden is
Hodgkin en Huxley: zenuwimpulsen zijn veranderingen in concentratie van specifieke ionen
Basis van elektrische activiteit in zenuwen = beweging van intracellulaire en extracellulaire
ionen, die positieve en negatieve ladingen door het celmembraan dragen
HOE IONENBEWEGING ELEKTRISCHE LADINGEN PRODUCEER T
Intracellulaire en extracellulaire vloeistof bevatten verschillende ionen:
3 factoren die de beweging van anionen en kationen beïnvloeden:
A. Diffusie = beweging van ionen van een gebied met een hogere concentratie naar een gebied met
lagere concentratie door willekeurige beweging
Vereist geen extra energie; is het resultaat van een willekeurige beweging
Resulteert in een dynamisch evenwicht waarbij de moleculen relatief gelijk verspreid worden
B. Concentratiegradiënt = relatieve overvloed van een stof in een ruimte; hierdoor kan de stof
d.m.v. diffusie van een gebied met een hogere naar lagere concentratie
Verschil in aantal (concentratie) ionen tussen twee gebieden
Verschillende soorten ionen worden evenwichtig verdeeld
C. Spanningsgradiënt = verschil in elektrisch potentiaal tussen twee regio’s waardoor een stroom
van mogelijk is als de twee regio’s met elkaar zijn verbonden
Verschil in lading tussen twee gebieden
Ionen bewegen van gebied met ↑ elektrisch potentieel naar gebied met ↓ elektrisch potentieel
Positieve en negatieve ionen worden evenwichtig verdeeld
Zie p.119 voor werking van concentratie en spanningsgradiënt
Balans van ionen door een membraan = evenwichtspotentiaal
Verschillende concentraties zorgt voor verschil in potentiaal aan zijden van membraan
spanningsverschil
Spanningsverschil is het grootst dicht bij het membraan 32
, 4.2 ELEKTRISCHE ACTIVITEIT OP DENDRITISCHMEMBRAAN EN CELLICHAAMSMEMBRAAN
Meeste biologische membranen: semipermeabel ionenkanalen
Electrische activiteit neuron= beweging van specifieke ionen door de kanalen over membranen
Golven van elektrische activiteit bewegen langs membranen en brengen info doorheen hele ZS
RUSTPOTENTIEEL
Één micro-elektrode op buitenoppervlak van membraan van axon Afwezigheid van stimulatie
Één micro-elektrode op binnen oppervlak van membraan van axon bedraagt het verschil 70mV
Lading aan buitenkant van membraan is positief 0mV
Lading aan binnenkant van membraan is negatief -70mV
Lading kan veranderen indien veranderingen in membraan
In rust verschil in lading produceert een elektrisch potentieel dat mogelijkheid biedt om opgeslagen
energie te gebruiken ≈ batterij
Rustpotentieel = elektrische lading over het isolerende celmembraan bij afwezigheid van
stimulatie; een opslagplaats van potentiële energie die wordt geproduceerd door een grotere
negatieve lading aan de intracellulaire zijn ten opzichte van de extracellulaire zijde
Meeste lichaamscellen hebben rustpotentieel
Rustpotentialen variëren van -40 tot -90mV
4 geladen deeltjes produceren rustpotentieel:
o Natrium (Na+)
Positief geladen kationen
o Kalium (K+)
o Chloride (Cl-)
Negatief geladen anionen
o Grote eiwitmoleculen (A-)
Ongelijk verdeeld over membraan van het axon:
K+ en A- intracellulaire vloeistof
Na+ en Cl- extracellulaire vloeistof
RUSTPOTENTIEEL BEHOUDEN
Kanalen, poorten en pompen houden rustpotentiaal in stand
3 kenmerken:
1. Membraan is relatief ondoordringbaar voor grote moleculen eiwitten (A-) blijven in de cel
2. Niet-gated kaliumkanalen (lekkanalen) laten K + vrijer door het membraan bewegen; niet-gated
chloridekanalen laten Cl- door; natriumkanalen houden Na+ buiten
3. Na+- K+-pompen stoten (3) Na+ uit de intracellulaire vloeistof en trekken (2) K+ aan
Binnen in de cel
Grote eiwitten worden in cellen geproduceerd
Membraankanaal kan deze eiwitten niet doorlaten uit cel
Negatieve lading van eiwit transmembraanspanning (rustpotentieel) produceren
Negatieve lading in evenwicht brengen:
o K+ accumuleren
o 20x meer K+ in cel dan er buiten via lekkanalen
! Te veel kaliumionen aan binnenkant van membraan K+ en A- neutraliseren elkaar
geen lading over het membraan
Maar… aantal kaliumionen binnenin cel is beperkt; instroom van K+ wordt tegengewerkt door
concentratiegradiënt wanneer intracellulaire concentratie hoger is dan extracellulaire concentratie
33
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper janahassewer. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €7,48. Je zit daarna nergens aan vast.
