Biologische psychologie II: functies
Inleiding
Praktische informatie
Praktische info
Studiemateriaal
Voorkennis: Biologische psychologie I of gelijkwaardig.
• Hoofdstukken 2, 3 en 5 in handboek om op terug te vallen.
• Kernwoorden opgenomen in verklarende woordenlijst
Leerstof
• Richtlijn: wat behandeld wordt in de les is te kennen
• Afwijkingen in structuur & inhoud tov. handboek mogelijk!
Inleiding: structuren en functies
Inleiding
Situering van de cursus
Biologische psychologie I (voorkennis):
• Evolutie en gedragsgenetica: overerfbaar DNA (geneticacodes) à fysieke structuren à hebben
onmiskenbare invloed op gedrag.
o BV. heratibiliteit IQ geschat op 50% (50% IQ dus bepaald door genetische code).
o Vernietig systeem hersenen -> doof, blind, etc.
• Micro- en macrostructuur (grote lijnen) van het zenuwstelsel.
• Belangrijkste onderzoeksmethoden.
Biologische psychologie II: functies
• Inzoomen op processen in specifieke deelstructuren.
o Zintuigen
o Motoriek
o Slaap en biologische ritmes
o Leren en geheugen
1
, o Stress
• Uitermate breed en gespecialiseerd vakgebied; work in progress.
o Helikopterzicht van belangrijkste functies.
• Belang van netwerkstructuren.
Netwerkstructuren: Voorbeelden
Neuron A: heeft een axon, zender (pijl) à wordt ontvangen door dentrieten van neuron B. Als axon A een actiepotentiaal
vertoont: boodschapperstofjes vrijgemaakt in de synaps (contactplaats tussen 2 neuronen). Afhankelijk van hoeveel stofjes,
hoeveel receptoren neuron heeft, … gaat dit neuron B beïnvloeden. Meest extreme geval: actiepotentiaal neuron A leidt tot
actiepotentiaal neuron B à gaat dit doorgeven. Kettingreactie.
+ = invloed van neuron A op neuron B: exitatoir = een exitatoire postsynaptische potentiaal. In neuron B is er een
membraanpotentiaal dat in rust negatief is à exitatoire potentiaal gaat dit rustpotentiaal positiever duwen, als dit boven
een bepaalde drempel uitschiet: positieve piek in membraanpotentiaal, gepaard met een actiepotentiaal, daarna de
negatieve toestand terug herstelt.
• Rustpotentiaal als actief negatieve toestand: kost energie om neuron B een negatieve drempelpotentiaal
te laten volhouden. Functioneel: in onderdrukken van ruis in de communicatie.
• Onderdrukt ruis
• Ook netwerkmechanismes
Waarom heeft de biologie dit op deze manier georganiseerd, wetende dat om negatieve rustpotentiaal te behouden neuron
B ontzettend veel energie moet uitgeven, terwijl neuron B in rustpotentiaal 0 zou kunnen zijn? Om te herstellen zou neuron
B gewoon tot 0 moeten gaan. Beetje positief en beetje negatief terug tot 0 krijgen.
• Niet zonder reden zo georganiseerd: duidelijk, extreem onderscheid tussen VUREN of NIET VUREN. Moeilijk om
neuron B tot actiepotentiaal te krijgen, moeilijk om die perongeluk te laten vuren. Positief of negatief (niet beetje
positief of beetje negatief).
• Neuronen, zenuwstelsel: cellen die met elkaar communiceren (geen monopolie: allerlei cellen in lichaam die
communiceren, bv. Hormonaalstelsel), eigen aan de neurale communicatie: preciezer (neuron A communiceert met
neuron B vs hormonaal: hormonen spreken niet één cel aan, aspecifieke boodschap (‘stilaan tijd om aan de
puberteit te beginnen’)) + duidelijk in de tijd (snel, accuraat, dan & niet op andere moment (weglopen van een
leeuw) vs hormonale stelsel: puberteit begint bij iedereen op andere moment). Processen die we op automatische
piloot vertoont positief of negatief (inademen & uitademen), neuronen gaan in de communicatie voor ALLES of
NIETS. Maken duidelijke beslissingen.
2
,Cellen niet perfect, levende dingen. In de netwerken zou het ideaal zijn dat neuron A alleen vuurt wanneer dat neuron moet
vuren. Maar in de realiteit soms wat rommelig; soms geeft neuron A foutief actiepotentiaal terwijl die dat eigenlijk niet zou
moeten doen. Neuron B wordt beïnvloedt door de meerdere neuronen; als af en toe één perongeluk vuurt is dat niet erg
want onvoldoende om neuron B over drempelpotentiaal te tillen. Dus maw: systeem van een negatieve rustpotentiaal is een
manier om de ruis uit te zuiveren (want er is altijd ruis op de boodschap). Doordat die toestand zo alles of niets
(actiepotentiaal of niet) is, zorgt dit ervoor dat neuron B een buffer/capaciteit heeft om die ruis op te vangen, & niet
perongeluk vuursignaal gaat doorgeven aan bv. Neuron C. Systeem helpt om de ruis op te vangen op niveau van twee
neuronen die met elkaar communiceren = meest eenvoudige netwerk. In de complexere netwerken nog meer ingebouwde
manieren in de structuur om dat soort ruis uit te sluiten (microprocessen, maar ook hele boel netwerkmechanismen).
Algemene kenmerken van netwerken;
Eeunvoudig keten: één laag neuronen communiceert met een andere laag neuronen, geven één-op-één door. Elk neuron
krijgt input van precies 1 neuron in de vorige laag.
Complexere keten:
• Convergentie: één ontvangende laag krijgt input van een grotere (meerdere) laag. In de eerste laag meer dan in de
tweede laag: elke neuron in de tweede laag krijgt input van meer dan één neuron. Intergratie, combinatie van de
zaken die binnenkomen via de eerste laag. Convergeren = samenkomen.
o Kwantitatieve integratie: in netvlies grote convergentie op niveau van fotoreceptoren (cellen die
rechtstreeks gevoelig zijn voor licht) à geven dit door aan een volgende cellaag. Meer dan één
fotoreceptor geeft input aan één cel in de volgende laag.
§ Nut: zwak, weinig licht. Er zijn fotonen, maar weinig. Te weinig om alle 3 fotoreceptoren te
raken. Via deze organisatie kan neuron in volgende laag nog oppikken dat er licht is. Als veel
fotoreceptoren vuren = helder licht <-> als weinig fotoreceptoren vuren = zwak licht.
§ Optelsom gemaakt van de boodschappen die van de eerste laag toekomen.
o Kwalitatieve integratie: niet gewoon een optelsom van neuronen die dezelfde soort aanleveren, maar
een combinatie van verschillende soorten info. Neuron in tweede laag houdt zich bezig met waar iets zich
bevindt in de visuele veld (lokaliseren), fotoreceptoren (info: er is licht). Kwalitatieve intergratie want
Input van lichtgevoelige cellen & van motorische cellen die betrokken zijn bij aansturen van
oogbewegingen.
o Convergentie dus een laag met meerdere neuronen dan andere laag.
3
, • Middelste figuur: geen convergentie, want even veel neuronen in de twee lagen. Elk neuron krijgt input van 3
andere neuronen. We komen dit vaak tegen in de netwerken die bezig zijn met objectherkenning. Situatie: (laag 2);
één neuron bezig met herkennen van tomaten, één met herkennen van paprika’s, één met herkennen van chili’s;
(laag 1); één neuron geeft rode info, één geeft groene, één geeft wit à elk neuron in de tweede laag heeft input
nodig van wit, rood & groen dus zie redistributie: herverdeling van info over de tweede laag. Dus: alle neuronen in
de tweede laag krijgen input van alle neuronen in de eerste laag.
• Divergentie: in de eerste laag mindere neuronen dan in de tweede laag. Zie stijgende banen die de sensorische info
naar uw brein gaan bundelen. Gaan naar de thalamus, dan herverdeling naar alle kanten van sensorische info;
ergens een splitsing.
o Opsplitsen: één neuron dat naar de meerdere neuronen gaat projecteren.
o Versterken: zie spierensysteem; één piramidaal neuron kan tienduizenden spiercellen beïnvloeden à
divergentie: één cel die veel cellen gaat beïnvloeden. Indien één-op-één; veel neuronen nodig (veel
energie).
Netwerkstructuren: Feedback
Netwerken kunnen helpen om de ruis in te dammen, zorgen dat die ruis geen invloed uitoefent op uw beslissingen;
• Feedback: neuron A heeft een exitatoire invloed op neuron B. A heeft ook een exitatoire op een neuron C. Dwz: als
A voldoende actiepotentialen kort in de tijd afvuurt gaat dit neuron B misschien doen depolariseren (ook tot een
actiepotentiaal doen overgaan), maar dat kan ook neuron C tot een actiepotentiaal doen overgaan. Neuron C heeft
vervolgens een negatieve projectie op A; neuron A exciteert neuron C & neuron C gaat op zijn beurt neuron A
inhiberen. Waarom, nut?
o Typisch: neuron B heeft meerdere pulsen van A nodig om tot actiepotentiaal over te gaan; ofwel
summatie van verschillende neuronen die neuron B gaan beïnvloeden ofwel sumatie in de tijd; temporele
sumatie = als A vaak genoeg kort achter elkaar afvuurt, kan dit neuron B over de drempel gaan tillen
omdat neuron B onvoldoende tijd om dat rustpotentiaal te herstellen. Dit wordt tegen gewerkt door de
feedback: één puls vertrekt vanuit A dus neuron B komt dichter aan de drempel + een puls vertrekt vanuit
A naar C met enige vertraging. Neuron C gaat neuron A dempen, gaat opnieuw vuren in neuron A
bemoeilijken (niet alles of niets; gaat de kans op temporele sumatie verkleinen) à van belang; B alleen
zien vuren wanneer A samen met andere neuronen op B vuurt & niet wanneer A vuurt kort na elkaar
want als alleen A vuurt, want dat i misschien de ruis dus niet reageren.
§ Moeilijkheid: de gevoeligheid van synapsen kan verschillen; kan dat als A een positieve impuls
naar dat neuron B geeft, kan de inhiberende invloed van neuron C kleiner zijn dan de excitatoire
invloed.
4
