Biologische grondslagen: cognitie
The Student’s Guide to Cognitive Neuroscience (4e editie)
Hoofdstuk 2: Introducing the brain (blz. 19-34)
Overzicht van de belangrijkste hersenstructuren en -functies op alfabetische volgorde (basiskennis):
Basale ganglia
Belangrijk bij het wisselen van gedrag, de controle van vrijwillige bewegingen en postuur.
Ziekte van Parkinson
Ziekte van Huntington
Cerebellum (kleine hersenen)
Cruciaal in motorische controle en verantwoordelijk voor coördinatie, precisie en timing van
motorische activiteiten.
Cerebrale cortex (grijze massa)
Verantwoordelijk voor veel hogere functies, zoals taal en informatieverwerking.
Cerebrum
Controleert vrijwillige bewegingen en is in mensen het centrum van emotie, gedachten,
geheugen en taal.
Corpus callosum (hersenbalk)
Dikke bundel zenuwvezels waaronder neuronen die verbinding maken met beide kanten van
de hersenen, belangrijk voor de communicatie tussen de hemisferen.
Derde ventrikel
Een van de vier met vloeistof gevulde holten van het ventriculair systeem.
Frontale kwab
Kortetermijngeheugen, motoriek en hogere cognitieve functies als aandacht en planning.
Hersenstam
Alle motorische en sensorische verbindingen tussen hersenen en lichaam komen hier langs.
Hypofyse (pituitary gland)
Produceert hormonen die andere klieren controleren en aantal lichaamsfuncties reguleren.
(Laterale) ventrikels
Doorgang voor circulatie van cerebrospinale vloeistof, beschermt tegen zwelling trauma.
Mammillaire lichamen
Bestaande uit grijze massa en onderdeel van het limbisch systeem, ze functioneren als een
relaisstation voor de zenuwimpulsen op bepaalde structuren in de hersenen.
Occipitale kwab
Het centrum van het visuele perceptiesysteem.
Olfactorische reukkolven (olfactory bulbs)
Onderdeel van het limbisch systeem en verantwoordelijk voor het reukvermogen.
Optisch chiasme
De plek waar de axonen van de oogzenuwen elkaar kruisen.
Pariëtale kwab
De belangrijkste functies zijn sensatie, perceptie en integratie van sensorische input.
Pons
Betekent “brug” en is verantwoordelijk voor het overdragen van zenuwsignalen.
Temporale kwab
Verwerking van gehoor, taal en sensatie, zoals temperatuur, smaak enz.
Thalamus
Relais en integratie van veel processen, waaronder sensorische informatie die de hersenen
binnenkomt en motorische informatie die de hersenen verlaat.
Het zenuwstelsel is opgebouwd uit twee delen die weer bestaan uit kleinere delen (basiskennis):
, 1. Centraal zenuwstelsel
Hersenen
Ruggenmerg
2. Perifeer zenuwstelsel
Berichten tussen het centraal zenuwstelsel en de huid, skeletspieren en interne organen.
Somatisch zenuwstelsel
Efferente neuronen sturen berichten naar spieren, die we vrijwillig kunnen bewegen.
Afferente neuronen sturen berichten van zintuigen naar het ruggenmerg.
Autonoom zenuwstelsel
Efferente neuronen sturen berichten naar de spieren van de interne organen.
Afferente neuronen rapporteren over de staat van de organen aan de hersenen.
Sympathisch zenuwstelsel
Geeft energie en zorgt dat het lichaam in actie kan komen tijdens opwinding.
Parasympathisch zenuwstelsel
Spaart energie en zorgt dat het lichaam tot rust komt na opwinding.
Tussen schedel en hersenen bevinden zich van buiten naar binnen drie hersenvliezen (basiskennis):
1. Dura mater
2. Arachnoid
3. Pia mater
Sulci: De (kleinere) groeven in de cerebrale cortex.
Fissuur: De grote groef in de cerebrale cortex die de hemisferen van elkaar scheidt.
Gyri: De hersenwindingen (bobbels of ribbels) van de cerebrale cortex.
Neuron: Basiscel van het zenuwstelsel die o.a. cognitief functioneren mogelijk maakt.
Een neuron bestaat uit de volgende drie delen (figuur 2.1 blz. 20):
1. Cellichaam (soma)
Bevat de celkern en andere basismechanismen, die andere lichaamscellen ook hebben.
2. Dendrieten
Dunne extensies van het cellichaam, die berichten van aangrenzende neuronen ontvangen.
Elk neuron heeft vele dendrieten (aantal en structuur afhankelijk van de plek)
3. Axon
Dunne (lange) extensie van het cellichaam, die actiepotentialen overbrengt naar
aangrenzende neuronen of, in geval van motorische neuronen, naar spiercellen.
Elk neuron heeft maar een (1) axon die zich wel kan vertakken in terminale knoppen
Uiteinden van de vertakkingen van een axon die neurotransmittermoleculen loslaten
op andere neuronen of, in geval van motorische neuronen, op spier- of kliercellen.
Myeline: Vettige substantie die axonen beschermt en overdracht van zenuwsignalen
versnelt. Bij de ziekte MS gaat geleiding langzamer door afbraak van myeline.
Grijze stof: Bestaat voornamelijk uit neuronale cellichamen (cerebrale en subcortex).
Witte stof: Bestaat voornamelijk uit (gemyeliniseerde) axonen en steunende cellen (glia).
,Cortex: De buitenste schil van de grote hersenen verantwoordelijk voor hogere
processen.
Subcorticale niveaus: Niveaus onder de cortex verantwoordelijk voor basale activiteiten als
ademhaling en hartslag die voornamelijk kernen bevatten.
De vier kwabben van het laterale (buitenste) gedeelte van de cortex en functies (basiskennis):
1. Frontale cortex
Het achterste gedeelte van de kwab bevat de motorische cortex
Associatie van ideeën
Planning
Zelfbewustzijn
Emotie
2. Pariëtale kwab
Het voorste gedeelte van de kwab bevat de sensorische cortex
Pijn
Kou
Hitte
Aanraking
Beweging van het lichaam
3. Temporale kwab
Gehoor
Reuk
Spraak
Geheugen
Zicht
4. Occipitale kwab
Zicht
Limbisch systeem: Kan worden gezien als de grens tussen het oude evolutionaire gedeelte van
de hersenen en het nieuwe gedeelte erboven, de cortex. Het bestaat uit
verschillende structuren, zoals de amygdala (basisdrijfveren en emoties) en
de hippocampus (codering van herinneringen en ruimtelijke oriëntatie).
10 interessante feiten over de menselijke hersenen:
1. De menselijke hersenen bevatten 86 biljoen neuronen
2. Elk neuron heeft verbinding met 10.000 andere neuronen
3. Neuronen communiceren vooral met neuronen in de buurt (small world architecture)
4. Dat we maar 10% van onze hersenen gebruiken is een mythe
5. De hersenen vertegenwoordigen maar 2% van het lichaamsgewicht
6. De hersenen kunnen nieuwe neuronen genereren, in ieder geval in de dentate gyrus
7. Tussen 20 en 90 jaar verliezen we 10% van onze corticale neuronen (elke seconde 1)
8. Eeneiige tweelingen hebben anatomisch geen identieke hersenen
Het patroon van gyri (ribbels) wordt primair bepaald door niet genetische factoren
Hersengrootte is wel sterk erfelijk
9. Mensen met autisme hebben grotere hersenen vroeg in het leven en grotere hoofden
IQ en hersenefficiëntie lijken niet gerelateerd aan hersengrootte
10. Mannen hebben grotere hersenen dan vrouwen
Vrouwen compenseren dit vermoedelijk doordat hun hersenen meer gevouwen zijn
De totale hoeveelheid corticale neuronen is gerelateerd aan gender
, Synaps: De kleine ruimte tussen neuronen waarin neurotransmitters worden
afgegeven, waardoor neuronen met elkaar kunnen communiceren.
Presynaptisch neuron: De verzender van de impuls.
Postsynaptisch neuron: De ontvanger van de impuls.
Actiepotentiaal: Een plotselinge verandering (depolarisatie en repolarisatie) in de elektrische
eigenschappen van het membraan van het neuron in een axon, dat de basis
vormt voor hoe neuronen informatie coderen (in de vorm van snelheid en
synchronisatie van actiepotentialen).
Neurotransmitters: Chemische signalen die door het ene neuron worden afgegeven en de
eigenschappen van andere neuronen beïnvloeden. Als een actiepotentiaal de
terminale knop van het axon bereikt worden er neurotransmitters afgegeven
in de synaptische spleet tussen de neuronen. Let op in een klein deel van de
synapsen is sprake van elektrische signaaloverdracht en niet van chemische
signaaloverdracht.
Synaptisch potentiaal: Neurotransmitters binden aan de dendrieten of het cellichaam van het
postsynaptische neuron en creëren zo een synaptisch potentiaal. Het
synaptisch potentiaal gaat passief door de dendrieten en het cellichaam van
het postsynaptische neuron, zonder dat dit een actiepotentiaal veroorzaakt.
Deze passieve elektrische stroom vormt de basis van een EEG. Als de totale
passieve elektrische stroom boven een bepaalde drempelwaarde is als hij het
begin van het axon van het postsynaptische neuron bereikt, wordt er een
nieuw actiepotentiaal (actieve elektrische stroom) getriggerd.
Heuvel (hillock): Als de totale elektrische stroom groot genoeg is om een actiepotentiaal te
triggeren (figuur 2.2 blz. 22).
Rustpotentiaal: De elektrische lading over het membraan van een niet actief neuron. Deze
elektrische lading ontstaat door een verschil in elektrische lading binnen en
buiten de cel. De lading van de binnenkant is -70 millivolt ten opzichte van de
buitenkant (de binnenkant is negatiever geladen dan de buitenkant).
Een actiepotentiaal bestaat uit twee fasen (figuur 2.3 blz. 23):
1. Depolarisatiefase (opwaartse gedeelte van de golf)
Natriumionen (Na+) stromen de cel in
De elektrische lading van de cel verschuift van negatief naar positief
2. Repolarisatiefase (neerwaartse gedeelte van de golf)
Door de positieve lading worden kaliumionen (K+) naar buiten geduwd
De cel keert terug naar rustpotentiaal
Hyperpolarisatie: Als de binnenkant van de cel nog negatiever geladen is dan tijdens het
rustpotentiaal. Dit gebeurt voor een korte periode tijdens de
repolarisatiefase en voorkomt dat het actiepotentiaal terug geleid kan
worden (figuur 2.3 blz. 23).
Nodes of Ranvier: De punten op een axon waar zich geen myeline bevindt, een actiepotentiaal
springt als het ware van punt naar punt langs het axon (figuur 2.1 blz. 20).
