Hersenen en gedrag samenvatting
HC 1
We hebben hersenen om ons lichaam te besturen, acties op elkaar af te stemmen en op de
omgeving, dus om informatie te verwerken. Mensen hebben hersenen, omdat wij kunnen
interacteren met onze omgeving. We communiceren met onze omgeving. Er komt input binnen
vanuit onze zintuigen, dat wordt verwerkt in de black box en daarna reageren we op onze omgeving,
doordat onze hersencellen met elkaar communiceren en daardoor spieren kunnen aansturen.
- Input -> verwerking -> output
- Zintuigen -> black box (hersenen) -> motoriek
De hersencellen bestaan uit neuronen en gliacellen. Hierdoor wordt zintuigelijke input en
motorische output mogelijk gemaakt. Neuronen zijn de zenuwcellen en de gliacellen zijn de
steuncellen (vervullende en steunende functie). De gliacellen liggen om de neuronen. Neuronen
hebben dezelfde kenmerken als andere cellen. Zo hebben zij ook een celmembraan met kanalen
waar stoffen uitgewisseld kunnen worden, een celkern (met genetisch materiaal), mitochondriën
(energiefabrieken waar glucose verbrand wordt en energie vrijkomt) en ribosomen (eitwitfabriek).
Het verschil dat een neuron speciaal maakt is dat het gespecialiseerd is om informatie uit te wisselen
met andere neuronen en een beetje met gliacellen. Die communicatie maakt een neuron speciaal.
Daarnaast heeft het neuron een aantal kenmerken; dendrieten (vertakkingen) en de axon (uitloper).
Van de dendrieten heeft een neuron heel veel van en daar komt de informatie binnen in de soma
(cellichaam), waar het samen wordt gebracht. Die informatie komt van andere neuronen (input). Die
informatie gaat vervolgens naar de axon, die zenuwimpulsen vervoert en verschuift naar een andere
plek. Aan het eind van een axon zit namelijk een eindknop (presynaptische terminal) waar de
informatie naar een andere cel wordt doorgegeven en eindigt in die cel. Dit plekje noem je de
synaps. Dus: dendriet -> soma -> axon -> presynaptische membraan (input -> putput -> throughput -
> output).
De gliacellen ondersteunen de functies van de neuronen en bevatten de helft van het hersenvolume.
Ze geven geen informatie door, maar kunnen de communicatie/informatieverwerking wel
beïnvloeden, door neuronen synchroon te laten werken bijvoorbeeld. Zij bieden letterlijk steun
(pudding hersenen krijgt steun) en aan/afvoer (voor de voeding/herstel van de neuronen ->
astrocyten) kunnen stoffen van de neuronen opnemen en doorgeven aan het bloed, produceren
hersenvloeistof (ruimte van vloeistof in de hersenen om de hersenen, waarvan die cellen tussen
hersenvloeistof en hersenweefsel liggen), myelinecellen maken (gliacellen; oligendrocyten) die axon
isoleren zodat de prikkel niet weglekt, spelen een rol in de afweer (gliacellen; microglia) en
ontwikkeling van de hersencellen
- Geven steun
- Spelen een rol in de aan/afvoer van stoffen (astrocyten)
- Maken hersenvloeistof (ependymatische cellen)
- Maken myeline (oligendrocyten)
- Spelen een rol in de afweer (microglia)
- Spelen een rol in de ontwikkeling
Informatieverwerking gaat van: zintuigen -> centraal zenuwstelsel (CZS) -> van ene naar andere plek
in CZS -> naar de spieren. De hersenen en ruggenmerg communiceren met hun omgeving vanuit hun
zintuigen.
, Afferent: voert informatie aan
- Bijv. van de zintuigen naar hersenen
Intrinsiek: als een neuron informatie opneemt en afgeeft binnen hetzelfde hersenstructuur
- Bijv. in het ruggenmerg
Efferent: voert informatie af
- Bijv. van hersenen naar de spieren.
Het sensorisch neuron is afferent t.o.v. CZS, omdat het informatie aanvoert; dendrieten liggen onder
de huid, tastzintuigjes -> stroompje naar cellichaam door de axon naar CZS. Er kan geen neuron zijn
die informatie aanvoert en afvoert, het is dus het ene of het andere. Een motorisch neuron werkt
juist efferent, omdat het informatie afgeeft aan de spieren t.o.v. CZS: dendrieten -> axon ->
presynaptische terminals -> spier. Ten derde heb je het interneuron dat intrinsiek werkt binnen
hetzelfde structuur van CZS: afferent neuron -> interneuron -> efferent neuron -> spieren (reflex).
De hersenen worden beschermd door de schedel en het ruggenmerg door de wervels, het
vloeistoflaagje en de bloed-hersenbarrière -> voedingsstoffen toelaten en schadelijke stoffen zoveel
mogelijk niet toelaten. Het is een mechanisme. De bloed-hersenbarrière is belangrijk, omdat er geen
nieuwe hersencellen worden aangemaakt en die we moeten beschermen. Het immuunsysteem
maakt de hersencellen namelijk dood als die besmet zijn. Het beschermt de hersenen en wordt
gevormd door de wand van de bloedvaten en astrocyten. Tight-junction; de cellen liggen heel
dichtbij elkaar. Wat er wel doorheen kan zijn kleine moleculen (zuurstof, koolstofdioxide), in vet
oplosbare stoffen, ongeladen stoffen en sommige vitaminen (A & D, die hydrofoob zijn en kunnen
oplossen met het celmembraan). Speciale kanaaltjes laten water erdoor en actief transport laat;
glucose, aminozuren, vitaminen en ijzer, door. Virussen, bacteriën en medicijnen kunnen er niet
doorheen (antidepressiva wel doordat het hydrofoob is), maar ook schadelijke stoffen zoals alcohol
(verandert gedrag). Als de barrière stuk gaat -> hersenontsteking.
HC 2
Informatieoverdracht gebeurt in neuronen via elektrische prikkels (door ionen), doordat de ionen
bewegen. Als de poortjes gesloten zijn is er een ladingsverschil -> rustpotentiaal (zelfs in
dendrieten); een ladingsverschil tussen de binnen en buitenkant van de cel. De binnenkant is
namelijk negatiever en de celmembraan is hier de barrière. Dat rustpotentiaal is -70 mV. Het neuron
houdt het ladingsverschil actief (kost energie, cel is dus in rust als er glucose verbrand wordt) in
stand door middel van een pomp.
Een actiepotentiaal loopt alleen door de axon. Dit is een prikkel vanaf het cellichaam om informatie
over te brengen. Het ontstaat als de lading in de cel positiever wordt, dan is de drempelwaarde (-55
mV) bereikt, dan gaat er zo’n actiepotentiaal lopen -> depolarisatie (de inhoud van de cel is dan
positiever, er is een optelling van prikkels die binnenkomen als het netto-effect is dat er meer
positieve cellen binnenkomen). Door depolarisatie wordt het rustpotentiaal verstoord, omdat er
kanaaltjes zijn opengegaan in het celmembraan. De positieve deeltjes (natriumionen) zijn de cel
binnengegaan. Er is dus eerst rust (-70 mV) en dan wordt de drempelwaarde bereikt (AP gaat lopen
en zorgt ervoor dat kanaaltjes opengaan) en schiet de depolarisatie omhoog tot +30 mV. Dan gaan
de natriumkanalen weer sluiten, om de binnenkant negatiever te maken -> repolarisatie en volgt er
een herstelperiode (refractaire periode), waarbij de lading weer hersteld wordt tot -70 mV.
Tijdens het actiepotentiaal gaan er positieve deeltjes naar binnen. Waar het AP al geweest is, blijven
de kanaaltjes dicht, zo verplaatst het zich. Om een axon kan een myelineschede zitten. Het AP
springt over het myeline heen, waardoor het proces versnelt. Er zijn daarom ook alleen kanaaltjes in
,de open ruimte. Bij MS wordt myeline afgebroken, waarbij er geen kanaaltjes op die plekken zitten.
De timing is dan niet goed en mensen missen de informatieverwerking. Een aantal kenmerken van
een actiepotentiaal; alles-of-niets regel, AP is niet proportioneel aan de prikkel/signalen (signaal is
proportioneel aan de stimulus, want bij graduele signalen is de grootte van de ladingen
proportioneel aan de heftigheid van de stimulus, dus de gevolgen voor de cel zijn in verhouding met
de prikkel), als de drempelwaarde wordt bereikt, gaat die aan en gaat de AP lopen, het is aan of uit,
je neemt harder geluid waar, omdat de frequentie toeneemt (meer AP’s), een grotere AP kan dus
niet en de spanning wordt groter in je spieren als er een hogere frequentie is van de APen.
Functie rustpotentiaal; er lopen geen prikkels. Het bereidt de volgende reactie voor om snel te
kunnen reageren, omdat de timing zo belangrijk voor het functioneren.
- EPSP: exciterende post synaptische potentiaal
- IPSP: Inhiberend post synaptische potentiaal
Graduele signalen zijn er in dendrieten en soma en zorgen voor excitatie (EPSP ++++) en inhibitie
(ISPS -----). Ze zijn snel en kunnen elkaar uitdoven. In het cellichaam worden al die potentialen bij
elkaar opgeteld. Dit zijn graduele signalen (afhankelijk van sterkte van de prikkel -> prikkels kunnen
verschil hebben in grootte) -> optelling vormt het AT waarbij dit niet zo is. De rustpomp wil het
rustpotentiaal bereiken. Na de actiepotentiaal herstelt de cel zich weer doordat de pomp de
natriumionen eruit pompt.
Zo heb je sommatie in tijd (herhaalde impulsen hebben een cumulatief effect, herhaling heeft
effect) en sommatie in ruimte (van verschillende plekken opgeteld, spatiele sommatie). Graduele
signalen worden dus opgeteld in tijd en ruimte. Er kan ook een prikkel komen exciterend
(depolarisatie) en inhiberend (hyperpolarisatie-> binnenkant wordt negatiever)-> pos en neg dus->
reactie wordt tegengehouden, er gebeurt niks. Als de drempel niet wordt bereikt, sterven die
prikkels af.
- Rustpotentiaal -> boog die gespannen staat
- Actiepotentiaal -> alles-of-niets regel
- Gradueel potentiaal -> proportioneel effect op de cel
Synapsen-> zorgen ervoor dat neuronen met elkaar communiceren. In de cel gaat het over
elektrische prikkels en tussen de cellen over chemische prikkels. De synaps is een ruimte tussen de
post synaptische cel en de presynaptische cel (axon en dendriet). Daar vindt de
informatieoverdracht plaats, die heel snel is doordat de ruimte zo klein is. Informatieoverdracht
tussen neuronen gebeurt door; neurotransmitters (signaalstoffen, geven een signaal af dat poortjes
moeten openen en zorgen voor de signaaloverdracht in de synaps), die een excitatie en inhibitie
effect kunnen afgeven. Voorbeelden van neurotransmitters; serotonine (+), dopamine (+),
norepinefrine (+), GABA (-), acetylcholine (+) en glycine (-). Hormonen in het lichaam zijn
bijvoorbeeld ook signaalstoffen.
- Presynaptisch: De neurotransmitter wordt gemaakt in de soma en axon. Ze worden
overgegeven in zakjes (vesicles) in de synaps door het AP. Daar versmelten ze met een ander
membraan in zakjes en zo komen ze in een dendriet. Een AP triggert dit in de synaptische
ruimte.
- Post synaptisch: De neurotransmitters hechten zich aan de receptoren. Als de sleutel in het
slot past, verandert de activiteit in de post synaptische cel. De poortjes gaan daardoor open
en andere stoffen (ionen-> positief als het exciterend is en negatief als het inhiberend is)
stromen de cel in. Als het een inhiberend NT is, wordt het rustpotentiaal verstoord.
, De NT hecht aan de post synaptische cel, laat dan los en wordt vervolgens gerecycled door de
presynaptische cel (hergebruik) of afgebroken door enzymen, bijv. door acetylcholinesterase-> twee
andere stoffen wat de neurotransmitter dus onwerkbaar maakt en kan worden opgenomen door de
gliacellen.
Er is een negatief feedback systeem. Post synaptische cel geeft aan dat hij overprikkeld raakt of
geeft een NT af die op de receptor past op cel A. Die geactiveerde receptor geeft dan een
stopsignaal aan de presynaptische cel, waardoor de cel stopt met het afgeven met NT. Cel A kan ook
een autoreceptor hebben, waardoor die gevoelig is voor eigen NT -> geeft zichzelf een stopsignaal
en stopt met het afgeven van NT. Het effect van een NT hangt af van de hoeveelheid die aangemaakt
wordt, of het heropgenomen wordt, mate van afbraak door enzymen (als er enzymen geremd
worden, zijn er meer NT) en het aantal receptoren-> als een cel namelijk overprikkeld raakt,
verdwijnen NT. Exocytose: uitbarsting van de afgifte van NT. Een cel kan verschillende NT afgeven,
maar een NT kan maar hechten aan 1 soort receptor. NT openen alleen poorten, zodat de ionen naar
een ander neuron kunnen gaan, waardoor er een gradueel potentiaal ontstaat en er gekeken kan
worden of er een AP gaat lopen.
HC 3
Prikkeloverdracht in dendrieten en soma -> graduele potentialen die proportioneel zijn aan de
prikkel
Stoffen
- Aanmaak NT
- Vrijkomen NT
- Heropname NT, als het opgeslagen wordt is er meer NT om weer afgegeven te worden
- Afbraak door enzymen in de synaps NT
- Hechting aan receptoren
Er zijn stoffen die de chemie (andere stoffen) veranderen in de synaps.
- Agonist: werkt mee en versterkt het effect van de NT, past namelijk netjes op de receptor
net zoals een NT, maar het is wel een vreemde stof (stimulerend middel of medicijn bijv.)
- Antagonist: werkt tegen en remt het effect van NT, past ook op de receptor, maar heeft toch
een andere vorm, waardoor hij de receptor toch bezet houdt, maar niet activeert. De cel
wordt zo minder geprikkeld.
Affiniteit van een stof op een receptor: stoffen binden moeilijk of makkelijk
- Lage affiniteit; bind zwak aan receptor, laat makkelijk los
- Hoge affiniteit; blijft langer zitten, heeft meer effect op dendriet
Effectiviteit van een stof op een receptor: stoffen hebben weinig of veel effect
- Laag; weinig effect, gaat wel zitten, maar doet niks (antagonist)
- Hoog; veel effect, zet het poortje open
Het effect van een stof wordt bepaald door de interactie tussen affiniteit en effectiviteit. Als er twee
stoffen in een synaps zitten, bind degene met een hoge affiniteit. Er is een soort van competitie
tussen de twee stoffen, maar één stof kan de processen overnemen van de natuurlijke NT. Als een
stof een hoge affiniteit heeft en een hoge effectiviteit is er geen effect en wint de competitie,
waardoor de natuurlijke NT verliest.
