Hersenen en gedrag – Colleges
College 1 – Cellen en informatieoverdracht 1
Mensen communiceren met en reageren op de omgeving. De communicatie van de hersenen verloopt via het
lichaam met de omgeving (input/output). Hersencellen communiceren met elkaar. Er zijn twee soorten
hersencellen die beide de helft van het hersenvolume vormen, neuronen en gliacellen.
- Input → verwerking → output.
o Zintuigen → black box (hersenen) → motoriek.
Neuronen zijn zenuwcellen. Het heeft dezelfde kenmerken als andere lichaamscellen, maar ze zijn ontworpen
om communicatie uit te wisselen.
- Er is een celmembraan (beschermlaag) met kanaaltjes/poriën waar stoffen doorheen kunnen zodat de
cel kan communiceren.
- Er is een celkern met genetisch materiaal.
- Er zijn mitochondriën die zorgen voor energievoorziening middels glucose verbranding.
- Er zijn ribosomen die eiwitten aanmaken.
- Een neuron onderscheidt zich van een gewone lichaamscel door twee kenmerken.
o Dendrieten zijn vertakkingen die
informatie opvangen en in de cel brengen.
Die informatie loopt via het
cellichaam/soma waarna de informatie
geïntegreerd wordt en doorstroomt naar
het axon. Per cel zijn er meerdere
dendrieten.
o Axon is een uitloper aan het neuron die
informatie vervoerd. Het einde van de
axon vertakt, de presynaptische
terminal, en maakt zo contact met dendrieten van andere cellen om informatie door te geven.
Tussen de axon en de dendriet van de volgende cel zit een kleine ruimte die de synaps
genoemd wordt. Via de axon worden zenuwimpulsen vervoert. Er is per cel maar één axon.
- Dendriet → Soma → Axon → Presynaptische terminal.
Gliacellen zijn steuncellen. Deze ondersteunen de functies van neuronen en beïnvloeden de
communicatie/informatieverwerking. Gliacellen geven letterlijke fysieke steun aan de hersenstructuur.
- Astrocyten verzorgen de aan- en afvoer van
stoffen (voeding/herstel). De astrocyt maakt
contact met het bloedvat en kan zo stoffen
opnemen uit het bloed en doorgeven aan
neuronen. Zij beïnvloeden de communicatie het
afgeven van stoffen aan verschillende neuronen
te synchroniseren.
- Er zijn ook gliacellen die hersenvloeistof
produceren die in de holtes van de hersenen
zitten.
- Olygodendrocyten maken myeline aan wat
om de axonen heen ligt (witte stof). Grijze stof
zijn de onderdelen van neuronen waar geen myeline omheen ligt (cellichamen en dendrieten).
Myeline isoleert de axon zodat de informatie niet weglekt.
- Microglia hebben een rol in de afweer tegen virussen en schimmels en herstel bij beschadiging.
- Gliacellen spelen een rol bij de ontwikkeling van de hersenen.
Zintuigelijke input, oftewel informatieverwerking kan op drie manieren verlopen.
- Afferent is de aanvoer van informatie, bijvoorbeeld van de zintuigen naar de hersenen.
o Sensorische neuronen vangen prikkels op van de huid en vervoeren deze informatie naar het
ruggenmerg.
, - Intrinsiek zijn de dendrieten en axonen die in dezelfde structuur liggen, bijvoorbeeld informatie die
binnen het ruggenmerg blijft.
o Interneuronen vervoeren intrinsieke informatie binnen dezelfde structuur van het CZS.
- Efferent is de afvoer van informatie, bijvoorbeeld van de hersenen naar de spieren.
o Motorische neuronen voeren informatie van het ruggenmerg weg naar een spier.
Hersenen zijn kwetsbaar en worden daarom beschermd door bot, een vloeistoflaagje en een bloed-
hersenbarrière. De bloed-hersenbarrière controleert welke stoffen de hersenen binnen komen, waarbij
voedingsstoffen toegelaten worden en schadelijkstoffen zoals virussen en medicijnen niet. De barrière ligt om
elk bloedvat heen dat de hersenen inloopt. Kleine moleculen, in vet oplosbare stoffen (vitamine A) en
sommige ongeladen stoffen (zuurstof) kunnen wel door de barrière heen. Water is een geladen stof, maar deze
stof kan via speciale kanaaltjes toch door de barrière komen. Andere stoffen, zoals glucose, aminozuren
(bouwstoffen van eiwitten), sommige vitaminen en ijzer kommen middels actief transport de barrière in, dit
kost energie. De bloed-hersenbarrière kan stuk gaan en dan kan er schade ontstaan, bijvoorbeeld bij een
hersenontsteking. Hersencellen worden niet vervangen, wat dus schade oplevert.
College 2 – Cellen en informatieoverdracht 2
Informatieoverdracht in de neuronen gaat via elektrische prikkels (binnen de cellen). Er zijn drie soorten
elektrische prikkels. Ionen zijn geladen deeltjes (positief of negatief) binnen en buiten cellen die elkaar dan
wel aan- (p + n) of afstoten (p + p of n + n).
- Rustpotentiaal gaat over een ladingsverschil tussen de binnenkant en buitenkant van de cel. De
binnenkant van de cel heeft een negatievere lading dan de buitenkant van de cel. De cel is in rust, er
wordt geen informatie uitgewisseld. De rustpotentiaal wordt actief in stand gehouden door het
celmembraan door middel van een pomp. De rustpotentiaal zorgt ervoor dat de prikkeloverdracht snel
kan gebeuren. Het staat als het ware klaar in de startblokken voor het geval er een actiepotentiaal
geactiveerd wordt, om deze zo snel mogelijk door te laten.
- Actiepotentiaal loopt door de axon en ontstaat wanneer de rustpotentiaal wordt verstoord doordat er
prikkels de cel binnenkomen. De lading in de cel wordt positiever, een proces dat depolarisatie wordt
genoemd. Als de lading van een cel negatiever wordt, is er sprake van hyperpolarisatie. Wanneer de
drempelwaarde wordt bereikt, gaat de actiepotentiaal lopen. Kanaaltjes in het celmembraan gaan
open waardoor ionen van buiten de cel naar binnen kunnen. De actiepotentiaal kan maar één kant op,
nadat deze is geweest gaan de kanaaltjes namelijk dicht voor een herstelperiode. De actiepotentiaal
wordt versneld door myeline. Deze myeline is van belang voor functies die te maken hebben met
timing. De actiepotentiaal heeft te maken met een alles-of-niets wet, omdat de actiepotentiaal enkel
‘aan’ of ‘uit’ kan zijn. Het is niet proportioneel aan de prikkel. Echter als er meer of minder
warmte/geluid geprikkeld wordt, gaan er wel meer of minder actiepotentialen lopen. De proportie van
een enkele actiepotentiaal veranderd echter nooit.
- Gradueel potentiaal hoort bij de
dendrieten en de soma en deze
kunnen zowel positief
(excitatie/EPSP) als negatief
(inhibitie/IPSP) zijn. Zowel
positieve als negatieve ionen
stromen de cel tijdens
rustpotentiaal binnen en veranderen
zo de lading. Pas als de
drempelwaarde overschreden
wordt, gaat de actiepotentaal lopen. Er zijn twee soorten graduele potentialen. Temporele sommatie
(tijd) vindt plaats wanneer er vanaf dezelfde verbinding snel na elkaar prikkels komen waardoor de
drempelwaarde overschreden wordt. Spatiële sommatie (ruimte) vindt plaats wanneer verschillende
verbindingen een prikkel afgeven waardoor de drempelwaarde wordt overschreden. Het kan ook
voorkomen dat EPSP- en IPSP-prikkels tegelijkertijd afgegeven worden en dat deze elkaar als het
ware uitdoven waardoor de drempelwaarde niet bereikt wordt. Het signaal is bij de gradueel potentiaal
wel proportioneel aan de stimulus. Graduele potentialen zijn snel, gradueel en doven uit.
, Informatieoverdracht tussen de cellen vindt plaats door middel van chemische prikkels. In dit geval gaat het
niet om ladingen die overgedragen worden, maar om chemische stofjes.
- Synaps is een gebied dat bestaat uit het uiteinde van een axon, de ruimte tussen de cellen in
(synaptische ruimte) en een deel van de dendrieten. De synaps zorgt voor de informatieoverdracht
tussen neuronen. Neurotransmitters (dopamine, adrenaline etc.) zijn chemische stofjes die voor
signaaloverdracht in de synaps zorgen. Deze kunnen zowel exciterend (+) of inhiberend (-) zijn.
- Het uiteinde van de axon wordt presynaptisch genoemd. De neurotransmitters worden aangemaakt in
de soma en de axon en zitten in zakjes (vesicles). Neurotransmitters komen vrij in de synaptische
ruimte wanneer de actiepotentiaal het einde van de axon bereikt. Zodra de neurotransmitter vrijkomt
hecht deze zich aan de receptoren, maar enkel als deze op elkaar passen. De activiteit in de
postsynaptische cel verandert waardoor er poortjes geopend worden zodat geladen deeltjes (ionen) de
cel instromen. De neurotransmitter laat weer los waarna er verschillende mogelijkheden zijn: (1)
hecht nog een keer, (2) prikkelt postsynaptische cel weer, (3) wordt afgebroken door enzymen, (4)
wordt opgenomen door presynaptische neuron of (5) hergebruik van de stofjes.
- De postsynaptische cel kan echter ook negatieve feedback geven. De postsynaptische cel geeft in dat
geval een neurotransmitter af die op een receptor van de presynaptische cel past. De geactiveerde
receptor geeft een stopsignaal af aan de presynaptische cel waardoor deze stopt met het afgeven van
neurotransmitters. Een autoreceptor is een receptor die gevoelig is voor de eigen neurotransmitters.
Ook deze receptor geeft een stopsignaal af.
- Het effect van de neurotransmitter hangt van veel factoren af, namelijk van de aanmaak, de
heropname, de afbraak door enzymen in de synaps en van het aantal receptoren.
College 3 – Cellen en informatieoverdracht 3
Plaatje kennen voor tentamen.
Excitatie (groen) bereikt de dendriet eerder dan inhibitie (rood). Hierdoor ontstaat er een korte excitatie van de
dendriet die snel gestopt wordt.
Plaatje kennen voor tentamen.
