SAMENVATTING HERSENEN EN GEDRAG
HOORCOLLEGE 1: HERSENCELLEN EN HET BREIN EN ZIJN OMGEVING
Ons gedrag wordt gestuurd door ons brein. Wat weten we van biologische factoren die stoornissen veroorzaken? We nemen een
biologisch standpunt in. Dit helpt om functie en disfunctie beter te begrijpen.
Stoornissen met een biologische achtergrond
• Spina bifida = open ruggetje (voorbeeld waardoor kinderen bepaalde functie beperkingen kunnen hebben)
• Autisme spectrum stoornis = erfelijk.
• Cerebrale parese = hersenverlamming. Deze mensen hebben spasme. Het is een beschadiging in de hersenen. Als je dit
weet zegt het iets over de behandelmogelijkheden. Een hersenbeschadiging kan niet hersteld worden, maar je kan de
persoon wel helpen.
Vijf delen van het vak
1. Cellen en informatieoverdracht: medicijnen en verdovende middelen hebben invloed op deze communicatie.
2. Hersenstructuur en hersenfunctie
3. Onderzoek
4. Ontwikkeling en plasticiteit
5. Stoornissen en invloeden
Waarom hebben wij hersenen?
Sturen alles aan. De rest van je lichaam ontworpen is om aangestuurd te worden. Als je jezelf niet kan aansturen ben je niet
weerbaar. Dit is belangrijk, omdat de hersenfuncties ons beschermen. Door de hersenfuncties kunnen wij nadenken, dingen
koppelen aan betekenissen, dingen onthouden etc. Door onze hersenen kunnen wij interacteren met de omgeving, waardoor wij
onszelf in veiligheid kunnen brengen bij gevaar.
Wij communiceren met de omgeving en reageren hierop.
• Input komt binnen via de zintuigen → verwerking → output (=reactie op de omgeving)
• Zintuigen → black box → motoriek
• Communicatie van de hersenen via het lichaam met de omgeving.
• Verwerking in de hersenen (black box) → hersencellen communiceren met elkaar.
Hersencellen
Twee soorten cellen waaruit het zenuwstelsel bestaat:
1. Neuronen: daadwerkelijke zenuwcellen.
- Ontvangen informatie en geven dit door aan andere cellen.
2. Gliacellen: ondersteunende cellen
Neuronen
Cellen, net als alle andere lichaamscellen. Hebben dus de kenmerken van een lichaamscel:
• Celmembraan eromheen (daardoor is de cel een afgesloten geheel, barrière tussen binnen-en buitenkant). Hier zitten
poriën/kanalen in waar stoffen doorheen kunnen waardoor de cel kan communiceren met de omgeving.
• Celkern: in de celkern ligt het genetisch materiaal (de chromosomen)
• Mitochondriën: energievoorziening. Glucose wordt verbrandt en hierdoor komt energie vrij.
• Ribosomen: maken eiwitten.
→ dit zit allemaal in het cellichaam (soma). Dit is dus hetzelfde als bij andere lichaamscellen, maar alleen bij een neuron noem je
dit een soma.
Een neuron is een gewone lichaamscel, maar ook speciaal, want neuronen zorgen voor communicatie. Speciaal ontworpen om
informatie uit te wisselen. Dit doet een neuron door twee belangrijke afwijkende (van gewone lichaamscellen) kenmerken:
1. Dendrieten: hier wordt informatie opgevangen van andere neuronen, informatie komt de cel binnen. Veel dendrieten per
neuron. Hoe groter het oppervlak van een dendriet, hoe meer informatie deze kan ontvangen.
- Veel dendrieten hebben ook dendritische spines die het oppervlak vergroten wat beschikbaar is voor synapsen.
2. Axon: een uitloper waarin informatie vervoerd wordt. Informatie wordt doorgegeven naar een andere plek.
- De axon kan vertakken: axon knopjes. Maken contact met dendrieten van een volgende cel.
- Rondom de axonen zit een isolatielaag: myeline.
,Informatie via de dendrieten loopt door naar het cellichaam en de informatie wordt opgeteld. De informatie komt samen.
Vervolgens stroomt de informatie verder via het axon door middel van neurotransmitters. De informatie komt aan bij de axon
knopjes (presynaptische terminal) en de informatie komt aan bij de ruimte tussen de axon en de volgende dendrieten/of de
cellichamen: de synaps. De presynaptische terminal geeft informatie af aan een volgende cel.
Dendriet → soma → axon → presynaptische terminal
Gliacellen
De andere helft van het hersenvolume.
• Ondersteunen de functies van neuronen
• Beïnvloeden de communicatie/informatieverwerking tussen de neuronen
• Ze geven letterlijk fysieke steun aan de neuronen
• Astrocyten: regelen de aan- en afvoer van stoffen (doorgeven van voedingsstoffen/afgeven van afvalstoffen).
• Produceren hersenvloeistof.
• Oligodendrocyten: maken myeline (witte stof). Grijze stof zijn de onderdelen van de neuronen waar geen myeline ligt.
Myeline ligt om axonen heen. Het heeft dezelfde functie als het plastic wat om het draadje van je oplader zit. Het is een
vettig laagje dat ervoor zorgt dat de informatie die door de axon loopt, niet weglekt.
• Gliacellen hebben ook een rol in de afweer tegen virussen bijvoorbeeld → microglia. Spelen ook een rol bij
herstelfuncties. Vermenigvuldigen na hersenschade om beschadigde neuronen te verwijderen.
• Radiale gliacellen: begeleiden de migratie van neuronen en hun axonen en dendrieten tijdens de embryonale ontwikkeling
• Gliacellen spelen een rol bij de ontwikkeling van de hersenen. Neuronen moeten naar de juiste plek in de hersenen.
Gliacellen maken een soort steiger waarlangs de neuronen zich kunnen verplaatsen.
Samengevat:
• Steun
• Aan- afvoer van stoffen → astrocyten
• Maken hersenvloeistof (naam hoeven we niet te kennen)
• Maken myeline → oligodendrocyten
• Afweer → microglia
• Rol in ontwikkeling
Het brein en de omgeving
Zintuiglijke input en motorische input
Centraal zenuwstelsel (CZS) = hersenen + ruggenmerg
Drie opties van informatieverwerking
1. Van de zintuigen naar het CZS.
2. Informatieoverdracht van de ene plek in het CZS naar een andere plek in het CZS.
3. Informatie wordt doorgegeven vanuit het CZS naar je spieren zodat je kunt reageren op de omgeving.
,Hier horen drie begrippen bij
Afferente informatiestroom (= informatie wordt aangevoerd)
• Bijvoorbeeld van de zintuigen naar de hersenen.
Intrinsieke informatiestroom (= communicatie binnen een structuur)
• De dendrieten en axon liggen in dezelfde structuur.
• Binnen het geheugengebied heb je een cel die binnen dat gebied communiceert.
Efferente informatiestroom (= informatie wordt afgevoerd) (E van exit)
• Bijvoorbeeld van de hersenen naar de spieren.
Voorbeelden
Sensorische neuron: vangt een prikkel op van een zintuig en dan gaat er een signaal door het axon naar iets anders (bijvoorbeeld
van de huid naar uiteindelijk het ruggenmerg).
→ afferente informatiestroom
Interneuron: binnen dezelfde structuur van het CZS alle dendrieten en axon
→ intrinsieke informatiestroom
Motorische neuron: cellichaam ligt in het CSZ. Weg van het ruggenmerg
→ efferente informatiestroom
Bloed-hersenbarrière
Je hersenen worden beschermd door:
• Bot: de schedel om je hersenen heen. Er zit ook bot om je ruggenmerg.
• Vloeistoflaagje: hersenvloeistof zit in de holtes in de hersenen, maar ook om de hersenen. Ook om ruggenmerg.
• Bloed-hersenbarrière: zorgt ervoor dat het streng gecontroleerd wordt welke stoffen de hersenen binnenkomen. Dat is in
je lichaam niet zo. Je lichaamscellen kunnen daardoor makkelijker infecties krijgen.
- Voedingsstoffen toelaten
- Schadelijke stoffen niet
→ Er worden gedurende je leven geen hersencellen bijgemaakt. Daarom worden de hersencellen zo goed beschermd.
De bloed-hersenbarrière ligt om elk bloedvat heen wat de hersenen in komt. Wordt dus gevormd door de wand van de bloedvaten
en bestaat uit:
• Binnenkant: tight junction (cellen liggen dicht op elkaar waardoor er niks doorheen kan)
• Buitenkant: astrocyten
De hersenen hebben bepaalde stoffen nodig om te kunnen functioneren.
Stoffen die door de barrière kunnen
• Kleine moleculen
• In vet oplosbare stoffen
• Ongeladen stoffen
• Zuurstof, CO2, sommige vitaminen
➢ Water is een geladen stof die niet zomaar door de bloed-hersenbarrière kan, dus hier zijn speciale kanaaltjes voor
gemaakt.
Via actief transport (=een eiwit gemedieerd proces dat energie gebruikt om chemicaliën uit het bloed naar de hersenen te pompen)
• Glucose: de enige brandstof van je neuronen dus essentieel dat dit in grote hoeveelheden bij je hersenen komt.
• Aminozuren: bouwstof van eiwitten, eiwitten zijn belangrijk voor je lichaam.
• Sommige vitaminen
• IJzer
Wat er niet doorheen kan
• Schadelijke stoffen (drugs en alcohol wel)
• Virussen
• Veel medicijnen: onhandig, bij een hersentumor kan je iemand niet behandelen met chemotherapie.
,De bloed-hersenbarrière kan stuk gaan. Dit kan gebeuren als gevolg van bijvoorbeeld een ongeluk waarbij je hard op je hoofd valt.
Je hersencellen worden hierna niet vervangen, waardoor je risico op schade oploopt. Je bloed-hersenbarrière kan zichzelf wel
herstellen.
Samenvatting
Neuronen ontvangen informatie en geven dit door aan andere cellen. Het zenuwstelsel bevat ook gliacellen, welke de activiteit
van neuronen versterken en wijzigen op meerdere manieren.
Neuronen hebben: een cellichaam (of soma), dendrieten, een axon met takken en presynaptische terminals. De vorm van
neurons varieert afhankelijk van de functie en de verbindingen met andere cellen.
Vanwege de bloed-hersenbarrière kunnen veel moleculen het brein niet binnenkomen. Deze barrière beschermt het
zenuwstelsel van virussen en andere schadelijke stoffen. De barrière bestaat uit een muur van cellen die de aderen van het
brein en de ruggengraat omringen. Een paar kleine, ongeladen moleculen zoals water, zuurstof en CO2 kunnen door de
barrière heen. Dit geldt ook voor moleculen die oplossen in vet. Actieve transport proteïnen pompen glucose, aminozuren en
een paar andere chemicaliën het zenuwstelsel in. Bepaalde hormonen zoals insuline kunnen ook door de barrière heen.
Neuronen hebben glucose nodig, dit is de enige voedingsstof die de bloed-hersenbarrière doorgaat in grote hoeveelheden.
,HOORCOLLEGE 2: ELEKTRISCHE PRIKKELS EN CHEMISCHE PRIKKELS
In de cel (elektrische prikkels)
• Rustpotentiaal
• Actiepotentiaal
• Gradueel potentiaal
De basis van elektrische prikkeloverdracht is dat dit gebeurt door middel van ionen en dit zijn geladen deeltjes.
• Positieve lading + positieve lading stoot elkaar af.
• Hetzelfde geldt voor negatief + negatief.
• Als je een positieve kant hebt en een negatieve kant, trekt het elkaar juist aan. Dit werkt ook zo met de ionen die we in de
cellen vinden.
Je hebt geladen deeltjes binnen de cel en buiten de cel.
Rustpotentiaal
• Overal in de cel
• Potentiaal = ladingsverschil
• Een ladingsverschil tussen de binnen- en buitenkant van de cel.
- Binnen de cel is het negatiever dan buiten de cel. Dat is het rustpotentiaal.
- Dat is de uitgangspositie van de cel. De cel is dan in rust: er wordt geen informatie uitgewisseld.
• Wordt actief in stand gehouden door het celmembraan door middel van een pomp.
Eén ding is erg apart aan het rustpotentiaal: het rustpotentiaal wordt actief in stand gehouden door het celmembraan door middel
van een pomp. In het vorige HC hebben wij geleerd dat actief transport transport is van deeltjes door het celmembraan heen en
dat kost energie. Er moet glucose verbrandt worden voor actief transport. Nu is er een pomp die zorgt dat de binnenkant negatief
blijft ten opzichte van de buitenkant. Als je hersencellen helemaal niks doen, gebruiken ze dus toch energie.
Wat is de functie van het rustpotentiaal? Het zorgt ervoor dat de neuron snel kan reageren. De cel kan snel en krachtig reageren
op een stimulus.
• Vergelijking met een pijl en boog. Als je de pijl al naar achter trekt, kan je op elk moment schieten.
Actiepotentiaal
• Loopt alleen door de axon
• Rustpotentiaal wordt verstoord
• Kanalen in celmembraan gaan open
• Na+ stroomt naar binnen (voorbeeld), gaat erom dat het positieve deeltjes zijn.
Informatie stroomt vanuit het cellichaam door de axon naar de axon-uiteindes.
, • Depolarisatie schiet omhoog tot +30mV
• Na+ kanalen sluiten
• Herstelperiode
Het rustpotentiaal wordt verstoord door een beetje
depolarisatie. Er gebeurt niks, totdat de drempelwaarde
bereikt wordt. Zodra deze drempelwaarde wordt bereikt,
gaat het actiepotentiaal lopen door de axon. Kanaaltjes in
het celmembraan gaan open en ionen kunnen vanaf de
buitenkant naar de binnenkant van de cel gaan. Er komen
positieve deeltjes in de cel en er treedt depolarisatie op (=
de binnenkant van de cel wordt positiever). Hierna volgt een
herstelperiode (refractory period). Dan kunnen er geen
natriumpoortjes opengaan. Die zijn dicht en blijven even
dicht, ongeacht hoe hard de cel geprikkeld wordt. Daarna
gaat de pomp de natriumdeeltjes uit de cel pompen, zodat
het rustpotentiaal weer hersteld wordt.
Voortplanting van het actiepotentiaal (= beschrijft de overdracht van een actiepotentiaal langs een axon)
Je ziet hier het begin van de axon en de informatie gaat naar links (normaal naar rechts). Actiepotentiaal zie je hier als een soort
golf. Als dit een filmpje was, zou de golf naar links gaan. In het begin van de axon wordt de drempelwaarde overschreden, de
poortjes gaan open, het actiepotentiaal is er en vervolgens gaan de positieve ionen zich binnen de cel verplaatsen (depolarisatie
treedt op), waardoor de drempelwaarde een stukje vooruit ook wordt overschreden en vervolgens gaan daar de poortjes open.
Daardoor kan het actiepotentiaal naar links. Hij kan niet terug, omdat in de herstelperiode de poortjes dichtzitten. Zo verplaatst het
actiepotentiaal zich dus door de axon.
Het actiepotentiaal wordt versneld door myeline. Er zit namelijk myeline om de axonen. Dat is bijzonder. Het is een soort
isolatielaag die ervoor zorgt dat het actiepotentiaal springt door de tunnel. De impuls krijgt iedere keer een zetje om door de axon
te gaan, anders zou het te zwak zijn om het einde van de axon te halen.
Voor allerlei functies is het belangrijk dat de actiepotentialen zich op de goede snelheid verplaatsen.
• Als geluid van rechts komt, komt het bijvoorbeeld eerder aan bij je rechter oor dan bij je linker oor. Daaruit kunnen de
hersenen opmaken dat het geluid van rechts komt.
• Als je loopt is het bijvoorbeeld ook belangrijk dat de coördinatie van je spieren goed getimed is.
, All-or-none law (alles of niets) → als de drempelwaarde is overschreden gaat de actiepotentiaal lopen. De actiepotentiaal is niet
proportioneel aan de prikkel. Het maakt niet uit hoe erg de drempelwaarde wordt overschreden.
Graduele potentialen
Axonen produceren actiepotentialen. Kleine neuronen hebben echter geen axon. Neuronen zonder axon wisselen alleen informatie
uit met hun buren. Daarom noemen we deze neuronen lokale neuronen. Omdat zij geen axon hebben, geldt de alles-of-niets regel
niet voor hen. Wanneer een lokale neuron informatie ontvangt van andere neuronen, heeft het gradueel potentiaal (= een
membraan potentiaal dat varieert in grootte in proportie tot de intensiteit van de stimulus).
• Horen bij de dendrieten en het cellichaam
• Kunnen positief of negatief zijn (in tegenstelling tot actiepotentiaal, deze is altijd positief)
• EPSP (excitatory post-synaptic potential) = exhibitie (positief) → depolarisatie
• IPSP (inhibitory post-synaptic potential) = inhibitie (negatief) → hyperpolarisatie
Groen lijntje = de pomp is in werking.
Blauwe lijntje = EPSP, stimulerende prikkels komen binnen. Positieve ionen
komen de cel in. Potentiaal verschil wordt kleiner, depolarisatie, richting
drempelwaarde, maar deze wordt niet overschreden.
Rode verbinding = IPSP, inhoud van de cel wordt negatiever.
- Negatieve ionen komen de cel in.
- Of de poorten gaan open om de positieve ionen weg te halen uit de cel.
Twee begrippen die hierbij horen:
• Temporele sommatie (tijd)
• Spatiële sommatie (ruimte)
Dit is een postsynaptische cel: de dendrieten en het cellichaam die informatie opvangen.
- Presynaptische neuronen dragen prikkels over.
- Postsynaptische neuronen ontvangen de prikkels.
Ex1 = exciterende prikkel
Ex2 = exciterende prikkel
In1 = inhiberende prikkel
Situatie A
Exciterende prikkel komt binnen van verbinding 1, gebeurt niks, opnieuw, herstel
Situatie B: temporele sommatie
Verbinding 1 geeft 2x en exciterende prikkel vlak na elkaar. Geen tijd om uit te doven waardoor de drempelwaarde wordt gehaald
en er is actiepotentiaal. Vanuit dezelfde verbinding komt snel na elkaar informatie. Bijvoorbeeld als je iets heets aanraakt.
- Stimuli achter elkaar met een korte tijd ertussen, hebben een cumulatief effect.
Situatie C: spatiële sommatie
Prikkel 1 van verbinding 1, even niks, prikkel 2 van verbinding 2, spatiele sommatie = 1 en 2 geven tegelijk een prikkel. Dat telt dan
ook op. Drempelwaarde wordt overschreden en een actiepotentiaal gaat lopen.
- Twee prikkels tegelijk werken cumulatief.
