Vander’s Human Physiology The Mechanisms of Body Function
Hoofstuk 8 Bewustzijn, hersenen en gedrag
8.1 Staat van bewustzijn
Er worden twee vormen van bewustzijn onderscheiden: De mate van bewustzijn en de
bewustzijnservaring. Voorbeelden van de mate van bewustzijn zijn onder andere wakker zijn,
slapen, slaperig, etc. De bewustzijnservaring is waar de persoon zich bewust van is, zoals
denken, voelen, perceptie, dromen etc.
De mate van bewustzijn wordt op twee manieren bepaald. Ten eerste door het te kijken naar
het gedrag. Ten tweede door een EEG (electroencephalogram) te maken: dit betreft een
onderzoek waarbij de verschillende elektrische potentiaalverschillen tussen verschillende
punten op de oppervlakte van de schedel worden gemeten.
Electroencephalogram
Het is mogelijk om de elektrische activiteit van neuronen te meten door middel van
elektrodes op de schedel. Vooral elektrische signalen in de cortex (hersenschors) juist onder
de schedel worden hierdoor gemeten.
Het beeld van een EEG wordt vooral gevormd door de sommatie van gegradeerde
potentialen en meestal niet door actiepotentialen. Deze zijn vooral afkomstig uit de pyramide-
cellen van de cortex. Het EEG neemt de postsynaptische potentialen van deze cellen waar.
Een EEG patroon heeft een complex golfpatroon met verschillende amplituden en
frequenties. De amplitude wordt uitgedrukt in microvolt en is een maat voor het aantal
neuronen dat actief is. Wanneer de amplitude hoog is, zijn er veel neuronen, die een
elektrisch signaal afgeven in dezelfde richting (synchroon). Indien de amplitude klein is, zijn
er weinig neuronen actief of geven de neuronen elektrische signalen in tegenovergestelde
richtingen (asynchroon). De amplitude van een EEG geeft dus de mate van synchroon
afvuren van de neuronen die synchroon vuren. De amplitude kan rijken van 0.5-100
microvolt.
De frequentie laat zien hoe vaak de golfcycli van de maximale naar de minimale amplituden
gaan. Dit wordt uitgedrukt in hertz (Hz). Een lagere frequentie laat een lage activiteit zien,
zoals bijvoorbeeld bij slaap, terwijl hoge frequentie hoge activiteit laat zien bijvoorbeeld als
iemand alert is.
In een beschadigd deel van de hersenen wijkt een EEG af. Daarnaast kan een abnormaal
patroon ook teken zijn van pathologie. Epilepsie bijvoorbeeld wordt gekenmerkt door een
abnormale synchrone activiteit van de neuronen. Op het EEG kunnen amplitudes worden
gezien van tot wel 1000 microvolt en karakteristieke pieken of piekcombinaties. Daarnaast
wordt er ook stereotype gedrag gezien bij de patiënt.
De wakkere staat
Het meest prominente patroon van een volwassene tijdens het wakker zijn, wordt het
alfaritme genoemd (8-12 Hz). Dit wordt het best verkregen over de pariëtale en occipitale
kwabben en is geassocieerd met vermindering van aandacht.
, Wanneer mensen hard aan het denken zijn, is de amplitude lager maar de frequentie hoger.
Dit ritme wordt het bètaritme (>12 Hz) genoemd. Deze transformatie (EEG arousal) is
geassocieerd met het bezig zijn met een stimulus.
Daarnaast is er ook een gammaritme (30-100 Hz), dat zich verspreid over grote delen van de
cortex. Deze vallen meestal samen met het optreden van stimulicombinaties zoals geluiden
horen en objecten zien.
Slaap
Als een persoon heel moe is, verandert het alfapatroon. Het krijgt een lagere amplitude en
frequentie. Deze veranderingen in het EEG komt door een relaxte positie, verhoogde
drempelwaarde voor zintuigelijke prikkels, vermindering output motorneuron en verminderde
rust van opwekking. Als een persoon echt slaapt, wordt de amplitude hoger maar de
frequentie lager. Dit wordt het thetaritme genoemd (4-8 Hz) en het delta ritme (<4 Hz).
Er zijn twee fases van slaap die afhangen van het feit of de ogen bewegen of juist niet.
NREM (nonrapid eye movement)
o Hoge amplitude en lage frequentie → slow wave sleep
o Wordt onderverdeeld in 3 fasen waarbij de amplitude steeds hoger wordt en de
frequentie steeds lager. (N1: thetaritme > N2: sleep spindles en K-complexen (grote
amplitude) > N3: deltraritme)
o Aan het begin van slaap doorlopen de hersenen stadium 1 tot 3. Dit duurt ongeveer
30-45 minuten. Vervolgens worden het weer omgedraaid.
REM (rapid eye movement)
o Wordt wel paradoxale slaap genoemd omdat de persoon moeilijk wakker te maken is,
hoewel het EEG patroon heel alert lijkt. Het EEG lijkt op dat van een bètaritme.
o Tijdens REM slaap zijn de spieren van het lichaam ontspannen. De ogen maken
bewegingen en de motorneuronen naar de ademhalingsspieren zijn actief.
Een volwassene doorloopt dus de fases N1>N2>N3>N2>REM zo’n vier tot vijf keer per
nacht. Elke cyclus duurt zo’n 90 – 100 minuten.
Met slaap apneu houdt de stimulatie van de ademhalingsspieren tijdelijk op waardoor de
persoon onmiddellijk wakker wordt, doordat ze een zuurstoftekort krijgen. De patiënten
kunnen niet goed doorslapen, waardoor ze erg moe zijn overdag.
Tijdens het slapen zijn er vele veranderingen in het lichaam. Tijdens NREM worden er
bijvoorbeeld veel groeihormonen en gonadotrope hormonen vrijgelaten. Ook daalt de
bloeddruk, hartslag en ademhalingssnelheid.
Tijdens de REM stijgt de bloeddruk, hartslag en ademhaling juist. Ook kan het gezicht
uitdrukkingen krijgen en kan een erectie van de penis ontstaan.
De functie van slaap is nog niet helemaal helder. Wel wordt er gezegd dat het hoognodig is
voor het zenuwstelsel, immuunsysteem en herinnering. Als er veel slaaptekort ontstaat, kan
dit leiden tot de dood.
