PB0602 - Biologische grondslagen:
cognitie
Jaar 2018-2019
,Inhoud
Introducti van hit briin......................................................................................................................................................................2
Eliktrofysiologischi hirsinin..............................................................................................................................................................7
Afgibiildi hirsinin..........................................................................................................................................................................11
Acti briin...........................................................................................................................................................................................13
Ontwikkilindi briin...........................................................................................................................................................................18
Hit horindi briin...............................................................................................................................................................................24
Attinding brain ihirsintrikkin).........................................................................................................................................................33
Gihiugin............................................................................................................................................................................................41
Exicutivi briin..................................................................................................................................................................................50
Hit sociali in imotonili briin.........................................................................................................................................................57
Introductie van het brein
Structuur en functies van het neuron
Neuron
Zenuwcel en cognitieve functie ondersteund
Bestaat uit:
Cellichaam (bevat kern met genetische code, dat betrokken is bij eiwitsynthese)
en organellen
Dendrieten (bevat informatie van andere neuronen)
Axon (stuurt informatie naar andere neuronen, draagt actiepotentiaal over)
Synaps
Opening tussen neuronen waarin neurotransmitters worden vrijgegeven
Neuron ontvangt informatie van andere neuronen. Beslissing over informatie genomen
door eigen activiteit te veranderen en door te geven aan andere neuronen.
Twee neuronen vormen synaps
Presynaptisch (voor synaps)
Postsynaptisch (na synaps)
Geeft richting van informatiestroom weer (axon naar dendriet)
Actiepotentiaal
Verandering in elektrische eigenschappen van neuronenmembraan in axon (depolarisatie
en repolarisatie).
Neurotransmitters
Chemische signalen die door een neuron wordt vrijgegeven. Beïnvloeden eigenschappen
van andere neuronen
Retinale spleetovergangen signaleert elektrisch en niet chemisch
Actie vs. passieve geleiding
Neurotransmitter bindt aan receptor op dendriet of cellichaam van Postsynaptisch
neuron.
Creëert synaptisch potentieel. Wordt passief uitgevoerd (zonder actiepotentiaal)
door dendrieten en soma van Postsynaptisch neuron
Passieve stroom sterk genoeg aan begin axon in Postsynaptisch neuron,
actiepotentiaal worden geactiveerd (actieve elektrische stroom)
Postsynaptisch neuron telt veel synaptische potentialen, gegenereerd op
dendritische locaties
Passieve geleiding is kort, omdat elektrisch signaal belemmerd wordt door weerstand
van omringende materie.
Actieve geleiding maakt signalering over lange afstanden mogelijk door actiepotentialen.
Elektrische signalering en de actiepotentiaal
Celmembraan fungeert als barrière tegen doorgaan chemicaliën. Eiwitmoleculen
fungeren als poortwachter en laten chemicaliën in en uit.
Geladen natrium- (Na+) en kalium (K+) ionen
, Balans tussen ionen aan binnen en buitenkant van membraan -70mV
binnenkant is negatief ten opzichte van buitenkant.
Spanningsafhankelijke ion kanalen van belang bij genereren actiepotentialen
1. Passieve stroom stroomt over axonmembraan, Na+ kanalen gaan open.
2. Negatieve potentieel aan binnenkant wordt verminderd (depolariseren). -50mV
celmembraan wordt doorlaatbaar en keert lading aan binnenkant van de cel om.
Herpolarisering in elektrische lading over membraan is actiepotentiaal
3. negatieve potentiaal van cel hersteld door uitgaande stroom van K+. Na+ kanalen
sluiten
4. Hyperpolarisatie treedt op (binnenkant negatiever dan in rust), moeilijk voor axon om
meteen te depolariseren en voorkomt dat actiepotentieel achteruitgaat.
Actiepotentiaal in 1 deel van axon opent spanningsgevoelige Na+ kanalen,
actiepotentiaal beweegt progressief over de lengte van axon, begint cellichaam eindigt
bij axonaansluiting.
Axon gemyeliniseerd: actiepotentiaal versneld langs axon
Myeline
Vetachtige substantie, afgezet rond axon (vooral motorsignalen dragen)
Blokkeert overdracht Na+ en K+. Actiepotentiaal springt via passieve geleiding langs
plaatsen waar geen myeline is (knooppunten van Ranvier)
Vernietiging myeline gevonden in pathologieën: multiple sclerose
Chemische signalering en de Postsynaptisch neuron
Actiepotentiaal bereikt axonuiteinde, leidt tot afgifte van neurotransmitters in
synaptische spleet
Eiwitreceptoren in membraan van Postsynaptisch neuronen binden aan
neurotransmitters. Dit zorgt voor gelokaliseerde stroom van Na + K+ of chloride (CL-) die
synaptisch potentieel creëert.
Neurotransmitter GABA heeft remmend efect op Postsynaptisch neuron (minder snel
geactiveerd). Bereikt door binnenkant van neuron meer negatief dan normaal te maken,
daardoor moeilijk depolariseren.
Neurotransmitter Acetylcholine) exciterende efect op Postsynaptisch neuron (sneller
activeren).
Hoe neuronen informatie coderen
Uitslag actiepotentiaal varieert niet, aantal actiepotentialen per seconde
(spikingssnelheid) varieert ononderbroken. Heeft betrekking op informatieve code van
neuronen (spraak of zien).
Neuronen die reageren op vergelijkbare soorten informatie, worden gegroepeerd.
Type informatie dat neuron draagt, gerelateerd aan invoer die het ontvangt en de uitvoer
naar andere neuronen.
Functie van regio wordt bepaald door in- en uitgangen.
Grove organisatie van de hersenen
Grijze en witten stof en ventrikels
Neuronen georganiseerd om grijze of witte stof te vormen.
Grijze massa: neuronale cellichamen
Hersenschors, daaronder witte stof
Subcorticale cortex (basale ganglia, limbisch system en diencephalon)
Witte massa: axonen en glia
Projecteren tussen corticale gebieden binnen dezelfde hemisferen
(commissuren, corpus callosum belangrijkst)
o Corpus callosum verbindt hemisferen.
o Glia: steuncellen betrokken bij weefselherstel en vorming myeline
Projecteren tussen corticale gebieden en subcorticale structuren (project
tracts)
Ventrikels
Holle kamers met hersenvocht
o 1500 jaar geleden mentale leven.
o Cerebrospinale vloeistof (CSF): voert afvalmetabolieten aan, draagt
berichtsignalen over en bied beschermend kussen voor hersenen.
Vier ventrikels Laterale ventrikels in beide hemisferen, derde centraal rond
subcorticale structuren, vierde in hersenstam (achterhersenen)
, Hersennavigatieconventies
Anterieur (rostraal): voren posterieur (caudaal): achteren
Superieur (dorsaal): top inferieur (ventraal): bodem
Lateraal: naar buitenoppervlak mediaal: midden of ‘in’
Coronale doorsnede: verticale vlak door beide hemisferen
Sagittale doorsnelde: verticale vlak door een van de hemisferen.
Tussen de hemisferen: middellijn of mediale gedeelten
Axiaal: horizontale vlak.
Hersenschors (cerebrale cortex)
Hersenschors
Twee gevouwen vellen grijze materie georganiseerd in twee hersenhelften (links/rechts)
Gevouwen structuur maakt hoge oppervlaktegebied tot volume verhouding
mogelijk en maakt efciëntere verpakking mogelijk.
Gyri: verhoogde oppervlakten, Sulci: plooien
Zes hoofdcortexlagen (neocortex), Mesocortex (cingulate gyrus en insula), Allocortex
(primaire olfactorische cortex en hippocampus.
Laterale oppervlak cortex verdeeld in vier lobben: frontale, pariëtale, temporale en
occipitale lobben.
Eiland van de cortex begraven onder de temporale kwab: insula (eiland) genoemd
Regio’s verdelen
Patroon van gyri en sulci: hersengebieden die overeenkomstig zijn labelen
Cytoarchitecture: Brodmann’s gebieden. Basis zijn de celtypen
Functie: primaire sensorische en motorische gebieden
Subcorticale cortex
Subcortex
Onder corticale oppervlak, tussen witte stof: grijze massa kernen
Basale ganglia, limbisch systeem en diencephalon
Basale ganglia
Over de thalamus in midden van hersenen
Betrokken bij reguleren motoriek en programmeren en eindigen van actie
Betrokken bij leren van beloningen, vaardigheden en gewoonten
Stoornissen: hypokinetiek (armoede beweging) hyperkinetiek (overmatig
beweging)
Ziekte van Parkinson en Ziekte van Huntington
Hoofdstructuren: caudate nucleus, putamen, globus pallidus
Verhogen of verlagen de waarschijnlijkheid en intensiteit van gedrag
Limbisch systeem
Relateren van organisme aan omgeving op basis van behoeften, huidige situatie
en van eerdere ervaringen.
Betrokken bij detectie en expressie emotionele reacties
Amygdala: detectie angstige of dreigende stimuli
Cingulate gyrus: detectie emotionele en cognitieve conficten
Hippocampus: belangrijk bij leren en geheugen
Mammilaire lichamen: betrokken bij geheugen
Olfactorische bulbs: belang van geur voor detecteren van ecologische opvallende
stimuli. Van invloed op gemoedstoestand en geheugen
Diencephalon
Thalamus: sensorische tussenstation voor alle zintuigen (behalve geur) tussen
zintuigen en cortex.
Bevat projecties voor delen van cortex en basale ganglia. Laterale en
medial geniculaire kernen belangrijkste sensorische tussenstation voor
primaire visuele en auditieve cortex
Hypothalamus
Gespecialiseerd voor functies betrekking hebben op lichaam
(lichaamstemperatuur, honger dorst, seksuele activiteit, lichaamsgroei)
Tumoren kunnen leiden tot eet en drinkproblemen, vroegtijdige puberteit,
dwerggroei en gigantisme.
Middenhersenen en achterhersenen
Superieure en inferieure colluculi