Hersenen en gedrag 2020
Leerdoelen:
1. Beschrijving op basaal niveau van de structuur, functie en ontwikkeling van het centraal
zenuwstelsel.
2. Beschrijving op basaal niveau van neurologische defecten en van wat de mogelijke
belemmeringen van deze aandoeningen zijn voor de cognitief-emotionele en sociale
ontwikkeling van kinderen.
3. Beschrijving van neurobiologische aspecten of verklaringen voor ontwikkelingsstoornissen.
4. Kritische houding tegenover eigen kennisaanspraken en die van anderen.
5. In staat om eigen leerproces te sturen
Deel 1: Cellen en informatie overdracht
Het centraal zenuwstelsel, de hersenen en het ruggenmerg dienen om te kunnen reageren op de
omgeving. Communicatie: van de mens met zijn omgeving:
▪ Input → verwerking → output
▪ Zintuigen → blackbox → motoriek
Communicatie vindt daarnaast plaats tussen hersenencellen met elkaar en tussen hersenen en het
lichaam.
Hersencellen
Het zenuwstelsel bestaat uit twee soorten hersencellen: de neuronen en de gliacellen. Hersencellen
worden bij de mens niet vervangen: waar je mee geboren wordt moet je het mee doen. Alleen in het
geheugen en reukvermogen is hier een uitzondering op.
Neuronen
Een neuron is een zenuwcel/lichaamscel, die speciaal uitgerust is om te kunnen communiceren. Het
is een communicatieverwerker: het ontvangt informatie en verzendt deze naar andere cellen. De
neuron bestaat uit de volgende onderdelen:
▪ Dendrieten: vezeltakken die dichterbij elkaar komen tegen het einde. Synaptische
receptoren zorgen dat de dendrieten informatie ontvangen. Hoe groter de oppervlakte van
, een dendriet, hoe meer informatie deze kan ontvangen van andere neuronen. De vorm van
de dendriet bepaalt hoeveel informatie deze kan verwerken. → Input
▪ Het celmembraan is de scheiding tussen de binnen- en buitenkant van de cel. Het bestaat uit
kanalen en poriën. Het membraan is de oppervlakte van een cel.
▪ Celkern/soma: genetisch materiaal. Omvat de nucleus, ribosomen, mitochondria en andere
structuren. Het meeste metabolische werk van de neuron vindt hier plaats. Integreert
informatie. → Putput
o Nucleus bevat chromosomen.
o Mitochondriën zorgen voor energievoorziening, oftewel het verbranden van glucose
tot energie. Voert de metabolische activiteiten uit, waardoor de cel de energie krijgt
die deze nodig heeft voor alle andere activiteiten.
o Ribosomen maken eiwitten vanuit het ‘receptenboek’ van het genetisch materiaal.
Deze eiwitten zorgen voor de bouw van de cel en faciliteren verschillende chemische
reacties. Sommige ribosomen zitten vast aan een endoplasmatisch reticulum. Dit is
een netwerk van dunne buisjes die nieuw gesynthetiseerde eiwitten naar andere
locaties transporteren.
▪ Axon: dun vezel van een constante diameter en meestal langer dan de dendrieten. Zend de
informatie van de ene naar de andere neuron door zenuwimpulsen te vervoeren. Een neuron
heeft maar 1 axon, die veel aftakkingen kan hebben (net als een lange lijn mensen die elkaar
hand vast hebben en elkaar in de hand knijpen, zo neemt de kracht van de impuls niet af).
Deze takken kunnen langer dan één meter zijn. → Troughput
o Afferente axon structureert de informatie.
o Efferente axon draagt informatie weg van de structuur.
▪ Presynaptische terminal geeft informatie af aan een volgende cel, dit zijn de eindknopjes van
axon waar de axon chemicaliën loslaat. → Output
➔ De functie van een neuron is gerelateerd aan de vorm van deze neuron.
Afferente neuronen voeren informatie aan; bijv. van de zintuigen naar de hersenen of visueel naar
geheugen. Bij intrinsieke neuronen liggen de dendrieten en de axon in dezelfde structuur. Efferente
neuronen voeren informatie af; bijv. van de hersenen naar de spieren of van het geheugengebied
naar planningsvaardigheden.
Gliacellen
Een gliacel is een steuncel: gliacellen ondersteunen de functies van neuronen. De helft van het
hersenvolume bestaat uit gliacellen. Deze cellen beïnvloeden de
communicatie/informatieverwerking door bijv. voedingsstoffen te vervoeren. Gliacellen voeren
stoffen (voeding/herstel) aan- en af- aan de neuron. Daarnaast zijn gliacellen verantwoordelijk voor
de productie van hersenvloeistof. Gliacellen maken myeline, deze liggen om axonen heen om de
stroom die door het axon loopt te beschermen. Daarnaast hebben gliacellen een rol in de afweer
tegen virussen en schimmels door microglia en hebben zij een rol bij de ontwikkeling van de
hersenen. Microglia verwijderen afvalmateriaal, virussen, schimmels en andere micro-organismen.
Radiale glia sturen de migratie van neuronen en hun axonen en dendrieten gedurende een
embryonale ontwikkeling.
Het brein en zijn omgeving
Zintuigelijke input & motorische output
Informatieverwerking:
, ▪ Van de zintuigen naar het centraal zenuwstelsel (CZS)
▪ Van de ene naar de andere plek in CZS
▪ Van de CZS naar de spieren
Bloed-hersenbarrière
De bloed-hersenbarrière is het mechanisme dat de meeste chemicaliën van het gewervelde brein
weghoudt. Het beschermt de hersenen door voedingsstoffen toe te laten en schadelijke stoffen af te
weren. Deze barrière is gevormd door de wand van de bloedvaten. De barrière kan stuk als gevolg
van bijvoorbeeld een hersenvliesontsteking of trauma en dit leidt tot een hersenontsteking. Wel
door barrière heen: kleine moleculen, ongeladen stoffen (zuurstof, CO2, bepaalde vitaminen). Via
speciale kanaaltjes kan ook water toegelaten worden. Doordat het celmembraan vettig is kunnen vet
oplosbare stoffen door de barrière heen. Niet doorheen: virussen, bacteriën, chemicaliën (dus ook
medicatie of chemo vaak niet).
Actieve transportatie is een op proteïne gebaseerd proces dat energie verspreidt door chemicaliën
van het bloed in het brein te pompen. Via actief transport komen glucose, aminozuren (bouwstenen
van eiwitten) en bepaalde vitaminen, ijzer de hersenen binnen. Een actief transport pompt deze
dingen dus met energie de hersenen in door de bloed-hersenbarrière heen.
• Actieve transportatie vindt op verschillende plekken in het lichaam plaats, waar stoffen dan
door het celmembraan gaan. Echter, vooral bij de bloed-hersenbarrière is dit belangrijk.
Deze is zo strak gesloten om de hersenen te beschermen, dat een actief transport nodig is.
Elektrische prikkels
Informatieverwerking in neuronen vindt plaats doormiddel van elektrische prikkels.
Ionen zijn geladen deeltjes. Positief en positief geladen ionen stoten elkaar af. Negatief en negatief
geladen ionen stoten elkaar af. Negatief en positief geladen ionen trekken elkaar aan.
Polarisatie: een verschil in elektrisch lading tussen de binnen- en buitenkant van de cel.
Hyperpolarisatie: lading wordt negatiever in neuron bij stimulatie. Als de stimulatie ophoudt, wordt
de lading weer in rustpotentiaal teruggebracht. Depolarisatie: de polarisatie naar een nulpunt
brengen, dus lading wordt positiever. Als stimulatie ophoudt weer terug naar rustpotentiaal.
Treshold/drempel: elke stimulatie voorbij het punt van opwinding produceert een enorme
depolarisatie van het membraan, wat leidt tot een actiepotentiaal.
Neurotransmitters hebben zelf geen lading, doordat zij op een slot gaan zitten openen ze een
kanaaltje waardoor het membraan stofjes doorlaat en dat poortje bepaalt of er positief of negatieve
deeltjes doorgaan.
Rustpotentiaal
Een rustpotentiaal is een ladingsverschil tussen binnen- en buitenkant van de cel. Het celmembraan
houdt de negatieve lading aan de binnenkant en de positieve lading buiten de cel door positieve
deeltjes uit de cel te pompen. Kortom het celmembraan houdt het rustpotentiaal actief in stand en
gebruikt hier energie voor. → Functie: boog gespannen houden zodat je sneller kan schieten. Het
geeft het actiepotentiaal de kans snel en effectief te verlopen, snel kunnen reageren.
Actiepotentiaal
, De functie van het actiepotentiaal is het doorgeven van informatie, voortplanting. Actiepotentiaal is
een alles-of-geen verandering (aan/uit; niet proportioneel aan prikkel) in de elektrische potentiaal
door het membraan van een neuron en wordt veroorzaakt door de plotselinge stroom van
natriumionen in het neuron en wordt gevolgd door een stroom kaliumionen uit het neuron. Het is
een depolarisatie voorbij drempelwaarde. De lading wordt positiever waardoor het ladingsverschil
lager wordt, dit verstoort het rustpotentiaal. Het actiepotentiaal wordt versneld door myeline.
Na een actiepotentiaal is de cel in een absolute refractory period/absolute hardnekkige periode.
Deze periode weerhoudt de productie van verdere actiepotentiaal, ondanks de stimulatie hiervan.
Hierna komt de cel in de relative refractory periode/relatief hardnekkige periode. In deze periode is
een sterkere dan normale stimulus nodig om een actiepotentiaal te starten. → Actiepotentiaal gaat
maar één kant op, omdat voorgaande kanaaltjes in herstelperiode zitten.
Saltatory conduction: het actiepotentiaal springt van het ene naar het andere knooppunt.
All-or-none law: voor elke stimulus die groter is dan de drempel zijn de amplitude en snelheid van
het actiepotentiaal onafhankelijk van de grootte van de stimulus dat het begon.
Graduele potentiaal
Bij een gradueel potentiaal heeft een prikkel een proportioneel effect op de cel. Het vindt plaats in
de dendrieten en het cellichaam/soma, deze ontvangen prikkels en reageren proportioneel. Door
middel van graduele potentialen kunnen lokale neuronen informatie verschaffen aan nabijgelegen
neuronen. Deze lokale neuronen zijn klein en hebben geen axonen of actiepotentialen, deze
wisselen slechts informatie uit met hun dichtstbijzijnde buren. Deze neuronen volgen niet de all-or-
none law.
Spieren/reflexboog
Van de huid gaat een prikkel via een sensorisch neuron naar het ruggenmerg. Hier zitten twee
interneuronen tussen: een inhiberende en een exciterende. De inhiberende remt de prikkel en zorgt
dat spier twee wordt afgeremd/ontspant. De andere verbinding gaat via een exciterende neuron en
daardoor spant spier één aan. → De uitspraak als een kip zonder kop komt van het feit dat deze
sensorische neuron via het ruggenmerg gaat en niet bij de hersenen terechtkomt; reflexen gaan via
het ruggenmerg. Op het moment dat je hete pan vast pakt ontstaat ook een reflex, maar deze reflex
kun je uitstellen met de hersenen. Op die manier kan je eerst nog naar de tafel lopen en laat je de
pan niet gelijk uit je handen vallen.
Communicatie tussen hersencellen
Synapsen
Synapsen zijn verantwoordelijk voor de informatieoverdracht tussen neuronen. De communicatie
vindt plaats middels chemische processen.
Temporal summation: herhaalde stimulus in een korte tijd hebben een cumulatief effect. Spatial
summation: sommeringen over ruimte, meerdere aanrakingen op verschillende plekken zorgen voor
een reflex. Spontaneous firing rate: een periodieke productie van actiepotentiaal, zelfs zonder
synaptische input. Gap junction: het membraan van de ene neuron komt bij een elektrische synaps
in direct contact met het membraan van een andere neuron, dit heet gap junction.
Chemische processen
