Hersenen en gedrag samenvatting
College 1
1.1: the cells of the nervous system
Neuronen en gliacellen
Het centrale zenuwstelsel bestaat uit twee cellen:
- Neuronen ontvangen informatie en geven dit door aan andere cellen
- Gliacellen
Structuur van een neuron :
- Celmembraan: kanalen / poriën
- Een neuron is een speciale lichaamscel omdat het kan communiceren. Informatieverwerker.
Dit onderscheid het met normale lichaamscellen (Ze hebben dendrieten, de uitlopers, en een
axon)
- Dendrieten: ontvangen informatie van andere neuronen, veel per dendrieten per cel (input).
Hebben synaptische receptoren waarmee de dendrieten informatie ontvangt van andere
neuronen. Hoe groter het oppervlakte van de dendrieten, hoe meer informatie ze kunnen
ontvangen. Dendrieten hebben vaak dendritische stekels (korte uitroeiingen) waarmee ze
meer oppervlakte hebben voor de synapsen
o Soma / cellichaam: integreert informatie , vat alle informatie samen (putput). Bevat
ribosomen, mitochondriën en de celkern.
o Celkern: genetisch materiaal (chromosomen)
o Mitochondriën: energievoorziening; door energie processen uitvoeren (energie door
glucose uit voedsel)
o Ribosomen: maken eiwitten volgens de code uit het DNA
- Axon: vervoeren van de prikkels / zenuwimpulsen naar andere neuronen, organen of spieren.
1 axon per cel. Kunnen heel lang of kort zijn. informatievervoerders (throughput) . axonen
worden beschermd door een laag myeline, de tussenstukken tussen de stukjes axonen
worden nodes of Ranvier genoemd. Ongewervelde axonen hebben geen myeline.
- Presynaptische terminal: geeft informatie af aan volgende cel (eindknopje) . het contact
tussen twee verschillende cellen (output)
- Dendriet → soma → axon → Presynaptische terminal
- Motorische neuron: ontvangt excitatie via zijn dendrieten en voert impulsen langs zijn axon
naar een spier
- Sensorische neuron: hoog sensitief voor een bepaalde vorm van stimulatie als licht, geluid of
gevoel. Geeft informatie vanaf de huid door naar het centrale zenuwstelsel
- Afferent axon: voert informatie aan. Elke sensorische neuron is afferent naar de rest van het
zenuwstelsel.
- Efferente axon: voert informatie af. Elke motorische neuron voert informatie af van het CZS
- Intrinsieke of interneuron: de dendrieten en axon blijven in de zelfde structuur liggen
- Er zit veel verschil in de grootte van de neuronen
Gliacellen
- Ongeveer de helft van alle cellen zijn gliacellen. Ze ondersteunen de functies van neuronen
- Astrocyten wikkelen zich om de presynaptische terminals of functie gerelateerde axonen,
houd chemicaliën buiten. Begeleiden de vorming en eliminatie van synapsen. Verwijderen
afvalmateriaal wanneer neuronen afsterven en regelen de hoeveelheid bloed die naar de
hersenen stroomt
- Microglia: speelt rol in afweer tegen virussen en schimmels in de hersenen.
- Oligodendrocytes: maakt myeline aan en wikkelt dit om de axonen heen
, - Radial glia: begeleiden neuronen en axonen en dendrieten tijdens de ontwikkeling van een
embryo, wanneer het embryo voltooid is dan veranderen radial gliacellen vaak in neuronen,
en een aantal worden astyrocytes of oligodendrocytes
Bloed – hersen barrière
Waarom is het nodig?
- Hersencellen kunnen zich niet opnieuw aanmaken, daarom is er bescherming nodig voor de
hersencellen. De bloed-hersenbarrière zorgt er voor dat er een zo klein mogelijk risico is dat
hersencellen kapot kunnen gaan.
Hoe het werkt:
- De barrière wordt gevormd door de wand van de bloedvaten
- Houdt schadelijke stoffen buiten
- Wel doorheen:
o Kleine moleculen
o Vet oplosbare stoffen (ook bijv. vitaminen)
o Ongeladen stoffen → zuurstof, CO2 (als je glucose verbrand komt er CO2 vrij wat
afgevoerd moet worden), sommige vitaminen
- Via speciale kanaaltjes:
o Water
- Via actief transport (kost energie)
o Glucose (is groot dus kan niet door de dunne barrière, wel via actief transport)
o Aminozuren (bouwstenen van eiwitten)
o Sommige vitaminen
o ijzer
- niet:
o schadelijke stoffen, virussen, bacteriën
o medicijnen (groot nadeel bij sommige ziekten, bij tumoren in hersenen is het
hierdoor lastiger te bestrijden)
- barrière kan stuk gaan, door bijv. hersenvliesontsteking. Als dit stuk is kan je
hersenontsteking krijgen en dat is groot probleem. Meerder infecties kunne hersenen
beschadigen. Ook heel ernstig hersenletsel is gevaarlijk
College 2
1.2: The Nerve impuls
Het rustpotentiaal van een neuron
- in rust is er een elektrisch ladingsverschil binnen en buiten de cel, dit heet polarisatie.
- De neuron in het membraam, in de cel, heeft een licht negatief elektrisch potentieel ten
opzichte van daarbuiten, vooral door de negatief geladen eiwitten. Dit verschil in spanning is
het rustpotentiaal
- Rust: als de cel geen informatie verwerkt heb je het rustpotentiaal
o Celmembraan houd ladingsverschil in stand, wordt actief in stand gehouden worden
door een pomp (het kost de hersencellen energie om niets te doen)
- Rustpotentiaal zorgt ervoor dat de neuron snel kan reageren
- Functie rustpotentiaal: de boog is gespannen dus kan je sneller schieten. Zorgt ervoor dat
actiepotentieel sneller kan reageren. Snel reageren op prikkels
Het actiepotentiaal
- Axon: bij informatie via axon is het efficiënte verwerking. Er zitten poortjes in de axonen die
open kunnen gaan. Dat gebeurt als er prikkels komen die het rustpotentiaal verstoord wordt.
dan depolarisatie: het wordt positiever, ladingsverschil wordt kleiner. Als de
drempelwaarden wordt bereikt gaat actiepotentiaal lopen
- Hyperpolarisatie: wordt negatiever, er komt nog meer negatieve lading bij en wordt dus
tijdelijk negatiever
, - Actiepotentiaal loopt door de axon en het rustpotentiaal wordt verstoord doordat de
kanalen van celmembraan open gaan (wanneer de drempel wordt bereikt) dan schiet
positieve waarde naar binnen
- Depolarisatie schiet omhoog tot +30mV waarna de Na+ kanalen sluiten en er weer herstel
plaats vindt
- All or none law: alles of niets bij AP (lijkt op wc: je drukt op de knop en dan gaat het water
stromen en dan stroomt de hele stortbak leeg, als je eenmaal de drempel over bent stroomt
ie helemaal leeg; dat is ook zo bij actiepotentiaal) de actiepotentiaal blijft gelijk en is niet
proportioneel aan een prikkel
- Er is altijd een herstel periode na een actiepotentiaal (paar milliseconde )
o Meteen na de actiepotentiaal is er een ongevoelige periode waar er geen nieuwe
actiepotentialen kunnen voorkomen
o Als eerste is er de absolute refractaire periode: geen actiepotentiaal mogelijk (1
milliseconde)
- Relatieve refractaire periode: sterkere stimulus dan normaal om actiepotentiaal te starten.
Hangt af van of de natriumkanalen gesloten zijn en kalium stroomt sneller
- Actiepotentiaal voortplanting: er loopt een golf door een axon heen waarmee informatie
vervoerd wordt
- AP wordt versneld door myeline, AP springt onder myeline door, door de kiertjes in de
myeline komt er steeds een nieuwe boost om AP te versnellen en in de kanaaltjes kan het
door de myeline niet weglopen
- Je kan er wel complexe dingen mee waarnemen door bijv. frequentie. Niet de hardheid van
de prikkel
gradueel potentiaal
- Graduele signalen
o Vooral in de dendrieten en soma (cellichaam)
o Excitatie of inhibitie
▪ ESPS (excitatie, positief) of ISPS (inhibitie, negatief)
▪ ++++ of ---- (positieve of negatieve prikkels)
o Sommatie in tijd of ruimte: zich optellen, als het kort op elkaar komt in tijd krijg je
actiepotentiaal (kan door 1 axon, 1 cel) of wanneer er tegelijk van 2 verschillende
plekken prikkels geven kan ook de waarde overschreden worden. het kan ook elkaar
opheffen als het een negatieve is
o Zijn wel proportioneel aan de stimulus! (vandaar het plaatje van de weegschaal)
Neurale signalen
- Informatieoverdracht in de neuronen: elektrische prikkels
o Rustpotentiaal: boog die gespannen staat
o Actiepotentiaal: alles of niets regel (alleen in axon, 0 of 1 dus aan of uit, dooft niet
uit want loopt tot einde van de axon)
2.1: the concept of the synapse
Eigenschappen van synapsen
- Verzorgt de informatieoverdracht tussen cellen
- Reflexboog: het circuit van de sensorische neuronen naar de spierresponse
- Reflexen zijn langzamer dan de geleiding langs aan axon
- Verschillende zwakke stimuli op nabijgelegen plaatsen of meerdere stimuli zorgen voor een
sterkere reflex dan 1 stimuli
- Wanneer 1 set spieren aangespannen is, is een andere set ontspannen
De snelheid van een reflex en de vertraagde overdracht bij de synapsen
- Langs een axon is de snelheid van de overdracht ongeveer 40 meter / seconde
- Bij een reflexboog is het zo’n 15 m/s, deze vertraging komt waarschijnlijk door de overdracht
bij de synapsen
, Temporele en ruimtelijke sommatie
- Herhaalde stimuli binnen een korte tijd hebben een cumulatief effect, dit wordt temporele
sommatie (sommatie in de tijd) genoemd
o Sommatie in tijd of ruimte: zich optellen, als het kort op elkaar komt in tijd krijg je
actiepotentiaal (kan door 1 axon, 1 cel) of wanneer er tegelijk van 2 verschillende
plekken prikkels geven kan ook de waarde overschreden worden. het kan ook elkaar
opheffen als het een negatieve is
o Zijn wel proportioneel aan de stimulus! (vandaar het plaatje van de weegschaal)
- Presynaptische neuron: levert de transmissie
- Post synaptische neuron: ontvangt de transmissie
Relaties tussen EPSP, IPSP en het actiepotentiaal
- Het effect van twee synapsen op het zelfde moment kan het effect van één verdubbelen of
minder dan het dubbele
- Meeste neuronen hebben spontane vuursnelheid; productie van het actiepotentiaal ook al is
er geen synaptische input
- De EPSP en IPSP zijn samen rekensommetjes, +1, +1 en -1 zijn dus samen +2
2.2: chemische prikkels van de synapsen
De ontdekking van de chemische overdracht van de synapsen
- Vroeger werd er gedacht dat de overdracht een elektrisch proces was, nu is gebleken dat het
een chemische reactie is
De opeenvolging van chemische gebeurtenissen bij een synaps
Synapsen
- Verzorgt informatieoverdracht tussen neuronen
- Hoe/wat/hoe sterk prikkels worden doorgegeven
- Vindt plaats dmv chemische signalen door neurotransmitters (o.a. dopamine(+))
- Zorgen voor signaaloverdracht in de synaps
- Excitatie (+) of inhibitie (-) effect op de dendrieten
- Presynaptisch (in de axon)
o Neurotransmitters (NT) worden gemaakt in soma en axon dat gaat volgens code uit
het DNA.
o NT wordt verpakt in zakjes (vesicles)
o NT komt vrij in de synapsen door een actiepotentiaal (als actiepotentiaal komt aan
het eind van een axon zet de cel aan tot het vrijgeven van de NT)
- Post synaptisch
o NT hecht aan receptoren: maar alleen als de sleutel in het slot past. Op elke receptor
past 1 bepaalde NT (bijv. dopamine) dan gaan de kanaaltjes open waardoor prikkels
de cel in kunnen
o Activiteit in post-synaptische cel veranderd:
▪ Niet de dopamine loopt de cel in, zorgt er alleen voor dat de poortjes open
gaan
▪ Slot opent de poortjes en geladen deeltjes stromen de cel in
- En dan?
o NT laat weer los, de sleutel gaat uit het slot en kan opnieuw in een receptor gaan
zitten effect uitoefenen op de post synaptische cel
o NT kan afgebroken worden door enzymen en dus verdwijnen
o NT kan opgenomen worden door presynaptische neuron A (komt weer in een zakje
terecht) en wordt dus hergebruikt
- En dan: negatieve feedback
o Post synaptische cel B krijg prikkels
o Stop signaal geven aan cel A
