Gedragsneurowetenschappen Maandag 23/09/13: Les 1 Inleiding - Boek : De zenuwcel Cursus grijs en blauw 3D hersenhelft -> gebruiken op examen Slides = rode draad Additionele teksten Examen: 13-15 vragen multiple choice, 1-2 open vragen & taak Psychologie = wetenschap die het gedrag vd mens bestudeert Hersenen Bestaan uit zenuwcellen = informatieverwerkend orgaan maken gedrag mogelijk Linkerhelft vd hersenen stuurt rechterhelft vh lichaam & andersom Prikkels gaan van & naar het brein dmv zenuwstelsel Kan slechts beperkte informatie verwerken Verwerkngscapaciteit is niet ongelimiteerd - Iedereen bekijkt situatie anders, let op andere elementen (goocheltrukje) -> aandacht afgeleid naar iets anders Soms buitengewone prestaties (man die stad volledig kan natekenen na 1 helicoptervlucht) Brein kàn dit wel gedetailleerd onthouden, maar dit gaan ten koste van andere hersendelen (sociale, emotionele,…) Te fel gericht op 1 functie Traumatische stressituaties, schizofrenien, autisme,depressie,… -> hebben een grote invloed op de hersenen Depressie = voorkant van de hersenen is bijna niet meer actief-> tekort aan bepaalde stoffen -> triestig, het leven heeft geen zin meer Antidepressiva : vult chemische stoffen aan die de activiteit in dat gebied doet stijgen Therapie: inwerken op de werking van het brein Psychopaten: emotieloos --> ziek in het brein Kern van de hersenen is kleiner als normaal (kern zorgt voor emotionele toestand) Iets mis met de bouw van het brein Ethische dimensie : behandelen of opsluiten? Toerekeningsvatbaar of niet? Zieke mensen -> opsluiten in gevangenis of behandelen in psychiatrisch ziekenhuis? toerekeningsvatbaar of niet? Brein verandert constant Plasticiteit vh brein Bv. Voor de les en na de les Maandag 30/09/13: Les 2 Hoofdstuk 2: Bouw van het zenuwstelsel (Zie boek zenuwstelsel) 2 onderdelen : Centraal zenuwstelsel Hersenen & ruggenmerg Perifeer Zenuwstelsel Verdere vertakkingen Somatisch Autonoom Centraal Zenuwstelsel informatie van & naar hersenen transporteren Verwerkt informatie van de omgeving via de zintuigen (extern) Intern: informatieprikkels van het lichaam (pijn, herinneringen,…) Perifeer zenuwstelsel Vertakkingen van hersenen & ruggenmerg Levert informatie van & naar brein Sensorisch (zintuigen) en motorisch (spieren of klieren) (bv. Bal weren vh gezicht) Somatisch: efferente en afferente zenuwen Autonoom: neurale verbindingen, die automatisch gaan, waar je niet over moet nadenken (automatisch) (ademen, hart) Efferente zenuwvezels - Motorisch - Transporteren van impulsen van hersenen naar spieren Afferente zenuwvezels - Sensorisch - Transporteren van info van zintuigen naar CZS 3 doorsneden: Axiale doorsnede Sagetale doorsnede Coronale doorsnede Lateraal zicht Mediaal Inferia Superia Posteria Anterior Horizontaal Verticaal (tussen oren) Door beide oren Zijaanzicht, van binnen naar buiten Van buiten naar binnen Onderaanzicht Bovenaanzicht Achteraanzicht vooraanzicht Centraal Zenuwstelsel 4 grote delen : Grote hersenen = Telencephalon Tussenhersenen = diëncephalon Kleine hersenen = Cerbellum Hersenstam - Mesencephalon - Pons - Medula oblongata Hersenen beschermt door 2 organen: Hersenvliezen Hersenventrikels met cerebrospiraal vocht 1. Hersenvliezen e 1 beschermlaag = schedel Hersenvliezen -> tss schedel en hersenen 3 lagen hersenvliezen : - Dura Mater Arachnoïdea Pia Mater => kunnen ontsteken (hersenvliesontsteking/meningitis) 3 lagen samen = mening 2. Hersenventrikels en Cerebrospiraal vocht Vocht in kamers/ventrikels omheen heel de hersenen, hersenruggemerg vocht (=ventrikelsysteem) Bij hersenvliesontsteking -> bacterie te vinden in hersenvocht (prik tss 2 wervels) ≠ ruggeprik = in de ruggewervel Zorgt dat hersenen opgespannen zitten in de schedel Waterhoofd = vochtophoping door afkneping of knelling door misvormde hersenen bij de geboorte/ongeval -> overlijdingsgevaar -> buisje Dementie = verschrompeling v/h hersenweefsel waardoor ventrikels vergroten en het hersenvocht kan uitzetten 3. Telencephalon of grote hersenen Maakt complexe gedrag mogelijk -> automatiseringsprocessen (aandacht, geheugen, perceptie, taal, handelen, emoties, persoonlijkheid enz.) - Taalstoornis : praten gaat niet meer automatisch Grijze stof - Hersenschors of cortex - Grijze kernen Witte stof : vezels/banen - Associatievezels - Commissurde vezels - Projectievezels 2 hemisferen (=hersenhelften) Fissura Congitudiralis Cerebri = grote doorsnede tss 2 hemisferen Fissuren = diepe groeven Gyri = verdikkingen Hersenoppervlak verdeeld in 4 delen/regio’s: - Frontale lobben Temporale lobben Pariëtale lobben Occipitale lobben Les 3: 7/10/13 Grijze kernen = stratiale systemen = Basale Ganglia = klokhuis v/h brein Functie = staat in voor de initiatie & controle van bewegingen & lichaamshouding (motoriek) In samenwerking met de frontale lobben & kleine hersenen Bij letsel : Parkinson, bewegingsarmoede,… levenskwaliteit daalt Medicatie helpt niet neurochirurgisch ingrijpen levenskwaliteit verbeteren Brein = reeks van connecties/kabeltjes Comissurale banen Projectiebanen Associatiebanen Kabels die linker & rechter hersenhelft verbinden Kabels die de boven & onderkant verbinden Kabels die de delen verbinden Hersenbalk= corpus callosum : Verbindt linker & rechterhersenhelft Limbisch systeem = draaiing i/d hersenen Belangrijk voor emoties Belangrijk voor geheugen (hippocampus) : het opslaan & vasthouden van informatie (wordt aangetast bij Alzheimer) Informatie wordt continu rondgedraaid daarom vaak leerstof herhalen 4. Diëncephalon of tussenhersenen Thalamus = groot centraal station alles komt samen & beslist wat relevant is in welke situatie Filteringsysteem : richt zich selectief op informatie, centraal schakelstation Worden ons bewust van de wereld 5. Hersenstam Vitale functies (werken van organen: longen, hart,…) Regulatie v/d alertheid (formatio reticularis) Letsel kan elk moment in slaap vallen Kan levenskwaliteit sterk verminderen Sensorische & motorische vezels komen hier ook langs Craniale zenuwen : zorgen voor spieren in gezicht bij letsel verlamd 6. Kleine hersenen of cerebellum Linkerhemisfeer & rechterhemisfeer Kopie v/d grote hersenen Motorische coördinatie Input : - Somatosensorische input (zintuiglijke waarneming) vanuit ruggemerg - Motorische informatie vanuit de cortex - Informatie over lichaamsevenwicht vanuit evenwichtsorgaan in het binnenoor Ataxie = coördinatiestoornis In stand houden lichaamsevenwicht Coördinatie v/d spiercontracties bij houdingsverandering Aangeleerde bewegingen uitvoeren 6.1 Perifeer Zenuwstelsel (ortho) symatrisch zenuwstelsel Parasymatisch Enterische zenuwstelsel Craniale zenuwen Spinale zenuwen of ruggemergzenuwen Draadjes naar gezichtspieren Draadjes naar spieren in het lichaam Autonoom zenuwstelsel: organen (automatisch) (Ortho)symatisch zenuwstelsel Parasymatisch zenuwstelsel Enterische zenuwstelsel Reflex bij stresssituaties (bloeddruk, longen, hart, spijsvertering) Rusttoestand Bewaart/herstelt evenwicht Neuraal netwerk i/d wanden v/d ingewanden Onafhankelijk van CZS spiercontracties Psychosomatiek : lichaamsklachten terwijl het brein eigenlijk spreekt buikpijn bij stress Neurologische verklaring voor lichamelijke pijn Wat te kennen van Hoofdstuk 2 Wat kennen: Volgende structuren moet je weten te localiseren in de hersenen (bv. aan de hand van je hersenmodel) en begrijpen wat hun functie is Telencephalon, diëncephalon, hersenstam, cerebellum Mesencephalon, pons, medulla oblongata Thalamus 2 hemisferen Cortex (met sulci en gyri en fissuren) Basale ganglia Witte stof (associatievezels en commissurale en projectievezels) Frontale lob, pariëtale lob, occipitale lob, temporale lob (zal nog verder in de cursus worden uitgelegd) Limbisch systeem (met hippocampus en amygdala) Maak het hersenmodel volgens de handleiding Figuur 2.1. op p.31 Figuur 2.3 op p.34 Je moet begrijpen wat volgende begrippen betekenen: Centraal en perifeer zenuwstelsel Afferente en efferente zenuwvezels Coronaal, axiaal, sagittaal Voorbeeldvraag : Op de figuur hiernaast zien we duidelijk een …… doorsnede van de hersenen : 1. sagittale 2. axiale 3. coronale 4. laterale De basale ganglia zijn zichtbaar op een : 1. Lateraal zicht op het telencephalon 2. Coronale doorsnede ter hoogte van de frontale lobben 3. Axiale doorsnede ter hoogte van het midden van de hersenen 4. Sagittale doorsnede op de middellijn-as van de hersenen Les 4: 14/10/13 Neurofylogenese = ontwikkeling v/h menselijk brein door de eeuwen heen Evolutietheorie: - Adaptatie Natuurlijke selectie Darwinisme : survival of the fittest Eencelligen – meercelligen – zoogdieren – mens Mens onderscheid zich van andere wezens door brein (zelfbewustzijn) Levensvormen adapteren aan veranderende omgeving Reptielachtigen overheersen tot aan inslag vd meteoriet daarna zoogdieren Kwartair : hierin ontwikkelt de mnes zich Continentverschuivingen => klimaatveranderingen => meer savannes en minder bos/woud Primaten (voorouders van mens & aap) gingen van bomen in savanne leven => brein groeide Savanne : meer voedsel maar hoog gras rechtop lopen om ver te kijken Door rechtop lopen handen kwamen vrij andere dingen doen vlees lostrekken van kadavers krachten ontwikkelen Primaat gooit met steen tijger schrikt en loopt weg goede gooiers overleefde, slechte stierven vaardigheid werd doorgegeven Ontwikkelen fijnmotorische vaardigheden & eten eiwitrijk voedsel brein ontwikkelt Primaat leert redeneren : ALS ik die steen stuksla, DAN krijg ik een scherpe punt Door uitvinding vuur : voedsel makkelijker eetbaar kaken verkleinen Organiseren : gebarentaal ontwikkelen om te communiceren Evolueert in verbale taal We gebruiken nog steeds onze handen We leren sneller als we onze handen kunnen gebruiken HOMO SAPIENS: wij Ontwikkelt zelfbewustzijn Besef van dood & leven Begrafenissen van geliefden Belangrijke slide : neurogenese : samenvatting Bipedalisme = op 2 benen staan Mensen konden vroeger veel zelf door simpele technologie Nu professionals nodig om onze technologie te repareren steeds afhankelijker Hoelang blijft deze evolutie nog duren We maken onszelf lui Paleantropologie = wetenschap die de oorsprong & evolutie vd mens onderzoekt Op basis van fossielen, vondsten Antropogenese = geografische verspreiding Les 5: 21/10/13 Rechtop? zwaartepunt - detecteren in het skele, zo kan men zien of het op rechtop liep : zwaartepunt ligt bij mens ter hoogte vh bekken & bij Chimpansee ter hoogte vd buik. Bekken of pelvis - vd primaat is langer als dat vd mens Slijtage vd. Beenderen Mens heeft rug, knie, heup & hersenklachten (vooral bij ouderdom) ons lichaam is niet gemaakt om zo lang te leven (30j) sporen van veranderingen onze levensverwachting stijgt door gezondheidszorg gecreëerd door het brein ons leven wordt kunstmatig verlengd & ons lichaam is daar niet voor gemaakt - - - - handen Bijna alle gewervelde dieren hebben 5-vingerige structuur we stammen af van dezelfde familie voeten zijn geadapteerd om meer steunbasis te voorzien hiel is het grootste drukpunt diepste bij voetafdruk vd rechtoplopende mens tanden doordat men niet meer zo lang & hard moest kauwen op voedsel door bakken/koken na uitvinding van vuur kaken verkleinen herseninhoud vergroot nekmusculatuur achterhoofdsgat = gat waar de ruggengraat in de schedel gaat bij mens : recht i/h midden bij primaat : meer naar achter gelegen strottenhoofd belangrijke evolutie voor het ontstaan vd spraak B ij de primaten die i/d bomen bleven blijft de herseninhoud doorheen de jaren hetzelfde Der hersenmassa van de primaten die naar de savanne trokken stijgt op 1 miljoen jaar enorm (400g 1500g) geen enkele andere soort maakte dit mee De herseninhoud vd mens is 3x zo groot als die van de chimpansee Normaal gezien is er een verband tussen lichaamsgewicht & hersenen ( hersenen moeten meer spieren aansturen) MAAR de mens volgde deze trend niet niets te maken met lichaamsgewicht, eerder met mentale capaciteiten ipv. Aansturen vd spieren (de gorilla weegt meer dan de mens en heeft een kleinere herseninhoud) Hersenen zijn zo groot als een kussensloop, maar zitten opgefrommeld in onze schedel daarom groeven & bulten Alle gewervelde dieren hebben hetzelfde basisbouwplan vd. 4 basisdelen vd hersenen, maar is per soort aangepast aan wat zij nodig hebben Grote hersenen Kleine hersenen Tussenhersenen Hersenstam Bv. Het limbisch systeem (emoties & geheugen) is onderontwikkeld bij reptielen hebben geen emoties Onze grote hersenen/frontale lobben zijn recent ontwikkeld en dus niet zo sterk als onze primitievere delen vd hersenen - Primitieve angst neemt het soms over (bij spin in een kooi zijn we toch bang, behoefte aan suiker, drugs, nicotine,…) Mens heeft veel ‘extra’s’ Aquatische theorie Wetenschappers vragen zich af of de mens ooit onder water leefde Twijfel omdat baby’s onder een aantal weken instinctief al kunnen zwemmen, maar dit weer afleren Wat kennen Tekst en slides - Een besproken figuur/grafiek moet je kunnen uitleggen wat het voorstelt - Figuren met stip zijn zeer belangrijk - Voorbeelden kunnen geven van hoe men heeft kunnen ontdekken dat de eerste mens rechtop liep - bespreek de ontwikkeling van de hersenen over deze soorten (fylogenetisch) en in welke mate leert dit ons iets over de bouw van onze hersenen - kunnen uitleggen wat het belang is van dit hoofdstuk in de gedragsneurowetenschappen Ons brein is beginnen groeien als gevolg vh gebruiken vd handen Onze gedragingen zijn afkomstig vd evolutie vh brein zo kunne we ons gedrag kaderen Les 6: 24/10/13 Ontogenese: Hersenen en gedrag Ontogenese = ontwikkeling binnen 1 individu Recapitulatietheorie= de fylogenese weerspiegelt zich in de otogenese bij baby’s: dezelfde ontwikkeling als bij de primaten in een versneld tempo Wanneer ze hun handen beginnen gebruiken gaat dit geassocieerd met een snellere evolutie vh brein Omdat babybrein nog moet groeien fontanellen : delen vd schedel zijn nog niet aan elkaar gegroeid, dus bovenaan een plaats waar men rechtstreeks het hersenweefsel kan voelen brein groeit nog tot 20-23 jaar biologisch af Het DNA geeft taken aan de cellen (jij gaat bij het hart, zenuw,geraamte,…) Cellen settelen zich op bepaalde plaats en gaan differentiëren ze gaan samenwerken en verbindingen vormen (=cynaps) a) Beginpositie vd cellen b) Start celdeling c) Einde celdeling d) Start celmigratie e) Einde celmigratie f) Start celdifferentiatie (axon- en dendrietvorming) g) Verder celdifferentiatie h) Vorming van connecties (synaptogenese en myelinisatie) i) Geprogrameerde celdood (apoptose) a) Synaptische reorganisaties 2 onderscheiden perioden : prenatale en postnatale ontwikkeling (voor & na de geboorte) Embryologische ontwikkeling bestaat uit een reeks goed gecoördineerde, complexe processen Inleidende opmerkingen 2 perioden : prenatale en postnatale ontwikkeling Celproces moet heel nauwkeurig gereguleerd worden Overproductie van neuronen en geprogrammeerde celdood Het brein selecteert de cellen die hij nodig heeft & de rest vernietigd zichzelf Afgegrensde of kritische of sensitieve perioden Een periode waarin een bepaalde ontwikkeling aan de gang is en het verloop ervan veel invloed heeft op de verdere ontwikkeling, een gevoelige periode dus. Bv. Wanneer het kind begint te stappen, puberteit (identiteitsontwikkeling: brein gevoelig voor prikkels) tijdsvensters Als wij naar baby’s kijken : chemische veranderingen in het brein we willen ervoor zorgen, ernaartoe gaan, het beschermen (scheikundige reactie) overlevingsveiligheid mens wordt hulpeloos geboren Eerste fasen vd ontwikkeling Conceptie -> celdelingen -> totipotente cellen of stamcellen Celspecialisatie -> blastocyste (buitenste en binnenste celmassa) -> pluripotente cellen of embryonale stamcellen -> ontwikkeling tot een specifieke celfunctie = multipotent (bv. bloedstamcellen, neurale stamcellen) De ontwikkeling van de kiembladen - 3 cellagen of kiembladen (= embryonale kiemschijf) De lichaamsas krijgt vorm (= gastrulatie) Ectoderm (buitenste): zenuwstelsel, zintuigen, huid, tanden, haar, nagels Mesoderm (middelste): skelet, spieren, bloedvaten, lymfeklieren, nieren, geslachtsorganen Endoderm (binnenste): Inwendige organen Neurulatie en ontwikkeling van de hersenen 1. vorming van neurale plaat (uit het ectoderm) 2. vorming van neurale groeve 3. vorming van neurale buis hieruit ontstaan de zenuwen 4 . vorming van 3 hersenblaasjes 5. deling tot 5 hersenblaasjes Linker & rechter hersenhelft Les 7: 28/10/13 Celproliferatie = celgroei Neurogenese of celproliferatie (van neuronen en gliacellen) 200000 neuronen/min Proliferatie start in de gebieden die fylogenetisch het oudst zijn en eindigt met de fylogenetisch jongste gebieden Proliferatie start in de gebieden die fylogenetisch het oudst zijn en eindigt met de fylogenetisch jongste gebieden Frontale lobben worden het laatst aangemaakt Volwassen neurogenese De hersenen blijven zich vernieuwen (nieuwe cellen, zelfvernieuwing, reorganisatie, integratie in bestaande neuronale circuits, …) na de geboorte = neuroplasticiteit Kan beïnvloed worden door ervaring/omgeving: hoe meer stimulatie, hoe meer verbindingen er worden gemaakt Beschadigde neuronen kunnen niet hersteld worden vanaf een bepaald leeftijd sterven veel verbindingen af die we niet nodig hebben en dus niet beoefenen. De synaptische dichtheid verkleint. Celmigratie Voorgeprogrammeerde taken (hersenen, hart, skelet) Ontwikkeling naar de plaats waar ze hun functie zullen krijgen (migreren) Kan door interne als externe etiologische factoren verstoord worden Intern: ziekte bij zwangerschap Extern: nicotine of alcoholverslaving van de moeder tijdens de zwangerschap kind wordt verslaafd geboren (FAS = Foetal Alcohol Syndrome) Doelbestemming en differentiatie Differentiatie = Vorming van dendrieten en axonen en hun functie (cerebrale circuits) communicatie of informatie-uitwisseling tussen gebieden Sprouting (groei van vertakkingen) Juiste richting en doelselectie Synaptogenese = Vorming van nieuwe synapsen Synaptische dichtheid (regio-verschillend) Proces zet zich verder tot in de adolescentie Myelinisatie De axonen worden voorzien van een beschermlaag, myeline. Invloed op de snelheid van informatietransmissie (zie later in deze cursus) Myelinisatie loopt in verschillende stappen en is regiospecifiek Geleiding door myelinisatie (proximaal voor distaal, sensorisch voor motorisch, posterieur vor anterieur, projectiegebied voor associatiegebied – zie later) Proces van myelinisatie zet zich verder na de geboorte Myelinisatie vertrekt vanachter en gaat stilaan naar voren. Overproductie en regressieve perioden In het begin teveel neuronen en connecties geprogrammeerde celdood of apoptose de cellen worden ‘weggekapt’ bv. Celletjes tussen de vingers sterven af om de hand te vormen = geprogrammeerde celdood een synaptische verbinding is succesvol wanneer het frequent wordt gebruikt en opgenomen is in een functioneel netwerk van synaptische verbindingen. ifv externe stimulering ‘snoeien en groeien’ we moeten zoveel mogelijk verbindingen in standhouden dan zijn we minder vatbaar voor mentale ziektes brein blijft zich continu herbouwen, voedt zich met omgevingssignalen use it or lose it Ervaring en kritische of sensitieve perioden Als er iets gebeurt voor een sensitieve periode is de schade veel moeilijker te herstellen dan wanneer er iets gebeurt na een sensitieve periode. 1) Ervaringsverwachte ontwikkeling (experience-expectant) Overproductie van synapsen De omgeving maakt het mogelijk Ervaringsverwachte ontwikkeling (experience-expectant) (correleert met de overproductie van synapsen) In de ontwikkeling verwachten we dat een speciaal soort ervaringen plaatsvindt tijdens een specifieke periode bv. ontwikkeling van de sensorische en motorische systemen Buiten deze begrensde periode is de ontwikkeling of vertraagd of abnormaal Sensitieve perioden zijn tijdsvensters waarbinnen die invloed van omgevingsfactoren, in negatieve en positieve zin, is versterkt bv. baby’s zijn extra gevoelig voor emotionele signalen en nabijheid van verzorgers, die hen ondersteunen in de ontwikkeling van een veilige gehechtheidsrelatie 2) Ervaringsafhankelijke ontwikkeling (experience-dependent) (correleert met de eliminatie van synapsen) Verschilt van individu tot individu (uniciteit) Stellen ons in staat te leren van onze persoonlijke ervaringen en informatie verkregen door ervaringen op te slaan en te gebruiken voor het oplossen van problemen Onafhankelijk van leeftijd hoe ‘stimulusrijker’ de omgeving, hoe beter Na de geboorte vinden er nog veel wijzigingen in het brein plaats. Baby zet u aan om te intrageren, baby kopieert gedragingen (mimiek) Spiegelen : niet gewoon nadoen, maar echt tegelijk met het voorbeeld (spiegelneuronen) Door frontale lobben die ontwikkelen worden spiegelneuronen afgezwakt Empathie : door spiegelneuronen Inhibitie van zelfcontrole = “” verliezen 4/11/13 De zenuwcel Hoofdstuk 1: De cellen van ons lichaam Cellen, weefsels en organen Cel -> cellen -> weefsels -> orgaan -> orgaansysteem- stelsel Anatomie -> structuur Histologie -> weefselstructuur Fysiologie -> werking of processen - functies Vraag: deze termen kunnen uitleggen Cellulaire differentiatie cellen zijn gespecialiseerd in de multicellulaire organismen zowel evolutie als ontogenese illustreert het proces van cellulaire differentiatie Celdifferentiatie leidt zowel tot morfologische verschillen als biochemische verschillen Vraag: wat is cellulaire differentiatie ? Cel Functie Spiervezel Neuron Sensorische receptorcel Contractie Prikkelgeleiding Signaaltransductie Organellen = bestanddelen van de cel Delen van de cel Organellen = bestanddelen van de cel Organellen bestaan vaak uit membranen of membraneuze structuren In de cel : eiwitsynthese (o.a. glyco- en lipoproteïnen en polysacchariden) Exocytose = gesynthetiseerde eiwitten die de cel verlaten Vraag: noem 10 bestanddelen van de cel Macromoleculen (lezen) Zijn de essentiële elementen van de structurele en functionele eigenschappen van cellen: Vetten (lipiden), suikers (koolhydraten), eiwitten (protëinen), nucleïnezuren eiwitten: hebben een cruciale rol in de bouw en functie van de cel Bestaan uit: aminozuren die met een peptidebinding aan elkaar hangen -> polypeptidenketens (binding van aminozuren) Eiwitten bestaan uit combinaties van 20 aminozuren Diverse eiwitsynthese (50000 eiwitten) in cellen en weefsels van het menselijk lichaam Enzymen (lezen) Enzymen zijn biochemische katalysatoren Anabolische reacties (opbouwende) Katabolische reacties (afbrekende) Substraatspecificiteit = voor elke biochemische reactie een verschillend enzym Celmembraan (lezen) Bestaat uit een laag fosfolipiden Transport over het celmembraan Vraag: hoe gebeurt het transport over de celmembraan ? Concentratie stoffen binnen en buiten het celmembraan is niet gelijk natuur streeft altijd naar evenwicht en concentraties beginnen zich te verdelen Via gap junctions : eiwitmoleculen die een porie vormen om de cytoplasma’s van naburige cellen te verbinden. Substanties (bv. glucose) bewegen in de cel door een proces van gefaciliteerde diffusie. Vermits dit van hoge naar lage concentratie gebeurt, vereist dit geen energie = passief transport Passief transport gebeurt ook door selectieve eiwitkanaaltjes (die een porie vormen) om elektrisch geladen deeltjes (ionen) volgens hun concentratie- of ladingsgradiënt door de membraan te laten stromen = ionenkanaaltjes -> zijn selectief voor iongrootte Kunnen gated of ungated zijn Addertje : gap-junctions hebben een voorkeur voor bepaalde moleculen, discriminerend voor de structuur : Cel beslist op basis van de structuur wie binnen en buiten mag Natrium en kalium : zeer belangrijk voor de werking van de cellen Ungated K+ channels zijn continu doorlaatbaar voor kaliumionen Gated Na+ channels laten enkel natriumionen door onder specifieke omstandigheden Actief transport = transport tegen de concentratiegradiënt in Metafoor: rivier overlopen en huis onder water : door niets te doen gaat het water niet weg Te veel natrium in de cel kan voor problemen zorgen Pompsysteem : wisselwerking met kalium : energie! Via ATP zullen de ionen tegen hun gradiënt getransporteerd worden Voor elk verbruikte ATP-molecule pompt het complex 3 Na+-ionen naar buiten en 2 Ka+-ionen naar binnen Endo- en exocytose (niet kennen) Cytoskelet (niet kennen) Celkern (lezen) Endoplasmatisch reticulum (niet kennen) Nucleïnezuren en eiwitsynthese (niet kennen) Golgi-apparaat, lysomen en peroxisomen (niet kennen) Mitochondrion (niet kennen) Zenuwcellen & steuncellen Bestaan uit: Soma of cellichaam Functie: celmetabolisme (energieproductie en stofaanmaak nodig voor de informatieverwerking) Er wordt beslist hoe de cel zal reageren (signaal doorsturen of niet) Dendrieten Soort uitstulpingen van het cellichaam Hierdoor kan de cel veel informatie ontvangen Één cel kan meer dan duizend vertakkingen hebben waarmee ze contact maakt met vele andere zenuwcellen Axon Doorgeven van signalen naar andere cellen Axonheuvel (tss soma en axon) : hier wordt beslist tot afvuren van de zenuwimpuls Zijtakken op het axon = collateralen Eindigen op eindvertakkingen = telodendron Elke tak heeft een kleine verdikking (=eindknopje of telebouton) Contactpunt met volgende cel = synaps Axonheuvel presynaptische zenuwuiteinden Energieverbruik in de zenuwcellen In de mitochondriën intense stofwisselingsactiviteit Produceren het energetisch fosfaat ATP (energiebron voor de celprocessen) Gevoelig voor onderbreking in de zuurstoftoevoer en voedingsstoffen (vb. na hersenletsels) 18/11/13 Hoofdstuk1- 3 : De cellen van het zenuwstelsel Diverse morfologie en functie 4 functionele componenten: Inputzone of dendrieten Integratiezone of celkern Conductiezone of axon Outputzone of synaps elektrisch chemisch (neurotransmitter) Indeling op basis van vorm : Unipolaire neuronen Bipolaire neuronen Pseudo-unipolaire cellen Multipolaire neuronen Indeling op basis van functie : Sensorische neuronen of receptorcellen (huid) Motorneuronen of effectorcellen (spieren) Interneuronen Synapsen Contactpunt tussen twee neuronen Presynaptisch en postsynaptisch element (voor en na de synaps) Van elkaar gescheiden = synaptische kloof of synapsspleet De neurotransmitters worden vrijgelaten in de synaptische kloof Synthese in het cellichaam p.53 (niet kennen) Gliacellen = steuncellen of lijmcellen Functie: stevigheid van het zenuwweefsel Geen echte rol n de informatieverwerking Wegvoeren van schadelijke stoffen Soorten: Astrogliacellen Microgliacellen Oligodendrogliacellen Schwann-cellen Hersentumor = ongeremde celdeling van de gliacellen Myelinisatie Compacte lagen van lipide-proteïnecomplex (myeline) CZS -> oligodendrocyten / PZS -> Schwann-cellen Discontinu -> knopen van Ranvier Functie: snelheid van informatietransmissie Bij storing : Alzheimerdementie Ionenkanalen en andere membraaneiwitten p.59 (niet kennen) Bouw en functie van ionenkanalen p.61 (niet kennen) Axonaal transport p.63 (niet kennen) Hoofdstuk 4-5: Neuronfysiologie Hoofdstuk 4: Elektrisch geladen celmembranen Situering De eenheidstaal van het zenuwstelsel Zenuwcellen sturen continu elektrische stralen door de ZENUWIMPULS Informatieverwerking: wijze waarop neuronen zenuwimpulsen van elkaar ontvangen (via hun synapsen) Deze bij elkaar optellen en al dan niet een nieuw signaal door te sturen ze doorsturen (vaak over lange afstanden) naar andere neuronen via hun axon Meten van membraanpotentialen en –stromen (p.65) Cellen die prikkels ontvangen en verzenden = exciteerbare cellen Electrische activiteit <= stromen van geladen deeltjes over en door de celmembranen Fysiologen kunnen deze potentialen en stroompjes versterken en registreren : - In een groep van zenuwcellen = veldpotentialen - In één zenuwcel = membraanpotentialen Elektrisch potentiaal = conditie ter hoogte van een punt in een geladen veld, die toelaat dat geladen deeltjes arbeid leveren (energie) Men kan de spanning meten tussen 2 punten = potentiaalverschil (of –verandering) De membraan is niet volledig doorlaatbaar (semipermeabel) voor ionen => weerstand : kiest dus zelf voor het spanningsveld Potentiaalverschil spanning impuls Cfr. Wet van Ohm : V= I x R spanning= f(stroomsterkte en weerstand) Actieve en passieve potentiaalveranderingen (p.68) Elke cel moet de ongelijke verdeling van elektrisch geladen deeltjes over haar membraan onderhouden om in leven te blijven Deze ongelijke verdeling zorgt voor een potentiaalverschil over het celmembraan Enkel exciterende cellen (= cellen die prikkels ontvangen en verzenden) zullen van deze veranderingen in de membraanpotentiaal gebruik maken om te reageren of een signaal door te sturen Post-synaptisch = na de synaps Potentiaalveranderingen kunnen de lading in de cel : verlagen = depolarisatie = exciterende postsynaptische potentiaalverandering (EPSP) als de cel reageert Verhogen = hyperpolarisatie = inhiberende postsynaptische potentiaalverandering (IPSP)als de cel niet reageert