opbouw van neuronen
advertisement
1 2 opbouw van neuronen opbouw van neuronen dendrieten: Menselijke hersenen: ∼ 1012 neuronen • ontvangst signalen in postsynaptisch deel synaps ∼ 1015 synaptische verbindingen ∼ 1014 glia cellen cellichaam (soma): • aanmaak van stoffen functies glia-cellen: • verpakking neurotr.mitter in blaasjes • stevigheid • buffer voor extracellulair K+ • wegvangen van neurotransmitters axon heuvel • myeline schede rond axonen • opwekking van a.p.-en • opruimen/afbraak van dood materiaal axon: • aanmaak van nieuwe hersencellen • geleiding/verplaatsing signaal kenmerken van neuronen: myelineschede: • signaalcodering d.m.v. actie potentialen of ‘graded potentials’ • versnelling geleiding • signaaloverdracht tussen neuronen d.m.v. synapsen synapsen (presynaptisch deel): • neuronen zijn plastisch (ervaring/leren/geheugen verandert neuronen) doorgeven signaal Kunstmatige Intelligentie Kunstmatige Intelligentie 3 4 opbouw van neuronen opbouw van neuronen neuron kan worden opgedeeld in 4 functionele zones: • input zone (postsyn. deel synaps) • integrerende zone (dendrieten, soma, axon heuvel) • geleidende zone (axon) sensorisch neuron • output zone (presyn. deel van synaps) afferente informatie: info naar CZS toe interneuron motorrneuron (Kandel en Schwarz, fig. 2.5) Kunstmatige Intelligentie efferente informatie: info vanuit CZS naar b.v. spier Kunstmatige Intelligentie 1 5 6 opbouw van neuronen actie potentialen actie potentialen • cel (neuron) is omgeven door celmembraan • binnenkant cel is negatief t.o.v. buitenkant rustpotentiaal ca. –70 mV • intracellulair en extracellulaire ionenconcentraties verschillen electrochemische gradient • in celmembraan bevinden zich ionkanalen • zeer uniform • codering: modulatie van frequentie en timing (grootte en duur van a.p.-en is constant) (Kandel en Schwarz, fig. 2.5) Kunstmatige Intelligentie Kunstmatige Intelligentie 7 8 actie potentialen 140 ClCa2+ - 95 10 + 70 103 4 - 87 5 <10-6 350 Uit: Sesam Atlas van de Fysiology Na+ ionen-pompen en -kanalen Evenwichtspotentiaal (mV) Ionenconcentraties (mM) Extra Intra cellulair cellulair 4 140 K+ actie potentialen [ X ]ec [ X ]ic chemische gradient: W = R ⋅ T ⋅ ln electrische gradient: W = −F ⋅ z ⋅ E R= gasconstante (8.314 J.K-1.mol -1) T= absolute temp. (273+TOC) [X]ec= concencentratie van stof X extracellulair [X]ic= concentratie van stof X intracellulair F= Faradays constante (9.648.104 C.mol-1) z= valentie van ion E= potentiaal verschil Na+/K+ pomp actief transport Na+ kanaal passief transport (Na+ in cel) voltage gevoelig (open en dicht bij depol.) electrochemisch evenwicht (Nernst vergelijking): E=− R ⋅ T [ X ec ] ln F ⋅ z [ X ic ] Kunstmatige Intelligentie K+ kanaal passief transport (K+ uit cel) voltage gevoelig (open bij depol.) Kunstmatige Intelligentie 2 9 10 actie potentialen actie potentialen refractaire periode 1 à 2 ms Kunstmatige Intelligentie Kunstmatige Intelligentie 11 12 actie potentialen synapsen voortgeleiding van a.p. synapsen • signaal overdracht tussen neuronen • chemisch (meestal) of electrisch (soms) Uit: Sesam Atlas van de Fysiology • plastisch (Ca2+!) Kunstmatige Intelligentie electrische synaps synaps-spleet ∼ 2nm cytoplasma’s ongescheiden signaaloverdracht Ionen stroom chemische synaps 20 – 50 nm cytoplasma’s gescheiden neurotransmitter synaptische delay richtingsgevoelig kort > 0.3 ms nee ja Kunstmatige Intelligentie 3 13 14 synapsen synapsen chemische synaps electrische synaps actie potentiaal Ca2+ instroom exocytose binding neurotr. opening ionkanalen IPSP of EPSP actie potentiaal? Kandel en Schwartz, fig. 9.1 Kunstmatige Intelligentie Kunstmatige Intelligentie 4