Inhoud
H1: Algemene inleiding en overzicht neuroanatomie ............................................................................. 4
H2: Sensatie en perceptie........................................................................................................................ 7
H3: Neurofysiologische onderzoekstechnieken .................................................................................... 12
Magnetische resonantie beeldvorming (MRI) ............................................................................... 12
Spatiale en temporele resolutie onderzoektechnieken ................................................................ 13
Functionele beeldvormingstechnieken ......................................................................................... 14
Optische beeldvorming ................................................................................................................. 15
Functionele ultrasound beeldvorming (FUSI)................................................................................ 16
Verschil correlatie en causatie ....................................................................................................... 16
Deel 2 Sensatie en perceptie ................................................................................................................. 19
H4: Visueel systeem............................................................................................................................... 19
Fysiologische optica ....................................................................................................................... 19
Retina............................................................................................................................................. 19
Functionele anatomie retina ......................................................................................................... 26
Primaire visuele cortex (V1) .......................................................................................................... 27
Extra-striate cortex ........................................................................................................................ 30
H5: Auditief systeem ............................................................................................................................. 33
Geluid ............................................................................................................................................ 33
Buitenoor en middenoor ............................................................................................................... 34
Cochlea .......................................................................................................................................... 35
Centraal auditief pad ..................................................................................................................... 37
Codering intensiteit en frequentie ................................................................................................ 37
Geluidslokalisatie ........................................................................................................................... 38
Auditieve aandoeningen................................................................................................................ 39
Echolocatie .................................................................................................................................... 40
H6: Vestibulair systeem ......................................................................................................................... 41
Vestibulair labyrint ........................................................................................................................ 41
Centraal vestibulair pad................................................................................................................. 42
Vestibulaire-oculaire reflex (VOR) ................................................................................................. 42
Vestibulaire pathologie.................................................................................................................. 43
Onderzoekstechnieken .................................................................................................................. 43
1
, Vestibulaire cortex ......................................................................................................................... 43
H7: Olfactorisch systeem ....................................................................................................................... 44
Anatomie en perceptie .................................................................................................................. 44
1e orde olfactieve receptor neuronen (ORNs) ............................................................................... 44
2e orde bulbus olfactorius (BO) ..................................................................................................... 46
Corticale projecties ........................................................................................................................ 46
Vomeronasaal orgaan (VNO) ......................................................................................................... 47
H8: Gustatief systeem............................................................................................................................ 48
Basis smaken ................................................................................................................................. 48
Smaakorganen ............................................................................................................................... 48
Receptorcellen ............................................................................................................................... 48
Signaaltransductie mechanismen.................................................................................................. 49
Hogere orde verwerking van gustatieve stimuli ............................................................................ 49
H9: Somatosensorisch systeem ............................................................................................................. 51
Indeling .......................................................................................................................................... 51
Tactiele gevoeligheid ..................................................................................................................... 52
Pijn en nociceptie .......................................................................................................................... 56
Temperatuursgevoeligheid ............................................................................................................ 58
Proprioceptie ................................................................................................................................. 60
Deel 3 Beweging .................................................................................................................................... 61
H10: Spinale controle van bewegingen en proprioceptie ..................................................................... 61
Motorische eenheid ...................................................................................................................... 61
Proprioceptie ................................................................................................................................. 62
Spinale interneuronen ................................................................................................................... 64
H11: Corticale en subcorticale controle van bewegingen ..................................................................... 65
Afdalende banen ........................................................................................................................... 65
Plannen en uitvoeren van beweging ............................................................................................. 66
Basale ganglia ................................................................................................................................ 67
Ziekte van Parkinson ...................................................................................................................... 68
Bewegingsinitiatie door primaire motorische cortex .................................................................... 69
Cerebellum .................................................................................................................................... 70
Deel 4 Hogere cognitieve systemen ...................................................................................................... 72
H12: Sociale cognitie ............................................................................................................................. 72
Inleiding ......................................................................................................................................... 72
2
, Spiegelsysteem .............................................................................................................................. 72
Mentalizeersysteem ...................................................................................................................... 74
Affectieve/sociale aanraking ......................................................................................................... 75
H13: Taal ................................................................................................................................................ 76
Inleiding ......................................................................................................................................... 76
Taalgebieden in hersenen.............................................................................................................. 76
Model van taalverwerking gebaseerd op letselstudies ................................................................. 77
Buitenlands-accent syndroom ....................................................................................................... 78
Split-brain patiënten en taal .......................................................................................................... 78
Genen die rol spelen in taalontwikkeling ...................................................................................... 79
Evolutie van taal ............................................................................................................................ 79
H14: Geheugen ...................................................................................................................................... 80
Indeling geheugen ......................................................................................................................... 80
Amnesie ......................................................................................................................................... 81
Engram........................................................................................................................................... 81
Hersenstructuren geheugen .......................................................................................................... 82
Hippocampus en spatiaal geheugen.............................................................................................. 82
3
, Deel 1 Inleiding
H1: Algemene inleiding en overzicht neuroanatomie
Neurofysiologie
Centraal zenuwstelsel: hersenen, hersenstam, ruggenmerg
Perifeer zenuwstelsel: somatisch ZS → sensorisch input en motorisch output
autonoom ZS → organen
→ Sensatie = transformatie van fysische stimuli in elektrische signalen
→ Perceptie = resultaat van selecteren, organiseren en interpreteren van deze info
= persoonlijke interpretatie, niet louter passieve registratie van info door zintuigen
Hoe werking hersenen bestuderen
Wat is basiseenheid? Doorlopend net van hersencellen (reticulum) of individuele cellen
Neuron doctrine: neuronen anatomische en fysiologische basiseenheid van zenuwstelsel
→ werking hersenen terug te brengen tot elektrische activiteit van neuronen
Reductionisme: kan gedrag begrepen worden door uitgebreide kennis van 1/enkele
neuronen? Vb kleurperceptie, depressie, verslaving
Rol van andere celtypes: vb gliacellen? Enkel ondersteunende rol?
Werking hersenen vloeit voort uit:
1. Intrinsieke eigenschappen van neuronen
2. Schakelingen van neuronen met:
o Periferie: receptor-epitheel (huid, netvlies, …)
o Effectororganen (spieren, klieren, …)
o Andere neuronen → belang van netwerken en connecties tussen hersengebieden
zoogdieren: connecties uniek per individu, niet gedicteerd door genoom (itt. C. elegans):
eerst uitgebreide connecties die tijdens ontwikkeling verfijnen
Gliacellen: rol in werking en ondersteuning van neuronen
o Astrocyten: energie metabolisme van neuronen en regulatie werking synapsen
o Microglia (macrofagen): immuunrespons
o Oligodendrocyten/Schwanncellen in perifeer ZS: geleiding AP
o Ependymcellen: productie hersenvocht
4
H1: Algemene inleiding en overzicht neuroanatomie ............................................................................. 4
H2: Sensatie en perceptie........................................................................................................................ 7
H3: Neurofysiologische onderzoekstechnieken .................................................................................... 12
Magnetische resonantie beeldvorming (MRI) ............................................................................... 12
Spatiale en temporele resolutie onderzoektechnieken ................................................................ 13
Functionele beeldvormingstechnieken ......................................................................................... 14
Optische beeldvorming ................................................................................................................. 15
Functionele ultrasound beeldvorming (FUSI)................................................................................ 16
Verschil correlatie en causatie ....................................................................................................... 16
Deel 2 Sensatie en perceptie ................................................................................................................. 19
H4: Visueel systeem............................................................................................................................... 19
Fysiologische optica ....................................................................................................................... 19
Retina............................................................................................................................................. 19
Functionele anatomie retina ......................................................................................................... 26
Primaire visuele cortex (V1) .......................................................................................................... 27
Extra-striate cortex ........................................................................................................................ 30
H5: Auditief systeem ............................................................................................................................. 33
Geluid ............................................................................................................................................ 33
Buitenoor en middenoor ............................................................................................................... 34
Cochlea .......................................................................................................................................... 35
Centraal auditief pad ..................................................................................................................... 37
Codering intensiteit en frequentie ................................................................................................ 37
Geluidslokalisatie ........................................................................................................................... 38
Auditieve aandoeningen................................................................................................................ 39
Echolocatie .................................................................................................................................... 40
H6: Vestibulair systeem ......................................................................................................................... 41
Vestibulair labyrint ........................................................................................................................ 41
Centraal vestibulair pad................................................................................................................. 42
Vestibulaire-oculaire reflex (VOR) ................................................................................................. 42
Vestibulaire pathologie.................................................................................................................. 43
Onderzoekstechnieken .................................................................................................................. 43
1
, Vestibulaire cortex ......................................................................................................................... 43
H7: Olfactorisch systeem ....................................................................................................................... 44
Anatomie en perceptie .................................................................................................................. 44
1e orde olfactieve receptor neuronen (ORNs) ............................................................................... 44
2e orde bulbus olfactorius (BO) ..................................................................................................... 46
Corticale projecties ........................................................................................................................ 46
Vomeronasaal orgaan (VNO) ......................................................................................................... 47
H8: Gustatief systeem............................................................................................................................ 48
Basis smaken ................................................................................................................................. 48
Smaakorganen ............................................................................................................................... 48
Receptorcellen ............................................................................................................................... 48
Signaaltransductie mechanismen.................................................................................................. 49
Hogere orde verwerking van gustatieve stimuli ............................................................................ 49
H9: Somatosensorisch systeem ............................................................................................................. 51
Indeling .......................................................................................................................................... 51
Tactiele gevoeligheid ..................................................................................................................... 52
Pijn en nociceptie .......................................................................................................................... 56
Temperatuursgevoeligheid ............................................................................................................ 58
Proprioceptie ................................................................................................................................. 60
Deel 3 Beweging .................................................................................................................................... 61
H10: Spinale controle van bewegingen en proprioceptie ..................................................................... 61
Motorische eenheid ...................................................................................................................... 61
Proprioceptie ................................................................................................................................. 62
Spinale interneuronen ................................................................................................................... 64
H11: Corticale en subcorticale controle van bewegingen ..................................................................... 65
Afdalende banen ........................................................................................................................... 65
Plannen en uitvoeren van beweging ............................................................................................. 66
Basale ganglia ................................................................................................................................ 67
Ziekte van Parkinson ...................................................................................................................... 68
Bewegingsinitiatie door primaire motorische cortex .................................................................... 69
Cerebellum .................................................................................................................................... 70
Deel 4 Hogere cognitieve systemen ...................................................................................................... 72
H12: Sociale cognitie ............................................................................................................................. 72
Inleiding ......................................................................................................................................... 72
2
, Spiegelsysteem .............................................................................................................................. 72
Mentalizeersysteem ...................................................................................................................... 74
Affectieve/sociale aanraking ......................................................................................................... 75
H13: Taal ................................................................................................................................................ 76
Inleiding ......................................................................................................................................... 76
Taalgebieden in hersenen.............................................................................................................. 76
Model van taalverwerking gebaseerd op letselstudies ................................................................. 77
Buitenlands-accent syndroom ....................................................................................................... 78
Split-brain patiënten en taal .......................................................................................................... 78
Genen die rol spelen in taalontwikkeling ...................................................................................... 79
Evolutie van taal ............................................................................................................................ 79
H14: Geheugen ...................................................................................................................................... 80
Indeling geheugen ......................................................................................................................... 80
Amnesie ......................................................................................................................................... 81
Engram........................................................................................................................................... 81
Hersenstructuren geheugen .......................................................................................................... 82
Hippocampus en spatiaal geheugen.............................................................................................. 82
3
, Deel 1 Inleiding
H1: Algemene inleiding en overzicht neuroanatomie
Neurofysiologie
Centraal zenuwstelsel: hersenen, hersenstam, ruggenmerg
Perifeer zenuwstelsel: somatisch ZS → sensorisch input en motorisch output
autonoom ZS → organen
→ Sensatie = transformatie van fysische stimuli in elektrische signalen
→ Perceptie = resultaat van selecteren, organiseren en interpreteren van deze info
= persoonlijke interpretatie, niet louter passieve registratie van info door zintuigen
Hoe werking hersenen bestuderen
Wat is basiseenheid? Doorlopend net van hersencellen (reticulum) of individuele cellen
Neuron doctrine: neuronen anatomische en fysiologische basiseenheid van zenuwstelsel
→ werking hersenen terug te brengen tot elektrische activiteit van neuronen
Reductionisme: kan gedrag begrepen worden door uitgebreide kennis van 1/enkele
neuronen? Vb kleurperceptie, depressie, verslaving
Rol van andere celtypes: vb gliacellen? Enkel ondersteunende rol?
Werking hersenen vloeit voort uit:
1. Intrinsieke eigenschappen van neuronen
2. Schakelingen van neuronen met:
o Periferie: receptor-epitheel (huid, netvlies, …)
o Effectororganen (spieren, klieren, …)
o Andere neuronen → belang van netwerken en connecties tussen hersengebieden
zoogdieren: connecties uniek per individu, niet gedicteerd door genoom (itt. C. elegans):
eerst uitgebreide connecties die tijdens ontwikkeling verfijnen
Gliacellen: rol in werking en ondersteuning van neuronen
o Astrocyten: energie metabolisme van neuronen en regulatie werking synapsen
o Microglia (macrofagen): immuunrespons
o Oligodendrocyten/Schwanncellen in perifeer ZS: geleiding AP
o Ependymcellen: productie hersenvocht
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