Hersenen en gedrag deel 2
Ritmes van waken en slapen
Een deel van ritmes die dieren hebben (bijv. vogels die naar het zuiden trekken in de
winter) komt door de omgeving.
- Dieren hebben echter ook interne mechanismes die dit regelen: endogene
circannuaal ritme.
- Endogene circadiaans ritme is ook zo’n ritme voor ongeveer een dag voor vooral
slaap.
Valt samen met activiteit in posterieure gebieden in de cerebrale cortex.
We kunnen dit ritme licht aanpassen, maar niet te erg.
- Ook deze ritmes in eten, drinken, plassen, hormoonsecretie, metabolisme,
gevoeligheid voor drugs, etc.
Temperatuur ’s ochtends lager dan ’s avonds.
Stemming ’s ochtends beter dan ’s avonds.
Het circadiaans ritme is niet perfect, zeitgeber nodig om soms te ‘resetten’.
- Licht is een belangrijke zeitgeber voor landdieren, getijden voor zeedieren.
Blinde mensen ervaren daardoor snel slaapproblemen.
- Andere zeitgebers zijn bijvoorbeeld opwinding, eten en temperatuur.
- Sociale stimuli zijn geen zeitgeber, tenzij ze voor lichamelijke activiteit zorgen.
- Als deze zeitgeber er niet is, kan je afdwalen van het 24-uurse ritme.
Ook kan je minder diep slapen, en ben je nooit helemaal wakker.
Kan tot depressie en verslechterde prestaties leiden.
Een jet leg is het verstoren van circadiaans ritme door het oversteken van tijdzones.
- Vaak moeilijker van west naar oost, doordat in eerder slaap vallen moeilijker is
dan langer wakker blijven.
- Jet leg zorgt voor stress, wat het hormoon cortisol produceert, wat de
hippocampus aantast.
Mensen met vaak een jet leg, hebben vaak geheugenproblemen.
Mensen die onregelmatig werken vertonen slechtere resultaten op cognitieve testen.
- Nachtwerkers voelen zich vaak ook niet helemaal goed, meer ongelukken bij
nachtwerkers.
Kunnen zich moeilijk aanpassen.
Zouden beter slapen in donkere kamer, en werken in fel licht.
Circadiaanse ritmes verschillen per mens (ochtend en avond mensen).
- Als kind ga je vroeg slapen, tijdens adolescentie wordt dit later.
Door toenemende mate van seks hormonen.
Tieners die te laat opblijven vaak lagere toetsscores, en meer problemen met
drank en eten.
- Ook omgeving heeft invloed.
Maatschappij met elektrisch licht blijven mensen langer op dan in een
maatschappij zonder elektrisch (straat)licht.
- Kan ook aan de genen liggen.
- Ochtend mensen zijn gemiddeld ook op latere leeftijd gelukkiger.
- Wat voor ‘soort’ mens je bent beïnvloed meer aspecten.
, Bijv. ochtend mensen zijn eerlijker in de ochtend, avond mensen meer in de
avond.
De voornaamste aanjager van slaapritmes, lichaamstemperatuur is de
suprachiasmatische nucleus (SCN), dit is een deel van de hypothalamus.
- Interacties tussen SCN en andere cellen versterken circadiaans ritme, maar SCN
produceert ook zonder rest van de hersenen actiepotentialen in een circadiaans
ritme.
Dus de ritmes komen van de SCN zelf.
- Een pad van optische zenuwen (genaamd retinohypothalamische pad) kan de
SCN veranderen.
Hebben eigen fotopigmenten genaamd melanopsin, dus kunnen zelf op licht
reageren.
Reageren langzaam, en dus op de gemiddelde hoeveelheid licht.
Reageren op kortgolvend licht (blauw), dus door tv kijken is het moeilijker in
slaap te vallen.
- Onderzoek naar werken SCN in vliegen, bijna zelfde als in zoogdieren.
Door feedbackcylcus op basis ban genen die de eiwitten PER en TIM
produceren, en het vermogen van die eiwitten om de genen die ze produceren te
remmen.
Ochtend:
Messenger RNA laag,
dus weinig productie
Messenger RNA TIM en PER
wordt minder, dus Messenger RNA
TIM en PER nemen wordt meer, dus
af. TIM en PER nemen
toe.
Avond:
Messenger RNA hoog,
veel TIM en PER
- SCN reguleert andere delen van de hersenen voor slaap en wakker worden.
Reguleert pineal gland die het hormoon melatonine afgeeft (vooral in de
nacht).
Melatonine wordt vaak 2 à 3 uur voor slaap afgegeven en helpt mensen en
dieren te slapen.
Stadia van slapen en hersenmechanismen
Slaap is een activiteit die de hersenen actief produceren waarbij er verminderde
activiteit en respons is op stimuli.
- Bij coma is er een langdurige periode van bewusteloosheid door hoofdtrauma,
ziekte of een beroerte.
Reageert niet of nauwelijk op stimulie.
Persoon sterft of hersteld binnen weken.
- Iemand in een vegetatieve staat wisselt tussen een soort slaap en soms
opwinding.
, Is niet bewust van de omgeving, en vertoond geen bewust gedrag.
Kan maanden of jaren duren.
- Bij een minimaal bewustzijn staat is iemand soms bewust van de omgeving en
toont doelgericht gedrag.
Kan maanden of jaren duren.
- Als iemand hersendood is toont die geen hersenactiviteit en geen reactie op
stimuli.
Door de EEG is er ontdekt dat slaap verschillende stadia heeft (door neuronen die
tegelijk actief zijn, en wisseling hebben van IPSP en EPSP).
- Een polysomnograaf laat de combinatie van een EEG en oogbewegingen zien.
- Alfa golven laten rust zien, een stadia van relaxed zijn maar wel wakker, als je
gaat slapen komen de volgende stadia:
1. Stadium 1: onregelmatige, laag-voltage golven.
Doordat neuronen uit fase zijn met elkaar
2. Stadium 2 (echt in slaap): soms een K-complex (scherpe golf, tijdelijke
inhiberende van neuraal vuren). En soms sleep spindle (halve seconden met
korte golven door oscillerende interacties tussen cellen in de thalamus en
cortex).
Sleep spindle neemt toe na nieuw leren, correleert positief met geheugen.
3. Stadium 3: Slow-wave sleep: hartslag, ademhaling en hersenactiviteit nemen
af. Waarbij hoge golven in EEG ontstaan.
4. Stadium 4: verdere slow-wave sleep, met nog meer hogere golven.
5. Stadium 5: REM-slaap of paradoxicale slaap.
- Je begint bij stadium 1, dan 2, dan slow-wave en dan terug naar 2 en dan REM.
Duurt ongeveer 90 minuten.
REM gaat verder in de nacht langer duren.
Cylcle veranderd door leeftijd en andere factoren (door verlies cellen in
hypothalamus).
Bij REM-slaap is er een combinatie tussen diepe en lichte slaap met veel
oogbewegingen.
- Lichte slaap want toenemende neurale activiteit (lage snelle golven)
Vergelijkbaar met stadium 1 (behalve oogbewegingen).
- Diepe slaap want spieren zijn veel meer ontspannen.
- Die stadia die niet in de REM-slaap zitten noemen we non-REM slaap (NREM).
- Tijdens REM, dromen mensen het vaakst, met visueel beeld en een ingewikkeld
plot.
Als het er een snede in het middenbrein zou worden gemaakt, ontstaat er een
slaaptoestand, dus verminderde opwinding.
- Bij beschadiging aan de reticculaire formatie heeft iemand minder opwinding.
Heeft axonen naar hersenen en naar ruggenmerg, de stijgende axonen naar de
hersenen reguleren opwinding.
- Deel van reticulaire formatie die bijdraagt aan opwinding heet
pontomesencephalon.
Genereren activiteit met circadiaans ritme.
Axonen laten GABA vrij voor inhiberen gedrag en reguleren slow-wave slaap.
Ritmes van waken en slapen
Een deel van ritmes die dieren hebben (bijv. vogels die naar het zuiden trekken in de
winter) komt door de omgeving.
- Dieren hebben echter ook interne mechanismes die dit regelen: endogene
circannuaal ritme.
- Endogene circadiaans ritme is ook zo’n ritme voor ongeveer een dag voor vooral
slaap.
Valt samen met activiteit in posterieure gebieden in de cerebrale cortex.
We kunnen dit ritme licht aanpassen, maar niet te erg.
- Ook deze ritmes in eten, drinken, plassen, hormoonsecretie, metabolisme,
gevoeligheid voor drugs, etc.
Temperatuur ’s ochtends lager dan ’s avonds.
Stemming ’s ochtends beter dan ’s avonds.
Het circadiaans ritme is niet perfect, zeitgeber nodig om soms te ‘resetten’.
- Licht is een belangrijke zeitgeber voor landdieren, getijden voor zeedieren.
Blinde mensen ervaren daardoor snel slaapproblemen.
- Andere zeitgebers zijn bijvoorbeeld opwinding, eten en temperatuur.
- Sociale stimuli zijn geen zeitgeber, tenzij ze voor lichamelijke activiteit zorgen.
- Als deze zeitgeber er niet is, kan je afdwalen van het 24-uurse ritme.
Ook kan je minder diep slapen, en ben je nooit helemaal wakker.
Kan tot depressie en verslechterde prestaties leiden.
Een jet leg is het verstoren van circadiaans ritme door het oversteken van tijdzones.
- Vaak moeilijker van west naar oost, doordat in eerder slaap vallen moeilijker is
dan langer wakker blijven.
- Jet leg zorgt voor stress, wat het hormoon cortisol produceert, wat de
hippocampus aantast.
Mensen met vaak een jet leg, hebben vaak geheugenproblemen.
Mensen die onregelmatig werken vertonen slechtere resultaten op cognitieve testen.
- Nachtwerkers voelen zich vaak ook niet helemaal goed, meer ongelukken bij
nachtwerkers.
Kunnen zich moeilijk aanpassen.
Zouden beter slapen in donkere kamer, en werken in fel licht.
Circadiaanse ritmes verschillen per mens (ochtend en avond mensen).
- Als kind ga je vroeg slapen, tijdens adolescentie wordt dit later.
Door toenemende mate van seks hormonen.
Tieners die te laat opblijven vaak lagere toetsscores, en meer problemen met
drank en eten.
- Ook omgeving heeft invloed.
Maatschappij met elektrisch licht blijven mensen langer op dan in een
maatschappij zonder elektrisch (straat)licht.
- Kan ook aan de genen liggen.
- Ochtend mensen zijn gemiddeld ook op latere leeftijd gelukkiger.
- Wat voor ‘soort’ mens je bent beïnvloed meer aspecten.
, Bijv. ochtend mensen zijn eerlijker in de ochtend, avond mensen meer in de
avond.
De voornaamste aanjager van slaapritmes, lichaamstemperatuur is de
suprachiasmatische nucleus (SCN), dit is een deel van de hypothalamus.
- Interacties tussen SCN en andere cellen versterken circadiaans ritme, maar SCN
produceert ook zonder rest van de hersenen actiepotentialen in een circadiaans
ritme.
Dus de ritmes komen van de SCN zelf.
- Een pad van optische zenuwen (genaamd retinohypothalamische pad) kan de
SCN veranderen.
Hebben eigen fotopigmenten genaamd melanopsin, dus kunnen zelf op licht
reageren.
Reageren langzaam, en dus op de gemiddelde hoeveelheid licht.
Reageren op kortgolvend licht (blauw), dus door tv kijken is het moeilijker in
slaap te vallen.
- Onderzoek naar werken SCN in vliegen, bijna zelfde als in zoogdieren.
Door feedbackcylcus op basis ban genen die de eiwitten PER en TIM
produceren, en het vermogen van die eiwitten om de genen die ze produceren te
remmen.
Ochtend:
Messenger RNA laag,
dus weinig productie
Messenger RNA TIM en PER
wordt minder, dus Messenger RNA
TIM en PER nemen wordt meer, dus
af. TIM en PER nemen
toe.
Avond:
Messenger RNA hoog,
veel TIM en PER
- SCN reguleert andere delen van de hersenen voor slaap en wakker worden.
Reguleert pineal gland die het hormoon melatonine afgeeft (vooral in de
nacht).
Melatonine wordt vaak 2 à 3 uur voor slaap afgegeven en helpt mensen en
dieren te slapen.
Stadia van slapen en hersenmechanismen
Slaap is een activiteit die de hersenen actief produceren waarbij er verminderde
activiteit en respons is op stimuli.
- Bij coma is er een langdurige periode van bewusteloosheid door hoofdtrauma,
ziekte of een beroerte.
Reageert niet of nauwelijk op stimulie.
Persoon sterft of hersteld binnen weken.
- Iemand in een vegetatieve staat wisselt tussen een soort slaap en soms
opwinding.
, Is niet bewust van de omgeving, en vertoond geen bewust gedrag.
Kan maanden of jaren duren.
- Bij een minimaal bewustzijn staat is iemand soms bewust van de omgeving en
toont doelgericht gedrag.
Kan maanden of jaren duren.
- Als iemand hersendood is toont die geen hersenactiviteit en geen reactie op
stimuli.
Door de EEG is er ontdekt dat slaap verschillende stadia heeft (door neuronen die
tegelijk actief zijn, en wisseling hebben van IPSP en EPSP).
- Een polysomnograaf laat de combinatie van een EEG en oogbewegingen zien.
- Alfa golven laten rust zien, een stadia van relaxed zijn maar wel wakker, als je
gaat slapen komen de volgende stadia:
1. Stadium 1: onregelmatige, laag-voltage golven.
Doordat neuronen uit fase zijn met elkaar
2. Stadium 2 (echt in slaap): soms een K-complex (scherpe golf, tijdelijke
inhiberende van neuraal vuren). En soms sleep spindle (halve seconden met
korte golven door oscillerende interacties tussen cellen in de thalamus en
cortex).
Sleep spindle neemt toe na nieuw leren, correleert positief met geheugen.
3. Stadium 3: Slow-wave sleep: hartslag, ademhaling en hersenactiviteit nemen
af. Waarbij hoge golven in EEG ontstaan.
4. Stadium 4: verdere slow-wave sleep, met nog meer hogere golven.
5. Stadium 5: REM-slaap of paradoxicale slaap.
- Je begint bij stadium 1, dan 2, dan slow-wave en dan terug naar 2 en dan REM.
Duurt ongeveer 90 minuten.
REM gaat verder in de nacht langer duren.
Cylcle veranderd door leeftijd en andere factoren (door verlies cellen in
hypothalamus).
Bij REM-slaap is er een combinatie tussen diepe en lichte slaap met veel
oogbewegingen.
- Lichte slaap want toenemende neurale activiteit (lage snelle golven)
Vergelijkbaar met stadium 1 (behalve oogbewegingen).
- Diepe slaap want spieren zijn veel meer ontspannen.
- Die stadia die niet in de REM-slaap zitten noemen we non-REM slaap (NREM).
- Tijdens REM, dromen mensen het vaakst, met visueel beeld en een ingewikkeld
plot.
Als het er een snede in het middenbrein zou worden gemaakt, ontstaat er een
slaaptoestand, dus verminderde opwinding.
- Bij beschadiging aan de reticculaire formatie heeft iemand minder opwinding.
Heeft axonen naar hersenen en naar ruggenmerg, de stijgende axonen naar de
hersenen reguleren opwinding.
- Deel van reticulaire formatie die bijdraagt aan opwinding heet
pontomesencephalon.
Genereren activiteit met circadiaans ritme.
Axonen laten GABA vrij voor inhiberen gedrag en reguleren slow-wave slaap.
