College functionele neuro‐anatomie
In dit college gaan we in op de organisatie van het menselijk zenuwstelsel, hoe het zich ontwikkelt en
hoe de basiscomponenten functioneren. Het college gaat ook in op
ook enkele beeldvormingsmethoden die kunnen worden gebruikt om de hersenen af te
beelden.
Leerdoelen
De student zal in staat zijn om de neurobiologie van de hersenontwikkeling, de functionele en
structurele organisatie van de hersenen en de technieken die dit in kaart kunnen brengen uit te
leggen en toe te passen.
Samenvatting
In dit college gaan we verder in op de organisatie van het menselijk zenuwstelsel en de werking van
de basiscomponenten. Een van de kenmerken van het functioneren van het zenuwstelsel is
neuroplasticiteit. Neurale circuits en neurale communicatie in het zenuwstelsel kunnen zich
aanpassen aan de wereld.
Neurowetenschappers bestuderen de ontwikkeling van hersenen en gedrag vanuit verschillende
perspectieven: structurele ontwikkeling, gedragsontwikkeling en hoe omgevingsfactoren de
hersenstructuur en gedragsontwikkeling beïnvloeden.
Vanuit structureel ontwikkelingsperspectief, 15 dagen na de bevruchting, ontwikkelt de zygoot een
embryonale schijf. Vanuit deze embryonale schijf zal neuraal weefsel, bekend als de neurale plaat,
ontwikkelen. Door het instulpen en krommen van de neurale plaat wordt de neurale groeve, en
vervolgens de neurale buis gevormd, bestaande uit drie gebieden: voorhersenen, middenhersenen
en achterhersenen. Het volwassen brein bestaat uit het prosencephalon (voorhersenen), het
mesencephalon (middenbrein) en het rhombencephalon (achterhersenen) dat het ruggenmerg
bevat. Bij zoogdieren ontwikkelt het prosencephalon zich verder tot de cerebrale hemisferen, de
cortex, het telencephalon en het diencephalon dat de thalamus en andere structuren bevat. De
achterhersenen ontwikkelen zich tot het metencephalon, waaronder de kleine hersenen en de
myelencephalon, die de medulla en het ruggenmerg omvat.
De hersenen worden bedekt en beschermd door de hersenvliezen (meninges). Tussen de arachnoid
en pia‐mater lagen van de hersenvliezen bevindt zich de zogenoemde cerebrospinale vloeistof (CSF).
Deze vloeistof werkt als een kussen zodat de hersenen kunnen bewegen zonder op de schedel te
drukken. De hersenschors is onderverdeeld in vier lobben/kwabben (temporaal, pariëtaal, frontaal
en occipitaalkwab). Het grootste deel wordt het cerebrum genoemd, dat uit twee hersenhelften
bestaat. Het kleinere deel wordt het cerebellum genoemd. Beide oppervlakken hebben een
gerimpeld uiterlijk en onthullen diepe groeven (fissuren), ondiepe groeven (sulci)en en
hersenwindingen (gyri). Aan de onderkant van de hersenen vinden we de hersenstam.
Hersenstructuren worden aangeduid via anatomische locatie (bijv. dorsaal, mediaal) en anatomische
richting ten opzichte van de oriëntatie van het lichaam (bijv. anterieur, superieur).
De hersenen worden bedekt door bloedvaten. Drie belangrijke slagaders sturen bloed naar de grote
hersenen. Omdat de drie hersenslagaders verschillende delen van de hersenen bedienen, verstoren
beroertes verschillende hersenfuncties.
, Functionele MRI (afkorting: fMRI) is een speciale MRI‐techniek die wordt gebruikt in modern
hersenonderzoek. fMRI is gebaseerd op het principe van nucleaire magnetische resonantie. De
toename van activiteit in een specifiek gebied van de hersenen (bijv. In de motorische gebieden
tijdens een arm‐ of beenbeweging of in de visuele gebieden wanneer patronen worden
waargenomen) wordt geassocieerd met een grotere bloedcirculatie in deze gebieden, die op zijn
beurt wordt geassocieerd met een verandering in het zuurstof ‐vervoerend hemoglobine in de rode
bloedcellen in de bloedvaten van de hersenen. Een vermindering van het zuurstofgehalte van het
hemoglobine gaat gepaard met een verandering in de magnetische eigenschappen ervan, dat
vervolgens wordt opgepikt door de fMRI‐detectoren. Deze detectoren meten feitelijk de verhouding
tussen het zuurstofrijke en zuurstofarme hemoglobine. Deze verhouding wordt het BOLD (Blood
Oxygen‐Level Dependent) contrast genoemd.
De hersenen bestaan uit witte en grijze massa. De grijze massa bestaat uit de neuronen en capillaire
bloedvaten. De witte stof bestaat voornamelijk uit zenuwvezels die verbindingen tussen de cellen
vormen. Verder vinden we ventrikels met de CSF. Het corpus callosum verbindt de twee
hersenhelften.. Onder het corpus callosum bevinden zich de subcorticale gebieden, inclusief de
hersenstam‐ en voorhersenstructuren.
Microscopische inspectie van de hersenen onthult de twee belangrijkste cellen: neuronen en glia
cellen. Neuronen voeren de belangrijkste functies van de hersenen uit, terwijl gliacellen de
activiteiten van de neuronen ondersteunen en moduleren. Staining van cellen onthult de verdeling
van cellen in de hersenschors en maakt visualisatie van groepen van kernen en axonen en zenuwen
mogelijk, een techniek die Brodmann toepaste.
Al het neurale weefsel is ontstaan uit de neurale stamcellen in de neurale buis ‐ stamcellen hebben
het vermogen tot zelfvernieuwing (proliferatie) en zorgen voor de vele gespecialiseerde cellen van
het centrale zenuwstelsel. Vanuit de stamcellen ontstaan de voorlopercellen (progenitorcellen). De
progenitorcellen splitsen zich tot niet‐delende cellen neuroblasten genoemd (die doorontwikkelen
tot neuronen) en gliablasten (die glia worden). Neuronen en gliacellen ontwikkelen volgens zeven
stadia: genese, migratie, differentiatie, rijping, synaptogenese, celdood (inclusief synapseliminatie of
pruning) en myelinisatie.
Hoe weet een cel of het een neuron moet worden en niet bijvoorbeeld een huidcel? Dit wordt
bepaald door de zogenaamde neurotrofe factoren of neurotrofinen. Neurotrofe factoren zijn een
familie van eiwitten die de groei van neuronen te bevorderen. Door stamcellen uit de hersenen van
een dier te verwijderen en die cellen in oplossingen te plaatsen die ze in leven houden, kan worden
onderzocht hoe deze neurotrofe factoren de cellulaire ontwikkeling beïnvloeden. De epidermale
groeifactor stimuleert de groei van progenitorcellen. Een fibroblast groeifactor, wanneer toegevoegd
aan de celkweek, stimuleert de groei van neuroblasten. Een neuroblast kan elk type neuron worden
als het het juiste chemische signaal ontvangt.
De genese van neuronen is voltooid na ongeveer vijf maanden. Zodra de cel zich tot een neuron heeft
ontwikkeld – een proces dat neurogenese wordt genoemd ‐ moet het zich verplaatsen naar de juiste
locatie, en daar dendrieten en axonen laten groeien en synaptische verbindingen maken. In de cortex
zijn er radiale gliacellen, die vezels hebben die zich uitstrekken van de ventriculaire zone naar het
oppervlak van de cortex. Zij banen de weg voor de migrerende neuronen. Er wordt gedacht dat
In dit college gaan we in op de organisatie van het menselijk zenuwstelsel, hoe het zich ontwikkelt en
hoe de basiscomponenten functioneren. Het college gaat ook in op
ook enkele beeldvormingsmethoden die kunnen worden gebruikt om de hersenen af te
beelden.
Leerdoelen
De student zal in staat zijn om de neurobiologie van de hersenontwikkeling, de functionele en
structurele organisatie van de hersenen en de technieken die dit in kaart kunnen brengen uit te
leggen en toe te passen.
Samenvatting
In dit college gaan we verder in op de organisatie van het menselijk zenuwstelsel en de werking van
de basiscomponenten. Een van de kenmerken van het functioneren van het zenuwstelsel is
neuroplasticiteit. Neurale circuits en neurale communicatie in het zenuwstelsel kunnen zich
aanpassen aan de wereld.
Neurowetenschappers bestuderen de ontwikkeling van hersenen en gedrag vanuit verschillende
perspectieven: structurele ontwikkeling, gedragsontwikkeling en hoe omgevingsfactoren de
hersenstructuur en gedragsontwikkeling beïnvloeden.
Vanuit structureel ontwikkelingsperspectief, 15 dagen na de bevruchting, ontwikkelt de zygoot een
embryonale schijf. Vanuit deze embryonale schijf zal neuraal weefsel, bekend als de neurale plaat,
ontwikkelen. Door het instulpen en krommen van de neurale plaat wordt de neurale groeve, en
vervolgens de neurale buis gevormd, bestaande uit drie gebieden: voorhersenen, middenhersenen
en achterhersenen. Het volwassen brein bestaat uit het prosencephalon (voorhersenen), het
mesencephalon (middenbrein) en het rhombencephalon (achterhersenen) dat het ruggenmerg
bevat. Bij zoogdieren ontwikkelt het prosencephalon zich verder tot de cerebrale hemisferen, de
cortex, het telencephalon en het diencephalon dat de thalamus en andere structuren bevat. De
achterhersenen ontwikkelen zich tot het metencephalon, waaronder de kleine hersenen en de
myelencephalon, die de medulla en het ruggenmerg omvat.
De hersenen worden bedekt en beschermd door de hersenvliezen (meninges). Tussen de arachnoid
en pia‐mater lagen van de hersenvliezen bevindt zich de zogenoemde cerebrospinale vloeistof (CSF).
Deze vloeistof werkt als een kussen zodat de hersenen kunnen bewegen zonder op de schedel te
drukken. De hersenschors is onderverdeeld in vier lobben/kwabben (temporaal, pariëtaal, frontaal
en occipitaalkwab). Het grootste deel wordt het cerebrum genoemd, dat uit twee hersenhelften
bestaat. Het kleinere deel wordt het cerebellum genoemd. Beide oppervlakken hebben een
gerimpeld uiterlijk en onthullen diepe groeven (fissuren), ondiepe groeven (sulci)en en
hersenwindingen (gyri). Aan de onderkant van de hersenen vinden we de hersenstam.
Hersenstructuren worden aangeduid via anatomische locatie (bijv. dorsaal, mediaal) en anatomische
richting ten opzichte van de oriëntatie van het lichaam (bijv. anterieur, superieur).
De hersenen worden bedekt door bloedvaten. Drie belangrijke slagaders sturen bloed naar de grote
hersenen. Omdat de drie hersenslagaders verschillende delen van de hersenen bedienen, verstoren
beroertes verschillende hersenfuncties.
, Functionele MRI (afkorting: fMRI) is een speciale MRI‐techniek die wordt gebruikt in modern
hersenonderzoek. fMRI is gebaseerd op het principe van nucleaire magnetische resonantie. De
toename van activiteit in een specifiek gebied van de hersenen (bijv. In de motorische gebieden
tijdens een arm‐ of beenbeweging of in de visuele gebieden wanneer patronen worden
waargenomen) wordt geassocieerd met een grotere bloedcirculatie in deze gebieden, die op zijn
beurt wordt geassocieerd met een verandering in het zuurstof ‐vervoerend hemoglobine in de rode
bloedcellen in de bloedvaten van de hersenen. Een vermindering van het zuurstofgehalte van het
hemoglobine gaat gepaard met een verandering in de magnetische eigenschappen ervan, dat
vervolgens wordt opgepikt door de fMRI‐detectoren. Deze detectoren meten feitelijk de verhouding
tussen het zuurstofrijke en zuurstofarme hemoglobine. Deze verhouding wordt het BOLD (Blood
Oxygen‐Level Dependent) contrast genoemd.
De hersenen bestaan uit witte en grijze massa. De grijze massa bestaat uit de neuronen en capillaire
bloedvaten. De witte stof bestaat voornamelijk uit zenuwvezels die verbindingen tussen de cellen
vormen. Verder vinden we ventrikels met de CSF. Het corpus callosum verbindt de twee
hersenhelften.. Onder het corpus callosum bevinden zich de subcorticale gebieden, inclusief de
hersenstam‐ en voorhersenstructuren.
Microscopische inspectie van de hersenen onthult de twee belangrijkste cellen: neuronen en glia
cellen. Neuronen voeren de belangrijkste functies van de hersenen uit, terwijl gliacellen de
activiteiten van de neuronen ondersteunen en moduleren. Staining van cellen onthult de verdeling
van cellen in de hersenschors en maakt visualisatie van groepen van kernen en axonen en zenuwen
mogelijk, een techniek die Brodmann toepaste.
Al het neurale weefsel is ontstaan uit de neurale stamcellen in de neurale buis ‐ stamcellen hebben
het vermogen tot zelfvernieuwing (proliferatie) en zorgen voor de vele gespecialiseerde cellen van
het centrale zenuwstelsel. Vanuit de stamcellen ontstaan de voorlopercellen (progenitorcellen). De
progenitorcellen splitsen zich tot niet‐delende cellen neuroblasten genoemd (die doorontwikkelen
tot neuronen) en gliablasten (die glia worden). Neuronen en gliacellen ontwikkelen volgens zeven
stadia: genese, migratie, differentiatie, rijping, synaptogenese, celdood (inclusief synapseliminatie of
pruning) en myelinisatie.
Hoe weet een cel of het een neuron moet worden en niet bijvoorbeeld een huidcel? Dit wordt
bepaald door de zogenaamde neurotrofe factoren of neurotrofinen. Neurotrofe factoren zijn een
familie van eiwitten die de groei van neuronen te bevorderen. Door stamcellen uit de hersenen van
een dier te verwijderen en die cellen in oplossingen te plaatsen die ze in leven houden, kan worden
onderzocht hoe deze neurotrofe factoren de cellulaire ontwikkeling beïnvloeden. De epidermale
groeifactor stimuleert de groei van progenitorcellen. Een fibroblast groeifactor, wanneer toegevoegd
aan de celkweek, stimuleert de groei van neuroblasten. Een neuroblast kan elk type neuron worden
als het het juiste chemische signaal ontvangt.
De genese van neuronen is voltooid na ongeveer vijf maanden. Zodra de cel zich tot een neuron heeft
ontwikkeld – een proces dat neurogenese wordt genoemd ‐ moet het zich verplaatsen naar de juiste
locatie, en daar dendrieten en axonen laten groeien en synaptische verbindingen maken. In de cortex
zijn er radiale gliacellen, die vezels hebben die zich uitstrekken van de ventriculaire zone naar het
oppervlak van de cortex. Zij banen de weg voor de migrerende neuronen. Er wordt gedacht dat
