1
Inhoudsopgave
Inleiding:.................................................................................................................. 5
Situering van de cursus ......................................................................................... 5
Netwerkstructuren: voorbeelden ........................................................................ 5
Netwerkstructuren: feedback ............................................................................. 7
Netwerkstructuren: feedforward ......................................................................... 7
Netwerkstructuren: scherpe en doffe pijn............................................................ 7
Netwerkstructuren: laterale inhibitie ................................................................... 8
Netwerkstructuren: Coïncidentiedetector ........................................................... 8
Netwerkstructuren: ........................................................................................... 8
Zintuigen .............................................................................................................. 9
Definitie ............................................................................................................ 9
Receptoren ..................................................................................................... 11
Zintuiglijke verwerking...................................................................................... 11
Zicht ...................................................................................................................... 14
Het oog .............................................................................................................. 14
De stimulus: licht ............................................................................................ 15
Anatomie van het oog ...................................................................................... 17
De Retina ........................................................................................................ 20
Hersenregio’s betrokken bij visuele processen ...................................................... 30
overzicht van het visuele circuit ........................................................................ 30
LGN ................................................................................................................ 32
Cortex striata – V1 – PRIMAIRE VISUELE CORTEX ............................................... 33
Cortex extrastriata - cortex exstrastriata ............................................................ 33
Kleurperceptie .................................................................................................... 34
Ganglioncellen: licht & donker voor Perceptie van helderheid ............................. 35
Rol van de retina .............................................................................................. 39
LGN - Cortex striata ......................................................................................... 42
Cortex extrastriata ........................................................................................... 42
Vormperceptie .................................................................................................... 44
Spatiale frequentie .......................................................................................... 44
Lies Vicca
, 2
Cortex striata .................................................................................................. 50
Cortex extrastriata ........................................................................................... 50
Perceptie van spatiale locatie .............................................................................. 55
Rol van de retina en cortex striata ..................................................................... 55
Cortex extrastriata ........................................................................................... 55
Perceptie van beweging ....................................................................................... 57
Cortex striata .................................................................................................. 57
Cortex extrastriata ........................................................................................... 58
Gehoor .................................................................................................................. 60
De stimulus: geluid ............................................................................................. 60
Anatomie van het oor .......................................................................................... 61
Haarcellen & transductie ..................................................................................... 65
Het auditieve circuit ............................................................................................ 67
Toonhoogte ........................................................................................................ 70
Volume .............................................................................................................. 71
Timbre = Klankkleur............................................................................................. 71
Spatiale locatie ................................................................................................... 71
Complexe geluiden ............................................................................................. 73
Evenwicht .............................................................................................................. 74
Anatomie van het vestibulaire systeem ................................................................. 74
Voelen = Tastzin ..................................................................................................... 78
De stimuli ........................................................................................................... 78
Anatomie van de huid .......................................................................................... 78
Stimulatie van de huid ......................................................................................... 82
Het somatosensorische circuit ............................................................................ 83
Pijn .................................................................................................................... 86
Smaak ................................................................................................................... 90
De stimuli ........................................................................................................... 90
Anatomie van de smaakpapillen en smaakcellen .................................................. 91
Smaakperceptie ................................................................................................. 91
Smaakcircuit ...................................................................................................... 92
Geur ...................................................................................................................... 93
Lies Vicca
, 3
De stimulus ........................................................................................................ 93
Anatomie van het olfactieve apparaat ................................................................... 95
Transductie ........................................................................................................ 97
Perceptie van geuren ........................................................................................... 99
Motoriek ...............................................................................................................100
Skeletspieren ....................................................................................................100
Anatomie .......................................................................................................100
Contractie......................................................................................................101
Sensorische feedback ....................................................................................102
Motoriek & het ruggenmerg .................................................................................103
Monosynaptische reflex ..................................................................................103
Polysynaptische reflex ....................................................................................105
Motoriek en het brein .........................................................................................105
Dalende banen ...............................................................................................105
Corticale structuren .......................................................................................106
De motorische associatiecortex ......................................................................107
Subcorticale structuren ..................................................................................112
Complexe motoriek............................................................................................119
Spiegelneuronen ............................................................................................119
Corollary discharge ........................................................................................122
Slaap en biologische ritmes ...................................................................................126
Wat is slaap? .....................................................................................................127
Slaapstadia ....................................................................................................127
Hersenactiviteit tijdens de slaap ......................................................................131
Waarom slapen we? ...........................................................................................132
Functies van SWS-slaap .................................................................................132
Functies van REM-slaap ..................................................................................135
Slaap en leren ................................................................................................135
Neurale controle van slaap .................................................................................137
Neurale controle van slaap..............................................................................137
Neurale controle van waakzaamheid ...............................................................138
Neurale controle van slaap/waak overgangen ...................................................142
Lies Vicca
, 4
Neurale controle van REM-transitie ..................................................................144
Slaapstoornissen ...............................................................................................147
Insomnie .......................................................................................................147
Narcolepsie ...................................................................................................148
REM-slaap gedragsstoornis .............................................................................149
SWS-problemen .............................................................................................150
Biologische klokken ...........................................................................................150
Circadiaanse ritmes .......................................................................................150
Nucleus suprachiasmaticus ............................................................................151
Pijnappelklier en melatonine ...........................................................................152
Stress ...................................................................................................................153
De Stress-respons .............................................................................................153
Inleiding.........................................................................................................153
Fysiologie ......................................................................................................155
Stress en evolutie...............................................................................................158
parallellen tussen soorten ...............................................................................158
Trade-offs ......................................................................................................158
Stress en vroege ervaringen .............................................................................158
Prenatale stress en zorg......................................................................................159
Prenatale stress .............................................................................................159
Stress en evolutie prenatale stress ..................................................................160
Rol van de zorg ...............................................................................................160
Impact op hippocampus .................................................................................161
Stress, de mens en psychopathologie .................................................................161
Adaptiviteit van de stressrespons…..................................................................161
Invloeden op mentale stress ...........................................................................162
Psychopathologie ...........................................................................................162
Adaptiviteit revisited .......................................................................................163
Stress en gezondheid .........................................................................................164
LT gezondheidseffecten van Stress ..................................................................164
Psycho-neuro-immunologie ............................................................................164
Lies Vicca
, 5
Biologische psychologie 2
Inleiding:
. Structuren en functies
Situering van de cursus
Biologische psychologie II: functies
= Toepassing van kennis uit Bio psych I
. Inzoomen op processen in specifieke deelstructuren
. Zintuigen: meest basale psychische functies (basale -> belangrijk voor meer
complexe handelingen)
. Motoriek: bijna alle gedrag is motorisch van aard (vb: spreken OF de
manieren van wat dat we door perceptie, door verwerking ervan, door na
te denken, te reflecteren, enz op het moment dat we dat willen gaan
omzetten in het beïnvloeden van onze omgeving/ interageren met onze
omgeving hebben wij motoriek nodig)
. Slaap en biologische ritmes: toestand die globale toestand van de psyche
beïnvloed
. Stress
. (Leren en geheugen)
. Uitermate breed en gespecialiseerd vakgebied; kennis veranderd voortdurend
. Algemeen over belangrijkste functies, dieper ingaan op specifieke
aspecten ter illustratie (e.g. zicht)
. Belang van netwerkstructuren in psyche <> functies hebben locatie in het brein
Vroeger alleen specifieke locaties voor functies aanduiden maar nu al gevonden
dat alles samenhangt -> netwerken (niet 1 plaats verantwoordelijk voor iets)
Netwerkstructuren: voorbeelden
1) = basic voorbeeld
Neuron A stuurt info via axon, overheen de synaps, naar dendrieten van neuron B; basic
netwerk
+ = exciterende invloed
Basistoestand is extreem negatief; kortstondig positief dan actiepotentiaal; Alles of niets
Negatief in rusttoestand kost E, maar onderdrukt ruis: actiepotentiaal dat niet bedoelt
was, wordt niet verder doorgegeven
Lies Vicca
, 6
(toestand is eerst negatief van/bij A, B krijgt de info en wordt positief -> positief -> positief
(steeds meer positief) tot het actiepotentiaal waarbij B de info verder doorgeeft
Deze keten kan er heel veel achter elkaar hebben waarbij overal de info op DEZELFDE
manier wordt doorgegeven
2) = convergentie
Convergentie:
Aantal neuronen daalt!
kwantitatieve integratie; gemeenschappelijke evidentie voor zelfde info (dezelfde info
voor dezelfde evidentie): vb: fotoreceptoren bij schemering
kwalitatieve integratie; verschillende soorten info bundelen (verschillende info bronnen
gaan 1 geheel vormen): vb fotoreceptor + oogbeweging = waar is object
3) = herverdeling van informatie
4) = divergentie Gaan allemaal samenwerken met die
info
Divergentie:
Het aantal neuronen stijgt!
Opsplitsen; vb: info moet naar Cerebellum en Cortex
Versterken vb: een neuron die volledige spiergroep doet bewegen
Info opsplistsen, dezelfde info moet naar verschillende plaatsen worden verstuurd
Info wordt in cerebellum en cortex verwerkt
Lies Vicca
, 7
Netwerkstructuren: feedback
Minimaliseren van ruis
Neuron A doet B en C vuren
Negatieve projectie van neuron C naar A, (C geeft inhibitie) bemoeilijkt het vuren A, maakt kans
op temporele summatie bij B kleiner. B zal waarschijnlijk ook info van andere neuronen moeten
krijgen om tot vuren te komen.
“->ruis wegwerken. A stuurt + info naar B en die doet dat voort maar C zorgt dat A wat rustiger
gaat worden, minder naar B gaat sturen. (Misschien hoeft B niet altijd zoveel info -> signaal van A
wordt dus wat specifieker.) (kan ook zijn dat B nog van ergens anders ook info krijgt)”
Netwerkstructuren: feedforward
Minimaliseren van ruis
Neuron A doet B en C vuren
Negatieve projectie van neuron C naar B,
bemoeilijkt het vuren B. Grote activiteit in A zal,
tot meer beperkte activiteit in B leiden wanner C actief.
A kan bv zeer sensitief zijn zodat geen valse negatieven worden geregistreerd.
“C zegt tegen B dat die al genoeg info heeft doorgezonden van A en nu wat mag minderen”
Netwerkstructuren: scherpe en doffe pijn
Feedforward netwerk
Komt voor in het pijnnetwerk
A voelt druk, wordt in B gedetecteerd als scherpe pijn op
een nauwkeurige plek.
Functie = Waarschuwing!
C zal acute pijnregistratie dempen.
= Evolutionair adaptief
“initiële neuronen zorgen voor die acute pijn maat dat moet niet blijven duren, C dempt de pijn”
Lies Vicca
, 8
Neuron D is trager, minder gemyeliniseerd. Zal demping
van C op D opheffen zodat toch doffe, diffuse, zeurende
pijn wordt ervaren.
Functie = Wees voorzichtig!
“D zorgt voor inhibitie op een inhibitie, gaan C dempen
met de pijn te dempen en zorgt dat B terug wat meer
gaat voelen”
Onthoud: Biologische achtergrond van iets simpel als pijn, kan zeer complex zijn.
Netwerkstructuren: laterale inhibitie
Minimaliseren van ruis
Eerste laag neuronen geeft excitatie informatie aan
tweede laag.
Neuronen in eerste laag inhiberen elkaar.
Vb: spatiale nauwkeurigheid bij tastreceptoren om twee
punten op huid te onderscheiden. Lukt beter op handen
vs rug.
Winner takes it all netwerk.
“A,C en E geven + info door maar C vindt dat die de “juiste” is en gaat dus de andere
minderen/dempen. (kan ook zijn dat ze elkaar allemaal gaan inhiberen en dan die met de
sterkste/ beste info “wint” “
Netwerkstructuren: Coïncidentiedetector
Vb: Spatiale lokalisatie van geluid zonder
zicht.
Axonen van rechter en linker oor geven beide
informatie aan neuronen (beige bollen) over
het horen van geluid.
Locatie van de bron van geluid, bepaald
wanneer het geluid toe komt aan elk oor.
Specifiek neuron zal vuren afhankelijk van het verschil in tijd tussen de twee oren.
Netwerkstructuren:
Relatief simpele netwerkstructuren kunnen worden ingezet voor uiteenlopende functies!
Zelfde bouwstenen met andere architectuur kan tot heel andere functie leiden!
! Met heel simpele structuren kan je al heel veel doen -> ALTIJD dezelfde bouwstenen
Lies Vicca
Inhoudsopgave
Inleiding:.................................................................................................................. 5
Situering van de cursus ......................................................................................... 5
Netwerkstructuren: voorbeelden ........................................................................ 5
Netwerkstructuren: feedback ............................................................................. 7
Netwerkstructuren: feedforward ......................................................................... 7
Netwerkstructuren: scherpe en doffe pijn............................................................ 7
Netwerkstructuren: laterale inhibitie ................................................................... 8
Netwerkstructuren: Coïncidentiedetector ........................................................... 8
Netwerkstructuren: ........................................................................................... 8
Zintuigen .............................................................................................................. 9
Definitie ............................................................................................................ 9
Receptoren ..................................................................................................... 11
Zintuiglijke verwerking...................................................................................... 11
Zicht ...................................................................................................................... 14
Het oog .............................................................................................................. 14
De stimulus: licht ............................................................................................ 15
Anatomie van het oog ...................................................................................... 17
De Retina ........................................................................................................ 20
Hersenregio’s betrokken bij visuele processen ...................................................... 30
overzicht van het visuele circuit ........................................................................ 30
LGN ................................................................................................................ 32
Cortex striata – V1 – PRIMAIRE VISUELE CORTEX ............................................... 33
Cortex extrastriata - cortex exstrastriata ............................................................ 33
Kleurperceptie .................................................................................................... 34
Ganglioncellen: licht & donker voor Perceptie van helderheid ............................. 35
Rol van de retina .............................................................................................. 39
LGN - Cortex striata ......................................................................................... 42
Cortex extrastriata ........................................................................................... 42
Vormperceptie .................................................................................................... 44
Spatiale frequentie .......................................................................................... 44
Lies Vicca
, 2
Cortex striata .................................................................................................. 50
Cortex extrastriata ........................................................................................... 50
Perceptie van spatiale locatie .............................................................................. 55
Rol van de retina en cortex striata ..................................................................... 55
Cortex extrastriata ........................................................................................... 55
Perceptie van beweging ....................................................................................... 57
Cortex striata .................................................................................................. 57
Cortex extrastriata ........................................................................................... 58
Gehoor .................................................................................................................. 60
De stimulus: geluid ............................................................................................. 60
Anatomie van het oor .......................................................................................... 61
Haarcellen & transductie ..................................................................................... 65
Het auditieve circuit ............................................................................................ 67
Toonhoogte ........................................................................................................ 70
Volume .............................................................................................................. 71
Timbre = Klankkleur............................................................................................. 71
Spatiale locatie ................................................................................................... 71
Complexe geluiden ............................................................................................. 73
Evenwicht .............................................................................................................. 74
Anatomie van het vestibulaire systeem ................................................................. 74
Voelen = Tastzin ..................................................................................................... 78
De stimuli ........................................................................................................... 78
Anatomie van de huid .......................................................................................... 78
Stimulatie van de huid ......................................................................................... 82
Het somatosensorische circuit ............................................................................ 83
Pijn .................................................................................................................... 86
Smaak ................................................................................................................... 90
De stimuli ........................................................................................................... 90
Anatomie van de smaakpapillen en smaakcellen .................................................. 91
Smaakperceptie ................................................................................................. 91
Smaakcircuit ...................................................................................................... 92
Geur ...................................................................................................................... 93
Lies Vicca
, 3
De stimulus ........................................................................................................ 93
Anatomie van het olfactieve apparaat ................................................................... 95
Transductie ........................................................................................................ 97
Perceptie van geuren ........................................................................................... 99
Motoriek ...............................................................................................................100
Skeletspieren ....................................................................................................100
Anatomie .......................................................................................................100
Contractie......................................................................................................101
Sensorische feedback ....................................................................................102
Motoriek & het ruggenmerg .................................................................................103
Monosynaptische reflex ..................................................................................103
Polysynaptische reflex ....................................................................................105
Motoriek en het brein .........................................................................................105
Dalende banen ...............................................................................................105
Corticale structuren .......................................................................................106
De motorische associatiecortex ......................................................................107
Subcorticale structuren ..................................................................................112
Complexe motoriek............................................................................................119
Spiegelneuronen ............................................................................................119
Corollary discharge ........................................................................................122
Slaap en biologische ritmes ...................................................................................126
Wat is slaap? .....................................................................................................127
Slaapstadia ....................................................................................................127
Hersenactiviteit tijdens de slaap ......................................................................131
Waarom slapen we? ...........................................................................................132
Functies van SWS-slaap .................................................................................132
Functies van REM-slaap ..................................................................................135
Slaap en leren ................................................................................................135
Neurale controle van slaap .................................................................................137
Neurale controle van slaap..............................................................................137
Neurale controle van waakzaamheid ...............................................................138
Neurale controle van slaap/waak overgangen ...................................................142
Lies Vicca
, 4
Neurale controle van REM-transitie ..................................................................144
Slaapstoornissen ...............................................................................................147
Insomnie .......................................................................................................147
Narcolepsie ...................................................................................................148
REM-slaap gedragsstoornis .............................................................................149
SWS-problemen .............................................................................................150
Biologische klokken ...........................................................................................150
Circadiaanse ritmes .......................................................................................150
Nucleus suprachiasmaticus ............................................................................151
Pijnappelklier en melatonine ...........................................................................152
Stress ...................................................................................................................153
De Stress-respons .............................................................................................153
Inleiding.........................................................................................................153
Fysiologie ......................................................................................................155
Stress en evolutie...............................................................................................158
parallellen tussen soorten ...............................................................................158
Trade-offs ......................................................................................................158
Stress en vroege ervaringen .............................................................................158
Prenatale stress en zorg......................................................................................159
Prenatale stress .............................................................................................159
Stress en evolutie prenatale stress ..................................................................160
Rol van de zorg ...............................................................................................160
Impact op hippocampus .................................................................................161
Stress, de mens en psychopathologie .................................................................161
Adaptiviteit van de stressrespons…..................................................................161
Invloeden op mentale stress ...........................................................................162
Psychopathologie ...........................................................................................162
Adaptiviteit revisited .......................................................................................163
Stress en gezondheid .........................................................................................164
LT gezondheidseffecten van Stress ..................................................................164
Psycho-neuro-immunologie ............................................................................164
Lies Vicca
, 5
Biologische psychologie 2
Inleiding:
. Structuren en functies
Situering van de cursus
Biologische psychologie II: functies
= Toepassing van kennis uit Bio psych I
. Inzoomen op processen in specifieke deelstructuren
. Zintuigen: meest basale psychische functies (basale -> belangrijk voor meer
complexe handelingen)
. Motoriek: bijna alle gedrag is motorisch van aard (vb: spreken OF de
manieren van wat dat we door perceptie, door verwerking ervan, door na
te denken, te reflecteren, enz op het moment dat we dat willen gaan
omzetten in het beïnvloeden van onze omgeving/ interageren met onze
omgeving hebben wij motoriek nodig)
. Slaap en biologische ritmes: toestand die globale toestand van de psyche
beïnvloed
. Stress
. (Leren en geheugen)
. Uitermate breed en gespecialiseerd vakgebied; kennis veranderd voortdurend
. Algemeen over belangrijkste functies, dieper ingaan op specifieke
aspecten ter illustratie (e.g. zicht)
. Belang van netwerkstructuren in psyche <> functies hebben locatie in het brein
Vroeger alleen specifieke locaties voor functies aanduiden maar nu al gevonden
dat alles samenhangt -> netwerken (niet 1 plaats verantwoordelijk voor iets)
Netwerkstructuren: voorbeelden
1) = basic voorbeeld
Neuron A stuurt info via axon, overheen de synaps, naar dendrieten van neuron B; basic
netwerk
+ = exciterende invloed
Basistoestand is extreem negatief; kortstondig positief dan actiepotentiaal; Alles of niets
Negatief in rusttoestand kost E, maar onderdrukt ruis: actiepotentiaal dat niet bedoelt
was, wordt niet verder doorgegeven
Lies Vicca
, 6
(toestand is eerst negatief van/bij A, B krijgt de info en wordt positief -> positief -> positief
(steeds meer positief) tot het actiepotentiaal waarbij B de info verder doorgeeft
Deze keten kan er heel veel achter elkaar hebben waarbij overal de info op DEZELFDE
manier wordt doorgegeven
2) = convergentie
Convergentie:
Aantal neuronen daalt!
kwantitatieve integratie; gemeenschappelijke evidentie voor zelfde info (dezelfde info
voor dezelfde evidentie): vb: fotoreceptoren bij schemering
kwalitatieve integratie; verschillende soorten info bundelen (verschillende info bronnen
gaan 1 geheel vormen): vb fotoreceptor + oogbeweging = waar is object
3) = herverdeling van informatie
4) = divergentie Gaan allemaal samenwerken met die
info
Divergentie:
Het aantal neuronen stijgt!
Opsplitsen; vb: info moet naar Cerebellum en Cortex
Versterken vb: een neuron die volledige spiergroep doet bewegen
Info opsplistsen, dezelfde info moet naar verschillende plaatsen worden verstuurd
Info wordt in cerebellum en cortex verwerkt
Lies Vicca
, 7
Netwerkstructuren: feedback
Minimaliseren van ruis
Neuron A doet B en C vuren
Negatieve projectie van neuron C naar A, (C geeft inhibitie) bemoeilijkt het vuren A, maakt kans
op temporele summatie bij B kleiner. B zal waarschijnlijk ook info van andere neuronen moeten
krijgen om tot vuren te komen.
“->ruis wegwerken. A stuurt + info naar B en die doet dat voort maar C zorgt dat A wat rustiger
gaat worden, minder naar B gaat sturen. (Misschien hoeft B niet altijd zoveel info -> signaal van A
wordt dus wat specifieker.) (kan ook zijn dat B nog van ergens anders ook info krijgt)”
Netwerkstructuren: feedforward
Minimaliseren van ruis
Neuron A doet B en C vuren
Negatieve projectie van neuron C naar B,
bemoeilijkt het vuren B. Grote activiteit in A zal,
tot meer beperkte activiteit in B leiden wanner C actief.
A kan bv zeer sensitief zijn zodat geen valse negatieven worden geregistreerd.
“C zegt tegen B dat die al genoeg info heeft doorgezonden van A en nu wat mag minderen”
Netwerkstructuren: scherpe en doffe pijn
Feedforward netwerk
Komt voor in het pijnnetwerk
A voelt druk, wordt in B gedetecteerd als scherpe pijn op
een nauwkeurige plek.
Functie = Waarschuwing!
C zal acute pijnregistratie dempen.
= Evolutionair adaptief
“initiële neuronen zorgen voor die acute pijn maat dat moet niet blijven duren, C dempt de pijn”
Lies Vicca
, 8
Neuron D is trager, minder gemyeliniseerd. Zal demping
van C op D opheffen zodat toch doffe, diffuse, zeurende
pijn wordt ervaren.
Functie = Wees voorzichtig!
“D zorgt voor inhibitie op een inhibitie, gaan C dempen
met de pijn te dempen en zorgt dat B terug wat meer
gaat voelen”
Onthoud: Biologische achtergrond van iets simpel als pijn, kan zeer complex zijn.
Netwerkstructuren: laterale inhibitie
Minimaliseren van ruis
Eerste laag neuronen geeft excitatie informatie aan
tweede laag.
Neuronen in eerste laag inhiberen elkaar.
Vb: spatiale nauwkeurigheid bij tastreceptoren om twee
punten op huid te onderscheiden. Lukt beter op handen
vs rug.
Winner takes it all netwerk.
“A,C en E geven + info door maar C vindt dat die de “juiste” is en gaat dus de andere
minderen/dempen. (kan ook zijn dat ze elkaar allemaal gaan inhiberen en dan die met de
sterkste/ beste info “wint” “
Netwerkstructuren: Coïncidentiedetector
Vb: Spatiale lokalisatie van geluid zonder
zicht.
Axonen van rechter en linker oor geven beide
informatie aan neuronen (beige bollen) over
het horen van geluid.
Locatie van de bron van geluid, bepaald
wanneer het geluid toe komt aan elk oor.
Specifiek neuron zal vuren afhankelijk van het verschil in tijd tussen de twee oren.
Netwerkstructuren:
Relatief simpele netwerkstructuren kunnen worden ingezet voor uiteenlopende functies!
Zelfde bouwstenen met andere architectuur kan tot heel andere functie leiden!
! Met heel simpele structuren kan je al heel veel doen -> ALTIJD dezelfde bouwstenen
Lies Vicca
