Neuropsychology & Psychopharmacology
SELF STUDY: PRIMER TO THE NERVOUS SYSTEM
1. STRUCTURE AND FUNCTION OF NERVOUS SYSTEM
- Het zenuwstelsel is verantwoordelijk voor het ontvangen en verwerken van sensorische informatie van zowel
interne als externe milieu
- Het zenuwstelsel is opgedeeld in 2 gedeelten die samenwerken en verbonden zijn:
CZS: hersenen en ruggenmerg
PZS: zenuwvezels (craniaal, spinaal)
• Sensorische, afferente vezels
= ze brengen sensorische informatie naar de hersenen en het ruggenmerg
o Somatisch: signalen van de huid, spieren en zintuigen
o Visceraal: signalen van inwendige organen
• Motorische, efferente vezels
= dragen motorische informatie van het CZS naar de effectoren
o Somatisch: signalen naar skeletspieren (vrijwillig)
o Autonoom: signalen naar smooth muscle, hartspier, klieren (ongecontroleerd)
▪ Sympatisch (fight – flight)
▪ Parasympatisch (rest – digest)
- 3 specifieke functies:
1. Het ontvangen van sensorisch input
2. Informatieverwerking en integratie
• Informatie beoordelen, opslaan, responsen genereren)
3. Motorische output creëren
2. NERVOUS TISSUE
- Zenuwweefsel bestaat uit 2 types cellen
Neuronen: zorgen voor communicatie binnen zenuwstelsel via zenuwimpulsen
• Bestaat uit sensorische en motorische neuronen (lange axonen en gemyeliniseerd), tussen deze in staan
interneuronen die de communicatie overbrengen (kort of lang, wel of niet gemyeliniseerd)
Gliacellen: ondersteunen en voeden van neuronen
• Microglia: fagocyten die pathogenen en afval verwijderen
• Astrocyten: metabole en structurele steun voor neuronen
• Oligodendrocyten: zorgen voor myelinisatie in CZS, 1 oligodendrocyt myeliniseert 1 deel v meerdere
axonen
• Schwann-cellen: zorgen voor myelinisatie in PZS, 1 Schwann-cel myeliniseert 1 deel van axon
3. NEURO ANATOMY
- Als we classificeren op basis van functies, zijn er 3 types neuronen:
Sensorisch: in PZS, voert signaal van receptor (detecteren verandering in in/externe omgeving) naar CZS
o Sensorische receptor = speciale structuren die veranderingen in milieu detecteren
• Heel lange axon vervoert prikkels van dendrieten naar soma en dan verder naar uitlopers
inter- en motorneuronen: dendrieten voeren info naar soma, axon vanuit het soma weg van soma
Interneuron: volledig in CZS, ontvangt input van sensorische neuronen en andere interneuronen
• Sommen alle informatie op die ze ontvangen en vervoeren die dan (geïntegreerd) naar motorneuron
Motorneuron: vervoert prikkels weg van CZS naar effector (spier, klier, …), soma in ventrale hoorn
, -Een neruon bestaat uit dendrieten (ontvangst), axon en soma
1 axon = zenuwvezel; bundel axonen = zenuw
- Axonen zijn omgringd door myeline
= membranen van Schwanncellen of oligodendrocyten die meermaals random een axon gewikkeld zijn
1 gliacel bedekt slechts een deel van het axon
• Openingen ertussen zijn de knopen van Ranvier
Myeline speelt rol in snelheid van transmissie
Grijze stof in CZS bevat geen gemyeliniseerde axonen, witte stof wel (verklaart de kleur)
Bij de aandoening Multiple Scleroze is er een afbraak van de myeline
Belangrijke rol in het herstellen van zenuwen in het PZS: als een axon beschadigd, blijft myeline aanwezig en
fungeert it als passage way voor groei van nieuwe vezelfs
4. NEURON PHYSIOLOGY
4.1 RESTING POTENTIAL
- Ladingsverschil intra- en extracellulair gescheiden door membraan axon ➔ potentiële energie = rustpotentiaal,
gemeten in millivolt
Plasmamembraan gepolariseerd: buitenkant positief (hoge c Na-ionen), binnenkant negatief (bevat
kaliumionen en grote negatief geladen proteïnen)
Rusttoestand: plasmamembraan permeabel voor K-ionen, niet voor Na-ionen
• K-ionen kunnen diffunderen uit cel en bijdragen tot positieve lading buiten cel en meer negatieve binnen
cel
Rustpotentiaal = -.70mV
Voor en na actiepotentiaal wordt voortdurend gestreefd naar rustpotentiaal om potentiële energie te kunnen
behouden (anders geen acties mogelijk): natrium-kaliumpomp = protein carrier die actief transport verricht
(Na-ionen naar buiten, K-ionen naar binnen) = ‘heropladen’ van de cel’batterij’
- Rustpotentiaal vergelijkbaar met batterij: ladingsverschil zorgt voor potentiële energie waarmee werk verricht kan
worden (zoals bijvoorbeeld flashlight van gsm aanzetten) ➔ used to conduct neural signals = actiepotentiaal
4.2 ACTION POTENTIAL
- Actiepotentiaal = conductieproces waarbij door gebruik te maken van rustpotentiaal (Epot) neurale signalen
worden voortgebracht over het axon heen
1) Stimulus (vb. extern of intern zoals neurotransmitter) activeert receptorcel – moet sterk genoeg zijn om
grenswaarde te bereiken (-55Mv)
a. Eenmaal bereikt start actiepotentiaal automatisch (alles-of-niets)
b. Sterkte van stimulus heeft geen invloed op actiepotentiaal eenmaal over threshold, heeft wel invloed
op frequentie actiepotentialen binnen bepaalde tijd (intensity of a message = f(#action potentials in
time period))
2) Depolarisatie: voltage-gated natriumkanalen openen in plasmamembraan axon ➔ massale influx van
natriumionen (+35mV)
3) Repolarisatie: bijna meteen na depolarisatie sluiten natriumkanalen, efflux van kaliumionen
4) Natrium-kaliumpomp herstelt via actief transport oude balans van rustpotentiaal terug, gevolgd door
refractaire periode
- Overview: -70mV ➔ -55mV ➔ +35mV ➔ -70mV
Actiepotentiaal duurt 3-4 milliseconden
4.3 PROPAGATION OF AN ACTION POTENTIAL
- Ongemyeliniseerd axon: traag (1m/s) omdat ieder lokaal deel van membraan het actiepotentiaal moet verderzetten
- Gemyeliniseerd axon: snel (100m/s) omdat ter hoogte van knopen van Ranvier actiepotentialen worden voortgezet
en er dus sprongen worden gemaakt
= saltatorische transmissie
Ieder actiepotentiaal is self-propagating (ieder actiepotentiaal genereert de volgende doorheen de hele
afstand)
- Door aanwezigheid van refractaire periode kan de transmissie slechts in 1 richting gaan, kant waarvan het komt
kan nog even geen nieuw actiepotentiaal opwekken ➔ one-way direction
,4.4 SYNAPTIC TRANSMISSION
Overdracht over de synaps
- Axon loopt uit in verschillende uitlopers die eindigen in axon terminal (axonuiteinde): kleine verdikking aan einde
(eindvoetje)
Membraan ligt dicht bij membraan van dendrieten van ontvangend neuron
Gescheiden door synaptische spleet
- Actiepotentiaal komt aan in axon terminal ➔ opening Ca-kanalen en influx Ca-ionen ➔ synaptische vesikels met
NTs fuseren met presynaptisch membraan ➔ NTs diffunderen over synaptische spleet en binden aan receptoren
Receptor met exciterend effect ➔ postsynaptisch thv dendrieten influx van Na-ionen = EPSP
Receptor met inhiberend effect ➔ efflux van K-ionen = IPSP
• Ter hoogte van cellichaam opnieuw alle EPSPs en IPSPs opgeteld en al dan niet actiepotentiaal (indien
threshold bereikt)
- Exciterend of inhiberend effect afhankelijk van zowel type receptor als van de neurotransmitter
- Na binding aan receptor wordt neurotransmitter snel terug verwijderd
Heropname door presynaptisch neuron (herpakt in synaptische vesikels voor hergebruik OF intracellulair
afgebroken)
Afbraak door enzymen thv postsynaptisch membraan (vb. AChE)
Neurotransmitters
- Neurotransmitters zorgen voor overdracht van signalen tussen neuronen
Acetylcholine (ACh): actief in CNS en PNS, exciteert skeletspieren maar inhibeert hartspier
• Exciterend of inhiberend effect op smooth muscle en klieren afhankelijk van locatie
Norepinefrine: exciteert smooth muscle (PNS), rol bij dromen/waken en stemming (CNS)
Serotonine: rol in thermoregulatie, emotie, slaap en perceptie
…
5. CENTRAL NERVOUS SYSTEM
Overview
- CNS beschermd door bot (ruggenmerg door vertebrae, hersenen door schedel)
- Ook meninges (hersenvliezen) rond ruggenmerg en hersenen
Tussen de hersenvliezen in zit cerebrospinaal vocht (= kussen als bescherming)
Wordt aangemaakt en opgeslagen in hersenventrikels
Overschot wordt opgenomen in cardiovasculair systeem (indien blokkage: opstapeling ➔ hydrocefalie bij
jonge kinderen)
- Grijze en witte stof
Grijs: cellichamen en korte ongemyeliniseerde axonen
Wit: gemyeliniseerde axonen samen in bundels (= tractus, tractii)
5.1 THE SPINAL CORD
- Ruggenmerg vertrekt vanuit holte in schedel (= foramen magnum)
Centraal kanaal in midden, bevat cerebrospinaal vocht (geldt ook voor ruimtes tussen meninges)
Spinale zenuwen vertrekken vanuit kleine holtes (= intervertebral foramina)
Tussenwervelschijven (fibrocartilage) scheiden de individuele vertebrae
Grijze en witte stof
• Grijze stof centraal, H-vorm: bevat delen van sensorische, inter- en motorneuronen
o Dorsale hoorn van spinale zenuw: sensorisch (synaps met interneuron, cellichamen interneuron)
o Ventrale wortel van spinale zenuw: motorisch (cellichaam motorisch neuron)
• Witte stof rondom (anterieur motorische axonbundels, posterieur sensorische axonbundels)
o Dorsale wortel: bundel van axonen/zenuwvezels, afferent (cellichaam in ganglion dorsale wortel)
o Ventrale wortel: efferent (cellichaam in ventrale hoorn)
• Veel banen kruisen mekaar doorheen ruggenmerg (links controleert rechts en omgekeerd)
Hier vinden reflexbogen plaats
Poorttheorie: banen in ruggenmerg hebben poorten die toegang van pijnprikkels controleren (vb. endorfines
blokkeren tijdelijk pijnprikkels om naar het brein te gaan, mogelijks ook tast – wrijven op pijnlijke plek)
, Beschadiging van ruggenmerg ➔ verlamming (geen vrijwillige controle meer over ledematen + geen
waarneming)
• Ter hoogte van thorax-regio: paraplegie (enkel onderste ledematen)
• Ter hoogte van nekregio: quadriplegie (alle ledematen aangetast)
SELF STUDY: PRIMER TO THE NERVOUS SYSTEM
1. STRUCTURE AND FUNCTION OF NERVOUS SYSTEM
- Het zenuwstelsel is verantwoordelijk voor het ontvangen en verwerken van sensorische informatie van zowel
interne als externe milieu
- Het zenuwstelsel is opgedeeld in 2 gedeelten die samenwerken en verbonden zijn:
CZS: hersenen en ruggenmerg
PZS: zenuwvezels (craniaal, spinaal)
• Sensorische, afferente vezels
= ze brengen sensorische informatie naar de hersenen en het ruggenmerg
o Somatisch: signalen van de huid, spieren en zintuigen
o Visceraal: signalen van inwendige organen
• Motorische, efferente vezels
= dragen motorische informatie van het CZS naar de effectoren
o Somatisch: signalen naar skeletspieren (vrijwillig)
o Autonoom: signalen naar smooth muscle, hartspier, klieren (ongecontroleerd)
▪ Sympatisch (fight – flight)
▪ Parasympatisch (rest – digest)
- 3 specifieke functies:
1. Het ontvangen van sensorisch input
2. Informatieverwerking en integratie
• Informatie beoordelen, opslaan, responsen genereren)
3. Motorische output creëren
2. NERVOUS TISSUE
- Zenuwweefsel bestaat uit 2 types cellen
Neuronen: zorgen voor communicatie binnen zenuwstelsel via zenuwimpulsen
• Bestaat uit sensorische en motorische neuronen (lange axonen en gemyeliniseerd), tussen deze in staan
interneuronen die de communicatie overbrengen (kort of lang, wel of niet gemyeliniseerd)
Gliacellen: ondersteunen en voeden van neuronen
• Microglia: fagocyten die pathogenen en afval verwijderen
• Astrocyten: metabole en structurele steun voor neuronen
• Oligodendrocyten: zorgen voor myelinisatie in CZS, 1 oligodendrocyt myeliniseert 1 deel v meerdere
axonen
• Schwann-cellen: zorgen voor myelinisatie in PZS, 1 Schwann-cel myeliniseert 1 deel van axon
3. NEURO ANATOMY
- Als we classificeren op basis van functies, zijn er 3 types neuronen:
Sensorisch: in PZS, voert signaal van receptor (detecteren verandering in in/externe omgeving) naar CZS
o Sensorische receptor = speciale structuren die veranderingen in milieu detecteren
• Heel lange axon vervoert prikkels van dendrieten naar soma en dan verder naar uitlopers
inter- en motorneuronen: dendrieten voeren info naar soma, axon vanuit het soma weg van soma
Interneuron: volledig in CZS, ontvangt input van sensorische neuronen en andere interneuronen
• Sommen alle informatie op die ze ontvangen en vervoeren die dan (geïntegreerd) naar motorneuron
Motorneuron: vervoert prikkels weg van CZS naar effector (spier, klier, …), soma in ventrale hoorn
, -Een neruon bestaat uit dendrieten (ontvangst), axon en soma
1 axon = zenuwvezel; bundel axonen = zenuw
- Axonen zijn omgringd door myeline
= membranen van Schwanncellen of oligodendrocyten die meermaals random een axon gewikkeld zijn
1 gliacel bedekt slechts een deel van het axon
• Openingen ertussen zijn de knopen van Ranvier
Myeline speelt rol in snelheid van transmissie
Grijze stof in CZS bevat geen gemyeliniseerde axonen, witte stof wel (verklaart de kleur)
Bij de aandoening Multiple Scleroze is er een afbraak van de myeline
Belangrijke rol in het herstellen van zenuwen in het PZS: als een axon beschadigd, blijft myeline aanwezig en
fungeert it als passage way voor groei van nieuwe vezelfs
4. NEURON PHYSIOLOGY
4.1 RESTING POTENTIAL
- Ladingsverschil intra- en extracellulair gescheiden door membraan axon ➔ potentiële energie = rustpotentiaal,
gemeten in millivolt
Plasmamembraan gepolariseerd: buitenkant positief (hoge c Na-ionen), binnenkant negatief (bevat
kaliumionen en grote negatief geladen proteïnen)
Rusttoestand: plasmamembraan permeabel voor K-ionen, niet voor Na-ionen
• K-ionen kunnen diffunderen uit cel en bijdragen tot positieve lading buiten cel en meer negatieve binnen
cel
Rustpotentiaal = -.70mV
Voor en na actiepotentiaal wordt voortdurend gestreefd naar rustpotentiaal om potentiële energie te kunnen
behouden (anders geen acties mogelijk): natrium-kaliumpomp = protein carrier die actief transport verricht
(Na-ionen naar buiten, K-ionen naar binnen) = ‘heropladen’ van de cel’batterij’
- Rustpotentiaal vergelijkbaar met batterij: ladingsverschil zorgt voor potentiële energie waarmee werk verricht kan
worden (zoals bijvoorbeeld flashlight van gsm aanzetten) ➔ used to conduct neural signals = actiepotentiaal
4.2 ACTION POTENTIAL
- Actiepotentiaal = conductieproces waarbij door gebruik te maken van rustpotentiaal (Epot) neurale signalen
worden voortgebracht over het axon heen
1) Stimulus (vb. extern of intern zoals neurotransmitter) activeert receptorcel – moet sterk genoeg zijn om
grenswaarde te bereiken (-55Mv)
a. Eenmaal bereikt start actiepotentiaal automatisch (alles-of-niets)
b. Sterkte van stimulus heeft geen invloed op actiepotentiaal eenmaal over threshold, heeft wel invloed
op frequentie actiepotentialen binnen bepaalde tijd (intensity of a message = f(#action potentials in
time period))
2) Depolarisatie: voltage-gated natriumkanalen openen in plasmamembraan axon ➔ massale influx van
natriumionen (+35mV)
3) Repolarisatie: bijna meteen na depolarisatie sluiten natriumkanalen, efflux van kaliumionen
4) Natrium-kaliumpomp herstelt via actief transport oude balans van rustpotentiaal terug, gevolgd door
refractaire periode
- Overview: -70mV ➔ -55mV ➔ +35mV ➔ -70mV
Actiepotentiaal duurt 3-4 milliseconden
4.3 PROPAGATION OF AN ACTION POTENTIAL
- Ongemyeliniseerd axon: traag (1m/s) omdat ieder lokaal deel van membraan het actiepotentiaal moet verderzetten
- Gemyeliniseerd axon: snel (100m/s) omdat ter hoogte van knopen van Ranvier actiepotentialen worden voortgezet
en er dus sprongen worden gemaakt
= saltatorische transmissie
Ieder actiepotentiaal is self-propagating (ieder actiepotentiaal genereert de volgende doorheen de hele
afstand)
- Door aanwezigheid van refractaire periode kan de transmissie slechts in 1 richting gaan, kant waarvan het komt
kan nog even geen nieuw actiepotentiaal opwekken ➔ one-way direction
,4.4 SYNAPTIC TRANSMISSION
Overdracht over de synaps
- Axon loopt uit in verschillende uitlopers die eindigen in axon terminal (axonuiteinde): kleine verdikking aan einde
(eindvoetje)
Membraan ligt dicht bij membraan van dendrieten van ontvangend neuron
Gescheiden door synaptische spleet
- Actiepotentiaal komt aan in axon terminal ➔ opening Ca-kanalen en influx Ca-ionen ➔ synaptische vesikels met
NTs fuseren met presynaptisch membraan ➔ NTs diffunderen over synaptische spleet en binden aan receptoren
Receptor met exciterend effect ➔ postsynaptisch thv dendrieten influx van Na-ionen = EPSP
Receptor met inhiberend effect ➔ efflux van K-ionen = IPSP
• Ter hoogte van cellichaam opnieuw alle EPSPs en IPSPs opgeteld en al dan niet actiepotentiaal (indien
threshold bereikt)
- Exciterend of inhiberend effect afhankelijk van zowel type receptor als van de neurotransmitter
- Na binding aan receptor wordt neurotransmitter snel terug verwijderd
Heropname door presynaptisch neuron (herpakt in synaptische vesikels voor hergebruik OF intracellulair
afgebroken)
Afbraak door enzymen thv postsynaptisch membraan (vb. AChE)
Neurotransmitters
- Neurotransmitters zorgen voor overdracht van signalen tussen neuronen
Acetylcholine (ACh): actief in CNS en PNS, exciteert skeletspieren maar inhibeert hartspier
• Exciterend of inhiberend effect op smooth muscle en klieren afhankelijk van locatie
Norepinefrine: exciteert smooth muscle (PNS), rol bij dromen/waken en stemming (CNS)
Serotonine: rol in thermoregulatie, emotie, slaap en perceptie
…
5. CENTRAL NERVOUS SYSTEM
Overview
- CNS beschermd door bot (ruggenmerg door vertebrae, hersenen door schedel)
- Ook meninges (hersenvliezen) rond ruggenmerg en hersenen
Tussen de hersenvliezen in zit cerebrospinaal vocht (= kussen als bescherming)
Wordt aangemaakt en opgeslagen in hersenventrikels
Overschot wordt opgenomen in cardiovasculair systeem (indien blokkage: opstapeling ➔ hydrocefalie bij
jonge kinderen)
- Grijze en witte stof
Grijs: cellichamen en korte ongemyeliniseerde axonen
Wit: gemyeliniseerde axonen samen in bundels (= tractus, tractii)
5.1 THE SPINAL CORD
- Ruggenmerg vertrekt vanuit holte in schedel (= foramen magnum)
Centraal kanaal in midden, bevat cerebrospinaal vocht (geldt ook voor ruimtes tussen meninges)
Spinale zenuwen vertrekken vanuit kleine holtes (= intervertebral foramina)
Tussenwervelschijven (fibrocartilage) scheiden de individuele vertebrae
Grijze en witte stof
• Grijze stof centraal, H-vorm: bevat delen van sensorische, inter- en motorneuronen
o Dorsale hoorn van spinale zenuw: sensorisch (synaps met interneuron, cellichamen interneuron)
o Ventrale wortel van spinale zenuw: motorisch (cellichaam motorisch neuron)
• Witte stof rondom (anterieur motorische axonbundels, posterieur sensorische axonbundels)
o Dorsale wortel: bundel van axonen/zenuwvezels, afferent (cellichaam in ganglion dorsale wortel)
o Ventrale wortel: efferent (cellichaam in ventrale hoorn)
• Veel banen kruisen mekaar doorheen ruggenmerg (links controleert rechts en omgekeerd)
Hier vinden reflexbogen plaats
Poorttheorie: banen in ruggenmerg hebben poorten die toegang van pijnprikkels controleren (vb. endorfines
blokkeren tijdelijk pijnprikkels om naar het brein te gaan, mogelijks ook tast – wrijven op pijnlijke plek)
, Beschadiging van ruggenmerg ➔ verlamming (geen vrijwillige controle meer over ledematen + geen
waarneming)
• Ter hoogte van thorax-regio: paraplegie (enkel onderste ledematen)
• Ter hoogte van nekregio: quadriplegie (alle ledematen aangetast)
