(15-10-2019)
HCO13, stress, hersenen en gedrag
Stress, wordt gedefinieerd als een situatie die ons uit balans brengt. Denk hierbij aan dagelijkse
beslommeringen, maar ook aan traumatische gebeurtenissen, zoals een auto-ongeluk of een
terroristische aanslag. Er zitten verschillende kanten aan stress. In sommige gevallen is stress goed,
maar het kan soms ook nadelige effecten hebben. Daarnaast kan stress zich in meerdere levensfasen
voordoen en dat heeft verschillende gevolgen. Met name in de gevoelige periode, wanneer de
hersenen zich nog ontwikkelen, is stress een gevoelige trigger. In dit college zal o.a. behandeld
worden hoe stress de hersenen en gedrag beïnvloedt.
Hypothalamus-hypofyse-bijnieras, wanneer we stress waarnemen, worden een aantal
systemen geactiveerd, waaronder de hypothalamus-hypofyse-bijnier as. De
hypothalamus zal CRH produceren, waardoor de hypofyse ACTH afgeeft en de
bijnierschors uiteindelijk cortisol produceert (of corticosteron in het geval van
knaagdieren). In ons dagelijkse ritme is sprake van een circadiaans ritme (24-uurs
ritme) waarin corticosteroïde hormonen afgegeven worden. Bovenop dit circadiaanse
ritme hebben we ook nog een ultradiaan ritme waarbij cortisol in frequente pulsen
wordt afgegeven. Het gemiddelde van deze frequente pulsen bepaalt eigenlijk het
circadiaans ritme.
Corticosteroïde receptoren, er zijn 2 typen corticosteroïde receptoren in het brein
waar cortisol/corticosteron aan kan binden:
- Hoge affiniteit mineralocorticoïdreceptor, de MR heeft een hoge affiniteit voor
corticosteron en bij lage corticosteronlevels kunnen ze dus aan de MRs binden.
- Lage affiniteit glucocorticoïdreceptor, de GR heeft een veel lagere affiniteit voor
corticosteron en om aan deze receptoren te kunnen binden en activeren, moet er
dus veel corticosteron aanwezig aan.
Beide receptoren bevinden zich klassiek gezien in het cytosol, maar kunnen ook op het
membraan aanwezig zijn. Activatie van de membraangebonden receptoren heeft een
veel sneller effect dan binding aan de nucleaire receptoren. Cortisol/corticosteron kan
dus zowel snelle als langzame effecten hebben op hersenen en gedrag. Rechts zie je
aangegeven waar de verschillende receptoren met name te vinden zijn. De MR is
voornamelijk te vinden in de hippocampus, een hersengebied dat sterk betrokken is bij
leren en geheugen (omzetting korte termijn in lange termijn geheugen). Aangezien de MR
een hoge affiniteit heeft voor cortisol, is deze vrijwel altijd actief. De GR is ook aanwezig in de
hippocampus, maar is daarnaast ook in andere hersengebieden te vinden: amygdala, prefrontale
schors etc. Door zijn lage affiniteit voor cortisol is de GR alleen actief na blootstelling aan een
stressvolle situatie.
Stress & gedrag, wanneer een hert achterna gezeten wordt door een leeuw, zal het al zijn cognitieve
vermogens moeten gebruiken om te overleven. Het dier moet zich niet alleen fysiek aanpassen
(↑bloeddruk, ↑hartslag, ↑energie), maar ook cognitief. Stress is voor beide verantwoordelijk. Stress
zorgt er o.a. voor dat je alert en zenuwachtig wordt (maar verlaagt ook je weerstand).
Stress & geheugen, stress heeft ook invloed op ons geheugen. Stressvolle situaties kunnen we vaak
goed onthouden. Dat stelt je in staat om in de toekomst goed om te kunnen gaan met vergelijkbare
situaties en is evolutionair gezien van groot belang.
Routinematig gedrag, stress zorgt ervoor dat we
terugvallen op routinematig gedrag. Rechts zie je een
hole board. Een dier wordt in het midden van dit bord
geplaatst en vindt het eigenlijk niet prettig zo
blootgesteld te worden. Als gevolg zal die proberen de
weg terug te vinden naar zijn holletje (wat onder 1 v/d
gaten zit). Hiervoor kunnen 2 strategieën gebruikt
worden:
, (15-10-2019)
- Spatiële strategie, hierbij wordt aan de hand van referentiepunten het hokje teruggevonden.
- Stimulus-respons strategie, hierbij worden geen referentiepunten uit de omgeving gebruikt,
maar staat er bijvoorbeeld een fles naast het juiste gat. Dit is een voorbeeld van routinematig
gedrag.
Je kan kijken waar een dier gebruik van maakt door de fles te verplaatsen. Als het
dier nog steeds naar het goeie hol gaat, gebruikt die referentiepunten, maar
anders volgt die routine. Rechts zie je de resultaten van een experiment met
muizen waarbij ze stress geïnduceerd hebben. Waar alle muizen in normale
situaties allemaal gebruik maken van de spatiële strategie om hun hol te vinden,
zie je dat ze onder stress soms ook overstappen op routinematig leren. Onder
stress vallen we als het ware terug op de automatische piloot. Onder stress vindt
er dus een switch in gedrag (referentie → routine) plaats en dat verloopt middels
mineralocorticoïde receptoren.
Routine-experiment mens, ook in mensen kun je bestuderen hoe routinematig
gedrag beïnvloed wordt. Je hebt bijvoorbeeld en kamer met een
tafel waar 4 kaarten op liggen. Een persoon moet de juiste kaart
pakken. Het persoon kan hiervoor gebruik maken van
referentiepunten, maar kan er ook voor kiezen om gebruik te maken
van de plant (→). In de controle
zie je dat een aantal
proefpersonen referentiepunten
gebruiken en ook een aantal de
plant gebruiken. Onder stress
gaan meer mensen het
automatisch leren (plant)
gebruiken. Onder stress val je
dus terug op routine. We denken
dat dit van belang is om snel uit bedreigende situaties te kunnen ontsnappen.
Stress & geheugen, stressvolle en emotionele situaties
onthouden we heel goed. Als je iets aanleert, wordt de
informatie eerst opgeslagen in het korte termijngeheugen en
het is vervolgens mogelijk dat de informatie in het lange
termijngeheugen terechtkomt (consolidatie). Tot slot is het dan
nog van belang dat je de informatie op moet kunnen roepen. Er
zijn aanwijzingen dat stress en stresshormonen het opslaan van informatie bevorderen. Hormonen
die hierbij van belang zijn, zijn cortisol en (nor)adrenaline.
Emotionele afbeelding, als je in een onderzoek vraagt of mensen bepaalde afbeeldingen
willen onthouden, zullen ze de emotionele afbeeldingen veel beter onthouden dan neutrale
afbeeldingen.
Morris Water Maze, je kan het effect van stress op geheugen ook meten in dierstudies. Een
voorbeeld daarvan is het Morris Water Maze waarbij muizen in een bak troebel water een
platform moeten vinden, zodat ze niet meer hoeven te zwemmen. De afstand en tijd tot het
platform kan hierbij gebruikt worden als index voor geheugen. Een manier om stress te
induceren, is bijvoorbeeld het inspuiten van hormonen. Een andere optie is de temperatuur
van het water aan te passen. Muizen vinden zwemmen al vrij stressvol en hoe kouder het
water wordt, hoe stressvoller ze het ervaren. Rechts zie je resultaten van een onderzoek
waarbij ze de muizen het platform hebben laten zoeken in water van 30 of 22 graden. De
gezwommen afstand tot het platform is korter bij de muizen die in lagere temperaturen geleerd
hebben het platform te vinden. Leren onder stress gaat dus vrij goed, maar zijn de muizen ook in
staat zaken goed te onthouden onder stress? Om dit te testen hebben ze het platform weggehaald
en gekeken hoe vaak de verschillende muizen rond de positie van het oude platform zwommen. Op
de volgende pagina is te zien dat stress niet alleen het leren bevordert, maar ook het geheugen. Je
HCO13, stress, hersenen en gedrag
Stress, wordt gedefinieerd als een situatie die ons uit balans brengt. Denk hierbij aan dagelijkse
beslommeringen, maar ook aan traumatische gebeurtenissen, zoals een auto-ongeluk of een
terroristische aanslag. Er zitten verschillende kanten aan stress. In sommige gevallen is stress goed,
maar het kan soms ook nadelige effecten hebben. Daarnaast kan stress zich in meerdere levensfasen
voordoen en dat heeft verschillende gevolgen. Met name in de gevoelige periode, wanneer de
hersenen zich nog ontwikkelen, is stress een gevoelige trigger. In dit college zal o.a. behandeld
worden hoe stress de hersenen en gedrag beïnvloedt.
Hypothalamus-hypofyse-bijnieras, wanneer we stress waarnemen, worden een aantal
systemen geactiveerd, waaronder de hypothalamus-hypofyse-bijnier as. De
hypothalamus zal CRH produceren, waardoor de hypofyse ACTH afgeeft en de
bijnierschors uiteindelijk cortisol produceert (of corticosteron in het geval van
knaagdieren). In ons dagelijkse ritme is sprake van een circadiaans ritme (24-uurs
ritme) waarin corticosteroïde hormonen afgegeven worden. Bovenop dit circadiaanse
ritme hebben we ook nog een ultradiaan ritme waarbij cortisol in frequente pulsen
wordt afgegeven. Het gemiddelde van deze frequente pulsen bepaalt eigenlijk het
circadiaans ritme.
Corticosteroïde receptoren, er zijn 2 typen corticosteroïde receptoren in het brein
waar cortisol/corticosteron aan kan binden:
- Hoge affiniteit mineralocorticoïdreceptor, de MR heeft een hoge affiniteit voor
corticosteron en bij lage corticosteronlevels kunnen ze dus aan de MRs binden.
- Lage affiniteit glucocorticoïdreceptor, de GR heeft een veel lagere affiniteit voor
corticosteron en om aan deze receptoren te kunnen binden en activeren, moet er
dus veel corticosteron aanwezig aan.
Beide receptoren bevinden zich klassiek gezien in het cytosol, maar kunnen ook op het
membraan aanwezig zijn. Activatie van de membraangebonden receptoren heeft een
veel sneller effect dan binding aan de nucleaire receptoren. Cortisol/corticosteron kan
dus zowel snelle als langzame effecten hebben op hersenen en gedrag. Rechts zie je
aangegeven waar de verschillende receptoren met name te vinden zijn. De MR is
voornamelijk te vinden in de hippocampus, een hersengebied dat sterk betrokken is bij
leren en geheugen (omzetting korte termijn in lange termijn geheugen). Aangezien de MR
een hoge affiniteit heeft voor cortisol, is deze vrijwel altijd actief. De GR is ook aanwezig in de
hippocampus, maar is daarnaast ook in andere hersengebieden te vinden: amygdala, prefrontale
schors etc. Door zijn lage affiniteit voor cortisol is de GR alleen actief na blootstelling aan een
stressvolle situatie.
Stress & gedrag, wanneer een hert achterna gezeten wordt door een leeuw, zal het al zijn cognitieve
vermogens moeten gebruiken om te overleven. Het dier moet zich niet alleen fysiek aanpassen
(↑bloeddruk, ↑hartslag, ↑energie), maar ook cognitief. Stress is voor beide verantwoordelijk. Stress
zorgt er o.a. voor dat je alert en zenuwachtig wordt (maar verlaagt ook je weerstand).
Stress & geheugen, stress heeft ook invloed op ons geheugen. Stressvolle situaties kunnen we vaak
goed onthouden. Dat stelt je in staat om in de toekomst goed om te kunnen gaan met vergelijkbare
situaties en is evolutionair gezien van groot belang.
Routinematig gedrag, stress zorgt ervoor dat we
terugvallen op routinematig gedrag. Rechts zie je een
hole board. Een dier wordt in het midden van dit bord
geplaatst en vindt het eigenlijk niet prettig zo
blootgesteld te worden. Als gevolg zal die proberen de
weg terug te vinden naar zijn holletje (wat onder 1 v/d
gaten zit). Hiervoor kunnen 2 strategieën gebruikt
worden:
, (15-10-2019)
- Spatiële strategie, hierbij wordt aan de hand van referentiepunten het hokje teruggevonden.
- Stimulus-respons strategie, hierbij worden geen referentiepunten uit de omgeving gebruikt,
maar staat er bijvoorbeeld een fles naast het juiste gat. Dit is een voorbeeld van routinematig
gedrag.
Je kan kijken waar een dier gebruik van maakt door de fles te verplaatsen. Als het
dier nog steeds naar het goeie hol gaat, gebruikt die referentiepunten, maar
anders volgt die routine. Rechts zie je de resultaten van een experiment met
muizen waarbij ze stress geïnduceerd hebben. Waar alle muizen in normale
situaties allemaal gebruik maken van de spatiële strategie om hun hol te vinden,
zie je dat ze onder stress soms ook overstappen op routinematig leren. Onder
stress vallen we als het ware terug op de automatische piloot. Onder stress vindt
er dus een switch in gedrag (referentie → routine) plaats en dat verloopt middels
mineralocorticoïde receptoren.
Routine-experiment mens, ook in mensen kun je bestuderen hoe routinematig
gedrag beïnvloed wordt. Je hebt bijvoorbeeld en kamer met een
tafel waar 4 kaarten op liggen. Een persoon moet de juiste kaart
pakken. Het persoon kan hiervoor gebruik maken van
referentiepunten, maar kan er ook voor kiezen om gebruik te maken
van de plant (→). In de controle
zie je dat een aantal
proefpersonen referentiepunten
gebruiken en ook een aantal de
plant gebruiken. Onder stress
gaan meer mensen het
automatisch leren (plant)
gebruiken. Onder stress val je
dus terug op routine. We denken
dat dit van belang is om snel uit bedreigende situaties te kunnen ontsnappen.
Stress & geheugen, stressvolle en emotionele situaties
onthouden we heel goed. Als je iets aanleert, wordt de
informatie eerst opgeslagen in het korte termijngeheugen en
het is vervolgens mogelijk dat de informatie in het lange
termijngeheugen terechtkomt (consolidatie). Tot slot is het dan
nog van belang dat je de informatie op moet kunnen roepen. Er
zijn aanwijzingen dat stress en stresshormonen het opslaan van informatie bevorderen. Hormonen
die hierbij van belang zijn, zijn cortisol en (nor)adrenaline.
Emotionele afbeelding, als je in een onderzoek vraagt of mensen bepaalde afbeeldingen
willen onthouden, zullen ze de emotionele afbeeldingen veel beter onthouden dan neutrale
afbeeldingen.
Morris Water Maze, je kan het effect van stress op geheugen ook meten in dierstudies. Een
voorbeeld daarvan is het Morris Water Maze waarbij muizen in een bak troebel water een
platform moeten vinden, zodat ze niet meer hoeven te zwemmen. De afstand en tijd tot het
platform kan hierbij gebruikt worden als index voor geheugen. Een manier om stress te
induceren, is bijvoorbeeld het inspuiten van hormonen. Een andere optie is de temperatuur
van het water aan te passen. Muizen vinden zwemmen al vrij stressvol en hoe kouder het
water wordt, hoe stressvoller ze het ervaren. Rechts zie je resultaten van een onderzoek
waarbij ze de muizen het platform hebben laten zoeken in water van 30 of 22 graden. De
gezwommen afstand tot het platform is korter bij de muizen die in lagere temperaturen geleerd
hebben het platform te vinden. Leren onder stress gaat dus vrij goed, maar zijn de muizen ook in
staat zaken goed te onthouden onder stress? Om dit te testen hebben ze het platform weggehaald
en gekeken hoe vaak de verschillende muizen rond de positie van het oude platform zwommen. Op
de volgende pagina is te zien dat stress niet alleen het leren bevordert, maar ook het geheugen. Je
