BIOLOGISCHE PSYCHOLOGIE II
INLEIDING : STRUCTUREN EN FUNCTIES
Situering van de cursus
Biologische psychologie kijkt naar hoe ons lichaam en onze hersenen ons gedrag en psyche beïnvloeden. (Gedrag en psyche
= altijd een combinatie van biologie en omgeving.)
1. Evolutie en gedragsgenetica
▪ Keten: DNA (genetisch materiaal) → eiwitten → fysieke structuren → gedrag.
Voorbeeld: IQ is voor ~50% erfelijk (heritabiliteit)
▪ Belangrijk inzicht:
‣ Verandering in lichaam beïnvloedt psyche (bv. medicatie).
‣ Denkprocessen hebben een fysieke basis (bv. hersenactivatie in bepaalde regio).
2. Micro- en macrostructuur zenuwstelsel
▪ Gedrag ontstaat uit netwerken in de hersenen.
▪ Zowel kleine (neuronen, synapsen) als grote structuren (hersengebieden, verbindingen) zijn belangrijk.
3. Onderzoeksmethoden
▪ EEG – Elektro-encefalografie
‣ Wat: Meet elektrische activiteit van de hersenen via elektroden op de hoofdhuid.
‣ Wat het laat zien: Wanneer hersencellen actief zijn.
▪ fMRI – Functionele MRI
‣ Wat: Meet veranderingen in bloedtoevoer naar hersengebieden.
‣ Wat het laat zien: Welke hersengebieden actief zijn tijdens bepaalde taken.
▪ PET – Positron Emissie Tomografie (minder vaak in onderwijs)
‣ Wat: Meet metabolisme of chemische activiteit in de hersenen.
‣ Gebruik: Vaak voor onderzoek naar neurotransmitters of hersenziekten.
▪ TMS – Transcraniële Magnetische Stimulatie
‣ Wat: Magnetische pulsen beïnvloeden tijdelijk hersengebieden.
‣ Wat het laat zien: Welke hersengebieden nodig zijn voor bepaalde functies.
▪ Lesion studies / casestudies
‣ Wat: Onderzoek bij mensen of dieren met beschadigingen in de hersenen.
‣ Wat het laat zien: Welke functies wegvallen als een hersengebied beschadigd is.
Herhaling Biologische Psychologie I
Focusgebieden:
1. Zintuigen: basis van psychische functies, starten bijna alle gedragingen.
2. Motoriek: vrijwel al het gedrag is motorisch (bv. spreken); sterk gekoppeld aan zintuigen.
3. Slaap & biologische ritmes: beïnvloeden globale psyche en conditionering.
4. Stress: belangrijke impact op gedrag en psyche.
▪ Belang van netwerken: functies hebben locaties in het brein, maar werken samen in netwerken; alles hangt
met elkaar samen.
Biologische Psychologie II
,Netwerkstructuren:
Hoe dat je brein informatie doorstuurt.
1. Basisstructuur
Dentriet
Axon Axon
Synaps
Neuron A stuurt info via axon, overheen de synaps, naar dendrieten van neuron B; basic netwerk.
▪ Excitatie en actiepotentiaal
‣ + = exciterende invloed → verhoogt kans dat Neuron B actief wordt (informatie wordt doorgegeven)
‣ Alles-of-niets-principe: Neuron B vuurt alleen een actiepotentiaal als voldoende positieve input komt.
▪ Rustpotentiaal
‣ Neuron in rust = negatief geladen t.o.v. extracellulair milieu.
▪ Kettingsreactie
Als die bepaalde drempelwaarde overschreden is
‣ Depolarisatie: bij voldoende excitatie wordt de rustpotentiaal kort positief (actiepotentiaal.)
‣ Repolarisatie: herstel naar negatieve rusttoestand.
Waarom basis negatief?
Negatief in rusttoestand kost energie, maar onderdrukt ruis: actiepotentiaal dat niet bedoeld was, wordt
niet verder doorgegeven.
▪ Efficiëntie & functie
‣ Het zenuwstelsel heeft controlemechanismen zodat we bij gevaar (bv. een leeuw) snel en efficiënt
reageren, zonder te veel te twijfelen.
‣ Dit garandeert dat enkel de belangrijkste prikkels leiden tot actie.
▪ Complexere netwerken
‣ Neuron B kan op zijn beurt informatie doorsturen naar andere neuronen.
‣ Zo ontstaan netwerken in het brein die complexe functies mogelijk maken.
Communicatietypen
Neuraal: snel, specifiek, duidelijke beslissingen (vuren of niet vuren).
Hormonaal: traag, breed, meer “megafoon-signaal” (bv. start puberteit).
2. Convergentie
Meerdere neuronen sturen informatie naar één volgend neuron. (aantal
neuronen daalt)
➔ Informatie uit verschillende bronnen combineren zodat het brein een duidelijke “beslissing” of waarneming kan
maken.
▪ Twee soorten integratie
‣ Kwantitatief: bundelen van vergelijkbare informatie om gemeenschappelijke evidentie te versterken.
Voorbeeld: meerdere fotoreceptoren in schemering geven samen voldoende signaal om licht waar te
nemen.
‣ Kwalitatief: combineren van verschillende soorten informatie om nieuwe informatie te creëren.
Voorbeeld: fotoreceptor + oogbeweging → bepalen waar een object zich bevindt.
,3. Herverdelen van informatie
4. Divergentie
Eén neuron stuurt informatie naar meerdere neuronen. (aantal neuronen stijgt)
➔ Opsplitsen: info moet naar verschillende hersengebieden, bv. cerebellum en cortex.
➔ Versterken: één neuron kan een hele spiergroep activeren.
5. Feedback
Neuron A stuurt signalen naar neuron B en C. Negatieve projectie van C naar A. Het signaal komt bij B en een
beetje later komt de negatieve feedback terug bij A want het moet eerst passeren bij neuron C.
➔ C geeft een inhiberend signaal terug naar A. Hierdoor wordt A minder snel actief en dit voorkomt dat te veel
informatie blijft doorstromen.
Doel?
Ruis minimaliseren zodat alleen relevante signalen worden doorgegeven.
▪ Feedback voorkomt temporele summatie bij Neuron B:
‣ Als A heel snel na elkaar vuurt, zou B de drempel bereiken door opeenstapeling van kleine signalen.
‣ Dankzij de inhibitie via C wordt dit afgeremd → B vuurt alleen bij écht sterke input.
Temporele summatie = Als hetzelfde presynaptische neuron echter meerdere signalen snel na elkaar afvuurt,
worden die kleine excitatoire signalen opgeteld in de tijd. Het postsynaptisch neuron (bv. B) kan daardoor
toch de drempel bereiken en vuren, ook al was elk signaal afzonderlijk te zwak.
6. Feedforward
Neuron A stuurt positieve signalen naar B en C. Neuron C stuurt een negatief signaal terug naar B, niet naar A.
➔ Als A erg actief is, zal C de activiteit van B temperen → alleen signalen met voldoende evidentie worden
doorgegeven.
Doel?
Ruis minimaliseren zodat alleen relevante signalen worden doorgegeven.
, ▪ Timing
‣ Route A → B = snel (1 synaps).
‣ Route A → C → B = trager (2 synapsen).
‣ Resultaat: B krijgt eerst excitatie van A, maar kort daarna remming via C (“het is goed, we weten het
al”).
Voorbeeld: Scherpe en doffe pijn
A: voelt druk → stuurt signaal naar B
B: registreert scherpe pijn op precieze plek
➔ waarschuwing
C: dempt activiteit van B → tempering van acute pijn → voorkomt overmatige pijnreactie
D: trager neuron → heft demping van C op → doffe, diffuse pijn blijft voelbaar
➔ zorgt dat je voorzichtig blijft
7. Laterale inhibitie
Eerste laag neuronen stuurt excitatie naar de tweede laag. Tegelijk inhiberen de neuronen elkaar; het middelste,
sterkste signaal onderdrukt de buren.
➔ Signaal van neuron C (sterkste) wordt doorgestuurd (zwakkere signalen worden gefilterd). “Winner takes it
all”-principe: het meest relevante signaal wint en gaat door. Dit vergroot de spatiële precisie van de
waarneming.
Voorbeeld
Tastreceptoren: twee punten op de huid onderscheiden, preciezer op handen dan op rug.
Doel?
Ruis minimaliseren zodat alleen relevante signalen worden doorgegeven.
INLEIDING : STRUCTUREN EN FUNCTIES
Situering van de cursus
Biologische psychologie kijkt naar hoe ons lichaam en onze hersenen ons gedrag en psyche beïnvloeden. (Gedrag en psyche
= altijd een combinatie van biologie en omgeving.)
1. Evolutie en gedragsgenetica
▪ Keten: DNA (genetisch materiaal) → eiwitten → fysieke structuren → gedrag.
Voorbeeld: IQ is voor ~50% erfelijk (heritabiliteit)
▪ Belangrijk inzicht:
‣ Verandering in lichaam beïnvloedt psyche (bv. medicatie).
‣ Denkprocessen hebben een fysieke basis (bv. hersenactivatie in bepaalde regio).
2. Micro- en macrostructuur zenuwstelsel
▪ Gedrag ontstaat uit netwerken in de hersenen.
▪ Zowel kleine (neuronen, synapsen) als grote structuren (hersengebieden, verbindingen) zijn belangrijk.
3. Onderzoeksmethoden
▪ EEG – Elektro-encefalografie
‣ Wat: Meet elektrische activiteit van de hersenen via elektroden op de hoofdhuid.
‣ Wat het laat zien: Wanneer hersencellen actief zijn.
▪ fMRI – Functionele MRI
‣ Wat: Meet veranderingen in bloedtoevoer naar hersengebieden.
‣ Wat het laat zien: Welke hersengebieden actief zijn tijdens bepaalde taken.
▪ PET – Positron Emissie Tomografie (minder vaak in onderwijs)
‣ Wat: Meet metabolisme of chemische activiteit in de hersenen.
‣ Gebruik: Vaak voor onderzoek naar neurotransmitters of hersenziekten.
▪ TMS – Transcraniële Magnetische Stimulatie
‣ Wat: Magnetische pulsen beïnvloeden tijdelijk hersengebieden.
‣ Wat het laat zien: Welke hersengebieden nodig zijn voor bepaalde functies.
▪ Lesion studies / casestudies
‣ Wat: Onderzoek bij mensen of dieren met beschadigingen in de hersenen.
‣ Wat het laat zien: Welke functies wegvallen als een hersengebied beschadigd is.
Herhaling Biologische Psychologie I
Focusgebieden:
1. Zintuigen: basis van psychische functies, starten bijna alle gedragingen.
2. Motoriek: vrijwel al het gedrag is motorisch (bv. spreken); sterk gekoppeld aan zintuigen.
3. Slaap & biologische ritmes: beïnvloeden globale psyche en conditionering.
4. Stress: belangrijke impact op gedrag en psyche.
▪ Belang van netwerken: functies hebben locaties in het brein, maar werken samen in netwerken; alles hangt
met elkaar samen.
Biologische Psychologie II
,Netwerkstructuren:
Hoe dat je brein informatie doorstuurt.
1. Basisstructuur
Dentriet
Axon Axon
Synaps
Neuron A stuurt info via axon, overheen de synaps, naar dendrieten van neuron B; basic netwerk.
▪ Excitatie en actiepotentiaal
‣ + = exciterende invloed → verhoogt kans dat Neuron B actief wordt (informatie wordt doorgegeven)
‣ Alles-of-niets-principe: Neuron B vuurt alleen een actiepotentiaal als voldoende positieve input komt.
▪ Rustpotentiaal
‣ Neuron in rust = negatief geladen t.o.v. extracellulair milieu.
▪ Kettingsreactie
Als die bepaalde drempelwaarde overschreden is
‣ Depolarisatie: bij voldoende excitatie wordt de rustpotentiaal kort positief (actiepotentiaal.)
‣ Repolarisatie: herstel naar negatieve rusttoestand.
Waarom basis negatief?
Negatief in rusttoestand kost energie, maar onderdrukt ruis: actiepotentiaal dat niet bedoeld was, wordt
niet verder doorgegeven.
▪ Efficiëntie & functie
‣ Het zenuwstelsel heeft controlemechanismen zodat we bij gevaar (bv. een leeuw) snel en efficiënt
reageren, zonder te veel te twijfelen.
‣ Dit garandeert dat enkel de belangrijkste prikkels leiden tot actie.
▪ Complexere netwerken
‣ Neuron B kan op zijn beurt informatie doorsturen naar andere neuronen.
‣ Zo ontstaan netwerken in het brein die complexe functies mogelijk maken.
Communicatietypen
Neuraal: snel, specifiek, duidelijke beslissingen (vuren of niet vuren).
Hormonaal: traag, breed, meer “megafoon-signaal” (bv. start puberteit).
2. Convergentie
Meerdere neuronen sturen informatie naar één volgend neuron. (aantal
neuronen daalt)
➔ Informatie uit verschillende bronnen combineren zodat het brein een duidelijke “beslissing” of waarneming kan
maken.
▪ Twee soorten integratie
‣ Kwantitatief: bundelen van vergelijkbare informatie om gemeenschappelijke evidentie te versterken.
Voorbeeld: meerdere fotoreceptoren in schemering geven samen voldoende signaal om licht waar te
nemen.
‣ Kwalitatief: combineren van verschillende soorten informatie om nieuwe informatie te creëren.
Voorbeeld: fotoreceptor + oogbeweging → bepalen waar een object zich bevindt.
,3. Herverdelen van informatie
4. Divergentie
Eén neuron stuurt informatie naar meerdere neuronen. (aantal neuronen stijgt)
➔ Opsplitsen: info moet naar verschillende hersengebieden, bv. cerebellum en cortex.
➔ Versterken: één neuron kan een hele spiergroep activeren.
5. Feedback
Neuron A stuurt signalen naar neuron B en C. Negatieve projectie van C naar A. Het signaal komt bij B en een
beetje later komt de negatieve feedback terug bij A want het moet eerst passeren bij neuron C.
➔ C geeft een inhiberend signaal terug naar A. Hierdoor wordt A minder snel actief en dit voorkomt dat te veel
informatie blijft doorstromen.
Doel?
Ruis minimaliseren zodat alleen relevante signalen worden doorgegeven.
▪ Feedback voorkomt temporele summatie bij Neuron B:
‣ Als A heel snel na elkaar vuurt, zou B de drempel bereiken door opeenstapeling van kleine signalen.
‣ Dankzij de inhibitie via C wordt dit afgeremd → B vuurt alleen bij écht sterke input.
Temporele summatie = Als hetzelfde presynaptische neuron echter meerdere signalen snel na elkaar afvuurt,
worden die kleine excitatoire signalen opgeteld in de tijd. Het postsynaptisch neuron (bv. B) kan daardoor
toch de drempel bereiken en vuren, ook al was elk signaal afzonderlijk te zwak.
6. Feedforward
Neuron A stuurt positieve signalen naar B en C. Neuron C stuurt een negatief signaal terug naar B, niet naar A.
➔ Als A erg actief is, zal C de activiteit van B temperen → alleen signalen met voldoende evidentie worden
doorgegeven.
Doel?
Ruis minimaliseren zodat alleen relevante signalen worden doorgegeven.
, ▪ Timing
‣ Route A → B = snel (1 synaps).
‣ Route A → C → B = trager (2 synapsen).
‣ Resultaat: B krijgt eerst excitatie van A, maar kort daarna remming via C (“het is goed, we weten het
al”).
Voorbeeld: Scherpe en doffe pijn
A: voelt druk → stuurt signaal naar B
B: registreert scherpe pijn op precieze plek
➔ waarschuwing
C: dempt activiteit van B → tempering van acute pijn → voorkomt overmatige pijnreactie
D: trager neuron → heft demping van C op → doffe, diffuse pijn blijft voelbaar
➔ zorgt dat je voorzichtig blijft
7. Laterale inhibitie
Eerste laag neuronen stuurt excitatie naar de tweede laag. Tegelijk inhiberen de neuronen elkaar; het middelste,
sterkste signaal onderdrukt de buren.
➔ Signaal van neuron C (sterkste) wordt doorgestuurd (zwakkere signalen worden gefilterd). “Winner takes it
all”-principe: het meest relevante signaal wint en gaat door. Dit vergroot de spatiële precisie van de
waarneming.
Voorbeeld
Tastreceptoren: twee punten op de huid onderscheiden, preciezer op handen dan op rug.
Doel?
Ruis minimaliseren zodat alleen relevante signalen worden doorgegeven.
