Probleem 5: Tell me and I forget. Teach me and I remember. Involve
me and I learn.
Filmpjes
Sam Kean - What happens when you remove the hippocampus
Bij H.M werd de hippocampus weggehaald. Geen seizures meer, maar wel problemen met
geheugen.
H.M. kon geen nieuwe herinneringen vormen, maar kon wel voor korte tijd dingen onthouden. Dit
toont dat er een onderscheid is tussen verschillende soorten geheugen (bijv. korte en lange termijn)
en dat deze verschillende vormen van geheugen afhankelijk zijn van verschillende breingebieden.
De formatie van herinneringen doorloopt stappen:
1. Initiële indruk: sensorische informatie gaat naar neuronen in de hersenschors
2. De informatie gaat naar de hippocampus, waar proteïnen de synaptische verbindingen
versterken
3. Als de herinnering sterk genoeg is, brengt de hippocampus de herinnering terug naar de
schors voor permanente opslag.
H.M kon de initiële indrukken hebben, maar miste de hippocampus om de herinneringen op te
slaan/te consolideren.
Daarnaast bleek dat H.M leerde door een taak meerdere keren te doen, zonder zich te kunnen
herinneren de taak meerdere keren gedaan te hebben.
➔ Onbewuste motorsensoren hadden onthouden wat het bewuste brein was vergeten.
Hieruit blijkt dat het declarative memory (van data, feiten, namen) anders is dan het procedural
memory (van fietsen, je naam schrijven).
➔ Procedural memory is meer afhankelijk van basale ganglia en kleine hersenen. Deze
waren nog intact bij H.M, vandaar dat hij op die taken nog presteerde.
Long-term potentiation
Long-term potentiation (LTP) beschrijft hoe synaptische connecties sterker worden door frequente
activatie. LTP is een manier waarop het brein verandert als reactie op ervaring. Dit proces is
onderliggend aan geheugen en leren.
Glutamaat activeert een AMPA-receptor. Glutamaat kan niet direct een NMDA-receptor activeren,
omdat het ionkanaal van deze receptor wordt geblokkeerd door een magnesium-ion.
, Door
actiepotentialen depolariseert het postsynaptische membraan van de AMPA-receptor. Hierdoor wordt
het magnesium-ion van de NMDA-receptor weggehaald. Er komt calcium de NMDA-receptor in.
De influx van calcium leidt tot meer AMPA-receptoren op het membraan. Deze AMPA-receptoren zijn
nog gevoeliger voor glutamaat en laten nog meer positieve ionen naar binnen wanneer ze
geactiveerd worden.
,De synaptische verbinding is nu dus sterker, omdat er meer receptoren zijn die reageren op
glutamaat. Er zijn ook signalen die zorgen voor meer afgifte van glutamaat. Dit alles maakt de synaps
sterker en meer waarschijnlijk om te worden geactiveerd in de toekomst. Tevens kan verandering in
gentranscriptie in het neuron voor meer receptoren zorgen.
Long term potentiation (LTP)
Glutamaat activeert twee receptoren: NMDA en AMPA. Deze receptoren zitten vaak samen bij een
synaps, bijvoorbeeld bij de hippocampus.
Stimulatie van het presynaptische neuron zorgt dat glutamaat in de synaps komt. Glutamaat bindt aan
NMDA en AMPA receptoren, maar enkel de AMPA-receptoren worden gestimuleerd, omdat NMDA
wordt geblokkeerd door magnesium.
1. Glutamaat bindt aan AMPA receptor.
2. Na+ gaat via AMPA-kanaal de postsynaptische neuron in.
3. Er moet genoeg glutamaat zijn om te zorgen voor depolarisatie door instroom van Na+
4. Magnesium verdwijnt door de depolarisatie van het membraan van de NMDA receptor.
5. Na+ EN Ca+ gaan de postsynaptische cel in via de NMDA-receptor.
Calcium (wat naar binnen komt via de NMDA-receptor) is een belangrijke second messenger. Het
activeert verschillende intracellulaire signaling cascades. Calcium bindt aan calmodulin en activeert
zo CAMKII.
1. Cam-kinase fosforyleert AMPA-receptoren die al op het membraan zitten en verhoogt zo hun
geleiding van natrium-ionen.
2. Cam-kinase zorgt voor meer AMPA-receptoren.
3. Calcium geeft retrograde signalen af zoals nitric oxide, om zo te zorgen dat er meer
neurotransmitter vrijkomt uit de axon terminal.
Door de toename van het aantal AMPA-receptoren, zal de reactie op een stimulus sterker zijn dan
voordat de NMDA receptoren werden geactiveerd!
→ Dit heet ‘synaptic enhancement’ en is onderliggend aan long term potentiation!
,
me and I learn.
Filmpjes
Sam Kean - What happens when you remove the hippocampus
Bij H.M werd de hippocampus weggehaald. Geen seizures meer, maar wel problemen met
geheugen.
H.M. kon geen nieuwe herinneringen vormen, maar kon wel voor korte tijd dingen onthouden. Dit
toont dat er een onderscheid is tussen verschillende soorten geheugen (bijv. korte en lange termijn)
en dat deze verschillende vormen van geheugen afhankelijk zijn van verschillende breingebieden.
De formatie van herinneringen doorloopt stappen:
1. Initiële indruk: sensorische informatie gaat naar neuronen in de hersenschors
2. De informatie gaat naar de hippocampus, waar proteïnen de synaptische verbindingen
versterken
3. Als de herinnering sterk genoeg is, brengt de hippocampus de herinnering terug naar de
schors voor permanente opslag.
H.M kon de initiële indrukken hebben, maar miste de hippocampus om de herinneringen op te
slaan/te consolideren.
Daarnaast bleek dat H.M leerde door een taak meerdere keren te doen, zonder zich te kunnen
herinneren de taak meerdere keren gedaan te hebben.
➔ Onbewuste motorsensoren hadden onthouden wat het bewuste brein was vergeten.
Hieruit blijkt dat het declarative memory (van data, feiten, namen) anders is dan het procedural
memory (van fietsen, je naam schrijven).
➔ Procedural memory is meer afhankelijk van basale ganglia en kleine hersenen. Deze
waren nog intact bij H.M, vandaar dat hij op die taken nog presteerde.
Long-term potentiation
Long-term potentiation (LTP) beschrijft hoe synaptische connecties sterker worden door frequente
activatie. LTP is een manier waarop het brein verandert als reactie op ervaring. Dit proces is
onderliggend aan geheugen en leren.
Glutamaat activeert een AMPA-receptor. Glutamaat kan niet direct een NMDA-receptor activeren,
omdat het ionkanaal van deze receptor wordt geblokkeerd door een magnesium-ion.
, Door
actiepotentialen depolariseert het postsynaptische membraan van de AMPA-receptor. Hierdoor wordt
het magnesium-ion van de NMDA-receptor weggehaald. Er komt calcium de NMDA-receptor in.
De influx van calcium leidt tot meer AMPA-receptoren op het membraan. Deze AMPA-receptoren zijn
nog gevoeliger voor glutamaat en laten nog meer positieve ionen naar binnen wanneer ze
geactiveerd worden.
,De synaptische verbinding is nu dus sterker, omdat er meer receptoren zijn die reageren op
glutamaat. Er zijn ook signalen die zorgen voor meer afgifte van glutamaat. Dit alles maakt de synaps
sterker en meer waarschijnlijk om te worden geactiveerd in de toekomst. Tevens kan verandering in
gentranscriptie in het neuron voor meer receptoren zorgen.
Long term potentiation (LTP)
Glutamaat activeert twee receptoren: NMDA en AMPA. Deze receptoren zitten vaak samen bij een
synaps, bijvoorbeeld bij de hippocampus.
Stimulatie van het presynaptische neuron zorgt dat glutamaat in de synaps komt. Glutamaat bindt aan
NMDA en AMPA receptoren, maar enkel de AMPA-receptoren worden gestimuleerd, omdat NMDA
wordt geblokkeerd door magnesium.
1. Glutamaat bindt aan AMPA receptor.
2. Na+ gaat via AMPA-kanaal de postsynaptische neuron in.
3. Er moet genoeg glutamaat zijn om te zorgen voor depolarisatie door instroom van Na+
4. Magnesium verdwijnt door de depolarisatie van het membraan van de NMDA receptor.
5. Na+ EN Ca+ gaan de postsynaptische cel in via de NMDA-receptor.
Calcium (wat naar binnen komt via de NMDA-receptor) is een belangrijke second messenger. Het
activeert verschillende intracellulaire signaling cascades. Calcium bindt aan calmodulin en activeert
zo CAMKII.
1. Cam-kinase fosforyleert AMPA-receptoren die al op het membraan zitten en verhoogt zo hun
geleiding van natrium-ionen.
2. Cam-kinase zorgt voor meer AMPA-receptoren.
3. Calcium geeft retrograde signalen af zoals nitric oxide, om zo te zorgen dat er meer
neurotransmitter vrijkomt uit de axon terminal.
Door de toename van het aantal AMPA-receptoren, zal de reactie op een stimulus sterker zijn dan
voordat de NMDA receptoren werden geactiveerd!
→ Dit heet ‘synaptic enhancement’ en is onderliggend aan long term potentiation!
,
