Samenvatting Biologische psychologie II

1. Onderzoeksmethoden
1.1 Beïnvloeden van functies
1.1.1 Laesie-studies
 Bestuderen relatie natuurlijk voorkomende letsels - gedrag
 Vb. 1861: Louis Victor Leborgne, bijnaam “Tan”:
o Normaal intelligent (begreep alles)
o Verbaal begrip
o Maar: kon enkel “tan” zeggen.
 De Fransman Paul Broca kon op basis van dissectie van Leborgnes brein en gelijkaardige gevallen een
sterke correlatie aantonen tussen:
o “Expressieve afasie” of broca afasie, het selectieve onvermogen om zich verbaal uit te drukken
bij gepreserveerd verbaal begrip
 Enkel het uitdrukken van taal is beschadigd  motoriek voor spreken is niet aangetast
(enkel het cognitieve)
o Schade in de linker anterieure hersenhelft (“zone van Broca”)
o Zone van Broca = deel van het spraaknetwerk
o Zone van Wernicke (of receptieve afasie) = deel van begrijpingsvermogen
 Veel herhaling, word salad  geen begrijpbare zinnen vormen
 Wat toont dit aan?
o Staat deze regio in voor het gedrag “praten”?
o Taal “zit” niet in een bepaalde plaats in de hersenen; menselijk linguïstisch gedrag omvat
verscheidene functies, die ondersteund worden door dissocieerbare cerebrale structuren
 Nadelen:
o Geen informatie over functioneren voor laesie
o Schade vaak niet beperkt tot één welbepaalde structuur
 Vb. beroerte  bloedklonter in bloedvat gaat niet enkel zone van broca storen (idem
voor trauma’s zoals dakpannen die op hoofd vallen)
 Tumor duwt andere delen weg, zorgt voor druk en kan bloedvaten toeknellen
 Moeilijk precieze verbanden vaststellen
 Altijd opletten met causale verbanden te leggen!
o Geen experimentele controle functies; worden niet doelgericht beïnvloed; (correlationeel)
o Sommige regio’s veel vatbaarder voor vb. beroerte of impact-laesie dan andere (vb. auto
ongeval zijn vaak frontale en occipitale problemen)
o Vroeger: noodzaak autopsie ( lang wachten, drop-out) + zeer kleine steekproef (N = 1)

1.1.2 Experimentele ablatie
 = Weefsel doelbewust vernietigen (hier kan je aan causale verbanden beginnen denken)
 Veelvuldig toegepast bij mensen (= psychochirurgie)
o Lobotomie: verwijderen van (vooral) witte stof in frontale kwab
 Werkt vooral op positieve symptomen
 Toegepast als behandeling, o.m. bij kinderen met gedragsproblemen
• Werden rustiger, apathisch…
 +/- 40.000 lobotomieën in VS alleen!
 1949: Nobelprijs voor António Moniz voor toepassing bij psychoses
o Resectie van bepaalde delen van de hersenen nog steeds toegepast voor klinische doeleinden
(vb. epilepsie  zal eerder een hyppo-activatie en dus tegenovergesteld effect hebben)
 Experimentele toepassing vandaag vooral bij dieren
o Gebruikt om te zien waarvoor bepaalde delen dienen

1.1.2.1 Radiofrequente (RF-) laesie (= brute methode)
 Draadvormige electrode wordt in de hersenen gebracht, geïsoleerd behalve punt
 Hoog- (radio-) frequente wisselstroom door de draad

1

,  Gevolg: Vernietigt alle weefsels in nabijheid van het punt van de electrode (cellichamen én axonen)
o Kan toevallig passerende axonen ook verbranden  brengt andere gevolgen met zich mee
 Dan gedragsobservatie, achteraf verificatie locatie laesie
o Eens dier gestorven  zien of de juiste plaats vernietigd werd
 Plaatsing stalen draad d.m.v. stereotactisch apparaat:
o Fixeert schedel
o Coördinaten van doelregio bepaald o.b.v. anatomische
referentiepunten (vb. bregma = plaats waar schedelplaten
samenkomen) en stereotactische atlas (/scan)
o Toestel brengt electrode/buisje/neurostimulator o.b.v.
coördinaten naar gewenste doelregio
 Door plaatsing komt er een gatje in de hersenen  zorgt ook voor andere gevolgen

1.1.2.2 Excito-toxische laesie (met zelfde apparaat) Aminozuur
 Cannula (dun metalen buisje) wordt ingebracht (bouwstenen)
 Infusie van exciterend aminozuur (vb. kaïnezuur) loopt door het buisje in de (lange keten)
hersenen ↓
 Vernietigt cellichamen door overstimulatie, spaart nabijgelegen axonen (staart Peptide (korte
van neuron)  je vernitigt andere connecties niet keten)
o Specifieker dan RF-laesie! ↓
o Minder ruis Eiwit
1.1.2.3 Immuunmethodes
 Toxische proteïne (vb. saporine) wordt gekoppeld aan antilichaampjes (bind aan bepaalde eiwitten
(sleutel-sleutelgat))
 Antilichaampjes binden selectief aan bepaalde eiwitten, die enkel voorkomen in specifieke neuronen:
o Selectiviteit, niet enkel o.b.v. locatie
o Enkel de cel waar proteïne is, wordt vernitigd
o Vb. eliminatie van cholinerge neuronen in de basale voorhersenen van ratten laat toe
mechanismen van Alzheimer Dementie te onderzoeken

1.1.2.4 Samenvattend
 RF-laesie = bruut
 Excito-toxische laesie = ruw
 Immuunmethodes = heel selectief
 Nadelen:
o Al deze methoden zijn onomkeerbaar
 Impliceert between-subjects methodes
 je kan niet alle ruis wegnemen
o Al deze methoden produceren bijkomstige (onbedoelde) schade
 Noodzaak adequate controleprocedures (“sham” laesie  vb. inbrengen van RF
buis zonder vernietiging voor gelijkheid tussen ratten)
 Invasief ook voor de psyche
o Veroorzaken leed
 Voordelen:
o Deze methoden laten onderzoeken van causale verbanden toe

1.1.3 Tijdelijke beïnvloeding
1.1.3.1 Lokale anesthesie (chemische inhibitie)
 Lokale injectie
o Vb. muscimol
 GABAA agonist
 dempen synaptische communicatie en gaan cellen minder doen vuren
• GABAA zitten overal  niet er specifiek om hiermee te werken

2

, • GABAA heeft een inhiberende werking (zorgt dat overactiviteit tussen
neurotransmitters geremd wordt)
• GABAA agonist zorgt dus dat GABAA geactiveerd zal worden
 Voorkomt doorgeven actiepotentialen in welbepaalde regio
 Tijdelijke verstoring van activiteit in deze regio (= chemisch)

1.1.3.2 Elektrische stimulatie
 Inplanting elektrode die cellen exciteert d.m.v. elektrische stimulatie
o Weinig tot geen contact (van hersenen) met de buitenwereld
o Geven meer actipotentialen
 Techniek cfr. RF-laesie
 Activeert zowel cellichamen als passerende axonen in desbetreffende regio
o Is niet selectief zoals RF-laesie  je stimuleert banden die mogelijk niet belangrijk zijn
 Ongeacht of deze een inhiberende / exciterende rol in hun netwerk hebben, betrokken in diverse
neurotransmittersystemen
 Weinig specifiek / geïsoleerd, weinig ecologisch valide
 Klinische toepassingen (deep brain stimulation) bij ziekte van Parkinson, OCD, Tourette syndroom,
chronische pijn…
o Systeem wilt in evenwicht blijven en gaat dus tegenhangen  vermindering van het effect
(Zoals medicijnen die men voor een lange periode neemt, lichaam raakt er gewend aan)
o Enkel wanneer er geen andere optie is

1.1.3.3 Chemische stimulatie
 Infusie door al dan niet tijdelijke cannula (cfr. excito-toxische laesie)
 Exciterende aminozuren (kan zich wel nog herstellen)
o Kaïnezuur
o Glutamaat
 Stimuleren specifieker (enkel soma en dendrieten) (beter dan elektrische stimulatie)
 Ongeacht of deze een inhiberende / exciterende rol in hun netwerk hebben, betrokken in diverse
neurotransmittersystemen
  Weinig specifiek / geïsoleerd, weinig ecologisch valide

1.1.3.4 Optogenetica
 Opto = licht
 Zowel om cellen te inhiberen als te exciteren
 Maken gebruik van lichtgevoelige proteïnen (reageren op bepaalde manier):
o Channelrhodopsine-2 (ChR2)
 Uit groene algen
 Wanneer geraakt door blauw licht: influx (= binnenstroom) van positief geladen (Na, K,
Ca²) deeltjes  depolarisatie (excitatie) van de cel (actiepotentiaal)
o Natronomonas Pharaonis Halorhodopsin (NpHR)
 Bacteriële oorsprong
 Wanneer geraakt door geel licht: influx van negatief geladen (Cl) deeltjes 
hyperpolarisatie (inhibitie) van de cel (actiepotentiaal)
 Hoe krijgen we die proteïne op zijn plaats/waar we willen?
o Genetisch gewijzigde virussen worden geïnjecteerd
o Infecteren neuronen
 Zodat deze dat welbepaalde proteïne gaat produceren ongeacht wat zijn functie
ervoor was en ongeacht het DNA dat het bezit
 Zorgen voor productie lichtgevoelige proteïnen in die cel/regio
o Aan- of afgezet middels licht:
 Oppervlakkige cortex: led-lampjes in gaatje in de schedel
 Dieper gelegen kernen: optische vezels


3

,1.1.3.5 Transcraniale magnetische stimulatie (TMS)
 Meest toegepast bij mensen
 Spoel met magnetische velden
 Exciteren of verstoren functie van een bepaalde regio door veroorzaking van pulsen
o Spatiaal = weinig specifiek
 D.m.v. sterke magnetische pulsen
 Effecten tijdelijk
 Klinische toepassingen: vooral bij depressie, ook diagnostiek van functies
o Vooral bij stemmingsstoornissen (wordt gebruikt voor of tijdens therapie)

1.1.3.6 Targeted mutation (doelgerichte mutatie)
 Gemuteerde genen worden ingebracht in de chromosomen (vb. bij muizen)
o Knock-out genen: verhinderen genetische expressie
 In het chromosoom van een cel plaatsen om de productie van een bepaald proteïne,
die normaal aangemaakt wordt in die cel, te voorkomen
o Knock-in genen: stimuleren
 Gebruikelijke productie van een bepaalde proteïne stimuleren
 Productie van normaliter niet geproduceerde proteïne
• Bestuderen van invloed van bepaalde proteïne in die regio
o Voorwaardelijke knock-out: enkel na toediening van een bepaalde substantie
 Vb. om proefdieren normaal te kunnen laten ontwikkelen

1.2 Observeren van structuren
1.2.1 Histologische methoden
 Histologie: weefselleer
 Toepassingen:
o Vb. na experimentele ablatie: nagaan waar precies schade toegebracht
o Vb. specifieke proteïnen of peptiden zichtbaar maken
 Methode:
o Perfusie:
 Verwijdering bloed uit de bloedvaten, spoeling d.m.v. zoutoplossing, fixatiemiddel
door bloedvaten gepompt
o Fixatie:
 Weefsel wordt in fixatiemiddel geplaatst (meestal formol) om decompositie tegen te
gaan
o Versnijden:
 Microtoom of cryostaat
• Microtoom = heel dunne preparaten snijden (denk aan de beenhouwer)
• Cryostaat = zelfde als microtoom, maar na bevriezing
o Kleuring:
 Vb. Nissl kleuring:
• Nissl lichaampjes enkel aanwezig in soma en
dendrieten
• Bepaalde kleurstoffen zoals cresyl-violet binden
selectief aan deze Nissl lichaampjes
 Immunocytochemie:
• Antilichaampjes voor specifieke peptide of proteïne worden gekoppeld aan
kleurstofmolecules
• Worden vervolgens zichtbaar gemaakt, vb. door blootstelling aan licht van een
bepaalde golflengte ih. geval van fluorescerende kleurstoffen
• Zeer veel mogelijke toepassingen:
o Vb. kleuren van enzymen betrokken bij de productie van een bepaalde
neurotransmitter

4

, o Vb. kleuren van receptoren van een bepaalde neurotransmitter
o Vb. kleuren van een tracer substantie (zie verder)
o Observatie:
 Lichtmicroscoop
• Relatief ongedetailleerd
• Enkel dunne secties
 Transmissie - elektronenmicroscoop
• Tot op niveau van vesikels en celorganellen
• Enkel dunne secties
 Scanning – elektronenmicroscoop
• Minder vergroting
• 3D-beelden
• Enkel dunne secties
 Confocale laserscanning
• Kan gebruikt worden in dikkere secties
• Kan zelfs gebruikt worden op levend weefsel (= uniek!)
• De cellen moeten gekleurd worden met een fluorescerende kleurstof (d.m.v.
immunocytochemie)

1.2.2 Tracing
 Gaat niet perse om het zichtbaar maken van structuren maar eerder om het visualiseren van
connecties
1. Naar welke structuren sturen neuronen in een bepaalde regio axonale output?
o Op welke neuronen oefenen de neuronen in een bepaalde regio invloed uit?
o Volgen van de efferente axonen (effere = wegdragen)
o = Anterograad labelen (antero = naar voor)
o Infusie met chemische substanties (vb. PHA-L)
 Opname door dendrieten/soma
 Axoplasmatisch transport naar de eindknopen
 Zichtbaar gemaakt door immunocytochemie
2. Van welke structuren ontvangen neuronen in een bepaalde
regio axonale input?
o Welke neuronen oefenen invloed uit op de neuronen in een bepaalde regio?
o Volgen van de afferente axonen
o = Retrograad labelen
o Infusie met chemische substanties (vb. fluorogold)
 Opname door de eindknopen
 Transport naar soma door retrograde
axoplasmatisch transport
 Zichtbaar gemaakt door immunocytochemie
 Anterograad en retrograad labelen laten beide toe één “stap” in
een keten van neuronen in kaart te brengen; neuronen waarvan axonen vetrekken of toekomen in een
bepaalde regio
3. Transneuronale tracing: verscheidene stappen in het netwerk in één keer in kaart
o Retrograad transneuraal labelen, vb. psuedorabiës (een varkensvirus)
o Anterograad transneuraal labelen, vb. soort herpes simplex virus
o Virussen infecteren neuronen en vervolgens aanliggende schakels in de keten
o Aanwezigheid virus zichtbaar gemaakt met immunocytochemie

1.2.3 Structuur van levend (menselijk) weefsel
 Buiten confocale laserscanning: eerder besproken methodes enkel toepasbaar na dissectie proefdier
 Ontwikkeling van radiografie en computers  (relatief) onschadelijke observatie van neuraal weefsel
 Daarom ook toepasbaar bij mensen

5