HF1: ALGEMENE INLEIDING ZINTUIGEN
1. STUDIE VD WERKING & FUNCTIE VH ZENUWSTELS EL
- ZENUWSTELSEL
CENTRAAL ZENUWSTELSEL
ʟ Hersenen (grote, kleine), hersenstam, ruggenmerg
PERIFEER ZENUWSTELSEL
1. SOMATISCH ZENUWSTELSEL
▪ Sensorische = afferente zenuwen
• input nr CZS
▪ Motorische = efferente zenuwen
• output nr CZS
• stuurt à om hand op te heffen
2. AUTONOOM ZENUWSTELSEL
▪ Werking organen, klieren, BV
- HERSENEN
ʟ 2% lichaamsgewicht
o Gebruikt dus veel E: 20% v RMR (resting metabolic rate)
ʟ Waarom nodig?
▪ Maken v flexibele, aanpasbare, complexe bewegingen
→ interactie met omgeving
→ vergroten overlevingskansen, kunnen beweging verbeteren nr succesvoller
▪ Organismen zonder motoriek = geen ZS nodig!
→ kleinere overlevingskans
→ kunnen niet nr voedsel toegaan
ʟ Produceren gedrag:
o Waarnemingen, gevoelens, emoties, herinneringen,…
I. PRIKKELS UIT OMGEVING/INTERN
• Opgevangen door REC (zicht, reuk, smaak, gehoor, tast)
• Sensatie = transformatie v fysische stimuli in elektr (neuronale) signalen
o Bv. fotonen die xxx omzetten naar AP – elektr signaal
II. HERSENEN VERWERKEN DEZE INFO (INTEGRATIE)
• Perceptie = resultaat vh selecteren (interne filter: ‘aandacht’), organiseren,
interpreteren v deze info
III. MOTOR OUTPUT
• Interactie met omgeving vergroten
• Spieren aansturen
➔ Perceptie is steeds interpretatie!
o Niet louter passieve registratie v info door zintuigen
,WERKING HERSENEN BESTUDEREN:
CEL THEORIE
ʟ Basiseenheid vd levende organismen
o Als je weet wat de cellen doen weet je wat het orgaan doet (bv. hart)
o Van toepassing op alle organen → MAAR niet duidelijk voor hersenen
ʟ Wat is de basiseenheid vd hersenen?
1. Doorlopend net van hersencellen (reticulum) ?
2. Individuele cellen die met elkaar communiceren ?
NEURON DOCTRINE
ʟ Neuronen = anatomische & fysiologische basiseenheid vh zenuwstelsel
→ werking hersenen herleiden nr elektrische activiteit v neuronen
→ Werking hersenen vloeit voort uit:
1. Intrinsieke eigsch neuronen (moleculair, elektrisch, morfologisch)
2. Schakelingen v neuronen met:
i. Periferie REC-epithelen (huid, netvlies,…)
ii. Effectororganen (spieren, klieren,…)
iii. Andere neuronen belang v netwerk & connecties ts hersengebieden
→ Bij zoogdieren:
o Bedrading uniek vr elk individu (ook bij 1-eiige tweeling)
o Niet gedicteerd à genoom
o Aanvankelijk uitgebreide connecties die tijdens ontwikkeling verfijnen
ONDERSTEUNING NEURONEN
1. Energie metabolisme v neuronen (astrocyten)
o Met voeten à BV – neemt voedingstoffen op
2. Immuunrespons (microglia)
3. Geleiding actiepotentialen (myelineschede)
4. Regulatie werking synapsen (astrocyten)
GLIA CELLEN
ʟ Rol niet volledig gekend
ʟ Communicatie via calcium golven
• Vraag veel E – want tegen [ ]-gr in
COMPLEXITEIT HERSENEN
AUTISME SPECTRUM STOORNISSEN
ʟ Veel onbeantwoorde vragen:
o Verschillen in morfologie & functie neuronen?
o Verschillen in bedrading tss hersengebieden?
o Hypo- vs. Hyperactiviteit/connectiviteit
➔ Duidelijke oorzaak niet gekend
,FUNCTIE ORGAAN
ʟ Soms celfunctie ~ orgaanfunctie
o Bv. hart – maar 1 functie
o Bij hersenen veel minder evident → vele functies, complexe verbindingen!
• Samenhang complex?
o Macroscopische gedrag (hersenen) niet altijd uit gedrag indiv
elementen (neuronen) te voorspellen
ʟ Relatie tss structuur & functie hersenen complexer
1. ENORME STRUCTURELE & FUNCTIONELE DIVERSITEIT (MEER VERSCH CELTYPES)
ʟ ~ 100 miljard neuronen, > 100 versch types/subtypes, elk neuron 10 4
connecties, > 100 versch NT, …
2. VEEL NIVEAUS ID ORGANISATIE VD HERSENEN
ʟ Belang v studie op meerdere organisatieniveaus
3. ALGEMEEN THEMIA IN BIOLOGIE: GEN → STRUCTUUR → FUNCTIE
ʟ NIET zo id hersenen: Bv. fietsen: er is geen gen voor fietsen
o Versch genen samen zorgen hiervoor
(motoriek, evenwichtsorgaan,…)
ʟ Oorzaak & gevolg moeilijk te ontwarren id hersenen:
→ spiegelsysteem:
▪ Pijn – zien – hebben
• Pijncortex actief → empathie stijgt
• Visuele & motorische neuronen (oorzaak & gevolg)
• → psychopaat: minder getriggerd bij zien v pijn
o Slecht werkend spiegelsysteem oorzaak v autisme?
▪ Oorzaak & gevolg moeilijk te weten
▪ Defect leidt tot iets? Of veroorzaakt door iets?
→ niet geweten
ʟ Bepaalde cognitieve & gedragsaspecten verklaren adhv eigsch & verbindingen tss neuronen:
o Bv. waarneming kleur/beweging
o MAAR wat is de link tss werking neuronen & iemands karaktertrekken?
VERSCHILLENDE NIVEAUS ORGANISATIE ZENUWSTELSEL
ʟ studie van elk niveau = belangrijk
ʟ Afwijking op 1 niveau → storing in ganse systeem
ʟ Hersenaandoeningen/ziekten: te wijten à Δmeerdere niveaus
, VERSCHILLENDE NIVEAUS WAAROP WERKING HERSENEN KAN BESTUDEERD WORDEN
1. COGNITIEVE NEUROSCIENCE
ʟ Neuronaal correlaat v zelf-bewustzijn, inbeelding, taal,…
2. BEHAVIORAL NEUROSCIENCE
ʟ Hoe wordt gedrag geproduceerd? Geheugen, motivatie, dromen?
3. SYSTEM NEUROSCIENCE
ʟ Gespecialiseerde netwerken
o Visueel, motorisch, somatosensorieel systeem, perceptie v vormen,…
4. CELLULAR NEUROSCIENCE
ʟ Cytoarchitectonie, communicatie tss neuronen, vorming synapsen,…
5. MOLECULAR NEUROSCIENCE
ʟ NT, biochemische processen in neuronen, ionkanalen, gentranscriptie,…
→ deze niveaus worden met heel #technieken bestudeerd
INDELING NEUROFYSIOLOGISCHE ONDERZOEKSTECHNIEKEN
- STRUCTUUR VS FUNCTIE
- DIRECTE METING VS INDIRECTE METING NEURONALE ACTIVITEIT
o Direct = AP (‘spikes’), geïntegreerde potentialen v groter gebied (‘local field potentials’)
▪ Neuronen communiceren via AP – met refractaire perioden
o Indirect = via metabole/ vasculaire koppeling
▪ Astrocyten nemen suiker op
• Meten van verbranding suiker = meetpaal voor activiteit neuronen
- INVASIEVE VS NIET-INVASIEVE METINGEN
oInvasieve meting: electro-corticogram (ECOG), celafleidingen
ʟ Alleen mogelijk in beperkte gevallen – ethische redenen
ʟ Diepte-electroden:
o zowel stimulatie als celafleidingen
ʟ Oppervlakte-electroden:
➔ Gedurende beperkte tijd kan data opgenomen w bij patienten
➔ Belangrijke opm:
o Geen ‘normale hersenen
o Locatie waarvan geregistreerd kan worden w bepaald
dr aandoening patient
→ Bv.plaatje met elektroden in hersenschors brengen
– zo robotarmen evt kunnen aansturen
- LOKALE METING VS METING VD GANSE HERSENEN
- HOGE VS LAGE SPATIALE RESULOTIE
ʟ Worden ingedeeld obv:
▪ Tijd ondergrens = resolutie bovengrens = experimenteertijd
▪ Ruimte ondergrens = resolutie bovengrens = overzicht
▪ Invasiviteit (kleur)
ʟ Meer zie dia 24
1. STUDIE VD WERKING & FUNCTIE VH ZENUWSTELS EL
- ZENUWSTELSEL
CENTRAAL ZENUWSTELSEL
ʟ Hersenen (grote, kleine), hersenstam, ruggenmerg
PERIFEER ZENUWSTELSEL
1. SOMATISCH ZENUWSTELSEL
▪ Sensorische = afferente zenuwen
• input nr CZS
▪ Motorische = efferente zenuwen
• output nr CZS
• stuurt à om hand op te heffen
2. AUTONOOM ZENUWSTELSEL
▪ Werking organen, klieren, BV
- HERSENEN
ʟ 2% lichaamsgewicht
o Gebruikt dus veel E: 20% v RMR (resting metabolic rate)
ʟ Waarom nodig?
▪ Maken v flexibele, aanpasbare, complexe bewegingen
→ interactie met omgeving
→ vergroten overlevingskansen, kunnen beweging verbeteren nr succesvoller
▪ Organismen zonder motoriek = geen ZS nodig!
→ kleinere overlevingskans
→ kunnen niet nr voedsel toegaan
ʟ Produceren gedrag:
o Waarnemingen, gevoelens, emoties, herinneringen,…
I. PRIKKELS UIT OMGEVING/INTERN
• Opgevangen door REC (zicht, reuk, smaak, gehoor, tast)
• Sensatie = transformatie v fysische stimuli in elektr (neuronale) signalen
o Bv. fotonen die xxx omzetten naar AP – elektr signaal
II. HERSENEN VERWERKEN DEZE INFO (INTEGRATIE)
• Perceptie = resultaat vh selecteren (interne filter: ‘aandacht’), organiseren,
interpreteren v deze info
III. MOTOR OUTPUT
• Interactie met omgeving vergroten
• Spieren aansturen
➔ Perceptie is steeds interpretatie!
o Niet louter passieve registratie v info door zintuigen
,WERKING HERSENEN BESTUDEREN:
CEL THEORIE
ʟ Basiseenheid vd levende organismen
o Als je weet wat de cellen doen weet je wat het orgaan doet (bv. hart)
o Van toepassing op alle organen → MAAR niet duidelijk voor hersenen
ʟ Wat is de basiseenheid vd hersenen?
1. Doorlopend net van hersencellen (reticulum) ?
2. Individuele cellen die met elkaar communiceren ?
NEURON DOCTRINE
ʟ Neuronen = anatomische & fysiologische basiseenheid vh zenuwstelsel
→ werking hersenen herleiden nr elektrische activiteit v neuronen
→ Werking hersenen vloeit voort uit:
1. Intrinsieke eigsch neuronen (moleculair, elektrisch, morfologisch)
2. Schakelingen v neuronen met:
i. Periferie REC-epithelen (huid, netvlies,…)
ii. Effectororganen (spieren, klieren,…)
iii. Andere neuronen belang v netwerk & connecties ts hersengebieden
→ Bij zoogdieren:
o Bedrading uniek vr elk individu (ook bij 1-eiige tweeling)
o Niet gedicteerd à genoom
o Aanvankelijk uitgebreide connecties die tijdens ontwikkeling verfijnen
ONDERSTEUNING NEURONEN
1. Energie metabolisme v neuronen (astrocyten)
o Met voeten à BV – neemt voedingstoffen op
2. Immuunrespons (microglia)
3. Geleiding actiepotentialen (myelineschede)
4. Regulatie werking synapsen (astrocyten)
GLIA CELLEN
ʟ Rol niet volledig gekend
ʟ Communicatie via calcium golven
• Vraag veel E – want tegen [ ]-gr in
COMPLEXITEIT HERSENEN
AUTISME SPECTRUM STOORNISSEN
ʟ Veel onbeantwoorde vragen:
o Verschillen in morfologie & functie neuronen?
o Verschillen in bedrading tss hersengebieden?
o Hypo- vs. Hyperactiviteit/connectiviteit
➔ Duidelijke oorzaak niet gekend
,FUNCTIE ORGAAN
ʟ Soms celfunctie ~ orgaanfunctie
o Bv. hart – maar 1 functie
o Bij hersenen veel minder evident → vele functies, complexe verbindingen!
• Samenhang complex?
o Macroscopische gedrag (hersenen) niet altijd uit gedrag indiv
elementen (neuronen) te voorspellen
ʟ Relatie tss structuur & functie hersenen complexer
1. ENORME STRUCTURELE & FUNCTIONELE DIVERSITEIT (MEER VERSCH CELTYPES)
ʟ ~ 100 miljard neuronen, > 100 versch types/subtypes, elk neuron 10 4
connecties, > 100 versch NT, …
2. VEEL NIVEAUS ID ORGANISATIE VD HERSENEN
ʟ Belang v studie op meerdere organisatieniveaus
3. ALGEMEEN THEMIA IN BIOLOGIE: GEN → STRUCTUUR → FUNCTIE
ʟ NIET zo id hersenen: Bv. fietsen: er is geen gen voor fietsen
o Versch genen samen zorgen hiervoor
(motoriek, evenwichtsorgaan,…)
ʟ Oorzaak & gevolg moeilijk te ontwarren id hersenen:
→ spiegelsysteem:
▪ Pijn – zien – hebben
• Pijncortex actief → empathie stijgt
• Visuele & motorische neuronen (oorzaak & gevolg)
• → psychopaat: minder getriggerd bij zien v pijn
o Slecht werkend spiegelsysteem oorzaak v autisme?
▪ Oorzaak & gevolg moeilijk te weten
▪ Defect leidt tot iets? Of veroorzaakt door iets?
→ niet geweten
ʟ Bepaalde cognitieve & gedragsaspecten verklaren adhv eigsch & verbindingen tss neuronen:
o Bv. waarneming kleur/beweging
o MAAR wat is de link tss werking neuronen & iemands karaktertrekken?
VERSCHILLENDE NIVEAUS ORGANISATIE ZENUWSTELSEL
ʟ studie van elk niveau = belangrijk
ʟ Afwijking op 1 niveau → storing in ganse systeem
ʟ Hersenaandoeningen/ziekten: te wijten à Δmeerdere niveaus
, VERSCHILLENDE NIVEAUS WAAROP WERKING HERSENEN KAN BESTUDEERD WORDEN
1. COGNITIEVE NEUROSCIENCE
ʟ Neuronaal correlaat v zelf-bewustzijn, inbeelding, taal,…
2. BEHAVIORAL NEUROSCIENCE
ʟ Hoe wordt gedrag geproduceerd? Geheugen, motivatie, dromen?
3. SYSTEM NEUROSCIENCE
ʟ Gespecialiseerde netwerken
o Visueel, motorisch, somatosensorieel systeem, perceptie v vormen,…
4. CELLULAR NEUROSCIENCE
ʟ Cytoarchitectonie, communicatie tss neuronen, vorming synapsen,…
5. MOLECULAR NEUROSCIENCE
ʟ NT, biochemische processen in neuronen, ionkanalen, gentranscriptie,…
→ deze niveaus worden met heel #technieken bestudeerd
INDELING NEUROFYSIOLOGISCHE ONDERZOEKSTECHNIEKEN
- STRUCTUUR VS FUNCTIE
- DIRECTE METING VS INDIRECTE METING NEURONALE ACTIVITEIT
o Direct = AP (‘spikes’), geïntegreerde potentialen v groter gebied (‘local field potentials’)
▪ Neuronen communiceren via AP – met refractaire perioden
o Indirect = via metabole/ vasculaire koppeling
▪ Astrocyten nemen suiker op
• Meten van verbranding suiker = meetpaal voor activiteit neuronen
- INVASIEVE VS NIET-INVASIEVE METINGEN
oInvasieve meting: electro-corticogram (ECOG), celafleidingen
ʟ Alleen mogelijk in beperkte gevallen – ethische redenen
ʟ Diepte-electroden:
o zowel stimulatie als celafleidingen
ʟ Oppervlakte-electroden:
➔ Gedurende beperkte tijd kan data opgenomen w bij patienten
➔ Belangrijke opm:
o Geen ‘normale hersenen
o Locatie waarvan geregistreerd kan worden w bepaald
dr aandoening patient
→ Bv.plaatje met elektroden in hersenschors brengen
– zo robotarmen evt kunnen aansturen
- LOKALE METING VS METING VD GANSE HERSENEN
- HOGE VS LAGE SPATIALE RESULOTIE
ʟ Worden ingedeeld obv:
▪ Tijd ondergrens = resolutie bovengrens = experimenteertijd
▪ Ruimte ondergrens = resolutie bovengrens = overzicht
▪ Invasiviteit (kleur)
ʟ Meer zie dia 24
