17 Slaap en biologische ritmes
17.1 Hersenritmes
Elektro-encefalogram (EEG): meten van hersenactiviteit
- Meet kleine voltageverschillen (tussen 2 elektroden) op schedelhuid
- Niet-invasief
- Gemeten signaal ontstaat uit synaptische activiteit van neuronen in cortex die onder de
elektrode ligt
- Amplitudo EEG-signaal is afhankelijk van hoe synchroon neuronen actief zijn
o Bijdrage van een enkel neuron = klein
o Summatie van elektrische signalen van de neuronen
o Hoe sterk neuronen actief zijn niet van belang, wel hoe synchroon ze actief zijn
o Neuronen op versch momenten actief? Onregelmatig signaal & lage amplitudo
o Neuronen samen actief & inactief? Gesynchroniseerd EEG & hoge amplitudo & lage
frequentie
- Onderverdeling:
o Deltaritmes = <4 Hz (diepe slaap)
o Thètaritmes = 4-8 Hz (slaap en waak)
o Alfaritmes = 8-13 Hz (rustige wakkere toestand)
o Bètaritmes = 13-30 Hz (wakkere toestand)
o Gammaritmes = 30-120 Hz (actieve & wakkere cortex, maar niet gemeten bij EEG)
- Wakkere toestand & activiteit
o Hoogfrequente en laag-amplitude ritmes
- Non-REM slaap & coma
o Laagfrequente & hoog-amplitude ritmes
Beperking van het EEG = dieper gelegen cortex,
hippocampus, wat gelegen is in sulcus,… hebben
geen bijdrage tot het EEG omdat het te diep
gelegen is.
- Magnetoencephalografie (MEG) : magnetische velden detecteren die opgewekt worden door
actieve hersengebieden
Hoe ontstaan hersenritmes?
- Centrale pacemaker legt ritme op aan groot aantal neuronen ~ dirigent
o Thalamus als deze pacemaker
dep ap vuren stoppen …
, Spanningsgevoelige ionenkanalen ritmische, zelf-onderhoudende activiteit
onafhankelijk van externe inputs
OF
- Ritme ontstaat in populatie neuronen door mutuele excitatie en inhibitie (intrinsiek in een
ritme beginnen oscilleren) ~ spontaan applaus van publiek (zie figuur hieronder)
o Er zijn 5000 synapsen per neuron enorm intergeconnecteerd systeem systeem
zal makkelijk kunnen oscilleren vanaf er input is
Constante excitatorische input in excitatorische cel die
met inhibitorische cel is geconnecteerd
inhibitorische cel zal excitatorische cel inhiberen
ritmische activiteit (inactief-actief-…)
Waarom zijn er hersenritmes? CONTROVERSE:
- Cortex ontkoppelen van sensoriële input thalamus verhindert dat sensoriële info de cortex
bereikt door zijn zelfgegenereerd ritme op die manier cortex in rust tijdens de slaap
- Bindingshypothese: hoogfrequente oscillaties (gammaritmes) in wakkere toestand dienen
om activiteit in verschillende hersengebieden te synchroniseren (info in hersenen bij elkaar
houden) verschillende perceptuele componenten worden gebonden (binding van
communicatie tussen neuronen om te weten of het om hetzelfde object gaat)
- Geen functie: bijproduct van een sterk intergeconnecteerd systeem
Epilepsie: herhaaldelijk epileptische aanvallen
- Extreem synchrone activiteit bij epileptisch insult
o Hele hersenen (gegeneraliseerde aanval) OF deel hersenen
(partiële aanval) betrokken
o EEG: grote oscillaties van lage frequentie
o Symptoom van onderliggende hersenpathologie/
genetisch/onduidelijke oorzaak
- Tonisch-clonische spiercontracties & bewustzijnsverlies
o Gegeneraliseerde aanval
- enkelvoudige contracties, abnormale sensaties
o partiële aanval
17.2 Slaap
Slaap = omkeerbare toestand van verminderde responsiviteit en interactie met de omgeving.
17.2.1 De slaapstadia
Specifieke EEG-patronen in de verschillende slaapstadia (slaap = geen homogeen fenomeen):
- REM-slaap
o Verschillende keren per nacht
o Snelle oogbewegingen
17.1 Hersenritmes
Elektro-encefalogram (EEG): meten van hersenactiviteit
- Meet kleine voltageverschillen (tussen 2 elektroden) op schedelhuid
- Niet-invasief
- Gemeten signaal ontstaat uit synaptische activiteit van neuronen in cortex die onder de
elektrode ligt
- Amplitudo EEG-signaal is afhankelijk van hoe synchroon neuronen actief zijn
o Bijdrage van een enkel neuron = klein
o Summatie van elektrische signalen van de neuronen
o Hoe sterk neuronen actief zijn niet van belang, wel hoe synchroon ze actief zijn
o Neuronen op versch momenten actief? Onregelmatig signaal & lage amplitudo
o Neuronen samen actief & inactief? Gesynchroniseerd EEG & hoge amplitudo & lage
frequentie
- Onderverdeling:
o Deltaritmes = <4 Hz (diepe slaap)
o Thètaritmes = 4-8 Hz (slaap en waak)
o Alfaritmes = 8-13 Hz (rustige wakkere toestand)
o Bètaritmes = 13-30 Hz (wakkere toestand)
o Gammaritmes = 30-120 Hz (actieve & wakkere cortex, maar niet gemeten bij EEG)
- Wakkere toestand & activiteit
o Hoogfrequente en laag-amplitude ritmes
- Non-REM slaap & coma
o Laagfrequente & hoog-amplitude ritmes
Beperking van het EEG = dieper gelegen cortex,
hippocampus, wat gelegen is in sulcus,… hebben
geen bijdrage tot het EEG omdat het te diep
gelegen is.
- Magnetoencephalografie (MEG) : magnetische velden detecteren die opgewekt worden door
actieve hersengebieden
Hoe ontstaan hersenritmes?
- Centrale pacemaker legt ritme op aan groot aantal neuronen ~ dirigent
o Thalamus als deze pacemaker
dep ap vuren stoppen …
, Spanningsgevoelige ionenkanalen ritmische, zelf-onderhoudende activiteit
onafhankelijk van externe inputs
OF
- Ritme ontstaat in populatie neuronen door mutuele excitatie en inhibitie (intrinsiek in een
ritme beginnen oscilleren) ~ spontaan applaus van publiek (zie figuur hieronder)
o Er zijn 5000 synapsen per neuron enorm intergeconnecteerd systeem systeem
zal makkelijk kunnen oscilleren vanaf er input is
Constante excitatorische input in excitatorische cel die
met inhibitorische cel is geconnecteerd
inhibitorische cel zal excitatorische cel inhiberen
ritmische activiteit (inactief-actief-…)
Waarom zijn er hersenritmes? CONTROVERSE:
- Cortex ontkoppelen van sensoriële input thalamus verhindert dat sensoriële info de cortex
bereikt door zijn zelfgegenereerd ritme op die manier cortex in rust tijdens de slaap
- Bindingshypothese: hoogfrequente oscillaties (gammaritmes) in wakkere toestand dienen
om activiteit in verschillende hersengebieden te synchroniseren (info in hersenen bij elkaar
houden) verschillende perceptuele componenten worden gebonden (binding van
communicatie tussen neuronen om te weten of het om hetzelfde object gaat)
- Geen functie: bijproduct van een sterk intergeconnecteerd systeem
Epilepsie: herhaaldelijk epileptische aanvallen
- Extreem synchrone activiteit bij epileptisch insult
o Hele hersenen (gegeneraliseerde aanval) OF deel hersenen
(partiële aanval) betrokken
o EEG: grote oscillaties van lage frequentie
o Symptoom van onderliggende hersenpathologie/
genetisch/onduidelijke oorzaak
- Tonisch-clonische spiercontracties & bewustzijnsverlies
o Gegeneraliseerde aanval
- enkelvoudige contracties, abnormale sensaties
o partiële aanval
17.2 Slaap
Slaap = omkeerbare toestand van verminderde responsiviteit en interactie met de omgeving.
17.2.1 De slaapstadia
Specifieke EEG-patronen in de verschillende slaapstadia (slaap = geen homogeen fenomeen):
- REM-slaap
o Verschillende keren per nacht
o Snelle oogbewegingen
