Chapter 1 Introduction
- hersenen vormen connecties tussen de cellen in de hersenen -> neuronen
- neurogenese: de generatie van nieuwe genen
- gedragsneurowetenschap is een dynamische veld en verandert altijd
- het menselijk zenuwstelsel maakt het mogelijk dat we alles kunnen doen, alles weten en alles dat
we kunnen ervaren
De grondslagen van gedragsneurowetenschap
- gedragsneurowetenschap was formeel bekend als fysiologische psychologie
- de ultieme functie van het zenuw systeem is uiteindelijk gedrag
- het zenuw systeem controleert bewegen
- het doel van alle wetenschappers is het verklaren van het fenomeen dat ze bestuderen
- wetenschappelijke verklaring heeft twee vormen:
- generalisatie: verwijst naar de verklaringen als voorbeelden van algemene wetten die door
experimenten worden onthuld -> onthult generale wetten van gedrag
- reductie: verwijst naar de uitleg van complexe fenomenen in termen van eenvoudigere
fenomenen -> complexe fenomenen worden versimpelt
- de taak van gedragsneurowetenschap is het verklaren van gedrag door de fysiologische processen
die het controleren te bestuderen
- ideeën voor experimenten worden gestimuleerd door de kennis van de onderzoeker over de
psychologische generalisaties over gedrag en over de kennis over fysiologische mechanismen
-> een goede gedragsneurowetenschapper moet een expert zijn in de studie van gedrag en
in de studie van fysiologie
- mind-body vraag: is de geest tastbaar en grijpbaar als het lichaam of ontastbaar en onzichtbaar?
- er zijn twee manieren waarop mensen de mind-body vraag beantwoorden:
- dualisme: mind en lichaam zijn gescheiden en het lichaam is tastbaar en de mind niet
- monisme: de wereld bestaat uit pure materie en energie en de mind is een fenomeen dat
wordt veroorzaakt door de werking van het zenuwstelsel
- filosofen denken over de vraag na terwijl gedragsneurowetenschappers empirisch onderzoek doen
- gedragsneurowetenschappers geloven dat als we de werking van het menselijk lichaam begrijpen
(vooral het zenuw systeem), we de mind-body vraag kunnen oplossen
- de studie van de fysiologie van gedrag heeft zijn oorsprong in de oudheid
- Egyptische, Indiase en Chinese culturen meenden dat het hart zorgde voor gedachten en emoties
- Hippocrates (460-370 v.C) geloofde wel dat de hersenen hiervoor zorgden
- Aristoteles dacht dat de hersenen de hartstochten kalmeerde -> Galen was het hier mee oneens
- Descartes (17e eeuw) geloofde dat het gedrag werd veroorzaakt door een onder druk staand
vloeistof waardoor de spieren samentrekken
- reflex: reacties die geen deelname van de mind vereisen -> ze komen automatisch voor
- Descartes was een dualis en meende dat elke persoon een geest bezat, maar hij dacht
anders dan zijn voorgangers -> hij was de eerste die meende dat er een verband bestaat tussen de
menselijke geest en de hersenen
- Müller (19e eeuw) paste experimentele technieken toe op de fysiologie
- doctrine van specifieke zenuw energieën: hoewel alle zenuwen dezelfde basisboodschap
hebben (elektrische impuls) nemen we de boodschappen van verschillende zenuwen op
, verschillende manieren waar -> de hersenen moeten functioneel verdeeld zijn
- sommige delen voeren sommige functies uit, en andere delen voeren anderen uit
- Flourens verwijderde verschillende delen van de hersenen van dieren en observeerde hun gedrag
- door te kijken naar wat de dieren niet meer konden, kon hij de functie van het ontbrekende
deel van de hersenen afleiden
- wordt experimentele ablatie genoemd
- Broca onderzocht mensen met een hersenbeschadiging -> Broca’s gebied
- Galvani ontdekte dat zenuwen elektrische boodschappen overbrengen
- Hitzig en Fritsch ontdekten dat simulatie van verschillende delen van een specifiek gebied van de
hersenen, samentrekking van specifieke spieren aan de andere kant van het lichaam veroorzaakte
- we weten nu ook dat andere delen van de hersenen communiceren met de primaire motorische
cortex -> ze controleren dus gedrag
- Helmholtz was de eerste wetenschapper die probeerde de snelheid van geleiding door zenuwen te
meten -> hij ontdekte dat de neurale geleding veel langzamer was
-> neurale geleiding is niet meer dan een eenvoudige elektrische boodschap
- Prukinje en y Cajal studeerde de structuren en functies van specifieke sets van neuronen
- twintigste-eeuwse ontwikkelingen in de experimentele fysiologie omvatten veel belangrijke
uitvindingen (die in dit boek worden besproken)
- in de eenentwintigste eeuw zijn er al veel behandelingen door nieuwe technieken ontdekt
- de ontwikkeling van optogenetica geeft onderzoekers de mogelijkheid om selectief enkele
neuronen te activeren en veranderingen te observeren in gedragsmatig gebruik -> gebruik van licht
Natuurlijke selectie en evolutie
- Darwins theorie: alle kenmerken van een organisme hebben functionele significantie
- de structuur die het gedrag veroorzaakt is erfelijk, gedrag zelf niet
- functionalisme: het idee dat kenmerken van levende organismen nuttige functies vervullen
- om de werking van iets complex te begrijpen moeten we weten wat zijn functies zijn
- Darwin formuleerde zijn evolutietheorie om uit te leggen hoe soorten hun adaptieve
eigenschappen hebben aangeleerd
- natuurlijke selectie: organismen binnen populaties die beter in hun omgeving passen, hebben meer
kans om voor overlevende nakomelingen te zorgen dan onaangepaste organismen
- het is de natuurlijke omgeving die het proces van evolutie vormt
- natuurlijke selectie kan ontstaan door:
- mutaties: toevallige veranderingen in de chromosomen van sperma of eicellen die
samenkomen en zich tot nieuwe organismen ontwikkelen
- kan leiden tot een selectief voordeel
- mutaties veroorzaken fysieke veranderingen -> indirecte verandering van gedrag
- evolutie: een geleidelijke verandering in de structuur en fysiologie van planten- en diersoorten als
gevolg van natuurlijke selectie
- de hersenen van de mens zijn in verhouding het grootst en het meest complex -> ze hebben meer
neuronen
- neotenie: pas in de late adolescentie bereikt het menselijke brein zijn uiteindelijke grootte
Ethische kwesties in onderzoek met mensen en andere dieren
- de meeste laboratoriumdieren worden menselijk behandeld
- de IACUC beoordeeld alle voorstellen voor onderzoek met dieren met de bedoeling een humane en
ethische behandeling van alle betrokken dieren te waarborgen
,- dieren worden gebruikt in gedragsneurowetenschappelijk onderzoek om het begrip van het
zenuwstelsel te verbeteren en behandelingen voor ziektes en verwondingen te ontwikkelen
- zonder het gebruik van dieren bij onderzoek kunnen we geen vooruitgang boeken bij het begrijpen
en behandelen van ziektes
- diermodellen worden gebruikt als het niet mogelijk of ongepast is om onderzoek te doem met
menselijke deelnemers en als de computerprogramma’s de complexiteit van het zenuwstelsel niet
kunnen simuleren
- menselijke vrijwilligers zijn essentieel om de kennis van hersenen in gezondheid en ziektes te
bevorderen
- de IRB functioneert op dezelfde manier als de IACUC om te zorgen voor een ethische behandeling
van vrijwilligers die meedoen aan een onderzoek
- geïnformeerde toestemming: dit beschrijft het proces waarin onderzoekers elke deelnemer moeten
informeren over de aard van het onderzoek, hoe gegevens worden verzameld en opgeslagen en wat
de verwachte voordelen en nadelen van deelname zijn
- het beschermen van de identiteit van de deelnemers is cruciaal
- het vakgebied van de neuro-ethiek is toegewijd aan het beter begrijpen van de implicaties van en
het ontwikkelen van de beste praktijken in de ethiek voor neurowetenschappelijk onderzoek met
menselijke deelnemers
De toekomst van neurowetenschap: carrière en strategieën voor leren
- gedrags-neurowetenschap: de studie van alle gedragsfenomenen die kunnen worden geobserveerd
in mensen en dieren
- neurologisten zijn fysica die zich specialiseren in het zenuwsysteem
- mensen die een carrière in de neurowetenschappen willen, werken in de academische wereld en in
de industrie en volgen vaak graduatie onderwijs
- actieve strategieën om te leren zijn het meest effectief
- aantekeningen maken
- oefenen met lesgeven of informatie met anderen delen
- in dezelfde ‘omgeving’ leren waar je ook getoetst wordt
- zorgen voor zo min mogelijk afleidingen
- niet alles achter elkaar leren
- gebruik maken van een planning
- ezelsbruggetjes gebruiken
, Chapter 2 Structure and functions of cells of the nervous system
- alles wat we kunnen is mogelijk door de verenigde activatie van de cellen van het zenuwsysteem
Cellen van het zenuwsysteem
- het zenuwsysteem bestaat uit twee basis divisies:
- centraal zenuwsysteem: bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg
- het CNS communiceert met de rest van het lichaam door zenuwen
- perifeer zenuwsysteem: bestaat uit de zenuwen en de meeste zintuigen
- zenuw: bundel van duizenden individuele neuronen die verpakt zijn in een beschermend membraan
- sensorische neuronen/zintuigen: geleiden informatie uit de omgeving naar CNS
- motorneuronen: geleidt impulsen van het CNS naar spieren of klieren
- interneuronen: liggen geheel in het CNS en geleiden impulsen tussen ander zenuwcellen
- lokale interneuronen: vormen kringlopen met nabijgelegen neuronen en analyseren kleine
stukjes informatie
- relay-interneuronen: verbinden kringlopen van lokale interneuronen in een regio van de
hersenen met die van andere regio’s
- het neuron is het element voor informatieverwerking en informatieoverdracht van het zenuwstelsel
- een neuron bestaat uit de volgende structuren: (afbeelding 1)
- soma: het cellichaam dat bestaat uit de kern en machines die zorgen voor levensprocessen
van de cel
- dendrieten: ontvangen de berichten van de communicerende neuronen over de synaps
- communicatie bij een synaps verloop in één richting -> van de terminale knopjes
naar het membraan van de ander cel
- axon: een lange slanke buis die vaak bedekt is met myelineschede
- draagt een basisboodschap -> actiepotentiaal (altijd dezelfde grootte en duur)
- begint bij het cellichaam en gaat naar de terminale knoppen
- terminale knoppen: de knopjes aan het einde van de vertakkingen
- hebben een functie: als een actiepotentiaal de terminale knoppen bereikt, scheiden
ze een chemische stof -> neurotransmitter
- de neurotransmitter exciteert of remt de ontvangende cel en bepaalt mede
of een actiepotentiaal optreedt in zijn axon
- andere structuren: zoals het membraan, cytoplasma en het cytoskelet
- axoplasmatransport: actief proces dat stoffen van de microtubuli sporen voortduwt die binnen de
lengte van het axon lopen (afbeelding 2)
- anterograde/kinesine: beweging van de soma naar de terminale knoppen (ATP nodig)
- retrograde/dyneine: beweging van de terminale knoppen naar de soma
- is langzamer dan anterograde axoplasmatische transport
- membraan: bepaalt de grens van het neuron en bestaat uit een dubbele laag van lipide moleculen
- in het celmembraan zitten verschillende eiwitmoleculen met speciale functies
- cytoskelet: is het binnenste van een neuron en bevat een matrix van eiwitstrengen -> geeft de vorm
- microtubuli: de dikste van de drie soorten eiwitstrengen
- cytoplasma: geleiachtige half vloeibare substantie die de ruimte in het membraan vult
- bevat kleine gespecialiseerde structuren -> organellen genoemd
- kern/nucleus: een ronde/ovale structuur in de soma en is ingesloten door het
- hersenen vormen connecties tussen de cellen in de hersenen -> neuronen
- neurogenese: de generatie van nieuwe genen
- gedragsneurowetenschap is een dynamische veld en verandert altijd
- het menselijk zenuwstelsel maakt het mogelijk dat we alles kunnen doen, alles weten en alles dat
we kunnen ervaren
De grondslagen van gedragsneurowetenschap
- gedragsneurowetenschap was formeel bekend als fysiologische psychologie
- de ultieme functie van het zenuw systeem is uiteindelijk gedrag
- het zenuw systeem controleert bewegen
- het doel van alle wetenschappers is het verklaren van het fenomeen dat ze bestuderen
- wetenschappelijke verklaring heeft twee vormen:
- generalisatie: verwijst naar de verklaringen als voorbeelden van algemene wetten die door
experimenten worden onthuld -> onthult generale wetten van gedrag
- reductie: verwijst naar de uitleg van complexe fenomenen in termen van eenvoudigere
fenomenen -> complexe fenomenen worden versimpelt
- de taak van gedragsneurowetenschap is het verklaren van gedrag door de fysiologische processen
die het controleren te bestuderen
- ideeën voor experimenten worden gestimuleerd door de kennis van de onderzoeker over de
psychologische generalisaties over gedrag en over de kennis over fysiologische mechanismen
-> een goede gedragsneurowetenschapper moet een expert zijn in de studie van gedrag en
in de studie van fysiologie
- mind-body vraag: is de geest tastbaar en grijpbaar als het lichaam of ontastbaar en onzichtbaar?
- er zijn twee manieren waarop mensen de mind-body vraag beantwoorden:
- dualisme: mind en lichaam zijn gescheiden en het lichaam is tastbaar en de mind niet
- monisme: de wereld bestaat uit pure materie en energie en de mind is een fenomeen dat
wordt veroorzaakt door de werking van het zenuwstelsel
- filosofen denken over de vraag na terwijl gedragsneurowetenschappers empirisch onderzoek doen
- gedragsneurowetenschappers geloven dat als we de werking van het menselijk lichaam begrijpen
(vooral het zenuw systeem), we de mind-body vraag kunnen oplossen
- de studie van de fysiologie van gedrag heeft zijn oorsprong in de oudheid
- Egyptische, Indiase en Chinese culturen meenden dat het hart zorgde voor gedachten en emoties
- Hippocrates (460-370 v.C) geloofde wel dat de hersenen hiervoor zorgden
- Aristoteles dacht dat de hersenen de hartstochten kalmeerde -> Galen was het hier mee oneens
- Descartes (17e eeuw) geloofde dat het gedrag werd veroorzaakt door een onder druk staand
vloeistof waardoor de spieren samentrekken
- reflex: reacties die geen deelname van de mind vereisen -> ze komen automatisch voor
- Descartes was een dualis en meende dat elke persoon een geest bezat, maar hij dacht
anders dan zijn voorgangers -> hij was de eerste die meende dat er een verband bestaat tussen de
menselijke geest en de hersenen
- Müller (19e eeuw) paste experimentele technieken toe op de fysiologie
- doctrine van specifieke zenuw energieën: hoewel alle zenuwen dezelfde basisboodschap
hebben (elektrische impuls) nemen we de boodschappen van verschillende zenuwen op
, verschillende manieren waar -> de hersenen moeten functioneel verdeeld zijn
- sommige delen voeren sommige functies uit, en andere delen voeren anderen uit
- Flourens verwijderde verschillende delen van de hersenen van dieren en observeerde hun gedrag
- door te kijken naar wat de dieren niet meer konden, kon hij de functie van het ontbrekende
deel van de hersenen afleiden
- wordt experimentele ablatie genoemd
- Broca onderzocht mensen met een hersenbeschadiging -> Broca’s gebied
- Galvani ontdekte dat zenuwen elektrische boodschappen overbrengen
- Hitzig en Fritsch ontdekten dat simulatie van verschillende delen van een specifiek gebied van de
hersenen, samentrekking van specifieke spieren aan de andere kant van het lichaam veroorzaakte
- we weten nu ook dat andere delen van de hersenen communiceren met de primaire motorische
cortex -> ze controleren dus gedrag
- Helmholtz was de eerste wetenschapper die probeerde de snelheid van geleiding door zenuwen te
meten -> hij ontdekte dat de neurale geleding veel langzamer was
-> neurale geleiding is niet meer dan een eenvoudige elektrische boodschap
- Prukinje en y Cajal studeerde de structuren en functies van specifieke sets van neuronen
- twintigste-eeuwse ontwikkelingen in de experimentele fysiologie omvatten veel belangrijke
uitvindingen (die in dit boek worden besproken)
- in de eenentwintigste eeuw zijn er al veel behandelingen door nieuwe technieken ontdekt
- de ontwikkeling van optogenetica geeft onderzoekers de mogelijkheid om selectief enkele
neuronen te activeren en veranderingen te observeren in gedragsmatig gebruik -> gebruik van licht
Natuurlijke selectie en evolutie
- Darwins theorie: alle kenmerken van een organisme hebben functionele significantie
- de structuur die het gedrag veroorzaakt is erfelijk, gedrag zelf niet
- functionalisme: het idee dat kenmerken van levende organismen nuttige functies vervullen
- om de werking van iets complex te begrijpen moeten we weten wat zijn functies zijn
- Darwin formuleerde zijn evolutietheorie om uit te leggen hoe soorten hun adaptieve
eigenschappen hebben aangeleerd
- natuurlijke selectie: organismen binnen populaties die beter in hun omgeving passen, hebben meer
kans om voor overlevende nakomelingen te zorgen dan onaangepaste organismen
- het is de natuurlijke omgeving die het proces van evolutie vormt
- natuurlijke selectie kan ontstaan door:
- mutaties: toevallige veranderingen in de chromosomen van sperma of eicellen die
samenkomen en zich tot nieuwe organismen ontwikkelen
- kan leiden tot een selectief voordeel
- mutaties veroorzaken fysieke veranderingen -> indirecte verandering van gedrag
- evolutie: een geleidelijke verandering in de structuur en fysiologie van planten- en diersoorten als
gevolg van natuurlijke selectie
- de hersenen van de mens zijn in verhouding het grootst en het meest complex -> ze hebben meer
neuronen
- neotenie: pas in de late adolescentie bereikt het menselijke brein zijn uiteindelijke grootte
Ethische kwesties in onderzoek met mensen en andere dieren
- de meeste laboratoriumdieren worden menselijk behandeld
- de IACUC beoordeeld alle voorstellen voor onderzoek met dieren met de bedoeling een humane en
ethische behandeling van alle betrokken dieren te waarborgen
,- dieren worden gebruikt in gedragsneurowetenschappelijk onderzoek om het begrip van het
zenuwstelsel te verbeteren en behandelingen voor ziektes en verwondingen te ontwikkelen
- zonder het gebruik van dieren bij onderzoek kunnen we geen vooruitgang boeken bij het begrijpen
en behandelen van ziektes
- diermodellen worden gebruikt als het niet mogelijk of ongepast is om onderzoek te doem met
menselijke deelnemers en als de computerprogramma’s de complexiteit van het zenuwstelsel niet
kunnen simuleren
- menselijke vrijwilligers zijn essentieel om de kennis van hersenen in gezondheid en ziektes te
bevorderen
- de IRB functioneert op dezelfde manier als de IACUC om te zorgen voor een ethische behandeling
van vrijwilligers die meedoen aan een onderzoek
- geïnformeerde toestemming: dit beschrijft het proces waarin onderzoekers elke deelnemer moeten
informeren over de aard van het onderzoek, hoe gegevens worden verzameld en opgeslagen en wat
de verwachte voordelen en nadelen van deelname zijn
- het beschermen van de identiteit van de deelnemers is cruciaal
- het vakgebied van de neuro-ethiek is toegewijd aan het beter begrijpen van de implicaties van en
het ontwikkelen van de beste praktijken in de ethiek voor neurowetenschappelijk onderzoek met
menselijke deelnemers
De toekomst van neurowetenschap: carrière en strategieën voor leren
- gedrags-neurowetenschap: de studie van alle gedragsfenomenen die kunnen worden geobserveerd
in mensen en dieren
- neurologisten zijn fysica die zich specialiseren in het zenuwsysteem
- mensen die een carrière in de neurowetenschappen willen, werken in de academische wereld en in
de industrie en volgen vaak graduatie onderwijs
- actieve strategieën om te leren zijn het meest effectief
- aantekeningen maken
- oefenen met lesgeven of informatie met anderen delen
- in dezelfde ‘omgeving’ leren waar je ook getoetst wordt
- zorgen voor zo min mogelijk afleidingen
- niet alles achter elkaar leren
- gebruik maken van een planning
- ezelsbruggetjes gebruiken
, Chapter 2 Structure and functions of cells of the nervous system
- alles wat we kunnen is mogelijk door de verenigde activatie van de cellen van het zenuwsysteem
Cellen van het zenuwsysteem
- het zenuwsysteem bestaat uit twee basis divisies:
- centraal zenuwsysteem: bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg
- het CNS communiceert met de rest van het lichaam door zenuwen
- perifeer zenuwsysteem: bestaat uit de zenuwen en de meeste zintuigen
- zenuw: bundel van duizenden individuele neuronen die verpakt zijn in een beschermend membraan
- sensorische neuronen/zintuigen: geleiden informatie uit de omgeving naar CNS
- motorneuronen: geleidt impulsen van het CNS naar spieren of klieren
- interneuronen: liggen geheel in het CNS en geleiden impulsen tussen ander zenuwcellen
- lokale interneuronen: vormen kringlopen met nabijgelegen neuronen en analyseren kleine
stukjes informatie
- relay-interneuronen: verbinden kringlopen van lokale interneuronen in een regio van de
hersenen met die van andere regio’s
- het neuron is het element voor informatieverwerking en informatieoverdracht van het zenuwstelsel
- een neuron bestaat uit de volgende structuren: (afbeelding 1)
- soma: het cellichaam dat bestaat uit de kern en machines die zorgen voor levensprocessen
van de cel
- dendrieten: ontvangen de berichten van de communicerende neuronen over de synaps
- communicatie bij een synaps verloop in één richting -> van de terminale knopjes
naar het membraan van de ander cel
- axon: een lange slanke buis die vaak bedekt is met myelineschede
- draagt een basisboodschap -> actiepotentiaal (altijd dezelfde grootte en duur)
- begint bij het cellichaam en gaat naar de terminale knoppen
- terminale knoppen: de knopjes aan het einde van de vertakkingen
- hebben een functie: als een actiepotentiaal de terminale knoppen bereikt, scheiden
ze een chemische stof -> neurotransmitter
- de neurotransmitter exciteert of remt de ontvangende cel en bepaalt mede
of een actiepotentiaal optreedt in zijn axon
- andere structuren: zoals het membraan, cytoplasma en het cytoskelet
- axoplasmatransport: actief proces dat stoffen van de microtubuli sporen voortduwt die binnen de
lengte van het axon lopen (afbeelding 2)
- anterograde/kinesine: beweging van de soma naar de terminale knoppen (ATP nodig)
- retrograde/dyneine: beweging van de terminale knoppen naar de soma
- is langzamer dan anterograde axoplasmatische transport
- membraan: bepaalt de grens van het neuron en bestaat uit een dubbele laag van lipide moleculen
- in het celmembraan zitten verschillende eiwitmoleculen met speciale functies
- cytoskelet: is het binnenste van een neuron en bevat een matrix van eiwitstrengen -> geeft de vorm
- microtubuli: de dikste van de drie soorten eiwitstrengen
- cytoplasma: geleiachtige half vloeibare substantie die de ruimte in het membraan vult
- bevat kleine gespecialiseerde structuren -> organellen genoemd
- kern/nucleus: een ronde/ovale structuur in de soma en is ingesloten door het
