Introductie (geen tentamenstof)
Mentale verwerking als informatieverwerkingsprobleem:
• Informatieverwerking is afhankelijk van reeds bestaande interne representaties
(overtuigingen, concepten, verlangens, percepties)
• Deze mentale representaties ondergaan transformaties
→ Cognitieve psychologie gebruikt gedragsexperimenten om uit te vinden wat deze
representaties en transformaties zijn
Mentale representaties
Letter matching task (Posner): 2 letters getoond, aangeven of twee klinkers/medeklinkers of
een van de twee was (same/different)
• Gekeken naar de snelheid
• Daarna categorie allebei klinkers, allebei medeklinkers en als laatste twee
verschillende (mede- en klinker): multiple representations
→ Posner: wij kijken eerst naar fysieke representatie, dan klankleer en als laatste categorie
Mentale transformaties
Memory comparison task (Sternberg): proef waarbij sensorische informatie werd
vergeleken met de representaties die actief zijn in het geheugen
• Serie letters en daarna een andere letter
• Men moest aangeven of die letter in het vorige rijtje voorkwam
• Vraag: verwerken taak parallel (allemaal tegelijk, RT onafhankelijk van hoeveelheid
letters eerste set) of serial (een voor een, RT neemt af naarmate set langer wordt)?
• RT neemt toe met aantal items in lijn met seriële verwerking elk item op zijn beurt
• Geeft inzicht in mentale transformaties/hoe informatie wordt verwerkt
→ Er is een lineaire relatie tussen het aantal items en de reactietijd, wat erop duidt dat je de
letters een voor een afgaat, dus serial
Single versus double dissociation
• HM: impaired lange termijn geheugen maar intacte priming
• MS: impaired priming maar intact werkgeheugen
Single dissociation: uitgevoerd in recency memory task en in familiarity memory task
• Methode om de activiteit in een neuron te meten (reactie individuele elementen)
• De vraag is hoe recent je iets hebt gezien/heb je het ooit eerder gezien?
• Het blijkt dat patënten met schade aan de temporaalkwab problemen hebben met
de familiarity, maar niet met recency
o Familiarity is lastiger voor deze patiënten
Double dissociatie: dezelfde tests, maar dan bij drie groepen, controle, temporaalkwab
schade, en frontaalkwab schade
, • De patiënten met frontaalkwab schade zijn slechter in recency dan de controlegroep,
maar gelijk in familiarity
→ Het is dus niet zo dat patiënten met hersenschade altijd in dezelfde taken achteruitgaan,
hangt af van de locatie van de schade
→ Bij algemene hersenschade is de vraag of elke taak dan als moeilijker wordt ervaren
Bestudeer de functionele rol van hersengebieden door hersenbeschadiging
• Logica: als een deel van de hersenen belangrijk is voor bepaalde functie, zal deze
functie verslechteren na schade aan dit gebied
• Beperkingen
o Compensatiemechanismen
o De locatie van de schade kan per patiënt verschillen
o Specificatie van de schade
• Oplossing: dier studies?
o Gecontroleerd, gelokaliseerd, repliceerbare laesies
o .. in een niet menselijk brein
Neurosurgery
Interventies nodig om causatie te kunnen concluderen, dit kan met neurochirurgie:
veranderen of herstellen hersenfuncites
• Deep-brain stimulation (DBS) methode waarbij elektrodes in de basale ganglia
worden geplaatst zodat deze elektronische signaaltjes afgeven en ervoor zorgen dat
er hersenactiviteit plaatsvindt
• Maar de patient had geen ‘normaal’ brein voor operatie
Samenvattend
• Patiëntstudies kunnen aantonen dat een regio noodzakelijk is (maar niet voldoende)
• Beperkingen & voorbehouden
o Dubbele dissociaties nodig om specificiteit te tonen (niet alleen voor
laesiepatiënten!)
o Compensatiemechanismen
o Exacte schadeplaats kan variëren tussen patiënten
o Specificatie van de schade
o Meeste patiëntenstudies tonen correlatie, geen oorzakelijk verband
o Chirurgische interventie alleen bij niet-gezonde patiënten
Manipuleren van het brein
TMS: op schedel magnetisch veld opwekken, neuronen activeren en cognitieve processen
verstoren
• Hoge temporele precisie (tijd)
o Bv: pp letters voorlezen, dan kan met het moment van de stimulatie worden
gevarieerd. Als vlak voor stimulus wordt gestimuleerd in de occipitaalkwab,
dan kan het dat de pp faalt in het identificeren van de stimulus
• Voordelen
o Subject is hun eigen controle
o Veilig en niet-invasie
, o In gezonde hersenen
• Beperkingen
o Alleen oppervlakkige cortex
o Spatieel niet-specifiek, omdat de stimulus alleen op cortex kan stimuleren en
niet dieper in brein
o Up / downstream-effecten
→ Oplossing ... dierstudies
Farmacologie
Communicatie tussen neuronen hangt af van neurotransmitters (dopamine, serotonine)
• Beperkingen
o Regionale specifiteit is niet groot, pil kan overal in het brein vrijkomen
o Geen temporele specifiteit, je weet niet wanneer medicijn zal gaan werken
o Drug specifiteit
• Oplossing: dier onderzoeken?
o Gecontroleerd, gelokaliseerd, specifiek
o .. in een niet menselijk brein
Manipulatie van het brein samengevat
• Causale rollen tonen in cognitieve processen
o Voor hersenregio's (stimulatie)
o Voor hersenchemie (neurotransmittersystemen: farmacologie)
• Bij mensen een zeer beperkt aantal manipulaties mogelijk
o Ethische overwegingen: niet-invasief, omkeerbaar, veilig
o Regionale specificiteit
o Tijdelijke specificiteit
Looking inside
Functie volgt vorm
• Correlatie ziekte en hersenstructuur
• Welke regio's met elkaar kunnen praten (witte stof tracts)
• Lokalisatie van letsels precies
→ Maar dit vertelt niet hoe de hersenen functioneren
• Doel om neurale correlaties van cogntieve processen te vinden
• Gebruiken additieve logica: als je iemands brein meet en je geeft die persoon een
foto in kleur en in zwart-wit, dan hersengebieden actiever zijn voor de gekleurde foto
Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI): veranderingen in zuurstofgehalte van het
bloed te meten (hemodynamische respons)
• Gemeten met BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent) signal
• Als stimulus plaatsvindt, dan BOLD signaal omhoog en 5 sec na stimulus een piek
• Hoge spatiale resolutie
• Indirecte meting van neurale activiteit
• Lage temporale resolutie (langzaam, signaal begint pas 5 sec na neurale verwerking)
• Correlationeel van aard: gebied is betrokken in proces → bewijst niet dat dit gebied
een grote rol speelt
, Perceptie en aandacht
Het licht komt binnen door cornea en activeert receptorcellen van retina
• Retina: het licht dat door de lens komt, wordt geprojecteerd op retina, het achterste
oppervlak van het oog
o Hier zit ook de fovea, de blind spot
• Er zijn twee soorten receptorcellen
o Rods: gevoelig voor licht (over hele retina)
o Cones: gevoelig voor kleur (in gele vlek, fovea, waar veel dichtbij elkaar zitten)
• De output van de receptorcellen wordt verwerkt in de middelste laag van retina
• Deze vormen de ganglion cellen: de output laag van de retina
• De axonen van deze cellen vormen een bundel: optic nerve
Er zijn verschillende sensitiviteitsfuncties voor de kegels en de staafjes
• De blauwe kegels hebben een korte golflengte
• Rood heeft een langere golflengte
• Groen zit er tussenin
• Ook de golflengte van de staafjes zit er tussenin
→ Wit licht zoals daglicht activeert alle drie de receptoren omdat het alle golflengten bezit
→ Mensen die kleurenblind zijn, missen een van de kegeltjes
Van de retina naar het CZS
Voordat visuele informatie het brein binnen komt splits elke optic nerve in twee
• De optische vezels van de temporale kant (buitenkant) van het retina projecteren
aan dezelfde kant (ipsilateraal)
• De nasale zenuwen kruisen contralateraal bij het optisch chiasma
• Elke optische zenuw splitst in paden die in waar ze eindigen in de sub cortex
• Zo wordt de input van elk visuele veld geprojecteerd naar de primaire cortex in de
contralaterale hemisfeer nadat de vezels een synaps hebben in de laterale
geniculate nucleus (geniculocortical pathway)
• Een klein deel van de visuele vezels van de optische zenuw eindigen in de superior
colliculus en pulvinar nucleus
Lateral geniculate cell (LGN)
De LGN bestaat uit 6 lagen:
• M-ganglion cel: verstuurt output naar de twee onderste lagen LGN
• P-ganglion cel: verstuurt output naar de bovenste vier lagen LGN
Cellen in LGN hebben concentrische receptieve velden met ofwel een ‘on center-off
surround’ of een ‘off center-on surround’, deel van de thalamus
• De on center-off surround cellen vuren snel als licht binnenkomt in centrum en
wordt geïnhibeerd als licht in de surround komt
• LGN cellen zijn ideaal voor signaleren van veranderingen in verlichting, zo kunnen we
objecten snel detecteren
Mentale verwerking als informatieverwerkingsprobleem:
• Informatieverwerking is afhankelijk van reeds bestaande interne representaties
(overtuigingen, concepten, verlangens, percepties)
• Deze mentale representaties ondergaan transformaties
→ Cognitieve psychologie gebruikt gedragsexperimenten om uit te vinden wat deze
representaties en transformaties zijn
Mentale representaties
Letter matching task (Posner): 2 letters getoond, aangeven of twee klinkers/medeklinkers of
een van de twee was (same/different)
• Gekeken naar de snelheid
• Daarna categorie allebei klinkers, allebei medeklinkers en als laatste twee
verschillende (mede- en klinker): multiple representations
→ Posner: wij kijken eerst naar fysieke representatie, dan klankleer en als laatste categorie
Mentale transformaties
Memory comparison task (Sternberg): proef waarbij sensorische informatie werd
vergeleken met de representaties die actief zijn in het geheugen
• Serie letters en daarna een andere letter
• Men moest aangeven of die letter in het vorige rijtje voorkwam
• Vraag: verwerken taak parallel (allemaal tegelijk, RT onafhankelijk van hoeveelheid
letters eerste set) of serial (een voor een, RT neemt af naarmate set langer wordt)?
• RT neemt toe met aantal items in lijn met seriële verwerking elk item op zijn beurt
• Geeft inzicht in mentale transformaties/hoe informatie wordt verwerkt
→ Er is een lineaire relatie tussen het aantal items en de reactietijd, wat erop duidt dat je de
letters een voor een afgaat, dus serial
Single versus double dissociation
• HM: impaired lange termijn geheugen maar intacte priming
• MS: impaired priming maar intact werkgeheugen
Single dissociation: uitgevoerd in recency memory task en in familiarity memory task
• Methode om de activiteit in een neuron te meten (reactie individuele elementen)
• De vraag is hoe recent je iets hebt gezien/heb je het ooit eerder gezien?
• Het blijkt dat patënten met schade aan de temporaalkwab problemen hebben met
de familiarity, maar niet met recency
o Familiarity is lastiger voor deze patiënten
Double dissociatie: dezelfde tests, maar dan bij drie groepen, controle, temporaalkwab
schade, en frontaalkwab schade
, • De patiënten met frontaalkwab schade zijn slechter in recency dan de controlegroep,
maar gelijk in familiarity
→ Het is dus niet zo dat patiënten met hersenschade altijd in dezelfde taken achteruitgaan,
hangt af van de locatie van de schade
→ Bij algemene hersenschade is de vraag of elke taak dan als moeilijker wordt ervaren
Bestudeer de functionele rol van hersengebieden door hersenbeschadiging
• Logica: als een deel van de hersenen belangrijk is voor bepaalde functie, zal deze
functie verslechteren na schade aan dit gebied
• Beperkingen
o Compensatiemechanismen
o De locatie van de schade kan per patiënt verschillen
o Specificatie van de schade
• Oplossing: dier studies?
o Gecontroleerd, gelokaliseerd, repliceerbare laesies
o .. in een niet menselijk brein
Neurosurgery
Interventies nodig om causatie te kunnen concluderen, dit kan met neurochirurgie:
veranderen of herstellen hersenfuncites
• Deep-brain stimulation (DBS) methode waarbij elektrodes in de basale ganglia
worden geplaatst zodat deze elektronische signaaltjes afgeven en ervoor zorgen dat
er hersenactiviteit plaatsvindt
• Maar de patient had geen ‘normaal’ brein voor operatie
Samenvattend
• Patiëntstudies kunnen aantonen dat een regio noodzakelijk is (maar niet voldoende)
• Beperkingen & voorbehouden
o Dubbele dissociaties nodig om specificiteit te tonen (niet alleen voor
laesiepatiënten!)
o Compensatiemechanismen
o Exacte schadeplaats kan variëren tussen patiënten
o Specificatie van de schade
o Meeste patiëntenstudies tonen correlatie, geen oorzakelijk verband
o Chirurgische interventie alleen bij niet-gezonde patiënten
Manipuleren van het brein
TMS: op schedel magnetisch veld opwekken, neuronen activeren en cognitieve processen
verstoren
• Hoge temporele precisie (tijd)
o Bv: pp letters voorlezen, dan kan met het moment van de stimulatie worden
gevarieerd. Als vlak voor stimulus wordt gestimuleerd in de occipitaalkwab,
dan kan het dat de pp faalt in het identificeren van de stimulus
• Voordelen
o Subject is hun eigen controle
o Veilig en niet-invasie
, o In gezonde hersenen
• Beperkingen
o Alleen oppervlakkige cortex
o Spatieel niet-specifiek, omdat de stimulus alleen op cortex kan stimuleren en
niet dieper in brein
o Up / downstream-effecten
→ Oplossing ... dierstudies
Farmacologie
Communicatie tussen neuronen hangt af van neurotransmitters (dopamine, serotonine)
• Beperkingen
o Regionale specifiteit is niet groot, pil kan overal in het brein vrijkomen
o Geen temporele specifiteit, je weet niet wanneer medicijn zal gaan werken
o Drug specifiteit
• Oplossing: dier onderzoeken?
o Gecontroleerd, gelokaliseerd, specifiek
o .. in een niet menselijk brein
Manipulatie van het brein samengevat
• Causale rollen tonen in cognitieve processen
o Voor hersenregio's (stimulatie)
o Voor hersenchemie (neurotransmittersystemen: farmacologie)
• Bij mensen een zeer beperkt aantal manipulaties mogelijk
o Ethische overwegingen: niet-invasief, omkeerbaar, veilig
o Regionale specificiteit
o Tijdelijke specificiteit
Looking inside
Functie volgt vorm
• Correlatie ziekte en hersenstructuur
• Welke regio's met elkaar kunnen praten (witte stof tracts)
• Lokalisatie van letsels precies
→ Maar dit vertelt niet hoe de hersenen functioneren
• Doel om neurale correlaties van cogntieve processen te vinden
• Gebruiken additieve logica: als je iemands brein meet en je geeft die persoon een
foto in kleur en in zwart-wit, dan hersengebieden actiever zijn voor de gekleurde foto
Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI): veranderingen in zuurstofgehalte van het
bloed te meten (hemodynamische respons)
• Gemeten met BOLD (Blood Oxygenation Level Dependent) signal
• Als stimulus plaatsvindt, dan BOLD signaal omhoog en 5 sec na stimulus een piek
• Hoge spatiale resolutie
• Indirecte meting van neurale activiteit
• Lage temporale resolutie (langzaam, signaal begint pas 5 sec na neurale verwerking)
• Correlationeel van aard: gebied is betrokken in proces → bewijst niet dat dit gebied
een grote rol speelt
, Perceptie en aandacht
Het licht komt binnen door cornea en activeert receptorcellen van retina
• Retina: het licht dat door de lens komt, wordt geprojecteerd op retina, het achterste
oppervlak van het oog
o Hier zit ook de fovea, de blind spot
• Er zijn twee soorten receptorcellen
o Rods: gevoelig voor licht (over hele retina)
o Cones: gevoelig voor kleur (in gele vlek, fovea, waar veel dichtbij elkaar zitten)
• De output van de receptorcellen wordt verwerkt in de middelste laag van retina
• Deze vormen de ganglion cellen: de output laag van de retina
• De axonen van deze cellen vormen een bundel: optic nerve
Er zijn verschillende sensitiviteitsfuncties voor de kegels en de staafjes
• De blauwe kegels hebben een korte golflengte
• Rood heeft een langere golflengte
• Groen zit er tussenin
• Ook de golflengte van de staafjes zit er tussenin
→ Wit licht zoals daglicht activeert alle drie de receptoren omdat het alle golflengten bezit
→ Mensen die kleurenblind zijn, missen een van de kegeltjes
Van de retina naar het CZS
Voordat visuele informatie het brein binnen komt splits elke optic nerve in twee
• De optische vezels van de temporale kant (buitenkant) van het retina projecteren
aan dezelfde kant (ipsilateraal)
• De nasale zenuwen kruisen contralateraal bij het optisch chiasma
• Elke optische zenuw splitst in paden die in waar ze eindigen in de sub cortex
• Zo wordt de input van elk visuele veld geprojecteerd naar de primaire cortex in de
contralaterale hemisfeer nadat de vezels een synaps hebben in de laterale
geniculate nucleus (geniculocortical pathway)
• Een klein deel van de visuele vezels van de optische zenuw eindigen in de superior
colliculus en pulvinar nucleus
Lateral geniculate cell (LGN)
De LGN bestaat uit 6 lagen:
• M-ganglion cel: verstuurt output naar de twee onderste lagen LGN
• P-ganglion cel: verstuurt output naar de bovenste vier lagen LGN
Cellen in LGN hebben concentrische receptieve velden met ofwel een ‘on center-off
surround’ of een ‘off center-on surround’, deel van de thalamus
• De on center-off surround cellen vuren snel als licht binnenkomt in centrum en
wordt geïnhibeerd als licht in de surround komt
• LGN cellen zijn ideaal voor signaleren van veranderingen in verlichting, zo kunnen we
objecten snel detecteren
