1 Zenuwstelsel / Hersenen. 2 Zenuwstelsel Wat doet het zenuwstelsel? van informatie Sensor Stimulus...

1

Zenuwstelsel / Hersenen

2

Zenuwstelsel

Wat doet het zenuwstelsel?

van informatie

SensorStimulus

InputVerwerken

Output

EffectorEffect

ontvangen doorgeven, sorteren reguleren

2

3

Sensor, receptor

Sensorische input

Integratie

Effector

Motorische output

Perifeer zenuw-stelsel (PZS)

Centrale zenuw-stelsel (CZS)

Brengt verbindingen in stand tussen alle sensoren en effectoren

3

hersenen, ruggenmerg

4

Zenuwstelsel

Interne stimuli:

Stimulus, voorbeelden ?

ReceptorZintuigcellen, zintuigen

Effectorspierenklieren

Effectcontractieproductie

Zenuwstelsel

licht, geluid, druk (tast), temp, geur, smaak

bloeddruk, CO2 niveau in bloed, spierspanning

Externe stimuli:

4

Brengt verbindingen in stand tussen alle sensoren en effectoren

5

Zenuwweefsel

Communicatie neuronen electrische signalen lange afstand

impuls

chemische signalen korte afstandneurotransmitter

Celtypen Neuronen Gliacellen

geleiden prikkels, impulsen

beschermen, voeden, isoleren v neuronen

5

!

6

Zenuwweefsel

Dendrieten

Stimulus

Kern

Cellichaam

Axonheuveltje

Presynaptischecel

Axon

Synaptische uiteindenSynaps

Postsynaptische celNeurotransmitter

neuron cellichaam dendrieten: ontvangen allen vertakt axon : geeft signaal door

eind vertakt, synaps vaak > dendrieten

synaps meestal chemische signalen,neurotransmitters: info naar ontvangende cel

6

7

Motor neuronMotor neuron

Stuurt signaalnaar effector(spier)

Zenuwweefsel

Dendrieten

schakelneuron

Portion of axon Cell bodies of

overlapping neurons

Integreert signalen(hersenen ganglia)

80 µm

Sensibel neuron

Axon

Cellichaam

Ontvangt signaalvan receptor

8


Stuurt signaalnaar effector(spier)

ZenuwweefselFig. 48-5

Dendrieten

deel van axon Cellichamen van

overlappende neuronen


80 µm


schakelneuroninterneuron

Sensibel neuron

8

Axon

Cellichaam

9


Stuurt signaalnaar effector(spier, klier)

ZenuwweefselFig. 48-5

Dendrieten

deel van axon Cellichamen van

overlappende neuronen

80 µm

motorneuronSensibel neuron

Axon

Cellichaam



schakelneuroninterneuron

10

Axon

Plasmamembraan

Cytosol

Actiepotentiaal

Na+

Communicatie neuronen

lange afstand: electrische signalen

lange afstand

actiepotentiaal, impuls

11

Glia-cellen; cel van Schwann

Cel van SchwannAxon

Axon

Myelineschede

Schwanncell

Knopen vanRanvier

cel vanSchwann

Kern van celvan Schwann

Knoop van Ranvier

Myeline lagen

ziet er wit uit (door vet)

Communicatie neuronenlange afstand

12 Sterke depolariserende stimulus

+50

Mem

bra

ne

po

ten

tia

l (m

V)

–50 Drempelwaarde

Rustpotentiaal

–1000 2 3 4

Tijd (msec)1 5

0

Actiepotentiaal

6

+ + + + + + +- - - - - - -

- - - - - - -+ + + + + + +

+ +

+ +Na+

- -

- -

impuls =actiepotentiaalalles of niets

trigger

Depolarisatiemembraanpotentiaalwordt minder negatief

13

Voltage-gatedCa2+ channel

Ca2+12

3

4

Synapsspleet

Ligand-gatedion channels

Postsynaptischmembraan

Presynaptischmembraan

Synaptische blaasjesmetneurotransmitter

5

6

K+Na+

Communicatie neuronen chemische signalen: korte afstand

synaps: chemisch (meestal):neurotransmitters, of electrisch (soms)

verandering membraan-potentiaal (V binnen – V buiten)

14

14

electrisch signaal → chemisch signaal (neurotransmitter)

Binding neurotransmitter aan postsynaptische ligand gated kanaal:Ligand gated kanalen open:

Exciterend neuron stimuleert postsynaptische cel (+); depolarisatie (bv influx Na+)

Inhiberend neuron remt postsynaptische cel (-);hyperpolarisatie (bv influx Cl-)

Synaps

een neuron kan verbinding hebben met meerdere andere neuronen

Communicatie neuronen korte afstand

Postsynaptische potentiaal

15

Synaps

Postsynaptischneuron

Synaptischeindevan pre-synaptischeneuronen

5 µ

m

meerdere synapseinden op één neuron !

uiteindelijke membraanpotentiaal hangt af van het totaal aan synapssignalen


16

+

-

-


17

17

eind van presynaptischneuron

E1

E2

I

Postsynaptischneuron

Drempelwaarde axon v postsynaptisch neuron

Rustpotentiaal

E1 E1

0

–70

Mem

bra

ane

po

ten

tiaa

l (m

V)

(a) Blijft onder drempelwaarde (b) E1 en E2 zo snel achterelkaar dat ze gedeeltelijk optellen: boven drempelwaarde

E1 E1

Actionpotential

I

Axonheuvel

E1

E2 E2

E1

I

Actionpotential

E1 + E2

(c) E1 en E2 komen samenboven de drempelwaarde

I

E1 E1 + I (d) Spatial summation

of EPSP and IPSP

E2

E1

I

E1 en E2: stimulerende neuronen: depolarisatie, stimuleert postsyn. potentiaalI is een remmend neuron: hyperpolarisatie, remt postsynaptische potentiaal


uiteindelijke membraanpotentiaal hangt af van het totaal aan synapssignalen

Axon-heuvel (Axon hillock)

18

Synapspotentiaalvarieert, is gradueel

hoogte afhankelijk van hoeveelheid neurotransmitterafstand tot synaps

Axon heuvel (hillock)

plaats waar de membraanpotentiaal de opgeteldeeffecten van de synapspotentialen vertegenwoordigt

Actiepotentiaal alles of niets

18 Communicatie neuronen korte afstand

19Fig. 49-19

(a) Versterken of verzwakken van synapsen als reactie op activiteit(“use it or lose it’)

N2

(b) De sterkte van de postsynaptische respons kan toenemen bij twee synapsen als deze twee vaak tegelijkertijd worden geactiveerd.

N1

N2

N1

20Fig. 49-19

(a) Versterken of verzwakken van synapsen als reactie op activiteit(“use it or lose it’)

N2

(b) De sterkte van de postsynaptische respons kan toenemen bij twee synapsen als deze twee vaak tegelijkertijd worden geactiveerd.

N1

N2

N1

21

Staat aan de basis van geheugen en leren

Embryo 1) aanleg overall structuur zenuwstelsel

2) Neuron- en synaps- eliminatie

Neurale plasticiteitin staat tot her-modelleren als reactie op activiteit

toevoegen, versterken, of verliezen van synapsverbindingenvgl snelwegen

Na geboorte:


22

Neurotransmitters vele soorten elk met verschillende receptoren


Medicijnen; vaak gericht tegen type receptordrugs

interactie neurotransmitter en z’n receptordirect (ionkanaal) óf activatie signaaltransductiepad

verwijdering van deze neurotransmitter

bijvoorbeeld dopamine, adrenaline, acetylcholineepinephrine

acetylcholinestimulerende neurotransmitter spiercellen (muv hart)wordt afgebroken door acetylcholinesterasebotulisme, bacterie produceert toxine: remt afgifte van acetylcholine

23Fig. 49-22

Nicotinestimuleertdopamine-releasingVTA neuron.

Cerebraalneuron vanbeloning pathway

Opium en heroineverminderen de activiteit van het remmende neuron.

Cocaine enamphetaminesblokkeren de verwijdering van dopamine.

Beloningsysteemrespons

http://www.teachers.tv/video/31471 vanaf 28:20synapsen en verslaving

http://www.teachers.tv/video/19829

24

synaps gespecialiseerde plaats van communicatie tussen twee neuronen een neuron en een effector een sensorische cel en een neuron

effect op postsynaptische cel wijziging membraanpotentiaal wijziging metabolisme cel

effect snel remmend of stimulerend

staat aan de basis van ontwikkeling van leren en geheugen

veel gebruiken: sterker / niet gebruiken: zwakker


25

Sensorisch neuron vanDe spier communiceertook met eenschakelneuron inhet ruggemerg

Het sensorisch neuron communiceert methet motorneuron dat vervolgens de spier aanstuurt

Sensorisch neuron

Ruggemerg (dwarsdoorsnede)

Grijze materie

Witte materie

Cellichaam van het sensorisch neuron in de dorsale hoofdganglion

Sensorische neuron

Motor neuron

Schakelneuron

25

Reflex

26

Centraal zenuwstelsel (CZS)

Perifeer zenuwstelsel(PNS)

Hersenen

Ruggemerg

Kopzenuwen

Ruggenmergszenuwen

Zenuwvezels en Ganglia buiten het CNS

Zenuwstelsel

zenuwen = bundels axonen; ganglia = groepjes perikarya; afferent en efferent

27

Centraal Zenuwstelsel

“Grijze massa”

Witte stof

Ventrikels

Grijze stof

uit holle dorsale neurale buis (embryologie)

Grijze stofcellichamen neuronendendrieten, synapsenongemyeliniseerde axonen

Witte stofbundels gemyeliniseerdeaxonen

Cerebrospinale vloeistof

28

Perifeer ZS

Somatisch ZS

Autonoom ZS

Sympatisch Parasympatisch Enterisch

skeletspierenvnl respons opexterne stimulivaak o.i.v wiluitz: reflexen

processeninterne omgevingonvrijwillig

activatie bij activiteit activatie bij rust

Perifere zenuwstelsel

wordt ook door sympatisch en parasympatisch zs gereguleerd

29

Perifeer ZS

Somatisch ZS

Autonoom ZS

Sympatisch Parasympatisch Enterisch

skeletspierenvnl respons opexterne stimulivaak o.i.v wiluitz: reflexen

processeninterne omgevingonvrijwillig

activatie bij activiteit activatie bij rust

Perifere zenuwstelsel

wordt ook door sympatisch en parasympatisch zs gereguleerd

30

Zenuwstelsel Perifere zenuwstelsel

efferente neuronen afferente neuronen

somatisch systeem

autonome systeem

• brengt signalen naar en van skeletspieren• vnl respons op externe stimuli

• vaak oiv wil• echter ook: hersenstam en ruggemerg (reflexen) !!!!!

• stuurt processen interne omgeving aan• gladde spieren, spijsverteringsorganen, cardiovasculaire-, excretie-, endocriene systemen• meestal onvrijwillig

31

Zenuwstelsel Perifere zenuwstelsel

efferente neuronen afferente neuronen

autonome systeem• stuurt processen interne omgeving aan• gladde spieren, spijsverteringsorganen, cardiovasculaire-, exretie-, endocriene systemen• meestal onvrijwillig

parasympatisch sympatisch

activatie bij rust (“rest and digest”)activatie bij activiteit (“fight or flight”)

Voorbeelden!fig 48.22

32

Zenuwweefsel

sorteren van een complexeverzameling van neuronpaden en verbindingen:

interneuronen !

Verwerken informatiehersenen organisatie van een groep neuronenganglion eenvoudigere clustering cellichamen

‘Kanalisatie’ informatiezenuw bundel van axonen

Integratie, verwerken informatie ?

ganglion = zenuwknoop

33

Het Brein

Veel details; embryonale ontwikkeling niet leren !

Denk b.v. aan

leervermogen, emoties, maken van beslissingenontwikkeling kinderen

34

Het Brein

Grote hersenen

Thalamus

Hypothalamus

Hypofyse

hersenschors(cerebral cortex)

MiddenhersenenPons

Verlengde merg(Medulla oblongata)

Kleine hersenen(Cerebellum)

Ruggen-merg

(Cerebrum)

Hersenstam = middenhersenen, pons, verlengde merg

35

Grote hersenen twee helften elk met grijze stof in schors (neocortex) en witte stof met basale kernen

belangrijk bij plannen en bij leren van bewegingen

Grote hersenen

Thalamus

Hypothalamus

Hypofyse


Middenhersenen Pons

Medulla oblongata

Kleine hersenen

Rugge-merg

(Cerebrum)

Grote hersenen (Cerebrum)

36

Cerebrum

Hersenschors

2 helften (hemisferen)

corpus callosum: dikke band v axonen, communicatie L&R

cortex perceptie, vrijwillige bewegingen, leren, plannen

zeer groot bij mens (80% v totale hersenmassa)

grote ontwikkeling doorgemaakt tijdens evolutie

per hemisfeer te verdelen in 4 kwabben

(frontale, temporale, occipitale en parietale kwab)

Grote hersenen

37

Het Brein HersenschorsFig. 49-15

Spraak

Occipitale kwab

Visie

Temporale kwab

Frontale kwabParietale kwab

sensorischassociatie gebiedFrontale

associatiegebied

Visueelassociatiegebied

Lezen

Smaak

Gehoor

Auditoryassociationarea

Spraak

Reuk

Mo

tor

cort

exse

nsor

isch

e co

rtex

38 Hersenschors

cortex / hersenschors

sensorische gebieden

ontvangen en verwerken sensorische info

associatie gebiedenintegreren info van diverse delen van het breintoegenomen tijdens zoogdier-evolutie

motorische gebieden

sturen informatie naar de juiste spieren of klieren

39

Het Brein

sensorischeinfo

sensorische gebieden

associatiegebieden

perceptie en geheugen

frontale associatiegebied

emoties, plannen vanacties & bewegingen

motorischegebieden

“motorcommando’s”

viahersenstam

ruggen-merg

motorneuronen

spiercellen

viathalamus

Hersenschors

40

Het Brein HersenschorsFig. 49-15

Spraak

Occipitale kwab

Visie

Temporale kwab

Frontale kwabParietale kwab

sensorischassociatie gebiedFrontale

associatiegebied

Visueelassociatiegebied

Lezen

Smaak

Gehoor

Auditoryassociationarea

Spraak

Reuk

Mo

tor

cort

exse

nsor

isch

e co

rtex

41

Het Brein

Primaire somato-sensorische cortex

Frontal lobe

Pharynx

Parietal lobe

TeethGumsJaw

Tongue

Lips

Face

Nose

Eye

Thumb

FingersH

andForearmE

lbo

wU

pp

er arm

Head

Neck

Tru

nk

Hip

Leg

Genitals

AbdominalorgansPrimaire

motor cortex

Tongue

Toes

Jaw

Lips

Face

Eye

Brow

Neck

FingersH

andW

ristF

orearmE

lbo

wS

ho

uld

er

Tru

nk

Hip

Kn

ee

Thumb

ordening per lich deelHersenschors

42

Het Brein

Generating words

Max

woordenspreken

woordenhoren

Seeing words

Min

Broca’s gebied

Wernicke’s gebied

Hersenschors

linker helft twee gebieden

43

Het Brein

Spraak en taal

Koppeling schades aan hersengebieden en gedrag

Gebied 1

Gebied 2

(voorkant primaire motorschors)

Alleen linker helft, twee belangrijke gebieden

gezichtsspieren

actief tijdens generatie van spraak

(posterior deel linker temporale lob)

actief bij luisteren, begrijpen wat gezegd wordt

defect: wel praten, niet begrijpen wat gezegd wordt

defect: niet kunnen praten, wel begrijpen wat gezegd

Hersenschors

44

Het Brein

Lateralisatie

linker en rechter hemisfeer niet identiek qua functies

bv. spraak linker helft

Linker helft

Analyse van informatie, Wiskunde, logische handelingen,volgordes

Rechter helftSynthese: schetsen, kaartlezen, niet verbale gedachten, herkennen patronen, gezichten

linker helft ziet details (bomen) rechterhelft ziet het groter geheel (bos)

Hersenschors

45

Het Brein

Emoties

ThalamusHypothalamus

Prefrontalcortex

Olfactorybulb

Amygdala Hippocampus

bij vormen en ervaren emoties veel gebieden betrokken

Limbisch systeem

rond hersenstam

combinaties van functies:emotie, motivatie, reuk,gedrag, geheugen

bv

Prefrontale cortex beslissingen, emotionele ervaringen, temperament

Amygdala

emotioneel geheugen

filmpje!!! (3, ca 4’)

Hersenschors

46

Het Brein

adolescent

belangrijke veranderingen in hersenen

de prefrontale lobben ondergaan een zeergrote, belangrijke maturatie-stap

vormgeven aan gedrag, personaliteit, zelfbewustzijnidentiteit

prefrontale cortex coordineert vele andere regio’s

neuronen maken verbindingen met andere

welke verbindingen in stand blijven en welke verdwijnenafhankelijk van de activiteit van de adolescent

“use it or lose it”

Hersenschors

47

Het Brein

Cerebrale cortex

korte termijn geheugen

lange termijn geheugen

toegankelijk via tijdelijke verbindingen in hippocampus

verbindingen in hippocampus aangemaakt, maar door cortex meer permanent gemaakt

Geheugen en leren

Hersenschors

48

Bouw, creativiteit, onbewust leren

http://www.teachers.tv/video/19827

15 min bouw, creativity, unconscious learning

49

Cerebellum helpt coördinatie motor-, perceptie- en cognitieve functiesbetrokken bij leren en onthouden bewegingsbekwaamheden

Grote hersenen

Thalamus

Hypothalamus

Hypofyse


Middenhersenen Pons

Medulla oblongata

Kleine hersenen(cerebellum)

Rugge-merg

(Cerebrum)

Kleine hersenen

Kleine hersenen

bv oog-hand coordinatie

bijsturen / fijne motoriek!

50

Medulla

‘steunzender’ info tussen PZS en hoger brein

Reticulaire formatie netwerk v neuronen dat slaap en ‘arousal’ regelt

in medulla:axonen kruisen v links naar rechts

controle automatische, homeostatische functies bv ademh., hart en bloedvatactiviteiten, slikken, braken, vertering

hersenstam; evolutionair ‘oud’

aandacht, waakzaamheid,eetlust, motivatie

Grote hersenen

Thalamus

Hypothalamus

Hypofyse


Middenhersenen Pons

Medulla oblongata


Rugge-merg

(Cerebrum)

middenhersenen pons medulla (oblongata)

Middenhersenen

Pons

51

Het Brein

stuurt sensorische en motorische info van en naar cerebrumthalamus

hypothalamus regelt homeostase (thermostaat)

regelt basale overlevingsgedragingen (honger, dorst)

‘pacemaker’ voor circadiane ritmes (suprachiasmatische kern)

chiasma opticum

epifyse

sexueel-, paringsgedrag, fight- or flight respons, plezier

melatonine (uit serotonine, uit tryptofaan –oa in melk):belangrijke rol bij slapen/waken, seizoensritmes

Grote hersenen

Thalamus

Hypothalamus

Hypofyse


Middenhersenen Pons

Medulla oblongata


Rugge-merg

(Cerebrum)

kruising oogzenuwen

52

(Middenhersenen)

bevat centra voor ontvangen en integratie diverse typen sensorische informatie

stuurt sensorische info naar specifieke regio’s van de voorhersenen (onderdeel van de grote hersenen)

zoogdieren: zicht wordt geïntegreerd in grote hersenen zoogdieren: coördinatie visuele reflexen

(Middenhersenen)

53

Het Brein

http://www.teachers.tv/video/13838 4 min bouw hersenschorshttp://www.teachers.tv/video/19827 15 min bouw, creativity, unconscious learninghttp://www.teachers.tv/video/19829 13 min sensitieve perioden, plasticiteit, omgevinghttp://dsc.discovery.com/videos/understanding-the-brain-genius.html 3 minhttp://www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/3410/01.html slaap; ca 13 minhttp://www.teachers.tv/video/31471 55 min; vanaf 28 min over verslaving

http://www.mhhe.com/biosci/ap/histology_mh/tismodov.html#overview

Histologie zenuwweefsel

Leuke, leerzame internetsites

http://www.kennislink.nl/publicaties/optische-illusies-hoe-je-brein-je-voor-de-gek-houdt

1 Zenuwstelsel / Hersenen. 2 Zenuwstelsel Wat doet het zenuwstelsel? van informatie Sensor Stimulus...

Documents

Transcript of 1 Zenuwstelsel / Hersenen. 2 Zenuwstelsel Wat doet het zenuwstelsel? van informatie Sensor Stimulus...