PBFG09 - Les 9 - H49 De Hersenen

• Biologie
• HBO
• Studiejaar 1

PBFG09: Vergelijkende anatomie en fysiologie II

Les 9

Hoofdstuk 49.3, 49.4 en 49.5

Niels Noordzij - [e-mail]

Sander Harting - [e-mail]

Kernzin

De hersenen zijn regionaal gespecialiseerd in hun functie, en ziektes in de hersenen kunnen zich in specifieke gebieden of in de hersenen algemeen, tot uiting komen.

Lesdoelen

1. Je moet functie, naam en plaats kennen van de grote hersenen, de hersenbalk, het limbisch systeem, de hypothalamus, de hypofyse, de epifyse, de kleine hersenen, de hersenstam en het ruggenmerg
2. Je moet kunnen beschrijven welke hersenonderdelen betrokken zijn bij taal, spraak, emoties, geheugen en leren.
3. Je moet kunnen beschrijven wat de symptomen en oorzaken zijn van schizofrenie, Alzheimer en Parkinson.
4. Je moet kunnen uitleggen hoe een drugsverslaving het beloningssysteem van de hersenen beïnvloedt.

Paragraaf 49.3

De cerebrale cortex

Tip!

https://www.bioplek.org/animaties/zenuwstelsel/zenuwennieuw.html

De Hersenen

Grote hersenen

• Stuurt skeletspieren aan & is centrum voor leren, emoties, geheugen en waarnemen
  
• Bestaat uit een schors (grijze stof) over een laag witte stof met daarin basale nuclei
  
• Basale nuclei --> plannen en aanleren van beweging
  
• Hersenschors (cerebrale cortex) --> onmisbaar voor bewuste beweging, leren en waarnemen
  

Referentie

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Referentie:

https://brightupstudie.files.wordpress.com/2015/10/oogzenuw-optisch-chiasma-scn-nl.jpg

2 hemisferen, met daartussen het corpus callosum (hersenbalk) 

Referentie

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Referenties

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

De vier kwabben van de grote hersenen zijn vernoemd naar de nabij gelegen botten van de schedel en hebben een specifieke functie.

Functies die een raakvlak hebben (bv lezen en zicht) liggen dicht bij elkaar.

Somatosensorische schors ontvangt informatie van individuele zintuigen of groepen van zintuigen

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Referentie

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Grootte van het cortex gebied geassocieerd met zintuig of spier is afhankelijk van aantal neuronen of zintuigen in dat specifieke lichaamsdeel; het gezicht neemt bv. veel ruimte in op de motorische schors omdat we heel veel kleine spieren hebben die op minutieuze wijze aangestuurd moeten worden voor de spraak.

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Informatieverwerking in hersenschors: motorisch

Primaire motorische schors --> piramidevormige neuronen, "doorgeefluik" & "associatiegebieden"

• Axonen kruisen ter hoogte van het verlengde merg (links stuurt rechts aan en v. v.)

Secundaire motorische schors in prefrontale cortex --> associatiegebieden

• Coördinatie van gecompliceerde bewegingen/beweginspatronen (pianospelen) en spraakcentrum

Via de basale ganglia gaan de motorische impulsen (gecontroleerd)  naar het ruggenmerg

Taal en spraak

Bestuderen van hersenactiviteit --> gebieden 

       voor spraak en taal ontdekt

• Spraakcentrum van Broca --> actief als er gesproken wordt (slechts in één hemisfeer aanwezig). Stuurt veel spieren aan.
• Spraakcentrum van Wernicke --> actief als spraak gehoord wordt (ligt vlak bij auditief centrum)

Referentie

http://mrmikesibpsychology.weebly.com/uploads/8/8/0/8/8808968/6157566_orig.jpg

Pierre Broca deed postmortem onderzoek naar de hersenen van mensen die wel spraak verstonden maar niet konden spreken. Hij ontdekte schade in een specifiek gebied (linker frontale kwab, nu centrum van Broca).

Wernicke visa versa.

 

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Referentie

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Centrum van Broca

Centrum van Wernicke

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Emoties

Ontstaan in Limbisch Systeem.

Hebben een functie in:

• Emoties: gekoppeld aan sensorische info (lachen, huilen etc)
• Motivatie
• Gedrag
• Geheugen 

Daarnaast ook koppeling met basis functioneel gedrag (agressie, seksualiteit, voeden etc)

Referentie

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Limbus = grens; centra van het limbisch systeem grenzen aan de hersenstam.

Koppelt emotionele ervaringen (amygdala in limbisch systeem) aan lichamelijke functies; bv. versnellen hartslag bij een soortgelijke situatie. 

Limbisch systeem ook gekoppeld aan hersenschors--> fysieke response.

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Onderdelen limbisch systeem

• Amygdala
• Hippocampus
• Reukzenuw
• Thalamus
• Hypothalamus

Referentie

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Amygdala

Belangrijkste taak: Emotioneel geheugen

• Koppeling van ervaring aan emotie (autonoom)
• Bijv. Experimenten: Plaatjes - pijn

 Bij een disfunctionele amygdala is deze koppeling afwezig.

Amygdala slaat ervaringen/herinneringen op en koppelt hier een emotie aan.

Lateralisatie van  schorsfunctie

Lateralisatie = specialisatie van de hersenhelften

• Links: Beter aangepast aan taal, rekenen, logica en verwerken van reeksen
  
• Rechts: herkennen patronen, non-verbaal denken, emotionele verwerking
  

Belangrijke rol voor corpus callosum!

Linkshandig? Dan kan dit andersom zijn!

Lateralisatie: Verschil in functie tussen linker- en rechterhersenhelft; Links is bv. beter in staat tot berekeningen en logisch denken, rechts tot patroon- en gezichtsherkenning.

Communicatie tussen hersenhelften via hersenbalk (corpus callosum)

Verbreking van de verbinding stopt communicatie--> lezen van tekst door linkeroog wordt niet verwerkt door rechterhersenhelft; geen begrip van tekst.

2 hemisferen, met daartussen het corpus callosum (hersenbalk) 

Referentie

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Paragraaf 49.4

Geheugen en leren

Geheugen en leren

Voor de geboorte --> een "basis"set van neuronen ligt klaar om gebruikt te worden. 

Geheugen en leren -->  het aanpassen van connecties tussen neuronen. Basisprincipe:

- Synaps (te) weinig gebruikt? Dan afgebroken!

Basisset neuronen liggen klaar om gebruikt te worden voor vorming zenuwcellen. Daarna strijd om te overleven--> onder invloed van een beperkte concentratie groeifactoren groeien zenuwcellen al dan niet uit. Degene die dat niet doen sterven af. 

Wanneer zenuwcellen de juiste plek hebben bereikt produceren ze zeer veel synapsen. Een deel daarvan stabiliseert en een ander deel wordt afgebroken --> synaps pruning of snoeiing. Dit gaat door tot in kindertijd.

Neurale plasticiteit

Neurale plasticiteit: Mogelijkheid van het zenuwstelsel om zich aan te passen na de geboorte.

Veranderingen kunnen de overdracht bij de synaps versterken of verzwakken.

Meeste aanpassingen --> bij de synapsen

Van geitenpaadje -->

snelweg (en weer terug)

Referentie

Geitenpaadje: https://s3.amazonaws.com/aws.reislogger.nl/mariecees/foto/2524701.jpg

Snelweg: 

https://cdn.pixabay.com/photo/2014/07/05/00/58/pass-road-384405_640.jpg

Maar ook toegangswegen (synapsen) die breder zijn--> sterker synaptisch signaal.

Referentie:

Geitenpaadje:https://s3.amazonaws.com/aws.reislogger.nl/mariecees/foto/2524701.jpg

Snelweg: https://cdn.pixabay.com/photo/2014/07/05/00/58/pass-road-384405_640.jpg

Referentie

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Veel activiteit--> meer synaptische bindingen en/of verlies van synaptische bindingen. Wanneer 2 synapsen vaak actief zijn op hetzelfde moment--> versterking. 

Autisme waarschijnlijk defect in neurale plasticiteit--> defect in activiteit afhankelijke remodelling.

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Geheugen en leren

Leren --> Neuronen vormen nieuwe verbindingen, of de sterkte van aanwezige verbindingen verandert

Korte-termijn-geheugen --> Hippocampus

• Waarneming die al dan niet wordt opgeslagen

Lange-termijn-geheugen --> van hippocampus naar hersenschors

• Feiten en ervaringen --> opgeslagen, en kunnen opgeroepen worden
• Opslag (archivering) hangt af van herhaling (oefening), emoties en associaties (lesprogramma?)

Korte termijn--> tijdelijke verbindingen in hippocampus. 

Vervanging van verbindingen in hippocampus in verbindingen naar hersenschors. 

Voordeel van combinatie korte termijn-langetermijn waarschijnlijk koppelen van eerder geleerde met nieuwe informatie; makkelijker om nieuwe vaardigheden te leren. 

Motorisch en sensorisch geheugen

Sensorisch geheugen

• Waarnemingen vastgelegd in limbisch systeem
• Bijv geuren, geluiden, gezichten etc

Motorisch geheugen

• Motorische programma's voor aangeleerde bewegingen en patronen
• Niet bewust onthouden, nu erg moeilijk af te leren
• Veel verbindingen met primaire motorische schors

Sensorisch geheugen--> vastleggen d.m.v. versterken synaptische verbindingen.

Motorisch geheugen--> vastleggen door repetitie; neuronen maken nieuwe verbindingen.

Verslaving

Dwangmatig gebruik van middelen en onvermogen dit gebruik onder controle te houden.

Langdurige veranderingen in beloningssysteem --> behoefte aan drugs (=lichamelijke verslaving) kan ontstaan

Drugsverslaving en beloningssyteem

Hersenen belonen als je een taak doet (motivatie)

Dit (dopamine-)beloningssysteem wordt versterkt door sommige drugs

• Bijv cocaïne, amphetamine, heroïne, alcohol en tabak

Drugs --> spelen in op de werking van dopamine

Beloningssysteem in hersenen beïnvloedt emoties. Dit systeem versterkt motivatie voor overleving en voortplanting. 

Neurotransmitter dopamine gereleased door zenuwcellen in kleine hersenen. Bindt aan specifieke receptoren in delen van de hersenen. 

Drugs versterken het effect van de dopamine dus de beloning. Over tijd neemt effectiviteit van dopamine af

Referentie

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Referentie:

Plaatje afkomstig uit Campbell ed. 9 Hoofdstuk 49

Paragraaf 49.5

Ziekten aan het zenuwstelsel

Ziekten van het zenuwstelsel

Vele ziekten van het zenuwstelsel bekend!

Ontstaan is vaak een combinatie van genetische factoren en omgevingsfactoren

  Wij kijken naar:

• Schizofrenie
• Ziekte van Alzheimer
• Ziekte van Parkinson

Ziekte van Parkinson

Motorische stoornis veroorzaakt door afsterven van dopamine-producerende neuronen

Kenmerken --> moeite bewegingen in te zetten, spiertrillingen, trage bewegingen, algehele stramheid

Geen genezing mogelijk --> symptoombestrijding

Referentie

https://assets.kennislink.nl/system/files/000/239/205/large/PausClausFox.PNG?1501067697

Progressief.

Medicatie met medicijn L-Dopa. Wordt in de hersenen omgezet in dopamine. Of hersenchirurgie. 

Mogelijke genezing is plaatsen van nieuwe dopamine loslatende synapsen. In ratten succesvol. Mensen nog onbekend. 

Referentie:

https://assets.kennislink.nl/system/files/000/239/205/large/PausClausFox.PNG?1501067697

Schizofrenie

Ongeveer 1% van de wereldbevolking leidt aan (vorm van) schizofrenie

Kenmerken -> hallucinaties, waanideeën, afgestompte emoties

Aangedane gebieden --> Met name frontale cortex en hippocampus.

Behandeling --> richt zich op delen van de hersenen waar dopamine als neurotransmitter fungeert

Schizofrenie: splitsen van geïntegreerde hersenfuncties. 

Nieuwe studie wijst mogelijk op een rol van het afweersysteem.

Ziekte van Alzheimer 

Referentie

https://www.alz.org/braintour/images/alzheimer_brain.jpg

Karakteristiek beeld: verschrompelen van hersengebieden--> sterfte van zenuwcellen. Men denkt dat dit vooral komt door de vorming van plaques van eiwitten in de hersenen. Vorming van tangles (kluwen van tau-eiwitten kan een vroege indicator van Alzheimer zijn.

Referentie: https://www.alz.org/braintour/images/alzheimer_brain.jpg

Ziekte van Alzheimer

Degeneratieve aandoening van hersenen waarbij de patiënt soms in snel tempo dementeert.

Vernoemd naar Alois Alzheimer -> Duitse psychiater en neuropatholoog.

Progressief--> Hulp bij dagelijkse handelingen nodig zoals aankleden, voeding. Veel patienten verliezen de mogelijkheid om bekenden en familie te herkennen. 

Oorzaken

Tangles --> ophopingen van tau-eiwitten in zenuwcellen --> interne structuur van neuron gaat kapot

Amyloïde plaques --> abnormale clusters van dode en stervende neuronen, andere hersencellen en amyloïd-eiwitfragmenten.

• Normaal gesproken wordt amyloïd afgebroken

Tau eiwitten spelen normaal een rol bij de vorming en onderhoud microtubuli--> vervoer van nutrienten rondom axonen. Microtubuli bevinden zich in cellen.

Tau eiwitten spelen waarschijnlijk vooral een rol bij een vorm van Alzheimer dat op jonge leeftijd op kan treden.

Referentie

https://www.hersenstichting.nl/dynamics/modules/SFIL0200/view.php?fil_Id=402&thumb_nr=3

Referentie:

https://www.hersenstichting.nl/dynamics/modules/SFIL0200/view.php?fil_Id=402&thumb_nr=3

Kenmerken Azheimer

Beginfase --> afname kortetermijn-geheugen, minder goed functioneren hippocampus (routinematig handelen gaat minder goed)

Later --> verspreiding door hersenschors. Inzicht gaat achteruit, emotionele uitbarstingen, taal aangetast

Eindfase --> Gedragsveranderingen (ronddwalen, gejaagdheid). Gezichtsherkenning en mogelijkheid tot communiceren verdwijnt. Patiënten kunnen controle over ontlasting verliezen en hebben uiteindelijk continue verzorging nodig. 

Even oefenen.... :-)

Een organisme zonder schakelcellen

1. Kan geen stimuli ontvangen
2. Heeft geen zenuwstelsel
3. Kan stimuli niet interpreteren
4. Heeft geen gemyeliniseerde neuronen

Bij welke hersenfuncties zijn de gebieden van Broca en Wernicke betrokken?

1. Geheugen
2. Reuk
3. Spraak
4. Zicht

Het korte termijn-geheugen ligt in de

1. Hersenstam
2. Hippocampus
3. Hypothalamus
4. Medulla

Wat doet het sympatische deel van het autonome zenuwstelsel NIET?

1. Verwijding van de bronchiën
2. Remmen van de blaaslediging
3. Hartslag versnellen
4. Speekselklieren stimuleren

Emoties worden gereguleerd in:

1. Hersenbalk
2. Limbisch systeem
3. Prefrontale cortex
4. Sensorische cortex

Lesdoelen

1. Je moet functie, naam en plaats kennen van de grote hersenen, de hersenbalk, het limbisch systeem, de hypothalamus, de hypofyse, de epifyse, de kleine hersenen, de hersenstam en het ruggenmerg
2. Je moet kunnen beschrijven welke hersenonderdelen betrokken zijn bij taal, spraak, emoties, geheugen en leren.
3. Je moet kunnen beschrijven wat de symptomen en oorzaken zijn van schizofrenie, Alzheimer en Parkinson.
4. Je moet kunnen uitleggen hoe een drugsverslaving het beloningssysteem van de hersenen beïnvloedt.

Kernzin

De hersenen zijn regionaal gespecialiseerd in hun functie, en ziektes in de hersenen kunnen zich in specifieke gebieden of in de hersenen algemeen, tot uiting komen.

You've made it!

Referentie

http://jijislief.nl/kaarten/0000001694.jpg

Referentie:

http://jijislief.nl/kaarten/0000001694.jpg