Deze samenvatting is gebaseerd op het studiejaar 2013-2014.

College 1
 

Neuronen worden zichtbaar vanaf enkele micrometers. Per kubieke millimeter zijn er tussen de 15.000 en 20.000 neuronen. In de celkernen bevindt zich net zoals andere cellen de genetische informatie, het DNA. Het DNA is opgebouwd uit 23 chromosomenparen. Hiervan zijn er 23 van de moeder en 23 van de vader. Genen zijn afzonderlijke stukken DNA die voor een eigenschap coderen. Deze hebben 2 allelen: Eentje van de moeder, en de ander van de vader. Elk gen codeert voor een aminozuur(deze genen bestaan uit 3 basenparen, welke altijd op de zelfde manier gekoppeld zijn. A gaat samen met T en G samen met C.

Een willekeurige volgorde kan zijn
ACGA
TGCT , waarbij elke rij 1 helft van de dubbele helix in het DNA voorstelt.

Een lange keten genen codeert voor een lange volgorde van aminozuren, wat een eiwit (proteïne) vormt. Eiwitten hebben in de hersenen een hele andere functie dan in het menselijk lichaam; het zijn de bouwstenen van ons lichaam, maar in de hersenen zijn het neurotransmitters, signaalstoffen.

Hoe een eiwit gemaakt wordt: Het DNA wordt uitgelezen door specifieke eiwitten, waarbij het gesplitst wordt, om er een kopie van te maken. Vervolgens gaat deze kopie door een ribosoom, waar de aminozuren gemaakt en gelinkt worden, waaruit een eiwit volgt.
Een gen kan zich afhankelijk van omgevingsvariabelen uiten of niet. Bepaalde genen in het nicotine eiwit (een belangrijk eiwit met vele functies, welke helaas door roken ook een negatieve functie heeft), geven bij roken meer aanleiding tot verslaving. De combinatie van basenparen binnen een gen heet het genotype. Hoe dit zich uit heet het fenotype. (bijvoorbeeld combinatie X uit zich in blauwe ogen, combinatie Y in bruine ogen. Uitingen van genen zullen bij veel eigenschappen een samenspel van niet 1, maar vele genen zijn. Er zijn ook uitzoneringen, zoals een gen dat zorgt voor de ziekte van Huntington. Dit blijkt een veertigmalige herhaling te zijn van de CAG combinatie. Hierdoor ontstaat een variant van het eiwit dat niet te verwijderen valt, zich ophoopt in de hersencellen, en daarmee het functioneren van de hersencellen blokkeert, en deze uiteindelijk doodt.

Fenylketonurie is een aandoening die ontstaat als er geen afbraak van fenylalanine is in het lichaam. Daardoor hoopt dit zich op in de hersenen, welke het normale functioneren van neuronale transmissie belemmert. En daardoor kunnen lijders van deze aandoening op den duur zwakzinnig worden, als ze er niet voor zorgen dat er minimale hoeveelheid fenylalanine in hun dieet zit. Dit is vooralsnog de enige oplossing of manier om mee te leven voor mensen die last hebben van fenylketonurie.

Geconditioneerde angstreacties kunnen door D cycloserine opgelost worden. Dit is een psychotropisch medicijn dat als agonist op de NMDA receptoren inwerkt. NMDA is een neurotransmitter die hersencellen kan doden door ze te overstimuleren. Er moet dus voorzichtig met D cycloserine omgegaan worden.
 

College 2

De membraanwerking van synapsen is gebaseerd op ionenconcentratie aan de binnen en buitenkant. Als de calciumkanalen opengaan, gaan de calciumionen de synaps binnen, waardoor de neurotransmitters de synaps uit zullen gaan, tot de synaptische spleet.

Het presynaptisch element is het axon, de postsynaptische elementen de dendrieten. Bij synaptische transmissie wordt ervan uitgegaan dat de neurotransmitter beschikbaar is, of in ieder geval de precursors. Dit zijn de chemische stoffen die voorafgaan aan de bouw van een neurotransmitter. Bij Dopamine zijn dit respectievelijk fenylalanine, tyrosine, l-dopa. Waarom precursors? Deze kunnen door de bloed-hersenbarrière, terwijl de neurotransmitters zelf dat niet kunnen. Enzymen zetten de precursors om in de uiteindelijke neurotransmitters. Naast dopamine is er nog een enzym dat afhankelijk van genetica en omgeving actief wordt, waardoor de dopamine in noradrenaline omgezet kan worden.

Bij drugs wordt de werking of verhoudingen van neurotransmitters aangepast.
Door invloed van nicotine zullen natriumionen de postsynaptische complexen kunnen betreden waar dat normaal niet mogelijk is. Deze complexen hebben receptoren die met drugs of neurotransmitters chemische verbindingen kunnen aangaan. Vaak reageren drugs op specifieke ionkanalen, of specifieke receptoren, zoals nicotine bij acetylcholine receptoren, of nicotine receptoren.

Post synaptische transmissie bestaat uit een ionotrope binding aan receptoren. Drugs kunnen binden aan neurotransmitters of receptoren of ionkanalen. Daarbij zijn 2 factoren van toepassing: affiniteit en efficiëntie: affiniteit is de mate waarin drugs op receptoren passen. Efficientie is in hoeverre een drug de receptor activeert. Nicotine is zowel stimulerend als kalmerend, zwaar verslavend, maar met een subtiel effect. Dit wordt een stimulantium genoemd.
Bij stimulerende middelen wordt het sympatische zenuwstelsel geactiveerd, bij verdovende middelen het parasympathische zenuwstelsel. Sommige drugs vallen onder beide, zoals wiet (THC), en is afhankelijk van andere externe en interne variabelen welke kant tot uiting komt. Stimulerende drugs, ook wel pepmiddelen genoemd zijn speed, xtc, ofwel mdma, cocaïne, amfetaminen, maar ook medicijnen die als drug misbruikt worden zoals ritalin . Verdovende drugs zijn onder andere alcohol, qat, heroïne.

Drugs zoals alcohol hebben invloed op het opengaan van cl- kanalen, wat hyperpolarisatie tot gevolg heeft. Het stimuleren van instroom van negatief geladen deeltjes in het algemeen heet IPSP, het inhibitoire postsynaptische potentiaal. GABA is het hormoon dat zorgt voor remming en cl- instroom. Alcohol voorkomt de werking van GABA, en zorgt dus voor een ongeremd gevoel. Ook glycine is gemoeid bij IPSP. IPSP maakt het dus moeilijker om actiepotentialen te laten plaatsvinden.
 

College 3

Het stimuleren van instroom van positief geladen deeltjes heet het excitatoire postsynaptische potentiaal, ofwel EPSP. Glutamaat is een van de belangrijkste neurotransmitters die een dergelijke EPSP reactie teweeg brengt. EPSP heeft depolarisatie tot gevolg, als er meerdere EPSP’s achter elkaar plaatsvinden, zodat het kritische voltagepunt wordt bereikt en het neuron overgaat tot het vuren van een actiepotentiaal.

De rustpotentiaal ligt rond de -70mV, waarbij de binnenkant negatief tov buitenkant is,

De rustpotentiaal is niet altijd precies hetzelfde, er zijn veel individuele verschillen, maar gemiddeld is het rustpotentiaal -70mV.
Het principe van potentiatie van cellen draait om het idee dat de natuur altijd streeft ,naar evenwicht, dit geldt per Ion. Ionen kunnen tegen dit evenwicht in door ionspecifieke ionkanalen te openen, en kunnen zo de natuur manipuleren. Echter is voor deze kanalen energie nodig.

Veel pijnstillers, zoals novocaine, zijn gericht om het rustpotentiaal in stand te houden door ionkanalen/poorten te blokkeren, waardoor deze geen pijnsignaal zullen afvuren. Depolarisatie is meetbaar in een EEG of MRI scan.

Uitstromende k+ zorgt voor snelle depolarisatie. Meer stimulatie zorgt voor meer actiepotentialen, niet voor sterkere. Depolarisatie is als n kettingreactie. Hoe meer Na+ concentratie, hoe meer natriumpoortjes opengaan en hoe meer natrium er zal binnenstromen, en hoe meer actiepotentialen er zullen plaatsvinden. Actiepotentialen werden eerst onderzocht bij katten. Er werd ontdekt dat specifieke lijnen die de randen van een dia op een projectie de actiepotentialen veroorzaken, niet het object van de dia.

Om actiepotentialen naar andere cellen te communiceren, moet deze doorgegeven worden tot het einde van de axonen, tot de synapsen.

Bij gemyeliniseerde axonen, zijn enkel actiepotentialen op de knopen van ranvier. Door de myeline kan er onderweg naar de synaps geen diffusie plaatsvinden. Er zijn ook geen ionpompen op deze plekken. Hierdoor zorgen myelineschedes voor versnelde transmissie/doorgave van de signalen.

College 4

Behalve de gewoonlijke situatie in geboren mensen, zijn er veel afwijkingen mogelijk in de hersenen, bij geboorte. Zonder cerebellum geboren worden, zonder corpus callosum, open rug (spina bifida) en waterhoofd behoren tot de meest heftige.

Onderzocht is dat schizofrenie en andere stemmingsstoornissen vaker voorkomen in stedelijke gebieden. Ook manifesteren stemmingsstoornissen en persoonlijkheidsstoornissen zich meestal pas in de puberteit. Dit kan aan prenatale factoren liggen, of aan gebrek aan prikkels in de jeugd, of negatieve ervaringen. Het effect van de omgeving is ongeveer 20%. De genetische factor van ons brein is 80%.
Schizofrenie gaat vaak gepaard met een minder ontwikkelde prefrontale cortex. Ze hebben moeite met realiteit van illusies scheiden.

Plasticiteit zorgt ervoor dat aangeboren schade veelal grotendeels voorkomen kan worden. Vaak is het cognitief vermogen beter dan bij niet-aangeboren hersenschade. Er zijn verschillende vormen van functionele plasticiteit in de hersenen:

Homologe/Homotope gebiedsadaptatie is dat dezelfde kwab, maar dan aan de andere hersenhelft de functie van het beschadigde deel overneemt.

Crossmodale functieovername is als een functie wordt overgenomen door een hersendeel wat niet voor die functie bedoeld is. Dus bijvoorbeeld als de occipitale kwab (visuele info) motorische informatie gaat verwerken als het deel daarvoor kapot is.

Topografische mapexpansie. Dit is als er meer representatie is door een deel voor een functie. Bijvoorbeeld, een hand zal meer details kunnen waarnemen omdat het sensorimotorische deel beter ontwikkeld is, als deze een muziekinstrument bespeelt.

Compensatoire maskering. Dit is volgens het principe dat er meerdere wegen naar Rome leiden. Mensen kunnen na een beschadiging/laesie in plaats van depictieve representaties gebruikmaken voor plaatsbepaling, en daarna van propositionele representaties. Er is geen minder functioneren zichtbaar, omdat er een andere manier is om die functie goed uit te voeren.

Het ontwikkelen van de hersenen draait meestal uit op het vormen van witte stof uit grijze stof. (myelinisatie). Dat is de reden waarom uitontwikkelde hersenen die beschadigd raken niet goed kunnen herstellen. Grijze(onontwikkelde stof) inspuiten in de hersenen leidt tot afstoting door de witte stof, omdat de grijze stof zich zou moeten ontwikkelen, gezamenlijk met de witte. En dat is fysiek onmogelijk.

Er zijn verschillende manieren om de manifestatie van plasticiteit te meten. Reactietijd wordt gemeten over de tijd. Tegelijkertijd wordt de vorming van nieuwe verbindingen gemeten. In het begin zullen er 2 kleine gebieden actief zijn bij het oefenen van de taak. Bij het leren zullen hotspots daaromheen ontstaan waarbij zeer veel activiteit is te vinden. Als men klaar is met leren, zijn die 2 kleine gebieden iets groter geworden maar die hotspots van tijdens het leren zijn verdwenen.

Het vervelende van schizofrenie is dat de medicatie hiervoor dopamine agonisten zijn, waardoor mensen continue stoned-achtig zijn en ook hun plasticiteit dramatisch vermindert. Als de medicatie ophoudt zullen ze ook weer vervallen in psychoses.

Transcraniale magnetische stimulatie is een manier om de gevoeligheid van bepaalde gebieden aan te passen. Bij hoge frequenties van TMS is de excitability (gevoeligheid) na de TMS behandeling hoger, bij lage frequenties is deze naar TMS Lager.

Dit werkt minder goed voor mensen die minder plastisch zijn.

Langetermijnpotentiatie (LTP) is een fenomeen dat inhoudt dat .....en is gebaseerd op coöperativiteit, wat inhoudt dat een minimaal aantal axonen tegelijkertijd/simultaan geactiveerd moeten worden. Daarnaast is het gebaseerd op associativiteit met andere neuronen, dus dezelfde neuronen die vaker met elkaar informatie uitwisselen zullen LTP vormen.

Input specifiteit betekent dat er wanneer LTP is geïnduceerd in een set synapsen op postsynaptische cellen, zullen die postsynaptische cellen de input van LTP cellen prioriteit geven.

LTP en LTD zijn gebaseerd op neurotransmitters. Door glutamaat zal een cel depolariseren, kan er calcium binnenstromen. Door de glutamaat wordt NMDA, die magnesium blokkeert, afgeketst en kan er ook magnesium binnenstromen. Door deze depolarisatie kan er eiwitsynthese of activatie plaatsvinden, wat boven/beneden regulatie van neurotransmissie teweegbrengt. LTP vind plaats als er 1 seconde lang 100hz wordt afgevuurd, en LTD bij 1 hz, 15 minuten lang.

Plasticiteit kan ook te veel zijn, waardoor nieuwe dingen leren belemmerd wordt, doordat neuronale paden zich niet kunnen uitkristalliseren, en zich in verschillende banen blijven vormen en vertakken.

Ontwikkelende hersencellen hebben stimulatie van buitenaf nodig om te overleven en te groeien. Neurotrofinen zijn stoffen die zorgen dat ontwikkelende hersencellen kunnen blijven overleven. Als dit niet gebeurt zal de cel stoppen met groeien en op den duur zelfmoord plegen. Dit proces heet apoptose.

College 5

Recursie Is het fenomeen van herhaling van structuren (moleculen, neuronen) maar ook dat van gedrag. Periodiciteit is de manifestatie van het bioritme over de tijd. Dit bestaat in 4 soorten, ultradiaan circadiaan, circalunair, circannuaal. Dit is respectievelijk het ritme per uur, per dag, per maand en per jaar. Een stabiel ritme, dus een ritme met lage variabiliteit is een voorbode voor slecht functioneren en naderende dood. Hoe ouder mensen worden, hoe stabieler de ritmes over het algemeen worden.

Endogene bioritmen zijn freerunning, wat wil zeggen: als er geen licht is, dus geen externe factoren, zal het slaappatroon blijvend verschuiven. Een vliegende eekhoorn die wakker is gehouden in een experiment in een volledig verduisterde ruimte bleek bijvoorbeeld elke dag vroeger te slapen en te waken. Het Chiasma opticum is een hersendeel vlakbij de hypothalamus waar de visuele paden samenkomen.

Er zijn een aantal soorten hersengolven, welke een fysiologische meting zijn van toestand van het wakker zijn en slaaptoestanden, te onderscheiden in lichte slaap, fase 2 slaap, diepe slaap (slow-wave-sleep, SWS) en remslaap.

In wakkere toestand is dit Alpha en Bèta; Bèta golven zijn het sterkst en hoogst in frequentie, en ook vrij onregelmatig. Deze komen voor als men actief is. Als men rustig en relaxed is, zijn er voornamelijk Bètagolven te vinden; deze zijn trager, zwakker en regelmatiger.

Daarnaast zijn er nog golven voor slaap: Theta en Delta. Thetagolven komen voor als men slaperig of zeer relaxed is en in de lichte slaaptoestand bevindt. Het verschil tussen Alpha en Theta is subtiel en geleidelijk. Daarna is fase 2 van de slaap: dit zijn nog steeds Theta golven maar met 2 afwijkingen: K complexen en sleep spindles. De K complexen zijn abrupte verhogingen in de golfsterkte(amplitude), en sleep spindles abrupte verhogingen in golffrequentie. De fase hierna is de diepe slaap, waarin trage, maar sterke deltagolven voorkomen. De daaropvolgende fase is de REMslaap, waarin gek genoeg alpha golven in voorkomen, met als verschil dat de ogen zeer snel heen en weer bewegen (vandaar de naam Rapid Eye Movement) en de spieren door hormooninvloeden verlamd zijn. Dit is om zelfverwonding te voorkomen, omdat er bizarre dingen gebeuren in REM dromen.

Over de functie van deze dromen is men nog verdeeld, de meest omvattende is de theorie dat dromen reflecties zijn van complexe neuronale activiteit in relatie tot recente ervaringen, maar niet gestuurd door zintuiglijke prikkels of controle door het brein.

Er zijn grofweg 3 functies van slaap, waarvan de eerste de verwerking van negatieve emoties is, de 2^e lichamelijk herstel en conservatie van energie, en tot slot de verwerking van informatie en ervaringen met als doel het verbeteren van het geheugen. Verschillende dieren hebben verschillende hoeveelheden slaap nodig, en er is een verband gevonden in grootte. Grote dieren zoals koeien rond de 3 uur, vleermuizen bijna 20 uur. In de levensloop verandert het slaappatroon ook: baby’s zullen relatief veel meer REM slaap tegenover non-remslaap hebben dan ouderen, en ouderen zullen over het algemeen minder slapen.

Licht is essentieel voor het zien. Het werkt vitaliserend en beïnvloedt ons bioritme. Mensen komen beter uit hun slaap onder invloed van zonlicht, en is een variabele voor ons slaappatroon. In de winter zal ons slaapritme daardoor anders zijn dan in de zomer. We kunnen een beperkt lichtspectrum zien, wat begint bij blauw(tegen UVA aan), en eindigt bij rood.

Gamma /röntgenstraling en UVB/C kunnen we niet zien, omdat dit een snellere golflengte is dan waar onze staafjes gevoelig voor zijn.( UVA ligt op de grens van het zichtbare/onzichtbare)Dit geldt ook voor Infrarood en radiogolven, welke te lange golflengtes hebben om onze staafjes te prikkelen.

De pijnappelklier maakt melatonine aan. Dit is een neurotransmitter die vermoeidheid veroorzaakt. die onder invloed van licht, of beter gezegd, de afwezigheid daarvan ontstaat. In het donker zal er dus veel melatonine ontstaan, en zal je snel vermoeid raken.

Het slaapritme is gebaseerd op cortisol, het stresshormoon en melatonine: in de ochtend zal cortisol hoog zijn en melatonine laag, waardoor je wakker wordt. In de avond is het precies andersom; lage cortisol, en hoge melatonine. Slaapproblemen worden ook vaak gelinkt aan verstoring in de verhouding tussen deze 2 neurotransmitters. Daarnaast is er ook een ritme voor lichaamstemperatuur, die hiermee samengaat: Overdag zal de lichaamstemperatuur stijgen, en na verhoogde melatonine zal (meestal tijdens de slaap) geleidelijk dalen.

Er zijn in de hersenen 2 verschillende routes voor visuele signalen: 1 voor waarneembare signalen, en de ander voor licht buiten het spectrum van zichtbare golflengten. Bij blinden zal het laatste pad vaak nog werken, waardoor er toch een vorm van visueel waarnemingsvermogen bestaat. Dit pad is gelieerd aan blauwe golflengtes onder het zichtbare, en is gelieerd aan alertheid.

De hypothalamus is de thermostaat van het lichaam welke vele ritmes in het menselijk lichaam controleert. Temperatuur, waterbalans, slaap-waak ritme, honger, voortplanting. De signalen van de hypothalamus worden doorgegeven aan de pituitary (de hypofyse) en die maakt de neurotransmitters die nodig zijn om de ritmes te controleren. Deze is buiten de bloed-brein barrière geplaatst, zodat de neurotransmitters het lichaam in kunnen. De bloed brein barrière zorgt ervoor dat toxische stoffen en andere stoffen die niet in het brein horen tegengehouden worden.

Cortisol is naast slaap ook functioneel voor activiteit en stress. Hierbij horen vele andere neurotransmitters, zoals testosteron bij de mannen, progesteron bij vrouwen en (nor)adrenaline.

Bij teveel cortisol kunnen er vele problemen optreden, overgewicht, oververmoeidheid, botontkalking en nog veel meer. De oplossing hiervoor is het inspuiten van cortisol, al dan niet een synthetische variant. De redenering hierachter is dat de hersenen negatieve feedback gaan toepassen: ze maken daarna minder cortisol. Dit kan aan de bijnierschors liggen, welke een andere belangrijke regulator is van neurotransmitters, naast de hypofyse.

Bij te hoge cortisolspiegels zal de hippocampus langzaam afbreken, en daardoor verminderd geheugen hebben. Dit komt omdat de hippocampus veel receptoren heeft waarop cortisol kan binden. Dit kan door omgevingsfactoren zijn (veel langdurige stress, maar ook door ziektes zoals het syndroom van Cushing.

Dit proces is over het algemeen reversibel, maar bij PTSS, mensen die lang aan extreme stress zijn blootgesteld, zal dit niet herstelbaar zijn.

Daarnaast zijn er substanties die de kwaliteit van de slaap beïnvloeden. De meest gebruikte zijn Ethanol en THC.

Ethanol zorgt dat de hoeveelheid rem slaap vermindert, de hersenactiviteit verstoord wordt en de slaap vervroegd beëindigt wordt. Zowel de kwaliteit als de kwantiteit van de slaap gaan dus achteruit. Bij THC gaat de kwaliteit ook omlaag, maar de kwantiteit omhoog: men blijft extreem lang uitslapen, maar echt rustgevend is een slaapje onder invloed van THC niet, vaak is men vrij passief nog de volgende dag.

College 6

De ontwikkeling van hersenen verloopt in een mensenleven van achter naar voren. Het begint bij geboorte met de hersenstam, pons en cerebellum (gezamenlijk de kleine hersenen), waarna later middenhersenen zich ontwikkelen, en tenslotte de voorhersenen (bij elkaar de grote hersenen), die zich plooien zodat er meer neuronen op hetzelfde oppervlak passen. Ook in de verdere ontwikkeling is deze volgorde van toepassing. De ontwikkeling van de hersenen in de prefrontale cortex eindigt na ruim na het twintigste levensjaar.

De hersenstam is nooit in rust en is verantwoordelijk voor vitale levensfuncties zoals ademhaling en hartritme.
De middenhersenen zijn verantwoordelijk voor motivatie en hangen samen met het dopaminerge systeem, dat beloningsgevoel reguleert. De voorhersenen zijn verantwoordelijk voor beslissen en gevoel. De interactie tussen prefrontale cortex en amygdala spelen hier een grote rol bij. De amygdala is het belangrijkste emotionele centrum van de hersenen
De ventrikels dienen als schokdempers en voorkomen daarmee schade in de hersenen, en voeren verder afvalstoffen af. Bij mensen met een waterhoofd zijn deze te groot en zitten ze neuronale functie in de weg waardoor de hersenen niet naar behoren functioneren.
De basale hersenen vormen het centrum van het bewegingsapparaat, en is wederom sterk afhankelijk van het dopaminerge systeem. Bij parkinson patiënten zijn de parkinson niveaus te laag, in dit hersengedeelte, waardoor het sympathische zenuwstelsel hier verstoord is en verkeerde signalen naar de spieren afgegeven worden, wat tot onvrijwillige en ongewenste bewegingen lijdt.

Voor het cerebellum werd sinds kort aangenomen dat het verantwoordelijk is voor motorische handelingen, spierspanning en balans. Bij een kapot cerebellum treden vaak problemen als ataxie (timing en problemen met hand/oogcoördinatie op, en bij dronken mensen zorgt afwijkende functionaliteit van neuronen voor slechte motorische capabiliteit en moeite met balans houden. Een recente ontdekking is dat het cerebellum zeer nauw betrokken is bij cognities en het verwerken ervan. Niet zo gek gezien het cerebellum de hoogste concentratie van hersencellen van alle hersendelen heeft.
Het Limbische systeem is het hersendeel verantwoordelijk voor sociale relaties, gedrag, beloning en emotie. Het bijzondere van dit hersendeel is dat zoogdieren dit ook hebben. Het bestaat onder andere uit de amygdala, hippocampus, thalamus en is sterk verbonden met de nucleus accumbens, het pleziercentrum van het brein. De Amygdala is voornamelijk betrokken met schrikreacties en angst, de hippocampus zorgt voor het lange termijngeheugen en de thalamus is het schakelcentrum voor alle sensorische input, met uitzondering van de olfactoire informatie (reukzin), die direct naar de eindbestemming zijn weg vindt.

College 7

Het Somatische zenuwstelsel transporteert elektrische signalen via de ruggenmerg naar de extremiteiten, om deze te laten bewegen, via de spieren. Dit heet een reflex. Als een lichaamsdeel of spier uitrekt, gebeurt dit door extensors: neuronen die zo op spieren aansluiten dat ze de lichaamsdelen uitrekken. Flexors zijn het tegenovergestelde: dit zijn eveneens neuronen, maar deze sluiten zo aan op spieren dat ze ervoor zorgen dat deze samentrekken.
Hoe kan het dat een spier, bij natuurlijk gebruik, niet kan kapotscheuren? Daar zijn spierspoeltjes voor. Dit zijn vezels in spieren die continu informatie met de hersenen uitwisselen over de mate waarin een spier nog verder uitgerekt of ingekrompen kan worden, zodat de spieren nooit gevaar lopen of dat er energie verspild wordt. Deze spierbewegingen gebeuren onder invloed van neurotransmitters, voornamelijk acetylcholine.
De meeste informatie vanuit het lichaam wordt door de ruggenmerg verstuurd naar de hersenen, behalve spieren boven de nek, daarvoor zou het geen zin hebben om die via het ruggenmerg te laten verlopen.
De coördinatie van beweging en motoriek wordt mogelijk gemaakt door een samenspel van verschillende hersendelen, te weten de primaire motorcortex, basale ganglia en het cerebellum, dat voor balans en timing gecombineerd met bewegen verantwoordelijk is. Bij beroertes gaan vaak delen hiervan kapot, waardoor er verlammingen ontstaan.
De premotor cortex is een geval apart: deze maakt het mogelijk dat bewegingen vooraf kunnen worden gepland op basis van waar het doel van de beweging is, en begint dus met het sturen van actiepotentialen ver voordat de beweging wordt uitgevoerd, terwijl de primaire motorcortex actiepotentialen verstuurd die tot de uiteindelijke beweging leiden. Het cerebellum corrigeert bewegingen die al ingezet zijn waar nodig. De basale ganglia coördineert de instructies van de bewegingen die de primaire motor cortex moet sturen naar de spieren. Dit gebeurt via de thalamus.
Daarnaast is er het substantia nigra, wat een onderdeel is van de basale ganglia. Deze hersenstructuur heeft als hoofddoel het toevoeren van energie naar omliggende hersenstructuren, en toevoer van dopamine.