College-aantekeningen bij Bio- en Neuropsychologie aan de Universiteit Leiden - 2014/2015

Let op: dit zijn de collegeaantekeningen uit studiejaar 2014-2015. Verwijzingen naar de verplichte stof zijn mogelijk niet meer actueel.

College 1 en 2

Hoofdstuk 2: Zenuwcellen en Zenuwimpulsen

Het centrale zenuwstelsel bestaat uit het brein en ruggenmerg. Het vormt de basis van ons gedrag en is opgebouwd uit ongeveer 100 miljard neuronen en 10 keer zoveel gliacellen.

Hersenen: we zijn er achter dat het netwerk van neuronen en gliacellen nog complexer is dan het planetaire stelsel. De hersenen wegen 1350 gram en bestaat uit vet, eiwit en water. De ‘’taal’’ die in de hersenen en het ruggenmerg wordt gesproken is elektrisch geladen. De hersenen hebben 20% van de totale energie nodig om te functioneren. Het is belangrijk dat de hersenen continu zuurstof en suikers (glucose) krijgen aangeleverd via de bloedvaten. Als dit proces enkele minuten stopt kan dit al schadelijk zijn voor de hersenen.

Wetenschappelijke gedachtes hebben verschillende ontwikkelingen doorgemaakt. We begonnen met de Copernicaanse revolutie waarin gedacht werd dat de aarde het middelpunt is van het universum. Vervolgens kwamen we in de Darwinistische revolutie waarin we de rol van evolutie ontdekten. Na deze periode kwam de Freudiaanse revolutie, tijdens deze revolutie is ontdekt dat het grootste deel van ons functioneren onbewust gebeurt. Momenteel zitten we in de brein revolutie, vandaag de dag kun je overal wel het woordje ‘’neuro’’ voor zetten en onderzoek op dit gebied gaat sneller dan ooit tevoren.

Neurowetenschappers kun je grofweg indelen in 2 categorieën

Hoe ver zijn we met het kraken van de ‘’brain code’’?

Een simpele calculator kan sneller en beter rekensommetjes maken dan dat mensen dat kunnen. Toch lukt het ons nog niet om robots te bouwen die simpele dingen kunnen die mensen wel kunnen zoals een obstakel traject afleggen met balanceer taken. Ook het bewustzijn kunnen we nog niet nabouwen.

We kunnen wel de hersenen van ratten in Spanje invloed uit laten oefenen op ratten die in Argentinië zijn. We kunnen ze door een soort online verbinding dezelfde bewegingen laten uitvoeren op hetzelfde moment. Verder is er ook een robot /skelet ontworpen die aangesloten kan worden aan de hersenen van iemand die niet meer kan bewegen. Door die persoon de beweging te laten ‘’denken’’ kan het skelet de beweging uitvoeren.

De Anatomie van een Cel

Een cel is opgebouwd uit verschillende onderdelen. De nucleus, ribosomen, endoplasmatisch reticulum, mitochondria en het cel- of plasmamembraan.

De nucleus is de celkern en bevat ons erfelijk materiaal (chromosomen). De ribosomen zijn nodig voor de aanmaak van eiwitten. Deze kunnen vrij rond bewegen in de cel, maar kunnen ook vastzitten aan het endoplasmatisch reticulum, dat verantwoordelijk is voor het transport van de nieuw aangemaakte eiwitten. Deze eiwitten gaan naar de mitochondria, die de eiwitten en zuurstof gebruiken als bron van energie voor de cel.

Het cel- of plasmamembraan scheidt de binnenkant van de cel van de omgeving. Het is opgebouwd uit twee lagen van vetmoleculen. Sommige stoffen kunnen makkelijk door deze lagen heen, zoals H2O, CO2 en vitaminen. Voor andere stoffen is het lastiger en zijn er speciale eiwitkanaaltjes nodig.

De structuur van een neuron

Neuronen zijn verantwoordelijk voor het ontvangen van informatie en het doorgeven ervan. Ze bestaan uit dendrieten, het cellichaam, axonen, myelinescheden en de presynaptische eindplaatjes.

De dendrieten zijn het ontvangede deel van informatie. Het zijn een soort vertakking van het cellichaam. Het doel van de dendrieten is om de informatie die ze ontvangen door te sturen naar het cellichaam. Hoe groter het oppervlak van de dendrieten is, hoe groter de kans op communicatie met andere neuronen. Aan het uiteinde van de dendrieten bevinden zich de dendritrische stekels, deze vergroten het oppervlak van de dendriet.

Het cellichaam (ook ‘soma’ genoemd) ontvangt de synaptische input van de dendrieten en bepaalt vervolgens een vervolgboodschap. Deze vervolgboodschap verstuurt hij via de axon naar de presynaptische eindplaatjes. De axon is een soort draadje dat dient om informatie te transporteren. Dit transport wordt versneld door myelinescheden. Dit is een vetachtig elektrisch isolerend materiaal dat rondom een axon ligt en het verhoogt dus de informatiesnelheid. Myeline wordt gevormd door de cellen van Schwann in de periferie, in het centrale zenuwstelsel wordt dit gedaan door gespecialiseerde gliacellen. De presynaptische eindplaatjes sturen de informatie via neurotransmitters weer verder. Het type neuron bepaalt waar de informatie wordt gebracht.  De impuls richting loopt van de dendriet richting het axon. Sommige axonen kunnen wel 1.20 meter lang zijn.

Typen Neuronen

Er zijn drie categorieën van neuronen: efferente-, afferente- en interneuronen.

Efferente neuronen zijn verantwoordelijk voor het verwijderen van informatie van een structuur. Afferente neuronen brengen informatie naar een structuur. Interneuronen vervoeren informatie binnen een structuur, hierbij bevinden zich zowel de dendrieten als het axon in een bepaalde structuur. Een voorbeeld van een afferent neuron is een sensorisch neuron. Informatie gaat vanuit de sensorische eindplaatjes naar het axon die de informatie vervolgens naar je hersenen stuurt. Een sensorisch neuron is dus afferent in het centrale zenuwstelsel.

Ascenderende tractus is een verzameling lange axonen omhoog, dus van het lichaam naar de hersenen toe. Descenderende tractus is als lange axonen van de hersenen naar de rest van het lichaam lopen.

De vorm van een neuron hangt sterk af van zijn functie.

Het aantal neuronen is al voor je geboorte vast gelegd. Er zijn dan ook al heel veel verbindingen gelegd, eigenlijk te veel. Je hersenen leren door ervaringen, waardoor bepaalde verbindingen worden verstrekt en andere worden afgezwakt en soms zelfs verdwijnen.

Gliacellen

Gliacellen hebben meerdere functies, één daarvan is het helpen synchroniseren van bepaalde axonen. Ze zorgen er dus voor dat de elektrische lading gelijk en synchroon over de neuronen wordt verdeeld. Gliacellen bestaan voor 80% uit astrocyten. Deze astrocyten nemen de neurotransmitters op van verschillende axonen en laten die dan tegelijkertijd los, dit zorgt voor de synchronisatie. Astrocyten zijn ook verantwoordelijk voor het verwijderen van dode hersencellen en andere afvalstoffen en het verbinden van bloedvaten met elkaar, het geeft structuur en brengt samenhang tussen neuronen onderling. Daarnaast zorgen zij ervoor dat bepaalde bloedvaten verwijden en er dus meer bloed naar bepaalde plekken in je hersenen stroomt. Gliacellen zorgen er ook voor dat cellen bij elkaar worden gehouden, ze werken als een soort lijm tussen de cellen. Het kan gebeuren dat het neuronenbrein kortsluiting krijgt, dit is het geval bij een epileptische aanval. Dit komt doordat de gliacellen dan de elektrische lading niet gelijk verdelen. Mensen die vaker een epileptische aanval hebben gehad, worden zelden psychotisch. Dit komt doordat de gliacellen dan een soort isolatie mantel vormen om de neuronen heen waardoor de stabiliteit wordt verbeterd.

Naast astrocyten heb je ook microglia. Deze zijn ook verantwoordelijk voor het verwijderen van afvalstoffen, maar ze verwijderen tevens virussen en andere micro-organismes.

Verder zijn er ook oligodendoglia, deze gliacellen voorzien de dendrieten en axonen van myeline. Dit is de voornamelijk reden dat het gewicht van de hersenen toeneemt richting volwassenheid. Als er een defect is in deze gliacellen uit zich dat vaak in ziektes als ALS of MS.

Bloed-hersen Barrière

De functie van de bloed-hersen barrière is precies zoals de naam laat vermoeden, het vormt een barrière tussen de bloedbaan in de capillaire bloedvaten en de hersenen om eventuele schadelijke stoffen buiten de hersens te houden. Het is ongeveer net zo iets als het plasmamembraan van een cel, alleen dan sterker. In tegenstelling tot bijvoorbeeld huidcellen, kunnen hersencellen niet makkelijk worden vervangen. Daarom is de bloed-hersen barrière zeer belangrijk.

Een klein aantal stoffen kan zich nog zonder moeite bewegen door de bloed-hersen barrière, zoals O2 en CO2. Meer actief transport is nodig voor bijvoorbeeld glucose, aminozuren, vitaminen en hormonen. Door dit systeem is de kans op virale of bacteriële infecties in de hersenen heel klein.

De keerzijde is dat als er wel een infectie is in de hersenen zoals meningitis (hersenvliesontsteking), dan is dit heel moeilijk te behandelen. Medicatie wordt tegengehouden door de bloed-hersenbarrière.

Hersenen halen bescherming uit vliezen waarmee ze ommanteld zijn (meningen). Hersenen zijn zelf als enige orgaan pijn ongevoelig. Dura mater is het gedeelte wat wel pijnlijk is als je bijvoorbeeld hoofdpijn ervaart. Verder worden de hersenen nog ommanteld door de pia mater en de arconied mater (spinnenwebvlies).

Rust- en Actiepotentialen

Het transport van informatie door de axonen wordt beschreven met rust- en actiepotentialen. De manier waarop het werkt is met negatieve en positieve lading. Om het verschil in lading te bereiken worden de ionen A-, K+, Cl- en Na+ gebruikt.

Deze chemicaliën kunnen zich verplaatsen door de cel via de volgende drie mechanismen:

• De sodium-pottasium pump zorgt ervoor dat er meer Na+  uit de cel gaat en minder  K+ in de cel gaat.    

• Het electrical gradient zorgt ervoor dat een positief geladen ion in de negatieve cel gaat.

• Het concentration gradient heeft te maken met de concentratie van een bepaald ion binnen of buiten de cel. Wanneer er bijvoorbeeld buiten de cel meer Na+  is dan binnen de cel, dan zal Na+ in de cel stromen.

Het Rustpotentiaal is de fase van een neuron als er geen informatie door heen gaat. Hier is de binnenkant van de cel negatief geladen ten opzichte van de buitenkant. Eiwit A­­­- speelt bij deze lading een belangrijke rol. De negatieve lading is ongeveer -70 mv. De reden dat de cel bij rustpotentiaal negatief geladen is, is dat hij dan extra snel kan reageren. Het is te vergelijken met een gespannen boog. Het behouden van deze negatieve lading kost veel energie.

Bij een Actiepotentiaal vindt depolarisatie plaats. Dit gebeurd als de drempelwaarde wordt behaald. De drempelwaarde ligt rond de -50 mv. Depolarisatie vindt plaats doordat de ion kanalen open gaan. Hierdoor kunnen de positieve K+ en Na+ ionen de cel instromen. Doordat de cel binnenkant al negatief geladen was, gaat dit extra snel. Er stromen zoveel van deze ionen naar binnen dat de cel uiteindelijk positief geladen is, daarna sluiten de ion kanalen weer en stroomt de K+ en Na+ weer naar buiten via de Natrium-Kalium pomp. Dit proces heet regeneratie. Na de actiepotentiaal is er een refractaire periode waarin de ion kanalen gesloten blijven gedurende ongeveer 1 milliseconde. In de refractaire periode kan geen nieuw actiepotentiaal ontstaan.

Voortbeweging actiepotentiaal. De snelheid waarmee zo’n actiepotentiaal zich door de axon verplaatst ligt aan de diameter van de axon. Hoe groter de diameter van de axon, des te sneller verplaatst het actiepotentiaal zich. De snelheid varieert van <1 ms tot 10 ms. Met behulp van myelinescheden kan dit proces nog meer versneld worden. Binnen deze myelinescheden kan geen regeneratie plaats vinden, maar er is wel extra snelle geleiding. De regeneratie vindt dan plaats bij de knopen tussen de myelinescheden. Zonder myeline is er dus voortdurende regeneratie.

Hoofdstuk 3: Synaptische- en Chemische Activiteit

Synaps

Neuronen communiceren met elkaar door middel van het overbrengen van chemicaliën via synapsen. Een synaps is de ruimte tussen het presynaptische neuron en het post synaptische neuron.

Cajal ontdekte eind 19e eeuw dat er tussen neuronen een spleet zit. Ze zitten dus niet aan elkaar vast. Charles Sherrington bouwde voort op deze bevinding en ontdekte begin 20e eeuw de synaptische overdracht. Dit kon hij aantonen met de geleidingssnelheid van een axon en een reflex. De geleidingssnelheid door een reflex is langzamer dan door een axon. Dit komt doordat er bij een reflex vertragingen optreden bij de synaps.

Volgens Sherrington vond tussen de neuronen een elektrisch proces plaats. Inmiddels weten we dat er bij vrijwel alle synaptische overdrachten een chemisch proces plaatsvindt.

Prikkels die herhaald worden in tijd (Temporele summatie) of op verschillende plaatsen tegelijkertijd optreden (Spatiële summatie) produceren actiepotentialen.

Bij temporale summatie is één stimulus niet genoeg om de drempelwaarde voor de actiepotentiaal te overschrijden, er zijn meerdere stimuli vlak achter elkaar nodig om een actiepotentiaal op te wekken. De depolarisatie van de vorige stimulus is hierbij nog aanwezig op het moment dat de tweede stimulus het neuron raakt. Er is hier dus sprake van enkele herhaalde stimuli, die kort na elkaar plaatsvinden (<15ms). Deze worden bij elkaar opgeteld en kunnen leiden tot een actiepotentiaal.

Spatiële summatie is een vergelijkbaar proces. Hier worden echter niet meerdere stimulus na elkaar geproduceerd, maar 2 of meerdere stimulus komen aan bij het neuron vanuit verschillende plaatsen.

Stimulatie van een neuron produceert graduele potentialen, deze kunnen zowel voor een depolarisatie als een hyperpolarisatie zorgen. Men gebruikt hierbij de volgende begrippen: Excitatorische post-synaptische potentialen (EPSP) en inhiberend post-synaptische potentialen (IPSP). Bij EPSP  treedt depolarisatie op en bij IPSP treedt hyperpolarisatie op. Bij depolarisatie gaat de lading van het neuron dichter naar de drempelwaarde toe. Bij hyperpolarisatie gaat de lading van het neuron verder van de drempelwaarde af, waardoorde kans op een actiepotentiaal afneemt.

Neuronen kunnen ook spontaan actief worden zonder stimuli of prikkeling. Deze spontane activiteit kan toenemen of afnemen onder invloed van de EPSP´s respectievelijk IPSP´s.

Synaptische Transmissie

De synaptische activiteit is afhankelijk van neurotransmitters. Deze worden aangemaakt in het cellichaam of in de axon terminals. In blaasjes worden ze vervoerd naar de presynaptische eindplaatjes. Wanneer een actiepotentiaal optreedt, komt er calcium in de cel en komen neurotransmitters in de synaps terecht. Deze binden zich aan receptoren op het post synaptisch neuron. Afhankelijk van de receptor waaraan de neurotransmitter zich bindt treedt er een bepaald effect op. Na het opgetreden effect komen de neurotransmitters los van de receptor. Deze worden vervolgens geïnactiveerd, afgebroken of heropgenomen.

Het post synaptische neuron kan ook retrograde neurotransmitters terugsturen naar het presynaptische neuron. Zo kan de boodschap worden gestuurd om nog meer neurotransmitters vrij te laten of juist om de vrijlating van neurotransmitters tijdelijk te blokkeren.

Neurotransmitters

Neurotransmitters zijn de chemicaliën die gebruikt worden voor de informatieoverdracht via een synaps. Er zijn al meer dan 100 neurotransmitters geïdentificeerd. Ze worden aangemaakt uit eenvoudige substanties of rechtstreeks uit voedsel gehaald.

Hier volgen een aantal klassieke neurotransmitters (laagmoleculair):

1. Monoamines bevatten een aminegroep. Bijvoorbeeld serotonine en catecholamines (dopamine, norepinephrine en epinephrine).

2. Aminozuren bevatten een aminegroep en een zuurgroep. Bijvoorbeeld GABA en glutemaat.

3. Acetylcholine lijkt op een aminozuur, maar is deels anders opgebouwd.

   Daarnaast heb je ook nog neurotransmitters die langzamer werken en een langduriger effect hebben dan de klassieke neurotransmitter (hoogmoleculair) :

4. Neuropeptiden zijn ketens van aminozuren. Ze worden in de ribosomen van het cellichaam gemaakt en vervolgens naar het uiteinde van het axon getransporteerd. Een voorbeeld is endorfine.

Receptoren

Er zijn twee typen receptoren. Ionotrope receptoren hebben een snelle en korte werking (20 ms.). Metabotrope receptoren werken langzaam en langer, en hebben daarom een groter effect. Wanneer een neurotransmitter zich bindt aan een metabotrope receptor wordt er in het neuron een G-proteïne geactiveerd. Deze proteïne verhoogt de concentratie van een ´second messenger´. De tweede boodschap kan vervolgens een ion kanaal open of dicht doen, een gen in het neuron aanzetten of de productie van proteïne beïnvloeden.

Hormonen

Hormonen worden geproduceerd door een klier of andere cel. Ze worden vervolgens door de bloedbaan verspreid. De hormonale effecten zijn hierdoor traag en langdurig. Neurotransmitters geven sneller informatie door dan hormonen. Dit komt doordat zij in kleine hoeveelheden dicht bij hun doelcel worden afgegeven. Het voordeel van informatie overdracht via hormonen is dat ze via de bloedbaan verspreid worden en daardoor grotere afstanden kunnen afleggen. Doordat ze door de bloedbaan verspreid worden hebben ze ook een globaal effect.

Drugs en Verslaving

Drugs beïnvloeden de synaptische overdracht. Deze kan op verschillende manieren beïnvloed worden: Door agonisten, die een chemische stof bevatten die het zelfde effect geeft als een neurotransmitter. Daarnaast bestaan de antagonisten, die juist het effect van een neurotransmitter blokkeren of wegnemen.

Wanneer een drug zich bindt aan een receptor, heeft het affiniteit voor de receptor. Naast affiniteit moet een drug echter ook effectiviteit hebben met de receptor om een bepaald effect teweeg te brengen. Een drug kan dus een hoge affiniteit hebben met een bepaalde receptor, maar geen effectiviteit, waardoor er uiteindelijk alsnog geen effect optreedt.

Het overmatig gebruik van drugs heeft bijna altijd een werking op het vrijkomen van dopamine in de nucleus accumbus. Dit heeft namelijk een effect op het beloningssysteem.

Drugsgebruik levert eerst plezier op, maar later neemt het plezier af en treedt er tolerantie op. Pas op dit moment is er sprake van drugsmisbruik. Er kan alleen sprake zijn van een verslaving als de drugs invloed hebben op de receptoren van de nucleus accumbens. Mensen die verslaafd zijn worden minder vatbaar voor andere prettige ervaringen. Het is moeilijk om van een verslaving af te komen. Hier volgen mogelijke verklaringen daarvoor. De onttrekking van de drug zorgt voor nare ontwenningsverschijnselen, zoals moeheid, angst en overgeven. De motivatie om deze nare effecten te vermijden is hoog, waardoor mensen teruggrijpen naar de drug. Verder is er een associatie tussen het druggebruik en het verminderen van extreme stress. Er is ook een associatie met bepaalde situaties, bij rokers is dit bijvoorbeeld het zien van een sigaret. Ten slotte verandert bij een drugsverslaving de organisatie van het brein.

Drugs kunnen worden opgedeeld in zes verschillende groepen:

• Stimulantia. Voorbeelden van deze drug zijn: cafeïne, cocaïne, ritalin, ecstasy en ampthetamine (speed). Deze drugs stimuleren direct dopamine receptoren. Je raakt van stimulantia opgewonden, meer alert en je stemming verbetert.

• Nicotine. Stimuleert de acetylcholine receptor in neuronen die dopamine vrijlaten. Deze receptoren komen veel voor in de nucleus accumbens.

• Opiaten. Voorbeelden van deze drug zijn: morfine, heroïne en methadon. Ze werken ontspannend en zorgen voor een vermindering van pijn. Opiaten stimuleren endorfine receptoren en zorgen voor een toename van dopamine door het inhiberen van GABA.

• Marihuana/Cannabis. Blaadjes van de marihuana plant bevatten THC. Cannabinoide receptoren komen veel voor in de hippocampus, basale ganglia, cerebellum en in delen van de cortex. Het post synaptische neuron laat cannabinoides vrij en deze binden zich vast aan de receptoren op het presynaptische neuron. Dit is dus een retrograde transmitter. Inname van THC zorgt voor minder gevoel van pijn en misselijkheid. Verdere bijwerkingen: de tijd lijkt langzamer te gaan, meer eetlust en intensere sensaties.

• Hallucinogenen. Onder andere LSD. Deze drug vervormt je perceptie. Bij inname van deze drug krijg je een ‘sensory overload’ waardoor je dingen gaat zien en/of horen die er helemaal niet zijn. Deze drug stimuleert serotonine op ongepaste tijden of langer dan normaal.

• Alcohol. Wanneer je met mate drinkt kan alcohol je helpen ontspannen. Maar bij overmatig gebruik kan het de lever en andere organen beschadigen. Het vermindert tevens je inzicht en kan levens verwoesten. Deze drug faciliteert GABA en blokkeert de activiteit van glutemaat, hierdoor is er een verminderde hersenactiviteit. Wat vervolgens leidt tot impulsiviteit en sensationseeking. Daarnaast zorgt alcohol voor het verminderen van stress.

College 3

Hoofdstuk 4: Anatomie van het Zenuwstelsel

De hersenen werken als een soort simulator om ons een beeld te geven van de wereld om ons heen. Deze simulatie wordt constant gecorrigeerd door signalen die we van het lichaam krijgen. De informatie die uiteindelijk binnenkomt bij de hersenen komt daar via het zenuwstelsel. Het brein bestaat uit twee soorten cellen: neuronen en gliacellen. De hersenen wegen ongeveer 1300 gram. Het gewicht van de hersenen wordt vooral bepaald door gliacellen. Dit zijn steunende cellen met meerdere functies. Zo helpen ze bijvoorbeeld mee aan het afweersysteem.

De Constructie van het Zenuwstelsel

De hersenen zijn een zelf organiserend systeem. Het is niet zo dat er één dirigent is. Ieder deel van de hersenen werkt samen met de rest van de hersenen. Tussen neuronen vindt communicatie plaats. Op grond van zintuigelijke bronnen bouwt het brein concepten op. Wanneer je bijvoorbeeld je moeder ziet wordt een netwerk van neuronen actief. Zo kan een bron van informatie of een stimulus een heel concept omhoog laten komen.

Cognitieve processen gaan in combinatie met het lichaam. Zo is emotie niet zomaar gevestigd in een bepaald deel van de hersenen: dit gaat in combinatie met de rest van de hersenen.

De menselijke hersenen onderscheiden zich van die van primaten (apen) omdat de temporale, pariëtale en occipitale lobi enorm zijn uitgegroeid. Hierdoor is onze mentale wereld veel rijker geworden en is er een enorme groei in de frontale lobus. Het laatste gebied is dan ook het langst in ontwikkeling.

Het kiemblad van een embryo waar het zenuwstelsel zich uit ontwikkelt, is het ectoderm. Het ectoderm snoert in en vormt dan een neurale buis dit is een soort buis die zijn opgebouwd uit cellen. Uit deze neurale buis ontwikkelen zich de hersenen. Het craniale deel ontwikkelt zich vervolgens tot het prosencefalon, het mensencefalon en het rhombencefalon. Ook wel voor-, midden- en achterhersenen genoemd. In de prosencefalon ontwikkelt zich vervolgens de telencefalon (cerebrale cortex) en diencefalon (thalumus en hypothalumus). De rhombencefalon (achterhersenen) ontwikkelt zich verder in de metencefalon (pons en cerebellum) en myelencefalon (ruggenmerg). Deze benamingen zijn allemaal prenatale (Griekse) benamingen. Na de geboorte worden Latijnse benamingen voor de hersenen gebruikt.

Agnosie is als het corpus callosum niet is ontwikkeld. De gevolgen hiervan zijn meestal klein omdat deze ontwikkeling normaal gesproken in de pre natale fase plaatsvindt. De hersenen kunnen zich hier nog goed op aanpassen.

Sensorisch depriveren is het ergste wat je de hersenen aan kunt doen. Een voorbeeld hiervan is het toekomstige probleem van digitale dementie. Kinderen van nu houden zich vooral bezig met spelen op een tablet of smartphone waardoor we de rijkdom van de echte 3D wereld missen. Ook het feit dat er niet meer veel wordt opgeschreven met de hand is minder goed voor de hersenen, het schrijven is namelijk veel complexer dan het indrukken van knopjes zoals bij typen wordt gedaan.

Witte/Grijze stof. Grijze stof bestaat vooral uit cellichaam en dendrieten, maar ook uit axonen zonder myeline schede. Witte stof bestaat vooral uit gemyeliniseerde axonen.

Hoofdstuk 5: de hersenen

De Hersenen

Voorhersenen. In de voorhersenen bevinden zich de thalamus, hypothalamus, cerebral cortex, hippocampus en basal ganglia. De voorhersenen zijn een groot onderdeel van het limbisch systeem. Het limbisch systeem is een groep structuren die betrokken is bij emoties en motivatie. Alle zintuigen zijn verbonden met je limbisch systeem. Bij reuk is dat een directe verbinding in het limbische systeem en bij de rest een indirecte. Hierdoor heeft de reuk veel invloed op onbewust gedrag met betrekking tot wat aantrekkelijk is. Dit komt alleen naar je bewustzijn als iets extreem aantrekkelijk/onaantrekkelijk ruikt. Bij de indirecte verbinding gaan de processen via de cortex richting de thalamus. Je moet dan je best doen om iets niet te zien of te horen.

Middenhersenen. In de middenhersenen bevinden zich de tectum, tegmentum, colliculus superior, colliculus inferior en de substantia nigra. De colliculus superior kan voor het blindsight fenomeen zorgen. Bij dit fenomeen zijn de ogen nog goed, maar gaat er iets mis met het signaal voordat het de occipitale lobe bereikt (dit heet cortical blindness). Dan wordt er niet meer bewust waargenomen, maar nog wel onbewust via de colliculus superior. Een corticaal blind persoon weet niet wat hij ziet maar kan een object wel lokaliseren.

Achterhersenen. In de achterhersenen bevinden zich de medulla, cerebellum en de pons. In de pons draaien allerlei neuronen om elkaar heen, waardoor de rechter hersenhelft het linker deel van je lichaam bestuurt en omgekeerd.

Hersengebieden zijn topografisch geordend. Ook kruislings: de linker hemisfeer vertegenwoordigd de rechterkant van je lichaam en vice versa. Homunculus is de mannelijke naam voor de representatie van je lichaamsdelen in je hersenen. Dit gaat over de afbeelding waarin je de lichaamsdelen ziet afgebeeld op de kwabben van de hersenen. De homuncula is de vrouwelijke versie hiervan.

Ruggenmerg

Het ruggenmerg bestuurt het lichaam, exclusief het hoofd. Je hoofd wordt namelijk bestuurd door de hersenstam. Opmerkelijk is dat bij het ruggenmerg myeline (witte stof) zich aan de buitenzijde bevindt en in de hersenen juist aan de binnenzijde.

Hogere delen van het brein oefenen invloed uit op het ruggenmerg. Modulatie is groter wanneer er meer verbindingen zijn tussen hersenen.

Het ruggenmerg en de hersenen zijn gespiegeld, maar hoger je komt, hoe meer verschillen. De rechter hemisfeer is bijvoorbeeld altijd groter dan de linker hemisfeer, en deze liggen ook nog een klein beetje scheef ten opzichte van elkaar.

Assymetrie

De assymetrie dient ook voor lateralisatie en specialisatie. Cognitieve functies worden door één van de hersenhelften tot stand gebracht en kunnen daardoor specialiseren. De rechter hemisfeer is vooral in spatiële, ruimtelijke, functies gespecialiseerd. Deze hemisfeer speurt naar onbekendheid en is globaler dan de linker hemisfeer. De linker hemisfeer is gespecialiseerd in taal. Dit werkt meer op basis van routine, en is meer precies. Twee gebieden op de linker hemisfeer: achterste gebied is in connectie met de auditieve cortex dit is Wernicke’s area. Als je hier op latere leeftijd schade aan krijgt kun je nog wel spreken, maar je begrijpt de wereld om je heen niet meer. Semantiek van woorden, betekenis zelfstandige naamwoorden liggen in dit gebied.

Wat betreft de emoties is de rechter hemisfeer van de negatieve emoties, zoals angstigheid en chagrijnigheid. De linker hemisfeer is van de positieve emoties. Het feit dat je van taal opgevrolijkt kan worden, heeft dus ook te maken met de activiteit van de linker hemisfeer.

Ziektebeelden kunnen soms ook toegeschreven worden aan hersenhelften. Denk bij de rechter hersenhelft aan bijvoorbeeld depressie, en bij de linker hersenhelft aan ADHD of aan een obsessieve/compulsieve stoornis.

Er zijn twaalf paar craniale hersenzenuwen en daarbij zijn er 3 erg belangrijk.

• De 1e hersenzenuw gaat naar de olfactory bulb, en deze gaat dus over geur (olfactorius).

• De 2e hersenzenuw gaat naar de ocipaal kwab, en gaat dus over visuele stimuli (opticus).

• De 8e hersenzenuw gaat naar het auditory gebied in de temporale kwab, en deze gaat over gehoor (vestibulo cochlearus).

Het Locked in syndroom is schade in de ascenderende tracti/descenderende tracti die lopen van de hersenstam verbinding naar de grote hersenen de tracti zijn verbroken. Mensen voelen dan alsof ze opgesloten zitten in hun eigen lichaam. Ze kunnen bijvoorbeeld op een normale manier denken maar niets meer voelen of bewegen.

De basale ganglia (verantwoordelijk voor starten/inhiberen van beweging en geautomatiseerd gedrag) vormen een functionele loop. Putamen, globus pallidum, ramshoorn gevormd. De nucleus caudatus, het centrum van de grote hersenen en de thalamus vormen samen neurale loops. Wat je erin stopt kan versterkt of verzwakt worden door de loop. De zwarte kern (substantia negra) maakt het mogelijk dat de loops blijven functioneren. Wordt de loop levendiger dan kan er een psychose ontstaan. Dopamine is de voornaamste neurotransmitter in de loop. Bij een ziekte als Parkinsons disease wordt de loop trager waardoor er een minder goede motoriek ontstaat, de belevingswereld van een persoon met Parkinson wordt ook minder. Bij Huntington wordt de loop juist heel levendig waardoor het voor een persoon lastig wordt om zijn bewegingen te controleren.

De hersenen bestaan uit 4 cerebrale lobussen. Iedere lobus heeft een eigen primair sensorisch schors gebied:

• Frontale lobus

• Temporale lobus- primair auditief schors gebied

• Pariëtale lobus- primair somato-sensorisch gebied

• Occipitale lobus- primair visueel schors gebied

V1, A1 & SS gebied. Secundaire gebieden liggen tegen de primaire gebieden aan.

Het associatief gebied in de hersenen is een gebied die rijk is aan spiegelneuronen. Als dit gebied beschadigt raakt ben je een deel van je eigen unieke perceptuele wereld kwijt (=agnosie) ook wel het onvermogen om de wereld om je heen te kunnen herkennen.

Neuroplasticiteit is het vermogen van de hersenen om zich aan te passen in vorm en functie. Zolang je leeft en er cerebrale activiteit is, is er neuroplasticiteit mogelijk (ofwel leren). Dit is belangrijk omdat je eigen lichaam en de wereld om je heen continu in verandering is. Leren is eigenlijk het maken van verwachtingen of voorspellingen waardoor toekomstig gedrag effectiever wordt in die bepaalde situatie.

De biologische basis van leren is neuron-neuron interactie. Hoe vaker er interactie is , hoe meer je leert.

‘use it or lose it’/ ‘neurons that fire together wire together’

Plasticiteit kan zich binnen de hemisfeer afspelen. Dit wordt intraplasticiteit genoemd. Een voorbeeld hiervan zijn mensen die geen armen hebben en alles met hun voeten kunnen doen. Maar het kan ook zijn dat de linker hemisfeer functies overneemt van de rechter hemisfeer dit is interplasticiteit.

Een voorbeeld van intraplasticiteit zijn kinderen die door dieren worden opgevoed. Bij deze kinderen is het zo dat de gebieden van Wernicke en Broca weinig zijn gebruikt. Ook de verbinding tussen deze twee gebieden (arcuate fasiculus) is gedepriveerd. Dit betekent dat deze kinderen waarschijnlijk nooit in staat zullen zijn om een taal aan te leren.

Nog een ander voorbeeld van interplasticiteit is een bekende violiste die een hele muzikale opvoeding heeft genoten. Zij had last van epileptische aanvallen waardoor haar school en muziek prestaties onder druk kwamen te staan. De artsen hebben besloten om de temporale lobus te verwijderen waar ook de hippocampus zit. De hippocampus speelt een grote rol bij het expliciete leervermogen dus als deze verwijderd wordt is er een groot risico dat een deel van het lerend vermogen en haar muziek talent verdwijnt. De artsen besloten toch om door te gaan met de operatie. Het resultaat was dat er geen schade was voor haar muziek talent en de automatische processen die daar zaten. Dit kwam doordat de vrouw in haar jeugd al last had van de epilepsie. De rechterhemisfeer heeft toen de functie is van de linker hemisfeer overgenomen (muziek en automatische processen zitten links).

Soms is het dus beter om de linker hemisfeer helemaal te verwijderen omdat de echter hemisfeer in staat is de functies van links over te nemen. Dit is alleen het geval bij hele jonge kinderen (tot 5 jaar).

Een onvolgroeid brein is minder kwetsbaar is een oud idee dat voor de helft waar is. Als een hersengebied namelijk in zijn ‘’bloeiperiode’’ is en op dat moment wordt beschadigd dan raak je het hersengebied in de periode waar die nog eventueel aanpassing zou kunnen maken. Het desbetreffende hersengebied is in die periode heel leergevoelig en heel erg kwetsbaar.

Het kan zijn dat de hersenen eerder in het leven schade hebben opgelopen die pas later in het leven aan het licht komen. Dit heet growing into deficit. Het kan bijvoorbeeld zijn dat een kind tijdens de zwangerschap schade heeft opgelopen door bv alcoholgebruik wat zich later uit in bijvoorbeeld ADHD.

Verder geldt voor leren: 'first in last out' dit houdt in dat de dingen die je al vroeg in je leven hebt geleerd het langste zullen blijven bij bijvoorbeeld dementie.

College 4

Hoofdstuk 13: De biologie van leren en geheugen

Het geheugen

De functies van het geheugen zijn het opslaan, vasthouden en terughalen van informatie. Het is niet op één plaats in de hersenen te lokaliseren. Het geheugen is een onbetrouwbaar fenomeen. We vullen namelijk associaties aan door middel van eerdere herinneringen. Ieder mens confabuleert informatie. Confabulatie is het foutief aanvullen van informatie. Daarom moet men voorzichtig zijn met getuigenverklaringen, want we zijn geneigd om gaten in ons geheugen op te vullen om er een logisch verhaal van te maken. Deze verklaringen vertellen ons niet hoe iets werkelijk is gegaan. Zo kunnen mensen verschillende verklaringen afleggen van één en dezelfde gebeurtenis. Het geheugen is ook niet helemaal chronologisch, dat is het alleen voor semantische betekenis (bijvoorbeeld de dag dat je jarig bent). De hersenen zijn dus geen filmcamera. Geheugen is belangrijk voor je oriëntatie in de tijd, plaats en als persoon ‘’sense of self’’.

Engrammen

Lasley was een onderzoeker die zocht naar engrammen. Dit zijn fysieke representaties van wat er is geleerd, ook wel geheugensporen genoemd. Hij dacht dat er inscripties in het brein waren waarin men als het ware herinneringen graveert. Lasley trainde ratten om de weg in een doolhof te zoeken via operante conditionering, daarna sneed hij de hersenen van de ratten door om te kijken of deze snedes invloed hadden op het geheugen van de ratten. Hij ondervond dat er geen enkele snede er alleen voor zorgde dat de ratten de weg niet meer konden vinden. De fouten van Lasley in zijn onderzoek waren dat hij ervan uit ging dat de weg vinden in een doolhof alleen met geheugen te maken heeft, maar dit heeft ook te maken met oriëntatie, verwerken van sensorische informatie en spatiele navigatie ( er worden dus meerdere gebieden in de cortex gebruikt). De andere fout die hij maakte was dat hij alleen aan het zoeken was in de cerebrale cortex, terwijl we nu weten dat er ook andere gebieden in het brein verantwoordelijk zijn voor het geheugen.

Echter is dit niet de manier waarop het brein werkt. Het brein werkt namelijk via neuronale netwerken en het maken van associaties tussen deze neuronale netwerken. Hij zei ook dat er sprake is van equipotentialiteit: alle delen van het brein dragen gelijk bij aan complexe gedragingen zoals leren. Echter is het niet zo dat alle delen van het brein dezelfde functies volbrengen: er zijn verschillende specialisaties in de verschillende delen van het brein.

De verschillende soorten geheugen:

Hebb is de grondlegger van het idee dat we over verschillende soorten van geheugen beschikken. Hij dacht 1 chemisch proces kan niet verantwoordelijk zijn voor alle soorten van leren, hij ontdekte dat er een soort tijdelijke opslag was van informatie, later is de term werkgeheugen hiervoor geïntroduceerd.

Het geheugen is op basis van tijd in de volgende driedeling onder te verdelen:

Sensorisch geheugen ( minder dan 1 seconde): Dit geheugen is van heel korte duur. Het gaat hierbij om recente zintuiglijke indrukken. Deze informatie wordt voor maar enkele seconden vastgehouden. Dit geheugen heeft ondanks een korte duur een grote capaciteit. Je kunt dit geheugen onderverdeling in het iconische geheugen (visueel geheugen) en het echoische geheugen (auditief geheugen).

Korte termijngeheugen (secondes tot minuten): Dit geheugen gaat iets langer mee. Het wordt ook wel het werkgeheugen genoemd. Hier kan men namelijk ongeveer 7 items vasthouden en er actief mee bezig zijn. Het gaat hierbij dan ook meer om een proces dan om een vasthoudprincipe, daarom wordt het ook wel het werkgeheugen genoemd. De prefrontale cortex is actief wanneer we een taak in het werkgeheugen uitvoeren. Als je de informatie koppelt (associeert ) aan informatie die je al hebt, dan kun je vaak meer dan 7 items vasthouden.

Lange termijngeheugen (30 secondes tot en met een leven lang): Dit geheugen gaat erg lang mee en heeft een enorme capaciteit. Het is onder te verdelen in een expliciet geheugen (declaratief, feiten) en een impliciet geheugen (procedureel, bijvoorbeeld grammatica). Het declaratieve geheugen kan je onderverdelen in een episodisch geheugen (gebeurtenissen navertellen) en in een semantisch geheugen (betekenissen en feiten). Het impliciete geheugen kan je onderverdelen in procedureel, priming en conditioneren. In het lange termijn geheugen zit de informatie over onszelf en de wereld om ons heen opgeslagen. Herhaling van informatie, maakt het makkelijker om die informatie terug te halen. Onder de invloed van stress of heftige emoties kun je je meer herinneren: cortisol/adrenaline komt namelijk vrij waardoor de amygdala wordt gestimuleerd. Als dit gebeurt, volgt er ook een stimulatie in de hippocampus. Hier staat wel tegenover dat teveel stress juist nadelig is voor je herinneringen.

Informatie uit het korte termijn geheugen is weg=weg, informatie die opgeslagen zit in het lange termijn geheugen kan vaak door middel van hints nog naar boven worden gebracht.

De hippocampus en het geheugen

De hippocampus bevindt zich in de temporale schors. Het speelt een belangrijke rol bij verschillende processen van het geheugen. Schade aan de hippocampus leidt tot een beschadigd lange termijngeheugen, terwijl het korte termijngeheugen intact blijft.

Er zijn twee typen amnesie (geheugenverlies). Bij anterograde amnesie (AA) kan men geen nieuwe herinneringen meer vormen. Bij retrograde amnesie (RA) verliest men de herinneringen die gevormd zijn voor de opgelopen breinschade.

Bij amnesie komt het vaak voor dat het expliciete geheugen(bewuste opgehaalde informatie die herkent wordt als een herinnering) beschadigd is, terwijl het impliciete geheugen(onbewust opgehaalde informatie beïnvloed door recente ervaringen) intact blijft. Men kan geen specifieke gebeurtenissen of kennis over de wereld ophalen maar men kan wel nieuwe procedurele vaardigheden leren.

De hippocampus is ook belangrijk voor het spatieel geheugen en consolidatie. Consolidatie is het overbrengen van informatie uit het korte termijn geheugen naar het lange termijn geheugen. Dit proces kost tijd en zal bij hippocampale schade falen. Hierdoor zullen herinneringen die voor de schade nog niet volledig zijn geconsolideerd verloren gaan.

Andere hersendelen die een rol spelen bij geheugen

De volgende hersendelen spelen een rol bij verschillende onderdelen van het geheugen:

Dorsolaterale deel van de hersenen: Dit speelt een rol bij het werkgeheugen en bij het hebben van gerichte aandacht. Amandelkernen: Dit is de amygdala en speelt een rol bij het leren onder bedreiging/stress en het leren dat gepaard gaat met emoties, voornamelijk angst.

Basale ganglia: Dit speelt een rol bij het procedureel/onbewust leren.

Medio temporale kwab: Deze speelt een rol bij het terughalen van levendige ervaringen uit het lange termijn geheugen. Bij hallucineren wordt dit gebied van de hersenen dan ook actief.

Anteriore en inferiore temporale kwab: Deze gebieden spelen een rol bij het semantisch geheugen.

Prefrontale kwab: Dit is het geheugen voor beloning en straf en inhiberen (operante conditionering).

Pariëtale kwab- het leggen van associaties

Welke hersenaandoeningen veroorzaken amnesie ?

Hippocampale stoornissen

CVA (beroerte herseninfarct of bloeding)

Thalamus en basale voorbrein aandoeningen

CVA (beroerte herseninfarct of bloeding)

Korsakoff is een aandoening die wordt veroorzaakt door een tekort aan thiamine, vaak door een teveel aan alcohol. Doordat er te weinig vitamine B1 in het lichaam is, kan er geen glucose metabolisme plaatsvinden en dit zorgt voor een vermindering in voedingsstoffen. De neuronale activiteit loopt terug. Er is schade aan de dorsomediale thalamus. De symptomen die hierbij opspelen zijn: apathie, confabulatie (alleen van de vragen waarop ze het antwoord zouden kunnen weten), verwarring en geheugenproblemen.

Diffuse stoornissen (verschillende gebieden worden getroffen)

Dementie bv : Alzheimer

Alzheimer heeft vele neurodegeneratieve effecten. Het wordt veroorzaakt door een teveel aan glutamaat. Atrofie vindt plaats doordat β-amyloïde (abnormaal eiwit) een soort van opstapelende plakken vormt. Atrofie komt door een tekort aan voedingsstoffen en hierdoor neemt de hersenmassa af. Eerst worden de frontale delen atrofisch en langzaamaan ook de occipitale delen. Het loopt dus van voor in de hersenen naar achteren.

Overig

Neurointoxicatie (vergiftigen van je eigen brein door alcohol/drugs)

Traumatisch hersenletsel bv auto ongeluk

Tumoren

Hebbian synaps is een verbinding tussen twee neuronen die effectiever wordt doordat de pre en post synaptische neuronen tegelijkertijd aan het vuren zijn.

Habituatie is onderzocht door middel van het testen van zeeslakken, de slakken werden geprikkeld om de withdrawal respons te testen. Als je de zeeslakken vaak prikkelt dan voelt de zeeslak op een gegeven moment de prikkel niet meer. Dit komt doordat de motor en sensorische neuronen minder neurotransmitters ontvangen.

Sensitisatie is als de zeeslak ergens op de huid wordt geprikt, dan wordt hij gevoeliger voor andere stimuli. Dit effect zie je ook bij mensen die chronische pijn hebben. Ze worden dan gevoelig voor allerlei soorten kleine pijntjes waar ‘’normale’’ mensen geen last van hebben. Hierbij vindt hetzelfde soort proces plaats als bij long term potentiation

Long term potentiatie

Dit is een onderdeel van de neurofysiologie. Het is het fenomeen waarbij een dendriet een intense stimulatie ontvangt van een of meer axonen. Dit leidt tot een langdurige verhoogde gevoeligheid in synapsen. Glutamaat speelt hierbij een belangrijke rol. Glutamaat is een transmitter waarbij AMPA en NMDA als receptoren horen. De veranderingen in de synapsen in een heel netwerk van neuronen leiden uiteindelijk tot leren.

Long term depression is als een neuron een langere tijd niet wordt gestimuleerd, dan wordt de synaps minder gevoelig.

Taal en spraak

Taal is een communicatiesysteem van codes en afspraken waarmee we boodschappen naar elkaar over kunnen brengen. Spraak is een onderdeel van taal. Taal heeft in pincipe weinig te maken met intelligentie, het kan zijn dat je gemiddeld intelligent bent en niet kunt spreken en andersom. Het syndroom van Williams is een voorbeeld hiervan. Dit zijn mensen die zwak begaafd zijn maar wel heel erg goed in taal. Ze kunnen verder niet goed analytisch denken maar relatief gezien zich erg goed uitdrukken in taal en muziek. Volgens Chomsky hebben we een angeboren taalsysteem die onse helpt met het begrijpen van de grammatica en uitspraak. We hebben dit systeem omdat we een grote behoefte hebben aan sociale interactie. Je kindertijd is een kritische leerperiode voor taal. Dit is goed te zien bij mensen die op oudere leeftijd een tweede taal leren. Zij zullen deze nooit beheersen als native speakers.

Er zijin ook verschillende stoornissen in de verschillende taalgebieden mogelijk:

Broca’s afasie

Dit is een vorm van non- fluent afasie waarbij mensen meestal door een beroerte schadde hebben opgelopen in het gebied van Broca. Hierdoor hebben ze problemen met de productie van taal. Dit uit zich meestal in een soort telegram stijl van praten, waarbij ze voornamelijk gebruik maken van zelfstandige naamwoorden. Veel grammaticale woorden laten ze weg dit wordt agrammatisme genoemd.

Wernicke’s afasie is een stoornis waarbij er een laesie is in het gebied van Wernicke. Dit is een gebied in de hersenen die vooral verantwoordelijk is voor begrip van taal. De semantische betekenis van woorden. Deze vorm van afasie wordt ook wel fluent afasie genoemd omdat mensen nog wel vloeiend kunnen spreken maar hetgeen wat ze zeggen compleet betekenisloos/inhoudloos is. Ze hebben vaak ook moeite met het vinden van woorden dit wordt anomie genoemd. Hierdoor omschrijven ze vaak de woorden die ze niet kunnen vinden. Tenslotte zie je ook vaak dat mensen spreekfouten maken. Zo zouden ze bijvoorbeeld breipen kunnen zeggen terwijl ze eigenlijk balpen bedoelen.

Neglect is een aandachtsstoornis. Mensen met Neglect hebben vaak schade opgelopen aan de rechterhemisfeer, omdat in de hersenen alles gekruist is uit dat zich aan de linkerkant van het lichaam. Mensen met neglect negeren de gehele linkerkant. Dit kan worden getest door mensen een klok te laten tekenen. Hierbij worden dan alle cijfers aan de rechterkant van de klok geschreven.

Manieren van behandelen van neglect zijn vragen of ze aandacht aan de linkerkant willen besteden, geluiden aan de linkerkant laten horen en vragen of ze hier aandacht aan willen besteden, aan de linkerkant dingen laten voelen of bijvoorbeeld het kruisen van de armen. Mensen met neglect kunnen soms het idee hebben dat ze geen gevoel meer hebben in hun linkerarm.

College 5

Hoofdstuk 8: Beweging

Wat is normale en afwijkende beweging?

Dit is te onderzoeken op 3 manieren:

• Observatie

• Vragen stellen ( anamnese)

• Het doen van testjes.

Om beweging mogelijk te maken heb je de hersenen nodig die alles als een soort controle kamer aansturen, verder heb je een skelet nodig om er voor te zorgen dat je niet in elkaar zakt. Perifiere zenuwbanen om de informatie van en naar je spieren, pezen en klieren te brengen.

Er zijn 3 typen van spierweefsel. Als eerste heb je het gladde spierweefsel, dit is het spierweefsel wat je spijsvertering en andere organen in je lichaam aanstuurt. Dit spierweefsel moet onder aerobe (hebben continu zuurstof nodig)condities werken. Daarnaast is er het skeletal spierweefsel (biceps, triceps etc ) deze controleren de beweging van het hele lichaam in relatie tot de omgeving. En als laatste zijn er de cardiac spieren. Dit zijn de hartspieren.

Ons lichaam wordt in beweging gebracht door het aanspannen en ontspannen van spieren. Deze spieren worden aangestuurd met behulp van sensorische- en motorische neuronen. Spieren kunnen worden onderverdeeld in fast-switch- en slow-switch spieren.

Fast-twitch spieren

Deze soort spieren zijn anaeroob, dat houdt in dat ze geen zuurstof gebruiken. Ze worden gebruikt bij snelle bewegingen. Deze bewegingen zijn wel meer vermoeiend. Ze worden gebruikt bij bijvoorbeeld sprinten. Een voorbeeld van een systeem in het lichaam wat zo werkt is de citroenzuurcyclus. Deze spieren zijn wit van kleur en raken dus snel vermoeid.

Slow-twitch spieren

Deze soort spieren zijn aeroob, dat houdt in dat ze wel zuurstof gebruiken. Ze worden gebruikt bij wat langzamere bewegingen. Deze bewegingen zijn minder vermoeiend, dus kunnen deze bewegingen langer vol gehouden worden. Ze worden gebruikt bij bijvoorbeeld lange afstand lopen. Deze spieren zijn rood van kleur en raken dus minder snel vermoeid.

Ook wordt er onderscheid gemaakt in glad spierweefsel, dwarsgestreept spierweefsel en hartspierweefsel. Glad spierweefsel is gemaakt voor langdurige activiteiten, zoals de spijsvertering. Deze spieren zijn onvermoeibaar. Dwarsgestreept spierweefsel reageert snel en wordt gebruikt bij bewegen. Als je ze overbelast kan je spierpijn krijgen, ze zijn dan ook wel vermoeibaar. Hartspierweefsel wordt gebruikt, zoals de naam al zegt, in het hart. Het hartspierweefsel heeft eigenschappen van zowel het gladde spierweefsel als het dwarsgestreepte spierweefsel. Deze spieren zijn bijvoorbeeld net als het gladde spierweefsel onvermoeibaar.

Willekeurige Bewegingen

Willekeurige bewegingen zijn doelgericht. Zo’n beweging begint in de frontale kwab, daar komt het idee om een beweging uit te voeren, zoals het op en neer bewegen van je vinger. Vervolgens stuurt de frontale kwab een signaal naar de primaire motorische cortex, die daarna een motorneuron naar de spier stuurt die in beweging moet komen. De spier zal zich dan aanspannen of ontspannen, wat vervolgens resulteert in een beweging.

Onwillekeurige Bewegingen

Onwillekeurige bewegingen zijn bijvoorbeeld reflexen. Een voorbeeld van een reflex is het strekken van je been als je met een hamer onder de knie tikt. Baby’s hebben een aantal reflexen die worden afgeleerd bij het ouder worden. Drie hiervan zijn de grijp reflex, de Babinski reflex (het spreiden van de tenen als je over de voetzool aait) en de zuig reflex. Deze reflexen kunnen terug komen bij mensen met dementie.

In extreme situaties kunnen de hersenen reflexen controleren, maar over het algemeen gaat een reflex automatisch.

Een reflex wordt anders aangestuurd dan een willekeurige beweging. Om dit te begrijpen kan naar de reflexboog gekeken worden.

Reflexboog

1. zintuigcel

2. sensorisch neuron

3. schakelcel (ruggenmerg/hersenstam)

4. motorisch neuron

5. spier- of kliercel

Eerst krijgt een zintuigcel een signaal binnen, bijvoorbeeld een tik van een hamer onder je knie. Vervolgens stuurt die zintuigcel een sensorisch neuron naar een schakelcel (die zich bevindt in het ruggenmerg of hersenstam). Vervolgens stuurt de schakelcel een motorisch neuron terug naar je spier, die er dan voor zorgt dat je been strekt.

Neuromusculaire overgang. Dit is een synaps waar een moto neuron samenkomt met een spiervezel. Hier wordt het neurotransmitter acetylhonine losgelaten die ervoor zorgt dat de spier samentrekt.

Spieren zijn altijd tot op een bepaalde hoogte aangespannen, anders zou je in elkaar zakken. Atonie is als er geen spierspanning is.

Myasthenia gravis is een autoimuun ziekte waarbij het imuunsysteem antilichamen ontwikkeld tegen de acethylcholine receptoren. Deze worden dan aangevallen. Een gevolg van deze ziekte is dat de spieren snel verzwakt en vermoeid raken.

Cerrebellum is verantwoordelijk voor de timing en ritme in je bewegingen ook het finetunen van je bewegingen gebeurt hier. Alcohol heeft veel invloed op het cerrebellum, daardoor kun je ook niet zo goed het puntje van je neus aanraken of op een been staan als je wat gedronken hebt.

Bewegings Software (proprioceptors)

Er zijn allerlei kleine hulpmiddeltjes in je lichaam die bij het bewegen helpen om het soepeler te laten verlopen.  Deze hulpmiddeltjes worden proprioceptoren genoemd. Ze zorgen ervoor dat je hersenen weten waar het lichaam zich bevindt. Zo kan je dus weten waar je arm zich bevindt ook al zijn je ogen dicht. Één zo’n proprioceptor is het golgi pees orgaan. Deze zorgt ervoor dat het systeem zichzelf niet beschadigd. Sommige spieren zijn namelijk sterk genoeg om zichzelf te beschadigen. Als dit gebeurt stuurt het gogli pees orgaan een signaal om met de beweging te stoppen.

Om gebruik te maken van deze proprioceptoren, moeten twee delen van de hersenen samenwerken; namelijk de primaire motorische cortex en de primaire somatosensorische cortex. Deze twee gebieden bevinden zich rond de sulcus centralis. De primaire motorische cortex is goed in het uitspreken van motorische taal. Deze zorgt er dus voor dat het lichaam beweegt. Dit doet hij door motorneuronen naar de spieren te sturen. De somatosensorische cortex is goed in het begrijpen van sensorische taal. Die vangt dus de signalen op van de proprioceptors om te kijken waar het lichaam zich bevindt. Om een precieze actie uit te voeren, moeten de primaire motorische- en sensorische cortex met elkaar communiceren om tot een goede beweging te komen.

Baltistische bewegen zijn de soort bewegingen die je niet meer bij kunt sturen als ze eenmaal gestart zijn reflexen zijn hier een voorbeeld van, er zijn ook guided movements en dit kun je tot op de laatste seconde van de beweging nog controleren, waarbij geldt dat hoe meer gecontroleerd beweging is, hoe meer het voorin en bovenin het brein is gelegen.

Central pattern generators zijn neurale mechanismes in het ruggenmerg die ritmische patronen van automatische bewegingen genereren. ( automatische bewegingen zoals lopen) Er zijn ook bewegingen die zijn aangeleerd en die wat complexer zijn, dan hebben we het over het motor programma. De basale ganglia speelt hierbij een grote rol. Voorbeelden van bewegingen zijn tennis of piano spelen.

De ventromediale baan systemen zorgen ervoor dat de houdingsregulatie van de romp goed blijft, anders zou je uit balans raken. De dorsalatorale baan geeft sturing aan de ledenmaten.

Bewegingsstoornissen

Bewegingsstoornissen zijn stoornissen waarbij de motoriek is ontregeld. Bij te weinig beweging heet het apathie en bij te veel beweging heet het hypokenesie. De twee bekendste bewegingsstoornissen zijn de ziekte van Parkinson en de ziekte van Huntington.

Ziekte van Parkinson

Parkinson is een ziekte waarbij mensen zich langzamer gaan voortbewegen. Symptomen zijn snelle kleine bewegingen in bijvoorbeeld de hand of voet, langzaam bewegen en moeite met het beginnen van een mentale of fysieke actie.

Bij mensen met Parkinson is er een disbalans van dopamine en cholinerge. Dit gebeurt door het afsterven van neuronen, vooral in de substantie nigra. De substantie nigra is verantwoordelijk voor de vrijlating van dopamine. Minder dopamine betekent minder stimulatie in de motorische cortex.

Een veel gebruikte behandeling voor Parkinson is dopaminerge medicatie (L-dopa). Dit zorgt ervoor dat de motor cortex meer stimulatie krijgt waardoor bewegingen soepeler gaan. Bij deze behandeling is het moeilijk om precies de goede hoeveelheid dopamine in te nemen, anders kan de hoeveelheid dopamine voor te veel stimulatie in de motor cortex zorgen. Hierdoor gaat de patiënt veel onvrijwillige bewegingen maken. Dit effect heet ook wel het On-Off Effect genoemd. Bij On is er te veel beweging en bij Off te weinig.

Een andere behandeling is de deep-brainstimulation. Dit zorgt voor een hoge frequentie stimulatie van de globus pallidus. Dit zorgt ook voor soepelere bewegingen. Het nadeel van deze behandeling is dat het een negatief effect op de stemming kan hebben. Iemand die te veel blootgesteld wordt aan deep-brainstimulation heeft dus een vergrote kans op depressie.

Ziekte van Parkinson gaat vaak samen met dementie, maar niet altijd.

Ziekte van Huntington

Van buitenaf lijkt de ziekte van Huntington veel op Parkinson. Bij de ziekte van Huntington komen echter vaker onvrijwillige bewegingen voor.

Huntington is genetisch bepaald, als een van je ouders de ziekte heeft is de kans dat jij het ook krijgt 50%. Er kan vrij goed voorspeld worden of je deze ziekte in de toekomst zult krijgen, maar slechts 1 op de 5 personen wil dit weten.

Er is nog geen effectieve behandeling voor het reduceren van de symptomen, of het verminderen van de snelheid waarmee de ziekte verergert.

College 6

Hoofdstuk 9: Wakefulness and Sleep

Wij als mens slapen ongeveer 1/3 van ons leven. Maar we slapen niet allemaal hetzelfde. Je kunt bijvoorbeeld onderscheid maken tussen ochtend en avond mensen. Of we ochtend of avond mensen zijn, ligt allemaal aan onze biologische klok. Van invloed op deze klok is de hypothalamus, dit is de endogene aansturing van het slaap-waak ritme.

Biologische klok, circadiaans ritme

Ons eigen lichaam genereert zelf het slaap-waak ritme. De biologische klok heeft een originele cyclus van ongeveer 24 uur (24.2). Daartussen vinden korte fluctuaties plaats van ongeveer anderhalf uur. Dat houdt in dat we ons om de 45 minuten weer wat meer wakker voelen en vervolgens weer iets slaperiger. Dit ritme van anderhalf uur heet het circadiaanse ritme. Dit is een corrigeerbare cyclus en kan dus door invloeden van de buitenwereld worden veranderd. Dat is wel logisch, anders zouden we namelijk de overgang van winter naar zomer niet kunnen maken, of ooit van een jet lag afkomen. Dit endogene ritme wordt bepaald door de hypothalamus. Om meer precies te zijn: de suprachiamatische kern van de hypothalamus. Deze bevindt zich boven het optische chiasme (het deel waar de optische kruising plaatsvindt). Deze ligging is belangrijk, want de suprachiamatische kern gebruikt namelijk vooral licht om een nieuw slaap-waak ritme te vormen. Dit licht komt binnen in de ogen en gaat via het optische chiasme naar de hypothalamus.

Melatonine is een belangrijke inhiberende neurotransmitter die wordt afgegeven door de pijnappelklier. Het is de neurotransmitter die ervoor zorgt dat ons slaap-waak ritme werkelijk een ritme blijft. Bij aanmaak van melatonine worden we slaperig. Als we naar een andere tijdzone gaan, wennen we pas aan het nieuwe ritme als de melatonine niveaus zich aan passen.

Het is handig om een bepaald ritme te hebben zodat je niet meteen in slaap valt als het licht uitvalt en om te anticiperen op veranderingen in de omgeving. Zoals het wisselen van de seizoenen, jetlags en zodat je in een ploegendienst kunt werken.

Meten van slaap, EEG, EOG en EMG

Het meten van slaap door gebruik van deze drie methodes heet een polysomnografie.

Om informatie te kunnen krijgen over slaap is het belangrijk dat we kunnen zien wanneer iemand in een REM slaap belandt. REM slaap (Rapid Eye Movement) wordt ook wel de paradoxale slaap genoemd. Het heeft namelijk kenmerken van zowel waakperiode als diepe slaap. We kunnen meten of iemand in de REM slaap zit met behulp van drie verschillende metingen, de EEG (electroencephalogram), EOG (electrooculogram) en EMG (electromyogram). Bij EEG meet je de hersenactiviteit, bij EOG meet je de activiteit van de ogen en bij EMG de spierspanning. Tijdens de REM slaap is er sprake van atonie, dit houdt in dat er geen spierspanning aanwezig, dit is dan ook de reden waarom we EMG nodig hebben om REM slaap van gewone slaap te kunnen onderscheiden.

Naast de REM slaap zijn er nog vier andere slaapfasen, ook wel non-REM slaap genoemd. Bij het in slaap vallen ga je eerst door een fase waar bij de EEG (hersenactiviteit) in frequentie afneemt en in amplitude toeneemt. De EOG (oog beweging)krijgt dan ook een meer golvende beweging, in plaats van kleine snelle bewegingen. De EMG (spier spanning) blijft hetzelfde als bij het wakker zijn, dus geeft dit een hoge activiteit weer. Wanneer je in slaap valt zit je in de 1e fase, daarna kom je terecht in fase 2, 3 en 4. Vervolgens ga je vanuit fase 4 weer terug naar fase 3 en 2. Na deze 2e fase kom je in de REM slaap. Hier neemt de frequentie van hersenactiviteit weer toe, tot het punt dat het even hoog is als bij wakker zijn. De EOG wordt ook net als bij het wakker zijn, alleen de EMG neemt af, waarbij het lichaam verslapt. Alle drie deze metingen zijn nodig om er zeker van te zijn dat iemand werkelijk in een REM slaap zit. De rem slaap heeft als functie dat je droomt en dat je de gebeurtenissen van die dag een plekje kunt geven in je hoofd. Baby’s hebben bijna alleen maar REM slaap en ouderen bijna geen REM slaap.

Slaap Stoornissen

Je kwalificeert je al voor een slaap stoornis als het je meer dan 20 minuten duurt om in slaap te vallen, en/of als je 3 keer per nacht wakker wordt. Dan moet dit wel dagelijks gebeuren en moet er geen duidelijke reden hiervoor zijn. Als je drie keer per nacht wakker wordt omdat je broer telkens een emmer water over je heen gooit telt dit niet. Er moet ook sprake zijn van vermoeidheid overdag. Als je bijvoorbeeld elke dag in slaap valt bij college, of in slaap valt tijdens het auto rijden is dit een probleem. Daarnaast moet het zo zijn dat dit wakker blijven het functioneren in het dagelijkse leven belemmert. Problemen die kunnen ontstaan door te weinig slaap zijn onder andere geheugen problemen, concentratie problemen, geïrriteerd raken, brak voelen, depressieve gevoelens krijgen.

Insomnia is het onvermogen om te kunnen slapen. Het kan hier om verschillende typen gaan, zoals niet in slaap kunnen komen. Ook vaak ’s nachts wakker worden of vroeg in de ochtend wakker worden en niet meer kunnen slapen behoren hiertoe. Er zijn veel verschillende oorzaken voor insomnia. Stress is een veelvoorkomende(door het hormoon cortisol wat vrijkomt ), maar ook spelen ziekten, omgevingsgeluiden of medicijnen soms een rol.

Slaapapneu is een slaapstoornis waarbij iemand het onvermogen heeft om normaal te ademen tijdens het slapen. Hierbij verslapt een deel van de keel door de constante rillingen die hier doorheen gaan. Dan wordt bij het inademen de keel dicht gezogen. Uiteindelijk komt er dan een grote opstapeling van CO2 waardoor de persoon wakker wordt. Hierdoor kan hij/zij niet meer in een REM slaap terecht komen, waardoor ze flink vermoeid raken. Slaapapneu komt veel voor bij mensen die obesitas hebben. Deze stoornis kan ook worden veroorzaakt doordat het mechanisme in het brein voor ademhaling niet goed werkt. Behandeling houdt vaak in dat patiënten moeten stoppen met roken, drinken en dat ze moeten afvallen. Veder kan er ook worden geslapen met een zuurstof masker of kan het probleem operatief verholpen worden.

Narcolepsy is een stoornis waarbij je zonder reden overdag in slaap kan vallen. Dit heeft niks te maken met hoeveel je in de nacht slaapt. Deze ziekte komt in meerdere vormen voor. Bij alle gevallen vallen de mensen wat meer dan normaal in slaap, maar er kunnen nog andere dingen bij komen kijken. Iemand kan bijvoorbeeld lijden aan hypocrome hallucinaties. Hierbij beleven de patiënten de dromen bewust en kunnen ze moeilijk onderscheid maken tussen wat echt is en wat niet. Narcolepsie is een gevolg van te weinig hypocretin producerende cellen. Hulpmiddelen kunnen stimulerende drugs zijn zoals amfetamine en xtc

Een ander fenomeen bij deze ziekte is cataplexy, hierbij vindt er een spontane spier verslapping plaats. De spier verslapping die plaats vindt is vergelijkbaar met die van de REM slaap. Het heet ook wel een SOREM (Sleep Onset REM). Een dergelijke spierverslapping wordt vaak geassocieerd met emoties. Als iemand ineens schrikt of moet lachen, verslappen de spieren en dan valt diegene neer op de grond.

Met narcolepsy word je geboren, je kunt het dus niet later in je leven oplopen. De symptomen kunnen wel pas later opduiken.

Bij periodic limb movement disorder heeft een slapend persoon bewegende ledematen. Deze mensen kunnen dus wel bewegen tijdens de REM slaap. Dit komt waarschijnlijk door schade aan de pons en het middenbrein. Denk hierbij ook aan slaapwandelaars.

College 7

Hoofdstuk 12: Emoties

Emoties spelen een belangrijke rol bij het overleven van de mensheid. Het helpt ons bij het kiezen te vluchten of te vechten. De emoties angst en walging wijzen op gevaar, als we deze emoties voelen trekken we ons al gauw terug. Emoties kunnen heel snel zijn, ze helpen (soms onbewust) bij het maken van beslissingen. Ze spelen ook een belangrijke rol bij het nemen van moreel juiste beslissingen. Verschillende emoties, zoals liefde en angst, leiden tot een verhoogde arousal.

Er zijn bij emoties drie belangrijke aspecten betrokken: gevoel, cognitie en de fysiologische reactie. Deze reactie kun je ook beschrijven als de bereidheid tot actie. Het is lastig om emotie op één plek in het brein te lokaliseren. Wel is het duidelijk dat het limbisch systeem en de omliggende gebieden er veel mee te maken hebben.Het verschil tussen emoties en gevoelens is dat emoties vaak kortdurend en onbewust zijn, waar gevoelens juist bewust zijn en een langere duur hebben.

Theorieën over emotie

Ons gezond verstand verteld ons dat de volgorde van een gebeurtenis met betrekking tot emoties als volgt gaat: Gebeurtenis --> Emotie --> Reactie, lichamelijke reactie. Een voorbeeld hiervan: Beer --> Angst --> Rennen, Hartslag omhoog.

James Lange zegt dat het anders gaat, namelijk: Beer --> Rennen, Hartslag omhoog --> Angst. Hieruit kun je opmaken dat je door naar de lichamelijke reactie te kijken kan opmaken wat voor emotie iemand heeft. Deze theorie doet twee voorspellingen. Ten eerste zouden mensen met zwakke autonome reacties minder emoties moeten voelen. Ten tweede zou het vergroten van de lichamelijke reacties de emoties moeten versterken. Volgens de James Lange theorie zou de toename van fysiologische prikkeling een emotie versterken. Onderzoek bij verlamde mensen heeft echter uitgewezen dat  zij nog steeds evenveel emotie beleven als voor de verlamming, maar dat deze emoties minder sterk zijn.

BAS en BIS

De twee hemisferen spelen een verschillende rol bij emoties. De BAS (behavioral activation systeem) speelt zich af in de frontale en temporale kwab van de linker hemisfeer. BAS wordt ook wel het ‘approach’ deel genoemd, omdat deze emoties ervoor zorgen dat je ergens op afgaat. Emoties die door het BAS systeem gereguleerd worden zijn onder andere blijheid of boosheid.

De BIS (behavioral inhibition system) speelt zich ook af in de frontale en temporale kwab, alleen dan in de rechter hemisfeer. Het BIS systeem zorgt juist voor terughoudende emoties, zoals angst of walging, hierdoor wordt actie geïnhibeerd. Uit onderzoek blijkt dat walging gelokaliseerd is in de insular cortex. De insular cortex is ook gerelateerd aan verslavingen. Als iemand bijvoorbeeld altijd een sigaret rookt bij een kop koffie, zal het drinken van een kop koffie de insular cortex triggeren. Hierdoor krijgen mensen behoefte aan een sigaret. Uit onderzoek is gebleken dat mensen met schade aan dit gebied makkelijker van verslavingen afkomen.

Deze twee systemen hebben een grote invloed op iemands persoonlijkheid.

Iemand met een meer ontwikkelde linker hemisfeer (BAS) is extraverter, vrolijker en optimistisch. Ze zijn echter ook impulsiever.

Mensen met een meer ontwikkelde rechter hemisfeer (BIS) zijn introverter. Ze reageren meer op emotionele stimuli wat zorgt voor angsten en onzekerheid.

Neurotransmitters bij emoties

CCK (chole cysto kinine) is de neurotransmitter die ervoor zorgt dat wij ons angstig voelen. CCK wordt vrijgegeven via de amygdala. De inhiberende neurotransmitter van angst is GABA (gamma amino butyric acid). Een laag serotonine gehalte wordt in relatie gebracht met agressie. Om preciezer te zijn, 5-HIAA serotonine metaboliet is te meten als het serotoninegehalte in het bloed. Het is een inhiberende neurotransmitter, dus als het 5-HIAA niveau daalt, is er een stijging van agressief gedrag. Testosteron is het hormoon dat verantwoordelijk is voor agressief gedrag. Dit vindt men vaker bij mannen en daarom zijn deze over het algemeen agressiever dan vrouwen.

Functies van emotie

Emoties hebben verschillende functies. Ten eerste zijn emoties adaptief, ze zorgen bijvoorbeeld voor de vecht-vlucht respons. Daarnaast bieden ze het hoofd aan morele vraagstukken of sociale dilemma’s. Ook zorgen ze ervoor dat wij snel beslissingen kunnen nemen. Dit gebeurt onder andere door ‘somatic markers’. Dit zijn fysiologische reacties of gevoelens bij een gebeurtenis. Meestal brengt een herinnering je in een bepaalde emotie. Het ‘niet goed voelen’ van iets is hier een goed voorbeeld van. Je weet niet waarom je het niet wilt doen, maar het voelt gewoon niet goed. Dit is dus geen kwestie van intuïtie, maar van somatic markers.

Het meten van emoties

Er zijn drie niveaus waarop je emotie kunt meten. Als eerst kun je dit doen door naar de fysiologische veranderingen in het lichaam te kijken, zoals de hartslag, hormonale veranderingen, spierspanning (EMG) of hersenactiviteit (EEG). Als tweede kun je kijken naar wat voor gedrag iemand vertoont of wat voor bewegingen er gemaakt worden. Is er toenadering of vermijding na aanleiding van een stimulus? Er is ook veel te zien aan de lichaamshouding van een persoon, de gezichtsexpressie en de manier waarop hij of zij spreekt. Tot slot kun je emoties meten via een cognitieve/ verbale manier. Er wordt veel gebruik gemaakt van SAM (Self Assesment Manikin) dit is een figuurtje die meerder keren voorkomt met verschillende gezichtsuitdrukking, vervolgens moet de persoon aangeven hoe blij hij of zij van het mannetje wordt en hoe hoog de arousal is. Dit laatste kan ook gedaan worden door middel van foto’s te laten zien, waar mensen vrolijk of bedroef van worden.

Hersengebieden die te maken hebben met emoties:

Lymbische systeem:

Amygdala is verantwoordelijk voor de zogenaamde ‘’gut’’ feeling ( onderbuik gevoel)De Hippocampus modelleert emotionele reacties aan de hand van ervaringen. En de hypothalamus is verantwoordelijk voor de hormoonhuishouding met betrekking tot de 4 f’s: fighting, fleeing, feeding &mating

Vechten en vluchten wordt ook wel mogelijk gemaakt door het sympatische zenuwstelsel. Deze sturen je hart en je spieren aan.

Stoornissen bij emoties

Het brein is gespecialiseerd in het herkennen van gezichtsuitdrukkingen. Dit is noodzakelijk voor onder andere het inschatten van situaties. Als mensen geen gezichtsuitdrukkingen vertonen kan dat dus problemen opleveren voor iemand in het dagelijks leven. Mensen die lijden aan het Mobius syndroom voelen wel emoties, maar vertonen geen gezichtsuitdrukkingen. Dit is vooral lastig in sociale interacties.

Iemand die hersenschade oploopt in de rechter temporale cortex (BIS) heeft problemen met het identificeren van emoties bij andere mensen. De rechter hemisfeer speelt dus een rol bij het herkennen van emoties. De BIS is ook van belang voor het uiten van emotie bij het spreken. Als hier iets mis mee is, kan iemand bijvoorbeeld erg blij gaan praten bij een begrafenis zonder daar bewust van te zijn.

Bij Effect regulatie stoornis kan iemand zijn of haar emoties niet op een gepaste wijze tonen. Iemand kan bijvoorbeeld een hartverscheurend verhaal vertellen over hoe zijn of haar moeder is overleden met een grote grijns op zijn gezicht. Of juist vertellen over hoe geweldig zijn vakantie wel niet was, terwijl het lijkt alsof diegene bijna in tranen uit gaat barsten.

Angststoornis. Dit is een stoornis waarbij men van bepaalde situaties of objecten erg angstig kan worden. Het heeft te maken met een verstoring van de niveaus van CCK en GABA. Er is dan vaak iets mis met de GABA receptoren, waardoor het inhiberen van angst minder goed werkt. Drugs die hier tegen helpen zijn Benzodiazepines zoals Valium en Librium. Deze drugs binden zich aan de GABA receptoren zodat GABA zich gemakkelijker hecht en meer wordt afgegeven. Er treedt echter al snel gewenning op en deze drug  is erg verslavend. Daarnaast worden mensen die dit soort medicijnen gebruiken vaak heel suf en moe van het gebruik. Het is dus maar de vraag of het gebruik van benzodiazepines echt werkt tegen angst, of dat mensen minder angst voelen omdat ze versuft zijn.

Endozepines is een drug die de omgekeerde werking heeft van Benzodiazepines. Het maakt je dus wat meer angstig en boos. Een beetje angst kan ook gezond zijn, je moet namelijk weten wanneer een situatie gevaarlijk is om hier adequaat op te kunnen reageren.

Stress

Stress is een veel voorkomend fenomeen. Een goede beschrijving van stress zou de volgende kunnen zijn: ‘Een non-specifieke reactie van het lichaam op een eis vanuit de omgeving.’ Stress kan een impact hebben op de gezondheid. Dit gaat dan via de HPA-as, dit staat voor de hypothalamus, pituitary (hypofyse) en de adrenal gland (bijnierschors). Het werkt als volgt: de hypothalamus activeert de hypofyse, de hypofyse scheidt vervolgens ACTH af (adrenocorticotrofe hormoon), dat komt dan via het bloed bij de bijnierschors terecht en die scheidt dan cortisol, epiphendrine en norepiphendrine af. Cortisol is ook wel het stresshormoon. Het zorgt ervoor dat je stress ervaart. Als er geen goed balans in cortisol is, is dat niet goed voor je gezondheid. Er zijn verschillende stadia van stress. De ‘alarm stage’ vindt plaats als er verhoogde sympatische activiteit is. Dit is een vorm van gezonde stress. Je aandacht, geheugen , imuunsysteem is dan beter, daarnaast mobiliseert het ook. De ‘resistance stage’ vindt plaats als er juist een verminderde sympatische activiteit is, er is dan meer cortisol aanwezig. De ‘exhaustion stage’ vindt plaats wanneer er langdurige stress is. Dit is erg slecht voor de gezondheid, men wordt dan ook erg inactief en er kan een burn-out optreden. Je wordt dan moe, lichtelijk depressief, je geheugen werkt minder goed en je imuunsysteem gaat ook achteruit.

Hersengebieden en hormonen

Het testosterongehalte lijkt samen te hangen met crimineel gedrag, maar dit is echter geen één op één relatie. Een te hoog testosterongehalte kan de respons in de amygdala vergroten bij het zien van boze gezichten, wat ervoor kan zorgen dat men sneller geweld gebruikt.

De amygdala wordt sterk geactiveerd in situaties waar het niet helemaal duidelijk is wat er aan de hand is. Daarnaast integreert de amygdala omgevings- en genetische invloeden. Bij schade aan de amygdala letten mensen meer op de mond dan op de ogen bij degene met wie ze staan te praten. Dit zorgt ervoor dat er een hoop emotionele boodschappen worden gemist.

Er lijkt ook een connectie te zijn tussen agressie en verminderde serotonine afgifte. Serotonine zorgt voor inhibitie van gedrag. Lage serotonine gehaltes zorgen er dan ook voor dat mensen zichzelf minder goed in de hand kunnen houden.

De triple imbalance hypothese neemt aan dat de kans dat iemand agressief gedrag vertoont samen lichy met een imbalance in de drie hormonen serotonine, testosteron en cortisol. Als testosteron hoog is en serotonine en cortisol allebei laag dan is er een grotere kans op antiscoiaal gedrag.

College 8

Hoofdstuk 15: Mood disorders and Schizophrenia

Mentale ziekten worden veroorzaakt door een combinatie van een biologische aanleg voor een bepaalde ziekte en de ervaringen in je leven. De ervaringen kunnen een trigger zijn die de mentale ziekte tot uiting doet komen.

Stemmingsstoornissen

Je hebt zowel unipolaire depressie als bipolaire stoornissen. Bij een unipolaire depressie ervaart men voornamelijk een afwezigheid van geluk. Bij een bipolaire stoornis volgen hierop ook perioden van manie. Dit zijn perioden waarin men overactief is en zichzelf overschat.

De officiële diagnostisering van een unipolaire depressie volgens de DSM is als volgt: er moeten minimaal 5 symptomen aanwezig zijn voor een periode van minimaal 2 weken, verder moeten de symptomen elke dag voorkomen en moeten ze interferen met werk, sociale leven of studie.

Voorbeelden van deze symptomen zijn: sombere stemming, hopeloosheid, verminderd interesse of plezier, vermoeidheid, agitatie, waardeloos voelen, terugkerende suïcidale gedachten, slaapproblemen, gewichtsverlies of toename, problemen met concentreren en besluiteloosheid.

!0% van de mensen krijgt in zijn leven een unipolaire depressie.

De oorzaken van depressie

Depressie kan verschillende oorzaken hebben:

Hormonale problemen, Hoofd/ hersenletsel, Breintumoren, Substantiemisbruik, Verschillende ziektes, stressvolle Life events

Depressie heeft zowel primaire als secundaire oorzaken. Zo is hoofd/hersenletsel een primaire oorzaak, maar kan een ziekte die fysisch schade toebrengt ervoor zorgen dat men hier psychisch schade aan oploopt. Dan noemt men dit een secundaire oorzaak.

Kwetsbaarheid voor depressie

Er is een genetische component voor depressie. Uit tweelingstudies is gebleken dat 1-eiige tweelingen meer vatbaar zijn voor depressie dan 2-eiige tweelingen. Verder blijkt dat als je voor je 30^ste een depressie krijgt, dit vaak samen gaat met een familie die ook een depressie hebben gehad of angststoornissen, Als je depressie na je 45^ste optreed is dit vaak gepaard met een familieachtergrond waarin veel hart en vaatziektes voorkomen.

Vrouwen hebben een verhoogde kans op depressie. Men denkt dat dit komt door de vele hormonale cycli die een vrouw doorstaat.

Twintig procent van de vrouwen die net een kind hebben gekregen lijden aan Postpartum depression. Dit komt waarschijnlijk doordat er minder progesteron in het lichaam zit. Deze depressie komt veel meer voor bij vrouwen die al eerder in hun leven een depressie hebben gehad.

Het verminderen van het hormoon testosteron kan ervoor zorgen dat oudere mannen te kampen krijgen met een depressie.

Learned helplessness

Wat heeft het voor zin? Dit is een vorm van depressie die optreedt als je weinig feedback hebt gekregen op je gedrag, hierdoor kan er sneller worden gedacht dat het gedrag wat iemand vertoont toch geen in vloed heeft op een bepaalde gewenste uitkomst.

Seasonal affective dissorder is een vorm van depressie die vaak in de winter optreedt bij mensen die in wat noordelijke landen wonen, daar is het aantal zonuren per dag beperkt, deze mensen hebben vaak ook last van een fase delayed slaappatroon, dit betekent dat ze later op de dag slaperig worden en ook langer uitslapen.

Medicatie en behandelmethoden

Bij een depressie is er te weinig serotonine in het brein. Verschillende medicatiemiddelen spelen hier op in door de heropname van serotonine door het presynaptische neuron te blokkeren. Mensen met hevige depressies zijn het meest gebaat bij antidepressiva.

Men weet nog niet precies hoe antidepressiva werkt. De medicatie verandert direct de serotonine niveaus, maar mensen voelen het effect pas na weken. Een verlaagd serotoninegehalte is blijkbaar niet het enige dat een rol speelt bij depressie.

Tricyclische antidepressiva en MAO remmers hebben effect op serotonine levels maar ook op dopamine & norepinephrine. SSRI’s zijn medicijnen die puur effect hebben op de serotonine. Er zijn meer dan 750000 gebruikers van antidepressiva in Nederland. Medicatie werkt binnen enkele uren op de synapsen, maar de effecten zijn meestal pas voelbaar na 2 tot 4 weken. Antidepressiva is het meest effectief bij een ernstige depressie, mensen met een mildere variant hebben vaak al baat bij een placebo of herstellen spontaan.

ECT is een therapie waarbij er een stroomschok in bepaalde delen van de hersenen wordt gegeven. Als therapie en medicatie niet aanslaan en men is herhaaldelijk suïcidaal, dan wordt dit toegepast. Men weet niet precies waarom het werkt, men suggereert dat het de expressie van genen in de hippocampus en frontale cortex verandert. De therapie wordt 2 keer per week toegepast en afhankelijk van het herstel ongeveer 6 tot 8 weken. Echter is vaak na de therapie terugval te merken en lost men dit op door praattherapie. Om de bijwerkingen van geheugenverlies te beperken wordt er alleen in de rechterhemisfeer schokken gegeven.

Psychotherapie, bijvoorbeeld cognitieve gedragstherapie (CGT), werken even goed als antidepressiva. De richtlijn voor een behandeling is dan ook als eerst CGT, en daarna (of erbij) antidepressiva. Alleen is gebleken dan in de praktijk huisartsen vaak als eerste antidepressiva geven. Een voordeel van therapie ten op zichtte van medicatie is dat therapie geen bijwerkingen heeft en dat terugval minder snel voorkomt. Toch komen de beste resultaten voort uit een combinatie van therapie en medicatie, beide vormen van behandeling hebben ook invloed op de plasticiteit van de hersenen. Verdere effectieve behandeling methode kunnen heel simpel zijn zoals meer slapen, beter slaapritme en vooral voldoende bewegen.

Hersenafwijkingen

In de hersenen zijn een aantal kenmerkende eigenschappen te vinden die men heeft bij een depressie. Bij depressie is er minder Brain derived neurotrophic factor(BDNF) te zien. Verder is er in de rechterhersenhelft meer activiteit dan in de linkerhersenhelft. Daarnaast is het zo dat het aantal neuronen in de hippocampus en de cerebrale cortex kleiner wordt. Dit kan komen door de voortdurende stress. Een eventuele verklaring van de werking van antideprisiva is dat deze de productie van BDNF vergoten.

Bipolaire stoornis

Er zijn twee soorten, bipolair 1 waarbij zowel de depressie als de manie hevig is, en bipolair 2 hierbij is sprake van hypomanie, een minder heftige vorm van manie. Genetische predispositie is een van de veroorzakers van bipolairiteit. De behandeling gaat vaak met Lithium dit is een stof die de moodswings stabiliseert. Een nadeel van Lithium is dat het duur is en lastig te doseren (snel te weinig of teveel) Andere middelen die ook worden gebruikt zijn valproate en Carbamazepine. Deze medicijnen verminderen de activiteit van het neurotransmitter Glutamate, en ze blokkeren de aanmaak van arachinoide zuur. Verder is het hebben van een regelmatig slaap waak ritme is belangrijk om de manische/depressieve staat te ontwijken.

Schizofrenie

Komt in 1% van de bevolking voor, vaker bij mannen dan bij vrouwen. Ook wordt het meer gediagnostiseerd in westerse landen, dit kan liggen aan de individualiste manier van leven, mensen in minder ontwikkelde landen hebben vaak een grote ‘’support system’’ verder kan het ook te maken hebben met dat in westerse landen meer geraffineerde suikers worden gegeten. Dit draagt ook bij aan het ziektebeeld.

Bij schizofrenie is men niet in staat om in het alledaagse leven fatsoenlijk te functioneren. Symptomen moeten minimaal 6 maanden aanhouden voor een diagnose. Men kan last hebben van hallucinaties en wanen, gedesorganiseerde spraak en gedesorganiseerd gedrag/denken (dit zijn de positieve symptomen). Dit hoeft echter niet alleen bij schizofrenie voor te komen; dit kun je ook van bepaalde drugs krijgen. Hallucinaties zijn percepties die er fysiek niet zijn. Wanen zijn niet corrigeerbare denkbeelden die niet op waarheid gebaseerd zijn. Men ervaart bij schizofreniepatiënten vaak dat ze warrig praten en ongepaste emoties tonen. Ook het non-verbale gedrag kan erg vreemd zijn. Negatieve symptomen zijn vlakheid of afwezigheid van spraak, emotie en sociale interactie.

Kwetsbaarheid voor schizofrenie

Er is een genetische predispositie voor schizofrenie. Het is zelfs zo dat als beide ouders schizofreen zijn, het kind een kans heeft van 46% om ook schizofrenie op te lopen. Complicaties tijdens de zwangerschap kunnen ook grote invloed hebben op de ontwikkeling van schizofrenie. Bijvoorbeeld virussen (seasonal effect), zuurstof gebrek, slechte voeding van de moeder, extreme stress, prematuur geboorte, laag geboortegewicht, traumtaic brain injury tijdens de jeugd.

Schizofrenie komt meer voor bij mannen dan bij vrouwen. Een verklaring hiervoor kan zijn dat mannen over een hoger dopamine gehalte beschikken dan vrouwen.

Daarnaast is bij mensen met schizofrenie het DISC1 gen defect.

Symptomen

Er zijn zowel positieve als negatieve symptomen voor schizofrenie. Bij positieve symptomen moet men denken aan aanwezige gedragskenmerken die absent horen te zijn, zoals wanen en hallucinaties. Bij negatieve symptomen moet men denken aan afwezige gedragskenmerken die aanwezig horen te zijn. Je kunt hierbij denken aan een zwakke sociale interactie, zwakke emotionele uitdrukking, een slecht spraakniveau en een zwak werkgeheugen.

De negatieve symptomen zijn over het algemeen erg stabiel en lastig te behandelen.

Hersenafwijkingen

Mensen met schizofrenie hebben over het algemeen wijdere ventrikels. Dit zorgt ervoor dat er voor andere hersendelen minder plaats is. Daarnaast vind er minimale atrofie plaats: hierbij worden de hersenen kleiner. Ze hebbben minder grijze en witte stof

Bij mensen met schizofrenie zijn de cellichaampjes kleiner, vooral in de hippocampus en de prefrontale cortex. Ook heeft de linkerhersenhelft minder activiteit.

Het probleem in de frontale kwab bij schizofrenie komt pas tot uiting in de puberteit. Dan is de frontale kwab volgroeid. Wanneer er schade is bij het groeiproces en men dus als het ware in de stoornis groeit, noemt men dit: growing into deficit.

Dopamine en Glutamaat

Mensen met schizofrenie hebben een te hoog dopamine gehalte. Het is zo dat dopamine en glutamaat tegenovergesteld aan elkaar werken. Wanneer het glutamaat gehalte hoger wordt, wordt het dopamine gehalte kleiner. Men kan dus zowel zeggen dat men een te hoog dopamine gehalte heeft als dat schizofreniepatiënten een te laag glutamaat gehalte hebben.

Medicijnen die minder dopamine aanmaak als effect hebben kunnen bijwerkingen als tremoren met zich meedragen. Net als bij parkinson patiënten leidt weinig dopamine in de basale ganglia tot stuiptrekkingen en ongecontroleerde bewegingen.

Drugs die schizophrenie kunnen veroorzaken zijn middelen zoals LSD, cocaine, amphetamine, methamphetamine