Samenvatting bij de 1e druk van Essential Neuroscience van Siegel en Sapru

Neurowetenschap: Wat is de structuur van het centrale zenuwstelsel? - Chapter 1

Neurowetenschap is een combinatie van neuroanatomie, neurologie, neuropathologie, neuropharmacologie, gedragsstudies en cel biologie.

Een aantal belangrijke termen die gebruikt worden, zijn:

• Mediaal/lateraal = richting het mediane vlak/van het mediane vlak af

• Anterior/posterior van boven het brein gezien = richting de voorkant van het brein/richting de achterkant van het brein

• Anterior/posterior of ventraal/dorsaal vanuit het mesencephalon gezien en daaronder = richting de buikzijde van het lichaam/richting de rugzijde van het lichaam

• Rostraal/caudaal boven het mesencephalon = richting de voorkant van het brein/richting de achterkant van het brein

• Rostraal/caudaal vanuit het mesencephalon gezien en daaronder = richting de cerebrale cortex/richting het sacrale eind van de wervelkolom

• Ventraal/dorsaal boven het mesencephalon = richting de bovenkant van het brein/richting de onderkant van het brein

• Superior/inferior ten opzichte van het mesencephalon = richting de bovenkant van het brein/richting de onderkant van het brein

• CZS (Engels: CNS) = het centrale zenuwstelsel, dus brein en ruggenmerg. De meninges zijn de drie lagen die het CZS beschermen. De ventrikels zijn holtes gevuld met vocht.

• PZS (Engels: PNS) = het perifere zenuwstelsel, de spinale en craniale zenuwen buiten het CZS.

• Ipsilateraal/contralateraal = een punt aan dezelfde kant/een punt aan de andere kant

• Commissura = een bundel vezels die de hersenhelften verbindt

• Chiasma (Engels: decussation) = een kruising van commissura

• Neuron = het functionele deel van het zenuwstelsel. Heeft dendrieten waarmee signalen worden opgevangen en een axon waarmee signalen worden uitgezonden.

• Ganglion/zenuwknoop in het CZS = een groep neuronen met vergelijkbaar uiterlijk, informatiebron, target en functie.

• Tract = een bundel axonen met hetzelfde doelgebied, dat uit één nucleus vertrekt.

• Witte massa/stof = delen van het CZS die gemyeliniseerd zijn (axonen).

• Grijze massa/stof = delen van het CZS die ongemyeliniseerd zijn (vooral nuclei van neuronen).

• Het autonome zenuwstelsel innerveert vooral glad spierweefsel en klieren.

• Het somatische zenuwstelsel innerveert vooral dwarsgestreept spierweefsel en huidsensoren.

Het ruggenmerg is een dunne structuur die vanaf het brein afdaalt. Het is in vijf delen verdeeld met acht cervicale, twaalf thoracale, vijf lumbale, vijf sacrale spinaalzenuwen en één coccygeale spinaalzenuw. Het cervicale en lumbale ruggenmerg verdikt, vanwege de grote hoeveelheid weefsel die aangestuurd dient te worden (voornamelijk de extremiteiten).

Het brein bestaat uit een stam, cerebellum en cerebrale hemisferen. De hersenstam bestaat achtereenvolgens uit een medulla, pons en mesencephalon. Het cerebellum ligt dorsaal van de pons en zit met drie vezelgroepen als verbindingssteel (pedunculus) aan de breinstam vast; De cerebrale hemisferen bevatten de cerebrale cortex, corpus callosum, diencephalon, basale ganglia, limbische structuur en capsula interna. Bij de meeste motorische en sensorische functies bestuurt de linkerkant van het brein de rechterkant van het lichaam en andersom. Op het laterale oppervlak van het brein bevindein zich de frontale, pariëtale, temporale en een deel van de occipitale kwab. Deze worden door de sulci onderscheiden. Sulci vormen de begrenzingen van de uitstulpingen die gyri heten. De cerebrale cortex bevat cellen aan de buitenkant (in de grijze stof) en zenuwvezels aan de binnenkant (in de witte stof). Deze zenuwvezels lopen door verschillende gebieden van de cortex en verbinden zo de kwabben met elkaar.

Hersenkwabben

De frontale kwab is de grootste kwab. Het heeft als posterieure grens de centrale sulcus en reikt tot de frontale punt van het brein. In het mediane vlak strekt het uit tot het corpus callosum. Het posterieure deel van de frontale kwab is de precentrale gyrus. Hier worden de motorische signalen afgegeven. Er is sprake van een somatotrope indeling, wat inhoudt dat bepaalde gebieden uit de gyrus horen bij verschillende delen van het lichaam. Er is dus een anatomische kaart te tekenen op de gyrus. de projectie van het lichaamsschema wordt homonculus genoemd. Dit is wel disproportioneel, doordat sommige kleinere lichaamsdelen complexer zijn dan andere, grotere lichaamsdelen. Het deel dat dicht bij de laterale sulcus (sulcus van Sylviane) ligt, innerveert het hoofd en het gezicht. Dorsaal en mediaal liggen de neuronen die de extremiteiten innerveren. Van anterior naar posterior bevinden zich de superieure, middelste en inferieure frontale gyrus. Bij de inferieure frontale gyrus ligt ook het frontale oogveld, waarmee willekeurige oogbewegingen worden gecontroleerd. In de inferieure frontale gyrus ligt het spraakcentrum van Broca, waarmee spraak geproduceerd wordt. Ver rostraal in de inferieure frontale gyrus ligt ook de prefrontale cortex, waar intellect en emotionele gebeurtenissen worden verwerkt. Diep in de sulcus van Sylviane ligt de insula, achter de temporaliskwab. Deze heeft meerdere functies, waaronder het ontvangen en verwerken van smaak en pijn.

De pariëtale kwab regelt de somatosensorische functies. De kwab ligt posterieur van de centrale sulcus en strekt uit tot de occipitale kwab. Tussen de centrale sulcus en de postcentrale sulcus ligt de postcentrale gyrus. Hier wordt de informatie van de periferie in opgenomen. Zoals gezegd ontvangt de ene helft van het brein informatie van de andere kant van het lichaam. De rest van de pariëtale kwab wordt door de interpariëtele sulcus opgedeeld in een superieur en een inferieur deel. Superior van de laterale sulcus liggen de supramarginale en angulare gyri, die auditieve en visuele signalen verwerken. Ventraal hiervan ligt het gebied van Wernicke, waar het begrip van taal wordt geregeld.

De occipitaalkwab ligt voor het grootste deel mediaal, maar voor een deel ook lateraal op de cortex. Hij is het beste te zien op een midsagittale doorsnede. Inferior en superior van de calvarine sulcus zit de primaire visuele cortex. De ventrale grens is een grote vezelbundel die de twee hemisferen verbindt (het corpus callosum). Mediaal van het corpus callosum ligt een dunne membraandraad die de laterale ventrikels scheidt (het septum pellucidum).

De temporaalkwab ligt inferieur van de laterale sulcus en is voornamelijk belangrijk voor de auditieve verwerking. Deze kwab bestaat uit een superieure, mediale en inferieure gyrus. Uit de hippocampus, die diep in deze kwab ligt, ontspringt de fornix. De fornix is een groot vezelsysteem dat inferieur van het corpus callosum en superieur van de thalamus loopt. Het geeft informatie van de hippocampus aan het septale gebied en de hypothalamus. Onder de fornix ligt het diëncephalon. De parahippocampale gyrus verlengt zich mediaal in de uncus. Diep in deze gyrus en uncus liggen de hippocampische formatie en amygdala.

De thalamus is een grote structuur die de informatie voor verschillende hersendelen integreert. De hypothalamus is kleiner en ligt ventraal en anterieur van de thalamus. De hypothalamus regelt de viscerale functies zoals temperatuur en het endocriene systeem. Ventraal is hij verbonden met de hypofyse.

Structuren van de voorhersenen

In de hemisferen liggen holtes die we ventrikels noemen. Deze zijn gevuld met liquor (hersenvocht). Liquor wordt in speciale epitheelcellen uit de choroïde plexus gevormd, welke in het dak van de ventrikels ligt. Liquor heeft een geleidende en beschermende functie. Beide laterale ventrikels zijn groot. Hun voorhoorn ligt in de frontale kwab en hun achterhoorn in de occipitaalkwab. Het corpus van het interventriculaire ventrikel loopt tot de achterhoorn en verbindt het geheel met de inferieure hoorn. De inferieure hoorn eindigt bij de amygdala. Het derde ventrikel ligt in het diëncephalon, dat ventraal ligt van de thalamus en dorsaal van de hypothalamus. Via het interventriculaire foramen heeft het contact met de laterale ventrikels. Posterior is het verbonden met het cerebrale aquaduct, waardoor liquor via het vierde ventrikel naar de subarachnoïdale ruimte kan stromen.

De basale ganglia zijn belangrijk voor motorprocessen. De belangrijkste onderdelen zijn de nucleus caudatus, het putamen en de globus pallidus. Ook de subthalmische nucleus en substantia nigra horen bij de basale ganglia. De nucleus caudatus ligt dichtbij de voorhoorn van het laterale ventrikel. Het verlengt caudaal langs het corpus en de inferieure hoorn. De staart ligt bij de thalamus.

Het putamen is het grootste deel van de basale ganglia en ligt lateraal/anterieur in het voorbrein. Het grenst lateraal aan de externe capsules en mediaal aan de globus pallidus. De externe capsules zijn deel van het corticofugale vezelsysteem dat de informatie van de cerebrale cortex naar het voorbrein, hersenstam en ruggenmerg brengt en weer terug. Het diëncephalon bestaat uit de dorsale thalamus en de ventrale hypothalamus. De mediale grens is het derde ventrikel en de laterale grens de interne capsule. Anterior van het diëncephalon liggen de commissura anterior en lamina terminalis. Posterior ligt de commissura posterior.

Limbische structuren zijn belangrijk bij emotioneel gedrag, geheugen en hormonen. De hippocampus en amygdala uit de temporaalkwab horen bij dit systeem. Uit de hippocampus komt de fornix en uit de amygdala de stria terminalis. Deze loopt samen met de nucleus caudatus naar de hypothalamus.

Cerebellum en hersenstam

Het cerebellum is belangrijk voor het coördineren van motorische processen. Drie paar cerebelle penduncles verbinden dit cerebellum aan de hersenstam. Het cerebellum kent twee hemisferen met daartussen het vermis. De hemisferen hebben een anterieure, grote posterieure en kleine flocculonodulaire kwab. De kwabben krijgen elk van een ander gebied van het CNS en de periferie signalen.

Dorsaal op de hersenstam liggen twee paar uitstulpingen. Het bovenste paar doet de visuele functies en het onderste paar de auditieve. Het dorsale deel van de pons en medulla vormt de bodem van het vierde ventrikel. Dit ventrikel komt in de obex uit in het centrale kanaal. Het deel van de medulla met het ventrikel heet de open medulla en het deel met het centrale kanaal de gesloten medulla. Op het dorsale oppervlak van de medulla zitten uitstulpingen die de sensorische neuronen van de medulla bevatten. Ter hoogte van het mesencephalon loopt een grote zenuwbundel (crus cerebri) van de cerebrale hemisferen naar de hersenstam en het ruggenmerg.

De dorsale helft van het pons heet het termentum en de ventrale helft de basilaire pons. Een rostrale/caudale uitstulping heet de pyramide. De axonen hierin zijn dezelfde als die van de interne capsule en cerebrale peduncles. De piramide geleidt alle corticale signalen die naar het ruggenmerg gaan en weer terug. Via de pyramidale decussatie in het corticospinale kanaal komt de piramide contralateraal van de lagere medulla te liggen. De pyramide wordt door een dunne sulcus gescheiden van een andere uitstulping (de oliva). Dit speelt een belangrijke rol voor de verbinding tussen het ruggenmerg en de hersenstam naar cerebellum.

Neurowetenschap: Hoe verloopt de ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel? - Chapter 2

Het zenuwstelsel ontwikkelt zich uit ectodermaal weefsel. In de derde tot vierde week van de ontwikkeling is er sprake van sterke celproliferatie waarbij de chorda dorsalis (van mesodermale oorsprong) het bovengelegen ectoderm induceert tot neurale plaat. De neurale plaat is een verdikking in het ectoderm die zich in de vierde tot vijfde week naar lateraal uitbreidt. De laterale randen van de plaat prolifereren sneller en vormen een verheffing, de neurale plooien. Het voorste gedeelte van de neurale plooien ontwikkelt zich sneller dan het achterste gedeelte. Tussen de H2: Ontwikkeling van het zenuwstelsel

Het zenuwstelsel ontwikkelt zich uit ectodermaal weefsel. In de derde tot vierde week van de ontwikkeling is er sprake van sterke celproliferatie waarbij de chorda dorsalis (van mesodermale oorsprong) het bovengelegen ectoderm induceert tot neurale plaat. De neurale plaat is een verdikking in het ectoderm die zich in de vierde tot vijfde week naar lateraal uitbreidt. De laterale randen van de plaat prolifereren sneller en vormen een verheffing, de neurale plooien. Het voorste gedeelte van de neurale plooien ontwikkelt zich sneller dan het achterste gedeelte. Tussen de H2: Ontwikkeling van het zenuwstelsel

!!br0ken!!neurale plooien ontstaat een neurale groeve. Terwijl de neurale groeve dieper wordt en verder ontwikkelt, migreren bepaalde cellen gelegen in de neurale groeve naar dorsaal om de neurale lijst te vormen. Naarmate de ontwikkeling van het embryo vordert, worden de neurale plooien steeds groter en fuseren deze uiteindelijk langs te middenlijn. Dan is er sprake van een neurale buis. Deze neurale buis gaat het zenuwstelsel vormen.

Het voorste gedeelte van de neurale buis vormt aanvankelijk drie blaasjes, het prosencephalon, het mesencephalon en het rhombencephalon. Later ontstaan er twee extra blaasjes. Telencephalon en diencephalon ontstaan uit het prosencephalon, metencephalon en myelencephalon. De neurale buis caudaal van deze blaasjes vormt het ruggenmerg. Uit het prosencephalon ontstaan de voorhersenen, uit het msencephalon ontstaan de middenhersenen en uit het rhombencephalon ontstaan de achterhersenen. Het rhombencephalon vormt uiteindelijk de pons, de medulla oblongata en het cerebellum.

Morfogenese van het centrale zenuwstelsel

De neurale buis bestaat uit drie lagen: de ventriculaire laag, de mantellaag en de marginale laag. Vroeg in de ontwikkeling ontstaan er verdikkingen in de wand van de neurale buis door proliferatie en ontwikkeling van jonge neuronen (= neurocyten) in de mantellaag. Omdat de mantellaag de cellichamen van de neuronen bevat, zal deze laag uiteindelijk de grijze stof vormen. De witte stof bestaat uit de uitlopers van de cellichamen. Tijdens de proliferatie van jonge neurale cellen, ontstaan twee groeven die langs de laterale wanden van de neurale buis lopen. Deze groeve zijn de sulci limitans. Neurocyten die dorsaal van deze sulcus migreren vormen de lamina alaris. Neurocyten die ventraal van deze sulcus migreren vormen de lamina basalis. De lamina alaris en lamina basalis vormen dus de wand van de neurale buis. De cellen die dorsaal langs middenlijn zijn gelegen, vormen de roof plate. Cellen die ventraal langs de middenlijn van de neurale buis zijn gelegen, vormen de floor plate.

De ontwikkeling van het ruggenmerg wordt gekenmerkt door een relatief verschil in groei tussen ruggenmerg en wervelkolom. Gedurende de eerste drie maanden ontwikkelen het ruggenmerg en de wervelkolom zich met dezelfde snelheid. Na deze periode, echter, groeit de wervelkolom sneller ten opzichte van het ruggenmerg. Na de geboorte eindigt het ruggenmerg hierdoor ten hoogte van L3 (bij volwassenen ter hoogte van L2). Onder L2 lopen wel nog zenuwen naar beneden, dit is te zien als een soort paardenstaart (cauda equina). Deze plek is goed geschikt voor een ruggenpunctie.

Myelencephalon (medulla)

In het deel van de hersenstam dat het vierde ventrikel bevat, wordt de roof plate zo groot en het neurale kanaal zo wijd dat de lamina alaris lateraal van de lamina basalis komt te liggen. Structuren geassocieerd met motorische functies liggen mediaal van de structuren geassocieerd met sensorische functies. De vierde ventrikel ontstaat uit het neurale kanaal. Later in de ontwikkeling zullen foramina ontstaan, de laterale foramina van Luschka en het mediale foramen van Magendie.

Neurowetenschap: Wat valt onder meninges en cerebrospinale vloeistof? - Chapter 3

Het centrale zenuwstelsel wordt beschermd door de schedel, de wervelkolom en de hersenvliezen. Er zijn drie hersenvliezen: dura mater, arachnoid mater en pia mater. Ze bestaan uit fibroblasten en collageen. Het arachonoïd en de pia heten de leptomeninges (dunne vliezen).

De dura is de buitenste laag en bestaat uit een periostlaag en een vlies. De periosteale laag zit aan de binnenkant van de schedel vast en is goed gevasculariseerd. Alleen in pathologische omstandigheden komt er vocht tussen de periostlaag en de schedel. Septa (bladvormige uitstulpingen) uit de dura maken gescheiden compartimenten in de craniale holte. Een van die septa, het falx cerebri, scheidt de twee cerebrale hemisferen. Een ander, het tentorium cerebelli, ligt tussen de occipitaalkwab en het cerebellum. Het falx cerebellum scheidt de cerebellare hemisferen. Het anterieure deel van de dura wordt gevasculariseerd door de arteria meningealis anterior, het posterieure deel van de vertebrale en occipitale arteriën. Bij hoofdbeschadiging kan een vat beschadigen en een hematoom ontstaan. Het arachnoïd ligt tussen dura en pia. Deze structuur zit los om het brein heen. Tussen de pia en het arachnoïd zit de subarachnoïdale ruimte, die gevuld is met liquor. Draadjes bindweefsel (arachnoïde trebeculae) verbinden het arachnoïd met de pia en zorgen dat het brein met de vliezen omgeven blijft. Het arachnoïd is op sommige plaatsen vergroot. De grootste van deze subarachnoïdale cisternen zit tussen het cerebellum en de medulla en heet de cisterna magna. Via arachnoïdale villi stroomt de liquor naar de venen in de dura. Dit gebeurt door drukverschil en werkt maar in één richting.

De pia is het binnenste hersenvlies en projecteert in de fissurae en sulci. Dit vlies bestaat uit dunne bloedvatplexus. Als een bloedvat het hersenweefsel doorgaat, gaat er ook een deel pia en arachnoïd mee, waardoor een perivasculaire ruimte ontstaat. Waarschijnlijk kan zo de liquor het brein in.

Caudaal van L1 en dus rostraal van L2 eindigt het ruggenmerg in de conus medullaris. Hieruit komt een dun laagje ependymcellen en astrocyten van de pia. Dit laagje heet de filum terminale internum. Het laagje loopt door tot S2, waar het in het durale filum terminale externum overgaat. Om het ruggenmerg zitten drie vergelijkbare membranen: spinale dura, arachnoïd en pia mater. Spinale dura bevat geen periost, waardoor de epidurale ruimte gebruikt kan worden bij puncties.

De spinale dura begint bij de dura bij het foramen magnum en eindigt bij S2. Het spinale arachnoïd is via trabeculae aan de spinale dura verbonden. Zo wordt het deel onder L2 waar alleen zenuwwortels zich bevinden omringd (cauda equina). De spinale pia mater is dikker dan de craniale. Via de getande ligamenten zit het vast aan het spinale arachnoïd. Van L2 tot S2 loopt de lumbale cisterne. Het lumbale arachnoïd is breed met daarin de filum terminale internum en cauda equina. Omdat hier weinig neurale structuren liggen, worden hier (tussen L3 en L4 bij volwassenen, L4-L5 bij kinderen) de liquorpuncties gedaan.

Hersenventrikels

Er zijn vier holtes in het brein: twee laterale ventrikels, het derde en het vierde ventrikel. De laterale ventrikels lopen mee met de hemisferen en hebben een anterieure hoorn in de frontale kwab, een corpus in de pariëtaalkwab, een posterieure hoorn in de occipitaalkwab en een inferieure hoorn in de temporaalkwab. De laterale ventrikels staan in verbinding met het derde ventrikel via het foramen van Monro. Het derde ventrikel is het mediane oppervlak van de thalamus en hypothalamus. Het bevindt zich in het midden van het diëncephalon. Via een kort kanaal (het cerebrale aquaduct) staat het derde ventrikel in verbinding met het vierde ventrikel. Dit ligt posterieur van de pons en ventraal van het cerebellum, waar het met zijn dak in projecteert. Via de foramina van Luschka lateraal en het foramen van Magendie mediaal staat het vierde ventrikel in verbinding met de subarachnoïdale ruimte. Caudaal van het vierde ventrikel begint het centrale kanaal dat naar het ruggenmerg loopt.

De plexus chorioides produceert liquor en zit in de ventrikels. In de laterale ventrikels bevindt het zich aan de mediale zijde van de inferieure hoorn tot de interventriculaire foramina. In het derde en vierde ventrikel zit de plexus in het dak. De plexus heeft endotheel, membraan van de pia en choroïdaal epitheel. Tussen de aparte cellen zitten tight junctions.

Liquor

Om liquor te produceren, moet er bloed door de endotheelcellen van de plexus chorioides stromen. Grote moleculen kunnen hier niet doorheen en voor ionen is actief transport nodig. Liquor beweegt pulsatiel. Vanuit de laterale ventrikels komt het in het derde ventrikel bij meer liquor. Via het aquaduct komt het in het vierde ventrikel, waar nog meer wordt gesecreteerd. Liquor komt vervolgens in de cisterna magna en zo via arachnoïdale villi in de durale venen. Via de cisterna magna gaat het ook naar het ruggenmerg. Liquor heeft vier functies. Hersenen en ruggenmerg kunnen erop drijven, het biedt bescherming, het voert metabolieten (afvalstoffen) af en biedt een ionisch stabiele omgeving. Het grootste verschil tussen liquor en bloed is dat liquor veel minder eiwit bevat. Ook verschillen de ionconcentraties. Liquor is kleurloos maar kan door ziektes verkleuren.

Dat grote moleculen niet in de ruimtes van het CNS kunnen, heet de bloed-hersenbarrière. Deze wordt gevormd door endotheelcellen, astrocyten en capillaire basaalmembranen. Hierdoor komen afwijkende substanties uit het bloed niet in de hersenen terecht. Bij medicatie is deze barrière een probleem. Tussen liquor en bloed zit de bloed-liquorbarrière. Door de tight junctions in de epitheelcellen van de plexus chorioides kunnen er ook geen grote moleculen in het liquor komen. Een aantal structuren van het CNS, zoals de neurohypofyse, hebben geen barrière.

Ziektes

Een infectie van de hersenvliezen (meningitis) kan levensbedreigend zijn. Symptomen zijn hoofdpijn, koorts, braken en overgevoeligheid voor licht. De liquordruk neemt hierbij toe. Bacteriële oorzaken worden met antibiotica opgelost, maar voor virale ontstekingen is geen medicatie. Tumoren in de hersenvliezen heten meningioma’s en groeien langzaam. Ze worden behandeld met een operatie of radiotherapie. Door hoofdletsel kan een arterie kapot gaan, waardoor er bloed tussen de dura en schedel kan komen. Dit heet een epiduraal hematoom. Tussen de dura en arachnoïd heet dit een subduraal hematoom. Door het scheuren van een arterie kan er ook een subarachnoïdaal hematoom (tussen arachnoïd en pia) ontstaan. Dilatatie van de ventrikels (hydrocephalus) ontstaat door verstoringen in de liquorcirculatie. Door de toegenomen druk worden hersenstructuren verdrukt en kunnen motorfuncties uitvallen. Het totale volume van de craniale holte kan door verschillende oorzaken toenemen. Zo kan het breinvolume geheel zijn toegenomen door cerebraal oedeem, een deel van de hersenen door een bloeding of tumor, de hoeveelheid liquor kan zijn toegenomen en zo ook de hoeveelheid bloed.

Neurowetenschap: Hoe werkt de bloedvoorziening van het centrale zenuwstelsel? - Chapter 4

Het centrale zenuwstelsel is metabolisch erg actief, er moet dus veel bloed naar het brein. Bij een kleine verstoring van de bloedtoevoer kan er al serieuze schade optreden. Als breinschade dreigt, verlies je snel het bewustzijn. De bloedtoevoer van het brein gaat via de interne carotis en de vertebrale arterie. De interne carotis ontspringt aan beide kanten uit de carotis communis ter hoogte van de schildklier. Ventraal van de nervus opticus komt het de dura binnen. De arteria ophthalmicus gaat door het optische foramen en geeft de renina en craniale dura bloed. De posterior communicatie arterie ontspringt bij het optische chiasma en geeft bloed aan onder andere de hypofyse. Hier ontspringt ook de anterior choroïde arterie, die de choroïde plexus bloed geeft. Lateral van het optische chiasme verdeelt de carotis interna zich in een anterior en mediale cerebrale arterie.

De anterior cerebrale arterie geeft bloed aan de mediale delen van de cerebrale hemisferen, waaronder delen van de frontalis en de pariëtalis. Ook de precentrale en postcentrale gyrus krijgen bloed van deze arterie. Hierdoor zijn aandoeningen van deze arterie ook somatotoop. De anterior communicatie arterie verbindt de twee anterior cerebrale arteriën.

De mediale cerebrale arterie vasculariseert het laterale deel van het cerebrum waaronder delen van de temporale, frontale, pariëtale en occipitale kwab. Uit deze arterie ontspringen de lenticulostriate takken (nucleus caudatus), orbitofrontale arteriën, (pre)centrale takken, pariëtale takken, angulaire arterie en de temporale arterie.

De twee vertebrale arteriën komen uit de arteriae subclaviae. Deze gaan door het transverse foramen in C6 en gaan via de wervels omhoog. Via het foramen magnum komen ze in het cranium. Uit de vertebrale arteriën ontspringen de anterior en posterior spinale arterie en de posterior inferior cerebellaire arterie. De vertebrale arteriën komen samen in de basilaire arterie, die pons, medulla, cerebellum en mesencephalon voorziet van bloed. Ook het labyrint in het oor krijgt hiervan bloed. De cirkel van Willis is een cerebrale arteriële cirkel om het optische chiasme en het infundibulum. Dit is een anastomose van de interne carotis en de basilaire arterie. De cerebrale arteriën worden door de anterior communicatie arterie verbonden, de carotis door de posterior communicatie arterie, zodat een cirkel ontstaat. De cirkel is vaak niet duidelijk aanwezig, omdat de bloedstroom niet altijd even eerlijk verdeeld is. De dura krijgt vooral bloed van de middelste meningeale arterie, afkomstig uit de interne carotis.

Venen van het brein

Het veneuze afvoer gaat via durale sinussen. Deze komen uit in de rechter en linker jugularis interna. De belangrijkste sinussen zijn de superior en inferior sagittale (boven en onder het falx), sinus confluens (verzamelplaats van de sagittale sinussen) de transversale (verbindt de confluens en de sinus confluens), de caverneuze (aan beide kanten van het os sphenoïd) en de sphenoparientale (onder het os sphenoïd, komt uit in de caverneuze sinus). De cerebrale venen zijn verdeeld in de superficiale cerebrale venen en de diepe cerebrale venen. De superficiale zijn de mediale cerebrale vene, anastomotische vene van Trolard en anastomotisch vene van Labbé. De diepe zijn de grote cerebrale vene van Galen, de basale vene van Rosenthaal en de interne cerebrale vene. De vene van Galen wordt gevormd door de twee interne cerebrale venen die bij het corpus callosum samenkomen.

Vascularisatie van het ruggenmerg

De arteriën van het ruggen merg zijn de posterior spinale arterie (mediaal en dorsaal), anterior spinaal arterie (ventraal) en de spinale medullaire en radiculaire arteriën, die het thoracale lumbale en sacrale deel van bloed voorzien. De afvoer van het ruggenmerg gaat ventraal via de anteromediane spinale vene in de middenlijn en twee anterolaterale spinale venen naast de ventrale wortels. Dorsaal zit de posterolaterale spinale vene in de middenlijn en twee posterolaterale spinale benen naast de dorsale wortels. De anterior venen worden door de anterior spinale medullaire en radiculaire arteriën gedraineerd, de posterior venen door de posterior medullaire en radiculaire arteriën.

Neurowetenschap: Wat is de histologie van het centrale zenuwstelsel? - Chapter 5

Signalen van de ene naar de andere zenuwcel gaan via speciale contactzones tussen de neuronen (synapsen). Het communicatiemechanisme heet synaptische transmissie en is bijna altijd chemisch. Het pre-synaptische neuron geeft in de synaps neurotransmitters af, die een exciterende of inhiberende werking hebben op het post-synaptische neuron. Het brein bestaat uit 1011 neuronen. Elk neuron heeft een lichaam (soma) waar allerlei uitstulpingen aan vast zitten (neurieten). De neurieten die informatie ontvangen en doorgeven naar het soma, heten dendrieten. De neurieten die informatie van het soma naar een targetcel brengen heten axonen.

Neuronen zijn volledig omgeven door een celmembraan. Het soma bestaat uit cytoplasma met een nucleus en verschillende organellen binnen dit membraan. Hier vinden de metabole en trofische (voedende) processen plaats. De hoeveelheid cytoplasma in de neurieten is veel groter dan die in het soma. De nucleus als celkern is vergelijkbaar met andere nucleï in het lichaam. Het bestaat uit hetero- en euchromatine met daaromheen een nucleair membraan. Let op dat in de neurologie het woord ‘nucleus’ ook 'een groep neuronen in het CNS met dezelfde karakteristieken' kan betekenen.

Naast de nucleus bevinden deze stoffen zich in het cytoplasma:

• Nissl-substantie bevindt zich in de gehele cel, behalve in het axon en in de axonheuvel (axon hillock). Nissl-substantie bestaat uit losse ribosomen en ribosomen die vast zitten op het endoplasmatisch reticulum (wat vervolgens ruw endoplasmatisch reticulum genoemd wordt).

• Mitochondria bevinden zich in het gehele neuron en zorgen voor energieproductie.

• Golgi-apparaten bewerken en verpakken de eiwitten die afkomstig zijn uit het endoplasmatisch reticulum.

• Lysosomen houden het neuron schoon door middel van hydrolytische enzymen.

• Het cytoskelet bepaalt de vorm van het neuron. Het bestaat uit microtubuli die de celontwikkeling en instandhouding verzorgen, een overvloed aan neurofilamenten en microfilamenten die belangrijk zijn bij de groei en de formatie van pre- en postsynaptische specialisaties.

Dendrieten zijn korte uitlopers van het neuron en bevatten veel vertakkingen. De belangrijkste taak van een dendriet is het signaal van een axon van een ander neuron doorgeven aan het soma. Dendrieten hebben spines of gemmulae aan hun uiteinde zitten, waarmee het synaptische oppervlak wordt vergroot.

Axonen zijn vaak erg lang en dun. Het plasmamembraan van een axon heet het axolemma en het cytoplasma heet het axoplasma. Dit bestaat uit mitochondria, microtubules en neurofilamenten. Een actiepotentiaal start in de axonheuvel. Als een axon gemyelineerd is, gaat het transport van de actiepotentiaal veel sneller. Axonen vertakken niet, maar soms ontspringen er wel meerdere uit de soma die later samenkomen (‘recurrent collaterals’). Het einde van een axon heet het synaptische einde of synaptische bouton.

Axonaal transport

Er zijn meerdere manieren van axonaal transport:

• Snel anterograad transport (100 tot 400 millimeter per dag) is het transporteren van functionele materialen in het neuron (enzymen, glycoproteïnes en voorlopers van neurotransmitters) van het soma naar de uiteindes van de axonen. Dit transport gaat via het golgi-apparaat waarbij vesikels van het soma worden afgesnoerd. Deze vesikels of blaasjes reizen via de microtubuli naar de synaptische eindes. In de uiteindes worden de voorlopers van neurotransmitters verknipt tot kleinere peptiden en zo als neurotransmitter via exocytose in de synaps gesecreteerd. Voor transport via microtubuli is het enzym kinesine nodig als bindingsfactor.

• Langzaam anterograad transport (0,25 tot 5 millimeter per dag) werkt op dezelfde manier als de snelle variant, maar er zijn bij deze vorm van transport grotere moleculen betrokken (bijvoorbeeld actine, myosine, tubuline en calmoduline).

• Snel retrograad transport (50 tot 200 millimeter per dag) vervoert stoffen van de synaptische uiteindes naar het soma. Het overtollige membraan van verbruikte neurotransmitters wordt op deze manier teruggebracht naar het soma om daar afgebroken te worden, maar ook zenuwgroeifactor en endocytotische stoffen worden zo vervoerd.

Via axonaal transport worden de targets van neuronen bestudeerd. Er wordt dan een speciale kleurstof gebruikt waarmee het axon gevolgd kan worden.

Soorten neuronen

Op morfologie gesorteerd zijn er verschillende soorten neuronen:

• Multipolaire neuronen komen vooral in het CZS voor. Zij hebben minstens drie dendrieten en één lang axon.

• Bipolaire neuronen hebben één relatief lang dendriet en één axon. Deze neuronen zijn sensorisch van aard.

• Pseudo-unipolaire neuronen hebben één uitloper van het soma die zich in twee takken splitst. Één tak gaat naar de periferie, de ander naar het CZS. Beide takken hebben de structurele en functionele karakteristieken van een axon.

• Unipolaire neuronen hebben hun axon en dendriet aan dezelfde kant liggen. Deze neuronen komen zelden voor.

Neuronen zijn ook in te delen in hoofdneuronen en intrinsieke neuronen. Hoofdneuronen hebben lange axonen en lange vezelpaden en intrinsieke neuronen zijn juist erg kort. Deze laatste worden ook wel de interneuronen genoemd en hebben vaak een inhiberende functie.

Andere cellen van het zenuwstelsel

Naast neuronen zijn er ook cellen met een ondersteunende functie in het zenuwstelsel. Deze gliacellen zijn in overvloed aanwezig ten opzichte van de neuronen.

Ze zijn op te delen in de volgende groepen:

• Astrocyten zijn stervormig en de grootste gliacellen in het lichaam. Ze bieden steun aan neuronen, maar kunnen ook neurotransmitter opnemen (en hiermee het effect uitdoven) en elektrische activiteit tegenhouden. Protoplasmische astrocyten leveren voedingsstoffen via de wanden van bloedvaten naar de neuronen, fibreuze astrocyten repareren schade en Müllercellen bevinden zich in de retina.

• Oligodendrocyten vormen myelineschedes in het CZS. In de witte massa zitten interfasciculaire oligodendrocyten en in de grijze massa perineurale oligodendrocyten.

• Microglia zijn de kleinste gliacellen. Bij beschadigingen in het CZS worden ze groot, mobiel en fagocytotisch. Daarnaast geven ze cytokines af bij trauma’s of herseninfarcten, die soms schadelijk zijn voor het CZS.

• Ependymale cellen zijn er in drie soorten. Ependymocyten vormen het epitheel van de ventrikels en het ruggenmerg. Ze zijn kubus of cilindrisch en hebben microvilli en cilia, waarmee ze de flow van de liquor bevorderen. Tanycyten zijn gespecialiseerde cellen in de bodem van het derde ventrikel. Ze zorgen voor transport van hormonen tussen liquor, capillairen en de hypothalamus. Choroïdale epitheelcellen zitten in de plexus choroïdius en zijn betrokken bij de productie en secretie van liquor. Door hun tight junctions kan de liquor niet in het weefsel terecht komen.

Gemyeliniseerde axonen

In zowel het perifere zenuwstelsel (PZS) als het CZS komen gemyeliniseerde axonen voor. In het PZS wordt myeline om de axonen geplaatst door Schwanncellen. In de myelinelaag zitten regelmatige onderbrekingen, die de knopen van Ranvier heten. Doordat hier de weerstand veel lager is, springt het actiepotentiaal van knoop naar knoop en hoeft het slechts de gezamenlijke afstand van knopen af te leggen in plaats van de hele axonlengte. Deze transportvorm heet sprongsgewijze impulsgeleiding. De myeline wordt gevormd, doordat de Schwanncel rond het axon gaat draaien en zo een spiraal om het axon vormt. De binnenste lagen van deze spiraal fuseren.

In het CZS wordt de myeline gemaakt door de oligodendrocyten. Uit één oligodendrocyt ontstaan meerdere (tot wel zestig) gliale uitlopers die om een deel van het axon wikkelen.

Bindweefsel van neuronen

De perifere zenuwen bevinden zich in het autonome zenuwstelsel. Elke perifere neuron bestaat uit drie onderdelen:

• Epineurium, een laag straf bindweefsel om de vezelbundels.

• Perineurium, een laag bindweefsel om elke vezelbundel.

• Endoneurium, een laag losmazig bindweefsel waar één zenuwvezel in zit.

Zenuwen in het centrale zenuwstelsel hebben geen epineurium en perineurium.

Ziektes aan het zenuwstelsel

Een aantal ziektes aan het zenuwstelsel zijn:

• Multiple sclerose is de demyelinisatie van axonen in het CZS

• Guillain-Barré syndroom is de demyelinisatie van axonen in het PZS door ontsteking

• Beschadiging van het soma door ziekte, ischemie of trauma (dit laatste kan necrotische celdood veroorzaken)

• Beschadiging van de axonen

Regeneratie is mogelijk, als de beschadiging in het volwassen CZS niet erg is. Er ontspringen dan nieuwe axonen. Astrocyten beperken dit proces en zorgen dat de nieuwe axonen in goede banen groeien. In het PZS groeit een axon aan als het endoneuriale bindweefsel in tact is.

Neurowetenschap: Wat is de functie van het ruggenmerg in de overdracht van sensorische informatie? - Chapter 9

Het ruggenmerg heeft een zeer belangrijke functie in de overdracht van sensorische informatie naar het brein, als mede in de regulatie van motorische en autonome functies. Het ontvangt sensorische informatie van somatische en viscerale receptoren via de dorsale wortel en geeft deze informatie door naar hogere centra in het brein. Vervolgens wordt de informatie vertaald naar signalen die via ventrale wortels naar de periferie gaan.

Het ruggenmerg bevindt zich vanaf het foramen magnum tot de wervel L2. De wervelkolom groeit dus éénderde langer door. Het caudale eind van het ruggenmerg is vernoemd naar de vorm (conus medullaris). In het verlengde van deze conus ligt een dunne draad die zelfs door de durale zak groeit (filum terminale internum/externum). De lumbosacrale zenuwen die uitmonden onder het ruggenmerg, worden samen de cauda equina (‘paardenstaart’) genoemd. Omdat er hier geen ruggenmerg is, is het een goede plek voor een lumbaalpunctie.

Elke spinale zenuw bevat een dorsale en een ventrale wortel, die distaal van het spinale ganglion samenkomen tot een gemeenschappelijke spinale zenuw. De dorsale (afferente) wortel ontvangt sensorische informatie van somatische en viscerale receptoren waarna deze informatie via opstijgende banen bij de hersenen terecht komt. De ventrale (efferente) wortel ontvangt informatie van de hersenen om deze signalen vervolgens door te geven aan somatische en viscerale receptoren. De spinale zenuw staat in verbinding met paravertebrale ganglia (de grensstreng), die aan beide zijden van het ruggenmerg liggen. Het spinale ganglion ligt in het foramen intervertebrale en bevat de neuronen die vorm geven aan de afferente (sensibele) vezels die het ruggenmerg binnengaan.

Spinale segmentatie is gebaseerd op de locaties waar de 31 spinale zenuwparen het ruggenmerg verlaten (acht cervicale segmenten, twaalf thoracale, vijf lumbale, vijf sacrale en één coccygeale). Op elk niveau verlaat de spinale zenuw het ruggenmerg via de intervertebrale foramina. Cervicale zenuwen verlaten het ruggenmerg rostraal ten opzichte van de bijbehorende vertebra, terwijl in de rest van het lichaam de zenuwen het ruggenmerg juist caudaal verlaten ten opzichte van de bijbehorende vertebra. De achtste cervicale zenuw is hier dus een uitzondering op en verlaat het ruggenmerg rostraal ten opzichte van wervel T1.

Het ruggenmerg is cilindrisch van vorm en is vergroot ter hoogte van de cervicale en lumbale gebieden, dit worden intumescenties genoemd. Op deze plaatsen komen de zenuwen voor de extremiteiten naar buiten, vandaar de verdikkingen.

Hieruit komen drie knooppunten van zenuwvezels:

• Plexus brachialis: C5-Th1. Deze plexus innerveert de bovenste extremiteiten.

• Plexus lumbalis: L1-L4. Deze plexus innerveert de onderste extremiteiten.

• Plexus sacralis: L4-S2. Deze plexus bevat parasympatische vezels en motorvezels die de blaas en zijn sfincters innerveert.

Op een transversale doorsnede van het ruggenmerg is in het midden vlindervormige grijze stof te vinden met daaromheen witte stof. De witte stof bestaat uit opstijgende en afdalende, eventueel gemyeliniseerde axonen met dezelfde oorsprong of hetzelfde eindpunt. Dit worden fasciculi (in het Engels ‘tracts’) genoemd en gebundeld heet dit een funiculus. Zo kan de helft van de witte stof worden gesplitst in een dorsale, laterale en ventrale funiculus.

De indeling van de grijze stof in het ruggenmerg bestaat uit een aantal zones (zie figuur 9-4A op blz. 142). Lamina I tot en met IV van deze zones zijn gelokaliseerd in de dorsale hoorn van het ruggenmerg. De cellen in deze lamina ontvangen bovenal exteroceptieve input vanuit de periferie (pijn, temperatuur en tast). Lamina VIII tot en met X ontvangen input van de afdalende motorische fasciculi en bevinden zich in de ventrale hoorn van het ruggenmerg. Lamina X is de grijze stof die om centrale kanaal heen ligt. De laminae hiertussen (V tot en met VII) hebben naast specifieke functies voornamelijk interneuronen om de dorsale en ventrale hoorn met elkaar te verbinden. Lamina VI is alleen aanwezig in cervicale en lumbale segmenten. Bij het kijken naar de 31 verschillende segmenten, valt op dat cervicale segmenten de grootste ruggenmergsegmenten zijn en thoracale segmenten een stuk kleiner zijn en sacrale segmenteH9: Het ruggenmerg

Het ruggenmerg heeft een zeer belangrijke functie in de overdracht van sensorische informatie naar het brein, als mede in de regulatie van motorische en autonome functies. Het ontvangt sensorische informatie van somatische en viscerale receptoren via de dorsale wortel en geeft deze informatie door naar hogere centra in het brein. Vervolgens wordt de informatie vertaald naar signalen die via ventrale wortels naar de periferie gaan.

Het ruggenmerg bevindt zich vanaf het foramen magnum tot de wervel L2. De wervelkolom groeit dus éénderde langer door. Het caudale eind van het ruggenmerg is vernoemd naar de vorm (conus medullaris). In het verlengde van deze conus ligt een dunne draad die zelfs door de durale zak groeit (filum terminale internum/externum). De lumbosacrale zenuwen die uitmonden onder het ruggenmerg, worden samen de cauda equina (‘paardenstaart’) genoemd. Omdat er hier geen ruggenmerg is, is het een goede plek voor een lumbaalpunctie.

Elke spinale zenuw bevat een dorsale en een ventrale wortel, die distaal van het spinale ganglion samenkomen tot een gemeenschappelijke spinale zenuw. De dorsale (afferente) wortel ontvangt sensorische informatie van somatische en viscerale receptoren waarna deze informatie via opstijgende banen bij de hersenen terecht komt. De ventrale (efferente) wortel ontvangt informatie van de hersenen om deze signalen vervolgens door te geven aan somatische en viscerale receptoren. De spinale zenuw staat in verbinding met paravertebrale ganglia (de grensstreng), die aan beide zijden van het ruggenmerg liggen. Het spinale ganglion ligt in het foramen intervertebrale en bevat de neuronen die vorm geven aan de afferente (sensibele) vezels die het ruggenmerg binnengaan.

Spinale segmentatie is gebaseerd op de locaties waar de 31 spinale zenuwparen het ruggenmerg verlaten (acht cervicale segmenten, twaalf thoracale, vijf lumbale, vijf sacrale en één coccygeale). Op elk niveau verlaat de spinale zenuw het ruggenmerg via de intervertebrale foramina. Cervicale zenuwen verlaten het ruggenmerg rostraal ten opzichte van de bijbehorende vertebra, terwijl in de rest van het lichaam de zenuwen het ruggenmerg juist caudaal verlaten ten opzichte van de bijbehorende vertebra. De achtste cervicale zenuw is hier dus een uitzondering op en verlaat het ruggenmerg rostraal ten opzichte van wervel T1.

Het ruggenmerg is cilindrisch van vorm en is vergroot ter hoogte van de cervicale en lumbale gebieden, dit worden intumescenties genoemd. Op deze plaatsen komen de zenuwen voor de extremiteiten naar buiten, vandaar de verdikkingen.

Hieruit komen drie knooppunten van zenuwvezels:

• Plexus brachialis: C5-Th1. Deze plexus innerveert de bovenste extremiteiten.

• Plexus lumbalis: L1-L4. Deze plexus innerveert de onderste extremiteiten.

• Plexus sacralis: L4-S2. Deze plexus bevat parasympatische vezels en motorvezels die de blaas en zijn sfincters innerveert.

Op een transversale doorsnede van het ruggenmerg is in het midden vlindervormige grijze stof te vinden met daaromheen witte stof. De witte stof bestaat uit opstijgende en afdalende, eventueel gemyeliniseerde axonen met dezelfde oorsprong of hetzelfde eindpunt. Dit worden fasciculi (in het Engels ‘tracts’) genoemd en gebundeld heet dit een funiculus. Zo kan de helft van de witte stof worden gesplitst in een dorsale, laterale en ventrale funiculus.

De indeling van de grijze stof in het ruggenmerg bestaat uit een aantal zones (zie figuur 9-4A op blz. 142). Lamina I tot en met IV van deze zones zijn gelokaliseerd in de dorsale hoorn van het ruggenmerg. De cellen in deze lamina ontvangen bovenal exteroceptieve input vanuit de periferie (pijn, temperatuur en tast). Lamina VIII tot en met X ontvangen input van de afdalende motorische fasciculi en bevinden zich in de ventrale hoorn van het ruggenmerg. Lamina X is de grijze stof die om centrale kanaal heen ligt. De laminae hiertussen (V tot en met VII) hebben naast specifieke functies voornamelijk interneuronen om de dorsale en ventrale hoorn met elkaar te verbinden. Lamina VI is alleen aanwezig in cervicale en lumbale segmenten. Bij het kijken naar de 31 verschillende segmenten, valt op dat cervicale segmenten de grootste ruggenmergsegmenten zijn en thoracale segmenten een stuk kleiner zijn en sacrale segmenteH9: Het ruggenmerg

!!br0ken!!n nog kleiner zijn. De sacrale segmenten bevatten dan ook relatief weinig witte stof. Het deel van de huid dat in verbinding staat met de rechter en linker dorsale wortel van een spinaal segment wordt een dermatoom genoemd.

Wanneer één dorsale wortel beschadigd is, vergaat niet meteen de gehele sensatie in het betreffende dermatoom. Deze sensatie wordt dan opgevangen door naastgelegen dorsale wortels. De sensatie in een dermatoom gaat pas verloren als drie naast elkaar liggende dorsale wortels niet meer functioneel zijn. Een complete laesie van het ruggenmerg resulteert in verlies van spiertonus, motorische functie, reflexen, viscerale sensatie en somatische sensatie onder het niveau van de transsectie. Zie figuur 9-6 op blz. 145 voor de dermatomen en hun segmenten.

Tracti van het ruggenmerg

De dorsale witte column van het ruggenmerg bestaat uit de fasciculus gracilis en cuneatus. Lange opstijgende tracti (figuren 9-7 tot en met 9-10):

• Fasciculus Gracilis bevat opstijgende vezels van T6 tot en met T12, sacraal en lumbaal en is mediaal in de dorsale column gelokaliseerd. Deze tractus bevindt zich op elk niveau van het ruggenmerg. De fasciculus gracilis is betrokken bij het bemiddelen van bewuste proprioceptie, zoals kinesthesie en het onderscheiden van aanrakingen.

• Fasciculus Cuneatus bevat opstijgende vezels van cervicaal en T1 tot en met T6 en is lateraal in de dorsale column gelokaliseerd. Het bevat lange opstijgende vezels vanuit een hoger deel van het lichaam.

De twee hierboven genoemde tracti worden de dorsale/posteriore columns genoemd. Schade aan deze tracti leiden tot symptomen die zich ipsilateraal van de aangedane dorsale column laten zien. De symptomen zijn verlies van tast (vibratie en diepe aanraking) en kinesthetisch gevoel (positie en beweging).

• Dorsale/posteriore spinocerebellaire tractus innerveert spierspoeltjes en Golgi rekorgaantjes. Deze tractus informeert het cerebellum over de status van zowel individuele als groepen van spieren (lengte, hoeveelheid spanning en snelheid van bewegen) via onbewuste proprioceptie.

• Cuneocerebellaire tractus maakt verbinding tussen het cerebellum en de bovenste ledematen.

• Ventrale/anteriore spinocerebellaire tractus innerveert met perifere uitlopers de Golgi rekorgaantjes die zijn gelokaliseerd ter hoogte van de junctie van de spier en de pees van de ipsilaterale onderste extremiteiten. Deze tractus kruist in het ruggenmerg.

• Rostrale spinocerebellaire tractus loopt gelijk met de ventrale spinocerebellaire tractus. Het enige verschil is dat de afferente vezels afkomstig zijn van de Golgi rekorgaantjes in de bovenste extremiteiten. Deze tractus kruist niet.

De twee hierboven genoemde tracti geven bij schade precies hetzelfde resultaat, namelijk verlies van onbewuste proprioceptie en coördinatie (respectievelijk in de onderste als in de bovenste extremiteiten).

• Tractus spinothalamicus neemt voornamelijk pijn- en temperatuursensaties waar. De tractus bestaat uit een directe route (pijn, temperatuur en simpele tast) en een indirecte route (gevoelsopwekkende en opwekkende componenten van de directe route). De indirecte route is ook betrokken bij de activatie van pijn-remmende mechanismen. De directe route wordt ook wel de neospinothalamische tractus genoemd. De neuronen in deze tractus komen voort uit de nucleus proprius, gelegen in laminae III en IV van de dorsale hoorn.

Lange afdalende tracti die de motorische functies bemiddelen (vrijwillige en onvrijwillige beweging, regulatie van spiertonus, modulatie van spinale segmentreflexen en regulatie van viscerale functies) (figuur 9-12 tot en met figuur 9-15):

• Tractus corticospinalis zorgt voor de controle van fijne beweging en komt uit de cerebrale cortex. Deze tractus is de grootste en misschien wel belangrijkste afdalende tractus van het centrale zenuwstelsel. Deze tractus bevat een somatotopische organisatie in de vorm van de corticale homunculus.

• Tractus rubrospinalis vindt zijn oorsprong in de neuronen in de rode nucleus. De vezels van deze tractus kruisen het ruggenmerg. Deze tractus heeft als functie het helpen van flexor motorneuronen en het remmen van extensor motorneuronen. Schade aan deze tractus leidt tot contralaterale motorafwijkingen zoals tremor, ataxie en chorea.

• Tractus tectospinalis helpt bij hoofdbewegingen bij visuele en auditieve stimuli.

• Tractus vestibulospinalis lateralis heeft als voornaamste functie het controleren van spieren die zorgen voor een rechtopstaande houding en balans.

• Tractus vestibulospinalis medialis heeft als voornaamste functie het behouden van de positie van het hoofd in reactie op veranderingen.

• Tractus reticulospinalis bestaat uit drie componenten (motorfunctie, autonome functie en het registreren van pijnprikkels).

• Mediale longitudinale fasciculus is grotendeels opstijgend, maar bevat één afdalende component. Deze component zorgt voor het stabiel houden van de positie van het hoofd als reactie op excitatie door het labyrinth van het vestibulaire apparaat.

• Fasciculi proprii mediëren intrinsieke reflexmechanismen van het ruggenmerg, zoals de coördinatie van bovenste en onderste extremiteitbewegingen.

De myotatische (strek)reflex is beter bekend als de kniepeesreflex. De spierspoeltjes bevatten sensorische receptoren. Door een tik extenseert de spier heel kort waardoor er een actiepotentiaal door het ruggenmerg loopt. Deze stuurt direct het motorneuron aan dat zorgt voor extensie van het been. Dit zorgt ervoor dat de rekreceptor dezelfde lengte behoudt. Dit is een monosynaptische reflex. Deze reflex vindt niet vanzelf plaats, maar wordt door artsen bij lichamelijk onderzoek gebruikt om de werking van zenuwen te testen.

• Reciprocale inhibitie van de myotatische reflex houdt in dat het interneuron de antagonist van de spier inhibeert.

• Een inverse myotatische reflex vindt plaats als het Golgi-rekorgaan de spanning op een spier voelt. Er gaat dan een actiepotentiaal van de afferente vezel die exciteert in het interneuron naar het α-motorneuron die de spier (musculus quadriceps) inhibeert.

γ-motorneuronen innerveren de polaire uiteinden van intrafusale spiervezels, waardoor deze contracteren aan de polaire uiteinden en de spierspoeltjes strekken.

Ze ‘resetten’ dus de spierspindels. De flexiereflex wordt ook wel terugtrekreflex genoemd en komt tot stand door pijnreceptoren (nociceptoren) in de vrije zenuwuiteinden. Via gemyeliniseerde en ongemyeliniseerde afferente vezels naar het ruggenmerg maken deze zenuwuiteinden contact met veel interneuronen die weer in verbinding staan met α-motorneuronen. De ipsilaterale flexiespieren contracteren, waardoor er flexie plaatsvindt en de extensor ontspant. Bij de gekruiste extensiereflex geven nociceptoren een signaal door via afferente vezels die door de commissura anterior gaan. Hier worden multisynaptische verbindingen aangegaan met α-motorneuronen die de contralaterale flexor en extensor innerveren. Als in de ipsilaterale spier flexie plaatsvindt, vindt in de contralaterale spier extensie plaats. De ‘spinospinal columns’ of fasciculus proprius zijn intersegmentale bundels van vezels (opstijgend/afdalend, gekruist/ongekruist, beginnen/eindigen in het ruggenmerg). Deze banen zorgen voor het afstemmen van reflexen op elkaar.

Neurowetenschap: Wat zijn hersenzenuwen en wat is hun functie? - Chapter 14

De hersenzenuwen zijn perifere zenuwen die zorgen voor sensorische, motorische en autonome innervatie van het hoofd en delen van het lichaam. De meeste hersenzenuwen treden uit op het niveau van de hersenstam. Uitzonderingen zijn de nervus olfactorius (CN I) en de nervus opticus (CN II) (deze treden uit op het niveau van het voorbrein, dus het telencephalon en diencephalon, en de nervus accessorius (CN XI), welke uittreedt op het niveau van het ruggenmerg. Sommige hersenzenuwen zijn motorisch, andere zijn sensorisch en sommige zijn gemengd.

Efferente zenuwen

Een algemene somatische efferente vezel is een cel met het cellichaam in de hersenstam of in het ruggenmerg. Deze vezel innerveert skeletspieren die ontstaan zijn uit somieten, het zijn dus motorische vezels. De tot deze klasse behorende hersenzenuwen zijn nervus oculomotorius (CN III), nervus trochlearis (CN IV), nervus abducens (CN VI) en nervus hypoglossus (CN XII). Een speciale viscerale efferente vezel is functioneel identiek aan een algemene somatische efferente vezel, maar innerveert skeletspieren die ontstaan zijn uit het mesenchym. De tot deze klasse behorende hersenzenuwen zijn nervus trigeminus (CN V), nervus facialis (CN VII), nervus glossopharyngeus (CN IX), nervus vagus (CN X) en nervus accesorius (CN XI). Een algemene viscerale efferente vezel heeft zijn cellichaam in het centrale zenuwstelsel liggen. De uitlopers innerveren gladde spieren en klieren, vooral in organen. De tot deze klasse behorende hersenzenuwen zijn nervus oculomotorius (CN III), nervus facialis (CN VII), nervus glossopharyngeus (CN IX) en nervus vagus (CN X).

Afferente zenuwen

Een algemene somatische afferente vezel heeft het cellichaam buiten het centrale zenuwstelsel. Deze zenuwcellen worden pseudounipolaire neuronen genoemd en zijn sensorisch van aard.

De vezels zorgen voor innervatie van huid, skeletspieren, gewrichten en pezen. De met deze zenuw geassocieerde receptoren zorgen voor sensatie van pijn en temperatuur, proprioceptie, aanraking en druk. De belangrijkste hersenzenuw hiervoor is de nervus trigeminus (CN V), maar ook de nervus vagus (CN X), de nervus glossopharyngeus (CN IX) en de nervus facialis (CN VII) behoren tot deze groep. Speciale sensorisch afferent vezels lijken op de algemene somatische afferente vezels, maar werken op zeer gespecialiseerde somatische receptoren (die gevoelig zijn voor licht of mechanische stress). De hiertoe behorende hersenzenuwen zijn de nervus opticus (CN II) en de nervus vestibulocochlearis (CN VIII).

Speciale viscerale afferente vezels werken ook op gespecialiseerde somatische receptoren, maar hebben een ander receptormechanisme dan de speciale sensorische afferente vezels. De speciale viscerale afferente vezels maken gebruik van chemoreceptoren (welke voornamelijk reageren op reuk- en smaaksignalen). De hiertoe behorende hersenzenuwen zijn nervus olfactorius (CN I), nervus facialis (CN VII), nervus glossopharyngeus (CN IX) en nervus vagus (CN X). Algemene viscerale afferente vezels hebben receptoren in de sereuze of spierlagen van de viscera. Sensaties van viscerale pijn zijn over het algemeen niet specifiek en slecht te lokaliseren. De vezels zijn ook geassocieerd met dorst, honger en een onprettig gevoel. De hiermee geassocieerde hersenzenuwen zijn de nervus glossopharyngeus (CN IX) en de nervus vagus (CN X).

Anatomische organisatie

De sulcus limitans scheidt de motorneuronen van de sensorische structuren. Mediaal van de sulcus liggen structuren die afkomstig zijn van de basaalplaat en hebben motorische functies. Lateraal liggen structuren die afkomstig zijn van de lamina alaris (in het Engels: alar plate) en hebben sensorische functies. De kernen die zeer dicht bij de sulcus liggen, hebben autonome functies. Figuur 14-3 op bladzijde 231 geeft een duidelijk beeld hoe de afferente en efferente vezels lopen. Deze onderverdeling blijft redelijk constant door de hersenstam.

Hersenzenuwen uit de lagere hersenstam en aanliggende ruggenmerg

De nervus hypoglossus (CN XII) is voornamelijk motorisch. Het loopt van de nucleus hypoglossus via het hypoglossale kanaal naar buiten om extrinsieke en intrinsieke tongspieren te innerveren. De belangrijkste functie is dan ook de vorm en positie van de tong te bepalen. De corticale vezels die de nucleus hypoglossus van informatie voorzien, lopen gekruist. Hierdoor wordt een laesie altijd contralateraal geuit.

De nervus accesorius (CN XI) ontspringt uit de ventrale hoornen van wervellichamen C1 tot C5, dus uit het ruggenmerg. Dit is de enige hersenzenuw die ontspringt uit het ruggenmerg. De vezels lopen omhoog de schedel in met het wervelkanaal en verlaten de schedel door het foramen jugularis. De nervus accesorius zorgt voor innervatie van de musculus trapezius en musculus sternocleidomastoïdeus, de spieren in de hals.

Laesies leiden tot beperking in het bewegen van het hoofd. Aan de aangedane kant zal de scapula iets afhangen. De nervus vagus (CN X) is zowel motorisch als sensorisch en is dus een gemengde zenuw. De zenuw is zeer complex doordat het niet alleen gemengd is, maar ook nog twee verschillende motorische en vier verschillende sensorische componenten heeft.

Motorisch innerveert de nervus vagus de farynx en larynx, waardoor het een grote rol heeft bij spraak. De preganglionaire parasympatische vezels van de nervus vagus innerveren veel structuren in de organen, zoals trachea, longen, hart, nieren, oesophagus, maag, darmen, pancreas, milt en lever. Middels deze parasympatische vezels veroorzaakt de nervus vagus bronchoconstrictie, versnelde peristaltiek, vertraagde hartcyclus en verhoogde secretie in de bronchiën, maag, pancreas en darmen. De sensorische vezels van de nervus vagus innerveren de viscera in het abdomen en de thorax en de muceuze belijning van de bovenste voedselwegen. De meeste sensorische input via de nervus vagus werkt op onbewust niveau en regelt verschillende reflexen zoals de baroreflex. De nervus vagus is belangrijk voor smaakreceptoren in de epiglottis en de posterieure wand van de farynx.

De nervus glossopharyngeus (CN IX) lijkt zowel wat betreft de anatomie als de functie erg op de nervus vagus. Met de motorische functie wordt gezorgd voor innervatie van de stylopharyngeale spieren van de farynx en kliersecretie. De sensorische componenten zijn belangrijk om informatie te leveren over de veranderingen in bloedgaswaarden, veranderingen in pH-waarden en het gevoel van het één derde posterieure gedeelte van de tong. De nervus glossopharyngeus maakt de baroreflex van de sinus carotis mogelijk en functioneert zo net als de nervus vagus. De nervus vestibulocochlearis (CN VIII) heeft zeer gespecialiseerde receptoren die verantwoordelijk zijn voor auditieve en vestibulaire signalen naar het centrale zenuwstelsel.

Hersenzenuwen uit de pons en het mesencephalon

De nervus facialis (CN VII) is een gemengde zenuw en heeft dus zowel een motorisch als een sensorische functie. Motorisch zorgt de nervus facialis voor innervatie van spieren voor gezichtsexpressie. Daarnaast zijn er vezels die zorgen voor innervatie van de traan-, neus en mondklieren. Sensibel is de nervus facialis van belang bij het gevoel in het anterieure tweederde deel van de tong.

De nervus trigeminus (CN V) is een zeer grote zenuw en is verantwoordelijk voor het grootste deel van de somatosensorische input van het bovenste tweederde deel van het hoofd. Tot deze somatosensorische input behoren pijn, aanraking, druk en temperatuur. De sensorische component is opgedeeld in drie takken; de nervus ophthalmicus (welke het voorhoofd en de neus innerveert), de nervus maxillaris (welke de zijkant van het gezicht en de wangen innerveert) en de nervus mandibularis (welke de buitenste zijde van het gezicht en de kin innerveert). Alle drie de sensorische takken innerveren de dura mater.

Er is ook een motorische component, maar deze is veel kleiner. Motorisch zorgt de nervus trigeminus voor innervatie van de kaakspieren. De belangrijkste functies van het motorische deel zijn het kauwen en de bijtrespons (jaw-jerk reflex).

Hersenzenuwen van de pons en het mesencephalon voor oogbewegingen

De nervus abducens (CN VI) is puur motorisch en zorgt voor de laterale oogbewegingen, dus het bewegen van het oog naar opzij. Dit komt door innervatie van de musculus rectus lateralis aan de ipsilaterale zijde van de nucleus. De nervus trochlearis (CN IV) is een unieke zenuw. Het is de enige dorsaal uittredende zenuw en de enige die daarna gekruist is. De primaire functie is het oog omlaag bewegen vanuit een mediale positie richting de neus.

De nervus oculomotorius (CN III) innerveert zowel skelet- als gladde spieren. Deze zenuw is verantwoordelijk voor innervatie van alle extra-oculaire oogspieren, behalve de musculus rectus lateralis (welke geïnnerveerd wordt door de nervus abducens (CN VI)) en de musculus superior obliquus (welke geïnnerveerd wordt door de nervus trochlearis (CN IV)). De zenuw is dus verantwoordelijk voor innervatie van musculus sfincter pupillae, musculus ciliaris, musculus rectus superior/medialis/inferior, musculus obliquus inferior en musculus levator palpebrae superior. De nervus oculomotorius is dus verantwoordelijk voor de innervatie van vier van de zes (intrisieke en extrinsieke) oogspieren. Daarnaast zorgt de nervus oculomotorius voor parasympatische innervatie van de pupilconstrictor en de ciliaris spieren. Deze spieren zorgen voor zowel de grootte van de pupil als de vorm van de lens. Ook zorgt de oculomotorius voor het opheffen van het bovenste ooglid. Door deze regeling is de nervus oculomotorius verantwoordelijk voor de lichtreflex en de accommodatiereflex van de pupil. Doordat er drie hersenzenuwen (CN III, CN IV en CN VI) verantwoordelijk zijn voor oogbewegingen, is de controle hiervan supranucleair. Dit gaat via indirecte pathways vanuit de cortex. De informatie komt dus uiteindelijk van contralaterale zijde. Saccadische bewegingen zijn snelle zijwaartse bewegingen van de ogen die we bijvoorbeeld gebruiken bij het lezen. Nystagmus is het fixeren van de blik tijdens bewegen van het hoofd. Dit wordt ook wel de vestibulo-oculaire reflex genoemd.

Hersenzenuwen van het voorbrein

De nervus opticus (CN II) is zeer gespecialiseerd en is verantwoordelijk voor sensorische informatie van de ogen. De nervus olfactorius (CN I) werkt op chemoreceptoren in de neus. Het is een puur sensorische zenuw.

Een overzicht (naam, functie, uittrede schedel)

1. CN I nervus olfactorius Sensorisch lamina cribosa

2. CN II nervus opticus Sensorisch canalis opticus

3. CN III nervus oculomotorius Motorisch fissura orbitalis superior

4. CN IV nervus trochlearis Motorisch fissura orbitalis superior

5. CN V nervus trigeminus Beide

6. V₁ nervus ophthalmicus fissura orbitalis superior

7. V₂ nervus maxillaries foramen rotundum

8. V₃ nervus mandibularis foramen ovale

9. CN VI nervus abducens Motorisch fissura orbitalis superior

10. CN VII nervus fascialis Beide porus acusticus internus

11. CN VIII nervus vestibulocochlearis Sensorisch porus acusticus internus

12. CN IX nervus glossopharyngeus Beide foramen jugulare

13. CN X nervus vagus Beide foramen jugulare

14. CN XI nervus accesorius Motorisch foramen jugulare

15. CN XII nervus hypoglossus Motorisch canalis hypoglossus

Neurowetenschap: Hoe werkt het somatosensorisch systeem? - Chapter 15

Onze kennis van de omgeving komt van perifere receptoren aan in sensorische neuronen. Er zijn verschillende soorten: somatische, visuele, auditieve, vestibulaire, smaak en reuk. De signalen van elk systeem gaan naar het centrale zenuwstelsel. Daar maken sensorische neuronen synaptische contacten met hogere neuronen. Er zijn verschillende kenmerken van een signaal:

• Modaliteit gaat over het type signaal (mechanisch, thermisch, chemisch, visueel of auditief) dat de sensorische receptoren activeert.

• Intensiteit gaat over de sterkte van het signaal. Een signaal wordt pas opgemerkt boven de 'sensory threshold'.

• De duur van het signaal is van belang. Meestal wordt een signaal gedoofd als het lang aanhoudt, dit heet adaptatie.

• Locatie houdt de bewustwording in van waar het signaal vandaan komt en de mogelijkheid tot het onderscheiden van twee dicht bij elkaar liggende stimuli. In sommige delen van het lichaam zijn we daar beter in dan in andere delen. We meten dit met de tweepunts-discriminatietest. Hiermee wordt gekeken bij welke afstand twee stimuli nog als aparte signalen worden ervaren. Dit hangt heel erg af van de hoeveelheid mechanoreceptoren die reageren op de stimulus.

• Transductie van een signaal is het omzetten van de stimulus naar neurale activiteit. De sterkte en duur van deze activiteit is vastgelegd in neurale codes.

• Receptief veld is het gebied waar de sensorische receptor zich bevindt en signalen transduceert.

De relay kernen van de thalamus sturen de signalen door naar het ontvangende gebied in de cortex. Alleen het olfactorische systeem loopt niet via de thalamus. Er zijn verschillende soorten sensorische zenuwen. Er zijn gemyeliniseerde annulospirale eindes van spierspindels, gemyeliniseerde 'flower-spray' eindes van spierspindels, gemyeliniseerde vezels die tast, temperatuur en pijn doorgeven en ongemyeliniseerde vezels die pijn en temperatuur doorgeven.

Tactiele informatie

Tactiele informatie komt via de huid binnen door verschillende soorten receptoren. De mechanoreceptoren reageren op externe stimuli. Om een haar zitten zenuwuiteinden die onder andere doorgeven of een haar wordt gebogen. Lichaampjes van Meissner zijn platte epitheelcellen onder de epidermis van vingers, handpalm, voetoppervlak en tenen. Ze registeren aanraking en vibratie. Schijven van Merkel liggen ook onder de epidermis, vooral in de distale delen van de extremiteiten.

Het zijn mechanoreceptoren die gevoelig zijn voor druk. Lichaampjes van Pacinian liggen diep in de dermis van handen, voeten en tepels. Ze bestaan uit lamellen met vloeistof ertussen die gevoelig zijn voor snelle vibratie. Lichaampjes van Ruffini bevinden zich in het hele lichaam en zijn gevoelig voor rek van de huid.

Proprioceptie

Proprioceptie is het vermogen om eigen lichaamsdelen waar te nemen (positiezin). Spieren spelen een hele belangrijke component. Bij bewuste proprioceptie bevinden de receptoren zich in de gewrichtscapsules en wordt er vooral informatie over de beweging van het gewricht aan de cortex doorgegeven. Ook de huidsensoren zijn een voorbeeld van bewuste proprioceptie. Ze liggen in ligamenten en hebben zowel vrije als gecapsuleerde uiteinden. De gecapsuleerde receptoren zijn mechanoreceptoren met een lage sensory threshold. Tast en bewuste proprioceptie worden via de dorsale hoorn van het ruggenmerg vervoerd. Patiënten met laesies van het lemniscussysteem hebben dan ook moeite om de positie van hun ledematen te bepalen met hun ogen dicht. Ook is hun tastzin sterk verminderd, wat we astereognosie noemen. Dingen die we onbewust opmerken gaan niet naar de cerebrale cortex, maar naar de cerebellaire cortex. Dit zijn voornamelijk de spierspoeltjes, die zich bevinden in alle spieren, maar vooral in de spieren die fijne bewegingen uitoefenen. Een spierspoeltje bestaat uit spiervezels die omgeven worden door een capsule. Dit zijn de intrafusale vezels en worden door een gamma-neuron geïnnerveerd. De vezels om de capsule zijn extrafusaal en worden door een alfaneuron geïnnerveerd. Van de intrafusale vezels komen annulospirale en flower-spray afferenten. Beide vezels activeren bij rek, maar annulospirale reageren ook bij kortdurende rek en vibratie.

Als een spier passief wordt gestrekt, treedt de myotatische reflex in werking. Via de annulospirale en flower-spray vezels worden signalen aan het Aα-neuron afgegeven, die deze aan het alfaneuron doorgeeft. Alfa motorneuronen zitten in de voorhoorn van het ruggenmerg en eindigen in de spier. Hierdoor vindt contractie van de spier plaats. Gamma motorneuronen zijn niet betrokken bij reflexen en krijgen dus ook geen signalen bij passieve bewegingen, maar ze zijn wel belangrijk bij willekeurige bewegingen. Gamma motorneuronen zorgen ervoor dat het spierspoeltje dezelfde lengte blijft.

Golgi peeslichaampjes

Golgi peeslichaampjes bevinden zich op de aanhechting van de spier aan de pees. Bij actieve contractie worden ze actief. Via een afferente pathway wordt de homonieme spiergroep geremd in zijn contractie, dit heet de 'inverse myotatic reflex'. Er zijn twee spinocerebellaire pathways: de posterieure en de anterieure. De posterieure pathway bestaat voornamelijk uit informatie van spierspoeltjes en bereikt via de pedunculus cerebellum inferior het cerebellum.

De anterieure pathway ontvangt vooral informatie van de Golgi peeslichaampjes en gaat door de pedunculus cerebellum superior. De receptoren die pijn opvangen heten nociceptoren. Dit zijn mechanische, thermische en polymodale (gecombineerde) vrije zenuwuiteinden. Acute pijn wordt vervoerd door Aδ-vezels en chronische pijn door C-vezels. Samen vormen deze de dorsolaterale baan van Lissauer. Ze komen uit in de nucleus proprius. Via de neospinothalamische baan worden de signalen naar de hogere centra gebracht. Als deze baan of de hersenstam beschadigt, is er contralateraal geen pijn- of temperatuursensatie meer. Pijn aan het hoofd en het gezicht gaat via de nervus trigeminus (CN V). Pijn wordt door verschillende pathways gemoduleerd:

• Het periaquaductale grijs (PAG) in de middenhersenen bevat kernen die in de nucleus raphe magnus projecteren. Stimuleren van PAG zorgt voor exciteren van neuronen in de nucleus raphe magnus, waardoor pijn sensoren worden gemoduleert.

• De nucleus raphe magnus ligt in het midden van de medulla. Via speciale enkephalinerge interneuronen zorgen de neuronen in deze kern voor analgesie (verminderde pijnsensatie).

• De noradrenerge pathway remt de neuronen in de achterhoorn, waardoor er minder pijnsensatie wordt doorgegeven.

Neurotransmitters die bij pijn betrokken zijn, zijn voornamelijk glutamaat en substantie P. Enkephaline is een inhiberende neurotransmitter die de pijn remt.

Ziektes van pijnsensatie

1. Hyperalgesie is een versterkte pijnsensatie. Dit kan worden veroorzaakt door prostaglandine E. Aspirine en andere pijnstillers remmen de synthese hiervan.

2. Fantoompijn komt voor na amputatie van een ledemaat. Er wordt dan pijn gevoeld op de plaats waar dit ledemaat zich eerst bevond. Dit komt waarschijnlijk door overstimulatie van de achterhoorn.

3. Causalgie is een brandende pijn na perifere zenuwschade.

4. Neuralgie is een erge, blijvende pijn in het gebied van een craniale of spinale zenuw.

5. Het thalamische pijnsyndroom wordt door laesies in de thalamus veroorzaakt.

6. Referred pain is pijn die je voelt op een andere plek dan waar het wordt veroorzaakt. Dit komt doordat viscerale pijn veel moeilijker te plaatsen is dan pariëtale pijn. De pijn voel je wel op het goede ruggenmergsegment, maar op het pariëtale deel in plaats van op het viscerale deel. Het pariëtale en viscerale deel komen op hetzelfde ruggenmergsegment uit, waardoor de informatie verkeerd geïnterpreteerd kan worden.

Hoofdpijn komt voor in heel veel vormen en kan worden ingedeeld als primair of secundair. Het meest voorkomende symptoom is pijn, met een variërende frequentie, intensiteit en duur. De meest voorkomende vormen van hoofdpijn zijn spanningshoofdpijn, migraine (eventueel met aura's), clusterhoofdpijn, sinushoofdpijn en post-lumbale punctuurhoofdpijn (na een ruggenmergpunctie).

Neurowetenschap: Hoe werkt het visuele systeem? - Chapter 16

Ons zicht is een van onze belangrijkste sensorische informatiebronnen. Het verwerken begint in de fotoreceptoren van de retina. Deze stuurt signalen naar de dorsale thalamus, vanwaar ze naar de visuele cortex gaan. Het oog wordt door drie lagen bedekt. De buitenste laag (de sclera) is een witte laag met een doorzichtig deel (de cornea). Het middelste deel (het choroïd) bevat vele bloedvaten. Deze laag loopt over in de iris en het straalvormige lichaam (corpus ciliare). Samen heten ze de uveale baan. De binnenste laag van het oog is de retina, waar de nervus opticus (CN II) in uitkomt (blinde vlek). Vlakbij de blinde vlek ligt de macula lutea (gele vlek), die verantwoordelijk is voor centraal zicht. Hierin ligt de fovea die voornamelijk uit kegeltjes bestaat. Hier ontstaat het beste zicht, omdat er minder lagen cellen tussen het licht en de receptoren zitten.

De ruimte tussen de lens en de cornea heet de anterieure kamer (voorste oogkamer) en is met ‘waterachtig vocht’ gevuld. Dit wordt door cellen in de posterieure kamer (achterste oogkamer) gemaakt en stroomt door de pupil. Als dit niet in evenwicht is met de afvoer (via het kanaal van Schlemm), kan er door de verhoogde druk (glaucoom) ontstaan. Tussen de lens en de retina zit een geleiachtige substantie, het 'doorzichtige vocht' ofwel glasachtig lichaam. Hierin zitten fagocyten die het oog schoon houden. Licht valt achtereenvolgend via de cornea, lens, anterieure en posterieure kamer op de fotoreceptoren van de retina. De lens kan zichzelf verstellen, wat accommoderen genoemd wordt. Zonule vezels houden de lens op z’n plaats en de ciliaire spier zorgt voor accommodatie.

Retina

De retina bestaat uit een aantal lagen. Van buiten naar binnen zijn dit:

• De pigment epitheellaag bevat kubusvormige epitheelcellen die melanine bevatten. Deze epitheel cellen zorgen voor voedingsstoffen voor de fotoreceptoren en andere cellen. Het melanine absorbeert de lichtstralen die niet door de retina wordt opgevangen en voorkomt op die manier weerkaatsing van lichtstralen. De epitheellaag kan los komen te liggen van de retina (retina loslating). Dit wordt verholpen met laserchirurgie.

• De laag hieronder is de laag met de staafjes en de kegeltjes (de fotoreceptoren). In de meeste regio’s van de retina zijn er meer staafjes dan kegeltjes met uitzondering van de fovea.

• De buitenste limiting membraan bevat de aftakkingen van de staafjes en de kegeltjes en de processen van de Müller cellen.

• De buitenste nucleaire laag bevat de cellichamen van de staafjes en de kegeltjes.

• De buitenste plexiforme laag bevat de axonen van de staafjes en de kegeltjes, processen van de horizontale cellen, dendrieten en bipolaire cellen.

• De binnenste nucleaire laag bevat de cellichamen van de amacriene cellen, horizontale cellen en bipolaire cellen.

• De binnenste plexiforme laag bevat de axonen van bipolaire cellen, processen van amacrine cellen en dendrieten van ganglion cellen.

• Vervolgens is er een laag met de ganglioncellen zelf.

• De optische zenuwlaag bevat de axonen van ganglioncellen en processen van de Müller-cellen.

Fotoreceptoren

Er zijn dus twee soorten fotoreceptoren met elk hun eigen kenmerken. Beide zijn opgebouwd uit een buitenste segment voor de fototransductie, een binnenste segment met de nucleus en de synaptische uiteinden. Staafjes zijn gelegen over de hele retina, kegeltjes liggen alleen in de gele vlek. Kegeltjes zijn verantwoordelijk voor visus bij daglicht en zijn belangrijk voor het zien van kleur, ze zijn heel erg gevoelig. Ze hebben een snelle respons op licht. Staafjes daarentegen zijn erg gevoelig voor licht en kunnen gedimd licht detecteren. Ze zijn dus belangrijk voor het kijken ’s nachts, ze zien zwart-wit. Ze hebben een langzame respons op licht.

In het buitenste segment van de fotoreceptoren bevinden zich cyclisch guanosine monofosfaat-gestuurde Na⁺-kanalen. cGMP bindt aan deze kanalen en hierdoor gaan de kanalen open en kan Na⁺ de cel in. In het donker staat de kanalen open, vanwege de hoge hoeveelheid cGMP. Hierdoor blijven de cellen gedepolariseerd. Als Na⁺ de cel in gaat, gaat K⁺ de cel uit door zijn kanalen. De intracellulaire concentraties Na⁺ en K⁺ worden gehandhaafd door Na⁺/K⁺-ATPase in het binnenste segment.

Pigment in fotoreceptoren (rodopsine) wordt in staafjes vergezeld door het eiwit opsine en in kegeltjes door fotopsine. Het proces van fototransductie houdt het volgende in. De retinale component van rodopsine absorbeert licht, met een verandering als gevolg in de conformatie van het rodopsine waardoor een G-eiwit wordt gestimuleerd. Het G-eiwit activeert cGMP fosfodiesterase. Het geactiveerde fosfodiesterase hydrolyseert cGMP en vermindert hierdoor de concentratie cGMP. Een vermindering in concentratie van cGMP zorgt ervoor dat de Na⁺-kanalen gesloten worden. Hierdoor vermindert de Na⁺-influx en wordt de fotoreceptor gehyperpolariseerd. Dit signaal wordt doorgegeven aan bipolaire en horizontale cellen door chemische synapsen. De bipolaire neuronen zijn de verbinding tussen de fotoreceptoren en de ganglioncellen. Het receptieve veld van een bipolaire cel is het circulaire gebied van de retina dat de membraanpotentiaal van de bipolaire cel kan veranderen na een lichtstimulus.

Het receptieve gebied bestaat uit twee delen: het centrum dat direct in verbinding staat met de bipolaire cel en de omgeving die via horizontale cellen in verbinding staat met de bipolaire cel. Er zijn twee soorten populaties bipolaire cellen: on- en off-center. Elke fotoreceptor staat in verbinding met een on-center en een off-center bipolaire cel. Vervolgens komt een on-center bipolaire cel uit op een on-center ganglioncel en een off-center bipolaire cel op een off-center ganglion cel.

Als het centrum van het receptieve veld donker is, depolariseren de fotoreceptoren en wordt er constant glutamaat afgegeven. Hierdoor worden de glutamaatreceptoren op de on-center bipolaire cellen gestimuleerd waardoor K⁺-kanalen worden geopend. Hierdoor gaat K⁺ de cel uit en wordt de on-center bipolaire cel gehyperpolariseerd. Door de hyperpolarisatie wordt er minder transmitter afgegeven waardoor de on-center ganglion cellen minder gaan vuren. Het glutamaat dat wordt afgegeven, stimuleert ook de glutamaat receptoren op de off-center bipolaire cellen waardoor Na⁺-kanalen worden geopend. Hierdoor gaat Na⁺ de cel in en wordt de off-center bipolaire cel gedepolariseerd met meer afgifte van neurotransmitter als gevolg en dus een toename in het vuren van de off-center ganglioncellen. Als het centrum van het receptieve veld in het licht komt, gebeurt het tegenovergestelde (dus minder glutamaatafgifte met als resultaat een toename in het vuren van on-center ganglioncellen en een afname van het vuren van off-center ganglioncellen).

De fotoreceptoren in de omgeving van het receptieve veld zijn via horizontale cellen verbonden met bipolaire cellen. In het donker depolariseren de fotoreceptoren in de omgeving van het receptieve veld, waardoor er een toename is van de afgifte van hun neurotransmitter. Hierdoor worden horizontale cellen geactiveerd en die scheiden hun remmende neurotransmitter uit op de plaats van de fotoreceptoren van het centrum van het receptieve veld. Hierdoor worden deze fotoreceptoren gehyperpolariseerd en vermindert dus de concentratie glutamaat. Dit heet laterale inhibitie. Als de fotoreceptoren in de omgeving van het receptieve veld licht ontvangen, hyperpolariseren ze en wordt er minder glutamaat afgegeven en is er dus geen remming. Er zijn twee soorten retinale ganglion cellen; een kleinere hoeveelheid M-cellen en een grotere hoeveelheid P-cellen. M-cellen projecteren naar de magnocellulaire laag van de nucleus geniculatus lateralis in de thalamus en P-cellen projecteren naar de parvocellulaire laag van de nucleus geniculatus lateralis. Verder hebben M-cellen grotere cellichamen, dendritische velden en axonen dan P-cellen en kunnen ze geen informatie over kleur verschaffen in tegenstelling tot P-cellen.

Er zijn drie typen kegeltjes, met elk een ander fotopigment dat gevoelig is voor rood, blauw of groen. De relatieve frequentie van impulsen van elk kegeltje bepaalt de waarneming van kleur.

Andere cellen die betrokken zijn bij het kleurenzien zijn horizontale cellen en ganglioncellen. De retina wordt gevasculariseerd door aftakkingen van de arteria ophtalmica. Eén aftakking, de arterie retina centralis gaat het oog binnen bij de optische schijf en voorziet het binnenste gedeelte van de neurale retina. De andere aftakking, de arteria ciliaria, penetreert de sclera en voorziet het choroïd.

Visuele veld

Het visuele veld van een oog is het gebied van de ruimte dat het oog kan zien door vooruit te kijken zonder te bewegen. Dit gebied kan in vier delen worden opgesplitst, namelijk in een linker en rechter superieure helft en een linker en rechter inferieure helft. De retina kan verdeeld worden in het nasale gebied (vanaf het midden naar de neus) en het temporale gebied (vanaf het midden naar de zijkant van het hoofd). Het gebied kan verder verdeeld worden in een superieur en inferieur gedeelte. De blikvelden van beiden ogen worden gecombineerd en veroorzaken zo een monoculair en binoculair beeld. Monoculair houdt in dat het met één oog gezien wordt, binoculair met twee ogen. Helemaal in het midden van het gecombineerde blikveld is het centrale zien, hier zien we scherp.

Het nasale deel van het oog vangt het temporale gezichtsveld en het temporale deel van het oog vangt het nasale gezichtsveld. Dit komt door het schuin invallen van de lichtstralen. De zenuwvezels bundelen zich vervolgens per oog en vormen de nervus opticus (CN II). Vervolgens gaat de informatie die op het temporale deel van het linkeroog en op het nasale deel van het rechteroog ontvangen is naar de linker hersenhelft (te onthouden als de informatie op de linkerhelft van beide ogen gaat naar de linkerhersenhelft). Dit geldt precies andersom voor de rechter hersenhelft. Het betekent dat de zenuwbanen uit de temporale ooggedeeltes niet kruisen, maar de zenuwbanen uit de nasale ooggedeeltes wel. De kruising wordt het chiasma opticum genoemd. Na het chiasma opticum heten de zenuwvezels de tractus opticus. Deze tractus opticus gaat naar het nucleus geniculatus lateralis en van daaruit gaan vezels via de radiatio optica naar de occipitale cortex (primaire visuele cortex).

De nucleus geniculatus lateralis bestaat uit zes lagen; magnocellulaire en parvocellulaire lagen. Schade aan de magnocellulaire laag vermindert de mogelijkheid om snelle bewegingen waar te nemen en schade aan de parvocellulaire lagen elimineert het kleurenzien. De visuele cortex bestaat uit een primair, secundair en tertiair gedeelte. De secundaire en tertiaire visuele gebieden worden ook wel associatiegebieden genoemd. De colliculus superior reguleert saccadische bewegingen. Informatie over vorm, diepte, beweging en kleur van een object wordt door verschillende neuronale pathways naar de hersenen gebracht en door het bindingsmechanisme wordt alle informatie samengevoegd.

Op elke plek in de visuele baan kan een defect ontstaan waardoor verlies van het gezichtsveld op kan treden. (zie summary tabel 1 voor een duidelijk overzicht)

• Als er voor het chiasma opticum een laesie optreedt, zal het gezichtsveld van dat oog volledig uitvallen.

• Als er in het chiasma opticum een laesie optreedt, zal bij beide ogen het temporale gezichtsveld uitvallen, aangezien het de informatie van het temporale gezichtsveld is dat kruist (de informatie uit de nasale oogdelen).

• Treedt er tussen het chiasma opticum en het corpus geniculatum laterale een laesie op dan valt bij een oog het temporale gezichtsveld uit en bij het andere oog het nasale gezichtsveld.

• Een laesie na het corpus geniculatum laterale zorgt ook voor uitval van het nasale gezichtsveld bij het ene oog en uitval van het temporale gezichtsveld van het andere oog.

Gezonde ogen zullen zich aanpassen aan de hoeveelheid licht. Bij veel licht worden de pupillen nauwer en bij weinig licht worden de pupillen wijder. Dit heet de pupilreflex. Bij het oog waar licht in wordt geschenen, wordt de pupil nauwer (directe pupillaire lichtreflex), maar ook die van het andere oog wordt nauwer (consensuele pupillaire lichtreflex). De pupilreactie komt tot stand, doordat er zowel links als rechts vezels vanuit de visuele schors lopen naar de nucleus accesorius nervi oculimotorii. Hierdoor zorgt stimulatie van het ene oog voor een reactie in het andere oog. Bij de pupilreflex wordt het licht waargenomen met de n. opticus en worden de spieren aangestuurd met de n. oculomotorius. De accommodatiereflex treedt op als het oog moet focussen van een voorwerp in de verte naar een voorwerp dichtbij. De reflex kent drie fasen, namelijk convergentie van de ogen, constrictie van de pupil en fixatie van de lens voor visus dichtbij.

Defecten in visus

Hypermetropie geeft een te zwakke breking en de persoon is dan verziend. Evenwijdige invallende stralen worden zonder accommodatie gebundeld tot één punt voorbij de retina. Myopie geeft een te sterke breking en de persoon is dan bijziend. Evenwijdige lichtstralen worden gebundeld tot een punt vóór de retina, waardoor je een wazig beeld krijgt. Bij astigmatisme heeft de lens de vorm van de zijkant van een rugby (een eivormige cornea). Evenwijdige lichtstralen komen niet samen tot één punt, maar tot twee lijnen. Dit kan gecorrigeerd worden met cilinders. Deze cilinderlens breekt in de ene richting wel en in de andere richting niet of minder. Leeftijdsgebonden macula degeneratie is degeneratie van de macula op toenemende leeftijd. Er zijn twee vormen; de droge leeftijdsgebonden macula degeneratie en de natte leeftijdsgebonden macula degeneratie.

Bij de droge variant zijn gele vlekjes (drusen) zichtbaar die bestaan uit afbraakproducten. De stofwisseling is beperkt, waardoor de retina minder goed functioneert en dat leidt tot verminderd zicht. Bij de natte variant ontstaan maculabloedingen en dat leidt tot metamorfopsie (vervorming). Er treedt neovascularisatie op, maar deze bloedvaten lekken veel. In het eindstadium kan een veel littekenweefsel aanwezig zijn en een centraal scotoom.

Anderen aandoeningen zijn strabisme amblyopia, nachtblindheid, kleurenblindheid, argyll Robertson pupil, Adie’s pupil, Marcus-Gunn pupil, Weber syndroom, Parinaud syndroom en retinitis pigmentosa.

Neurowetenschap: Hoe werken het gehoor en vestibulaire systemen? - Chapter 17

Geluid wordt als volgt ontvangen in de hersenen. Via de oorschelp worden geluidsvibraties door de externe gehoorgang naar het trommelvlies geleid. Het trommelvlies, dat de scheiding tussen uitwendig en middenoor vormt, wordt op deze manier aan het trillen gebracht. Het middenoor bevat de gehoorbeenketen die uit de malleus (hamer), incus (aambeeld) en stapes (stijgbeugel) bestaat. De hamer ligt tegen het trommelvlies aan en de stapes is verbonden met het ovale venster via een rond ligament. Het kleinste spiertje van het lichaam, de musculus stapedius, is in staat om de stapes tegen het ovale venster te drukken. De musculus stapedius wordt geinnerveerd door de nervus facialis. Hiermee wordt het vernietigende effect van harde geluiden verminderd. Het middenoor staat in verbinding met de nasofarynx via de buis van Eustachius, welke voor afvoer van vocht en regulering van luchtdruk zorgt. Het middenoor is verantwoordelijk voor het omzetten van geluidstrillingen in de lucht naar golven in het vloeistof van het binnenoor.

Het binnenoor, ook wel pinna of auricle, bestaat uit het benige labyrint en het membraneuze labyrint dat het geheel van binnen bekleed. Hierbinnen ligt de cochlea (slakkenhuis) welke weer het orgaan van Corti bevat. Het benige labyrint heeft drie delen, namelijk het vestibulum, de drie sikkelvormige kanalen en de cochlea. De sikkelvormige kanalen liggen anterieur, posterieur en horizontaal. De cochlea is een gewonden buis rondom zijn eigen as (modiolus) en bestaat uit de scala vestibuli en de scala tympani. Deze scalae communiceren met elkaar ten hoogte van de apex van de modiolus via een spleet, de zogenaamde helicotrema.

Kijk voor een duidelijker anatomisch overzicht naar figuur 17-1 op bladzijde 295. Het membraneuze labyrint bevindt zich dus in de holte van het benige labyrint, drijft in perilymfe en is gevuld met endolymfe. Het bestaat uit de utriculus en sacculus. De ductus cochlearis (ook scala media genoemd), gelegen tussen de scala tympani en scala vestibuli, is dus gevuld met endolymfe, terwijl de scalae tympani en vestibuli perilymfe bevatten. De scala tympani ligt achter het ronde venster en de scala vestibuli achter het ovale venster.

De scala media wordt afgebakend door Reissner’s membraan en de basaalmembraan. Het orgaan van Corti bevindt zich in de basaalmembraan en is het sensorische gebied van de scala media. Het orgaan van Corti bestaat onder andere uit een rij binnenste en drie rijen buitenste haarcellen die als receptoren voor auditieve stimuli fungeren. De buitenste haarcellen zijn verbonden met een bovengelegen membrana tectoria via een honderdtal stereocilia en één kinocilium per haarcel. Afferente signalen worden gegenereerd wanneer de basaalmembraan in beweging wordt gebracht ten opzichte van de membrana tectoria. De cochleaire ganglion is gelegen in de modiolus en bevat bipolaire neuronen die de haarcellen innerveren. Deze neuronen vormen tevens de vezels van de cochleaire tak van de nervus vestibulocochlearis (CN VIII). De buitenste haarcellen ontvangen efferente vezels vanuit de nucleus olivaris.

Geleiding van geluidstrillingen

De frequentie van de drukgolf is weergegeven in Hertz (Hz). Jonge mensen kunnen een frequentie van 20 Hz tot 20kHz verdragen, bij ouderen is dit 50 Hz tot 17 kHz. Luchtdrukgolven veroorzaken trillingen in het trommelvlies. De gehoorbeenketen wordt hierdoor ook aan het trillen gezet, waardoor de stapes tegen het ovale venster mee zal gaan trillen. Perilymfe dat aanwezig is in de scalae tympani en vestibuli gaat dan oscilleren, waardoor de basaalmembraan in beweging wordt gebracht en afferente neuronen tot afvuren worden gezet. Wanneer de ductus cochlearis wordt uitgerold en men de basaalmembraan beschouwt, zien we dat het basale gedeelte van het membraan op hoge frequenties reageert en dat het apicale gedeelte van de membraan op lage frequenties reageert. Dit wordt tonotopische distributie genoemd.

Centrale auditieve banen

De nervus vestibulocochlearis (CN VIII) loopt door de interne auditieve meatus langs de achterste craniale fossa en bereikt zo de hersenstam. De axonen van de cochleaire zenuw treden de medulla binnen en projecteren naar dorsaal en ventraal gelegen cochleaire nuclei in de rostrale medulla. Sommige axonen uit de dorsale cochleaire nuclei stijgen op naar de pons, waar ze ipsilateraal op de nucleus olivaris superior synapteren. Andere axonen die afkomstig zijn uit de dorsale cochleaire nuclei steken over naar contralateraal in het tegmentum van de pons (en vormen zo de dorsale akoestische stria) en stijgen op. Uiteindelijk synapteren ze dan op neuronen in de colliculus inferior. Axonen die afkomstig zijn uit beide ventrale en dorsale cochleaire nuclei vormen de intermediaire akoestische stria.

Deze vezels steken ook over naar contralateraal in het tegmentum van de pons om te synapteren op neuronen in de colliculus inferior. Sommige axonen die afkomstig zijn uit de ventrale cochleaire nuclei vormen de ventrale akoestische stria (ook corpus trapezoideum genoemd) en steken over naar contralateraal in de pons waarna ze op de nucleus olivaris superior synapteren. De resterende axonen die afkomstig zijn uit de ventrale cochleaire nuclei synapteren op het ipsilaterale olivaris superior-complex (dit zijn de laterale en mediale olivaris nuclei en de nucleus van het corpus trapezoideum).

De nucleus olivaris superior (NOS) bestaat bilateraal en is op tonotopische wijze georganiseerd. De NOS ontvangt input van de cochleaire nuclei. Dit complex kan geluiden in de akoestische ruimte onderscheiden door het detecteren van verschillen in tijdstip van binnenkomst en verschillen in intensiteit. Een deel van de axonen die afkomstig zijn uit de NOS stijgen bilateraal in de laterale lemniscus. De meerderheid van de axonen die afkomstig zijn uit de NOS stijgt echter via de contralaterale laterale lemniscus en projecteert op de nucleus van de laterale lemniscus.

Neuronen van de laterale lemniscus projecteren op de colliculus inferior. Neuronen die gevoelig zijn voor lage frequenties projecteren op het dorsale gedeelte en neuronen die gevoelig zijn voor hoge frequenties projecteren op het ventrale gedeelte. Auditieve informatie wordt hierna doorgegeven aan de thalamus. De thalamus ontvangt informatie vanuit de colliculus inferior. De axonen van de neuronen in de thalamus projecteren op de primaire auditieve cortex. De primaire auditieve cortex is gelokaliseerd in de transversale temporale gyri. De tonotopische organisatie van de auditieve nuclei wordt bewaard in de auditieve cortex. Het gebied van Wernicke is een secundair auditief gebied van de cortex dat betrokken is bij interpretatie van spraak.

Aandoeningen van het oor

Otosclerose is een aandoening waarbij een deel van het labyrintkapsel in spongieus bot verandert. Wanneer dit proces de stapes aantast, kan transmissie van geluidstrillingen door het ovale venster verhinderd worden, met gehoorverlies tot gevolg. Deze aandoening kan verholpen worden door stapedectomie, waarbij de stapes verwijderd wordt en vervangen wordt door een prothese.

Geleidingsslechthorendheid kan ook ontstaan door chronische ontsteking van het middenoor (otitis media chronica) omdat de gehoorbeenketen dan minder beweeglijk is. Er ontstaat accumulatie van vloeistof in het middenoor. Sensorineuraal gehoorverlies kan ontstaan door laesies in de cochlea, cochleaire zenuw en centrale auditieve banen. Het gehoorverlies is dan ipsilateraal aan de laesie. Door de vele synapsen en overstekende banen in de centrale auditieve banen is dit soort gehoorverlies nooit compleet. Sensorineuraal gehoorverlies is in tegenstelling tot geleidingsgehoorverlies slecht te behandelen.

Tinnitus, ofwel oorsuizen, wordt mogelijk veroorzaakt door schade aan de cochleaire en vestibulaire organen. Hoe het precies ontstaat, is nog onbekend. Een gehoortest die gedaan kan worden, is Webers proef. Na aanslaan wordt een stemvork op de schedel tussen beide oren geplaatst. Als de patiënt aan geleidingsslechthorendheid lijdt, wordt het geluid harder gehoord aan de kant van het aangedane oor. Wanneer de patiënt aan sensorineuraal gehoorverlies lijdt, wordt het geluid harder gehoord aan de kant van het normale oor. Een andere test is Rinne’s proef. Deze proef vergelijkt het gehoor bij lucht geleiding en botgeleiding. Na aanslaan wordt de stemvork naast het oor gehouden en daarna op het mastoïd geplaatst (beengeleiding). Als de beengeleiding zachter wordt gehoord, is er sprake van sensorineuraal gehoorverlies. Als de beengeleding harder wordt gehoord, is er sprake van geleidingsgehoorverlies.

Vestibulair systeem

Het vestibulaire systeem bestaat uit de otolieten (sacculus en utriculus) en de sikkelvormige kanalen. Verspreid binnen het vestibulaire systeem bevinden zich haarcellen. Deze haarcellen bevatten apicale cilia, die vastzitten in een gelatineuze substantie. Op deze gelatineuze laag liggen calciumcarbonaatkristallen (de otolieten). De sacculus is verbonden met de ductus cochlearis via de ductus reuniens en met de utriculus via de utriculosacculaire ductus. De macula sacculi is een structuur binnen de sacculus waarin de sensorische haarcellen zich bevinden. Een gelijksoortige structuur, de macula utriculi, is aanwezig binnen de utriculus. De macula utriculi bevindt zich in de verticale sagittale vlakte, de macula sacculi in de horizontale.

Alle drie de sikkelvormige kanalen hebben aan beide uiteinden een verbinding met de utriculus. Eén van de twee uiteinden van elk sikkelvormig kanaal is gedilateerd. Dit gedeelte wordt ampulla genoemd. De ampulla bevat de crista ampullaris. Hierin bevinden zich de haarcellen van de sikkelvormige kanalen. De cupula is een gelatineuze massa tussen de oppervlakte van de haarcellen en het dak van de ampulla. De cilia van de deze haarcellen zitten vast in de cupula. De receptoren van het vestibulaire systeem zijn de haarcellen. Er zijn twee soorten haarcellen, namelijk de bekervormige type I- en de cilindrische type II-cellen. Apicaal presenteren haarcellen een aantal stereocilia en een kinocilium. Wanneer de stereocilia richting het kinocilium bewegen, raakt de betreffende haarcel geëxciteerd. Wanneer de stereocilia van het kinocilium af bewegen, wordt de betreffende haarcel juist geïnhibeerd. Wanneer een individu zijn hoofd beweegt in de vlakte van één van de drie sikkelvormige kanalen, zorgt inertie van de endolymfe voor beweging van de cupula in de andere richting (zie figuur 17-10 op bladzijde 303). In de maculae sacculi en utriculi zorgt lineaire versnelling of vertraging voor beweging van de otolitische laag en de cilia die hierin vastzitten. Dit veroorzaakt de- of hyperpolarisatie van de haarcellen in de maculae.

Centrale banen

Het vestibulaire ganglion van Scarpa bestaat eigenlijk uit twee ganglia. De perifere processi van de neuronen die aanwezig zijn in deze ganglia innerveren de haarcellen van het vestibulaire systeem. De centrale processi van deze neuronen lopen door de nervus vestibulocochlearis (CN VIII). Afferente vezels van deze zenuw projecteren op de vestibulaire nuclei in de rostrale medulla en caudale pons. Afferente vezels die afkomstig zijn uit de ampullae van de sikkelvormige kanalen projecteren op de nucleus vestibularis superior (NVS) en nucleus vestibularis medialis (NVM). Afferente vezels afkomstig uit de maculae sacculi en utriculi projecteren op de nucleus vestibularis lateralis (NVL).

Axonen uit de neuronen in de NVS lopen via de fasciculus longitudinalis medialis en projecteren ipsilateraal op de trochleaire en oculomotore nuclei. Axonen uit de NVM lopen ook via de fasciculus longitudinalis medialis en projecteren contralateraal op de trochleaire en oculomotore nuclei. Het vestibulaire systeem zorgt voor input naar het cerebellum. Mogelijk communiceren bepaalde axonen afkomstig uit de NVS en NVL ook met de cerebrale cortex.

Aandoeningen van het vestibulair systeem

Nystagmus is het repetitief bewegen van de ogen door verplaatsing van het gezichtsveld. Bewegingen van de ogen worden beïnvloed door de vestibulaire kernen, die projecties naar de craniale zenuwkernen sturen. Onder deze craniale zenuwkernen horen de kernen van de oculomotorius, abducens en de trochlearis. Beweging van het hoofd in één richting resulteert in verplaatsing van de ogen in de andere richting, zodat de ogen gefixeerd kunnen blijven op het object. Hierna bewegen de ogen weer heel snel in dezelfde richting als de rotatie (saccadische beweging). Nystagmus in afwezigheid van verplaatsing van het gezichtsveld is een teken van laesie in de hersenstam of in het cerebellum. Nystagmus met gelijke snelheid in beide richtingen wordt pendular nystagmus genoemd.

Het kan ook voorkomen dat de beweging in één richting sneller is dan in de andere richting. In dat geval wordt de richting van de snelle fase gebruikt om het type nystagmus aan te duiden. Bij duizeligheid hebben patiënten het gevoel dat ze bewegen of draaien, terwijl dat in werkelijkheid niet zo is. Duizeligheid gaat vaak gepaard met misselijkheid, braken en ataxie. Het kan veroorzaakt worden door schade aan het labyrint of aan de vestibulaire tak van de nervus vestibulocochlearis (CN VIII). Duizeligheid die veroorzaakt wordt door perifere laesies gaat altijd gepaard met unidirectionele nystagmus. Centrale laesies in de vestibulaire nuclei van de hersenstam kunnen ook duizeligheid veroorzaken (en gaan wel of niet gepaard met nystagmus).

De ziekte van Ménière wordt gekenmerkt door intermitterende duizeligheid die wisselend van ernst en duur is. De duizeligheid bij de ziekte van Ménière begint vaak zonder aanleiding. Het kan gepaard gaan met tinnitus en andere gehoorverschijnselen. De oorzaak is niet bekend.

Behandeling bestaat uit toediening van steroïden of diuretica, maar de effectiviteit hiervan is nog niet bewezen. In ernstige gevallen kan men proberen de haarcellen van het labyrint te vernietigen door streptomycine toe te dienen. Soms wordt het labyrint ook verwijderd. Neuritis vestibularis presenteert zich met duizeligheid, misselijkheid, nystagmus en posturaal gebrek aan evenwicht. Symptomen zijn wisselend van ernst en houden meestal niet lang aan. Behandeling is hetzelfde als die voor de ziekte van Ménière.

Neurowetenschap: Hoe beinvloeden neuronen smaak- en ruiksensaties? - Chapter 18

Ruiken

Mensen kunnen hele kleine concentraties geuren detecteren. De bipolaire olfactieve neuronen zijn gelegen in een gespecialiseerde olfactieve mucosa van de neusholte, net onder de lamina cribrosa van het zeefbeen (etmoïd). Deze neuronen hebben aan de ene kant dendrieten die in de gespecialiseerde mucosa als olfactieve knopen eindigen en aan de andere kant axonen die door de lamina cribrosa naar de bulbus olfactorius lopen. Op elke olfactieve knoop zitten tien tot twintig cilia. Axonen van de olfactieve neuronen synapteren op ipsilaterale wijze in de bulbus olfactorius.

Olfactory binding proteïne is een eiwit dat gemaakt wordt door de klieren van Bowman (gelegen in de olfactieve mucosa). De exacte functie van het eiwit is nog onbekend, maar het zou zorgen voor transport en concentratie van geurstoffen rond de cilia van de olfactieve knopen. Afferente signalen worden gegenereerd wanneer een geurstof op zijn receptor bindt ter hoogte van de cilia. Er zijn tenminste twee second-messengers betrokken in de overdracht van olfactorische signalen. Deze second-messengers zijn cyclisch adenosine monophosphate (cAMP) en inositol triphosphate (IP3). De bulbus olfactorius, bilateraal op de ventrorostrale kant van de voorhersenen gelegen, bevat naast de uiteinden van sensorische olfactieve neuronen ook gekamde, mitrale, periglomerulaire en granuleuze cellen. Axonen van de olfactieve neuronen synapteren op gekamde en mitrale cellen. Periglomerulaire en granuleuze cellen zijn interneuronen die de activiteit van de gekamde en mitrale cellen inhibeert.

De grootste bundel van axonen afkomstig uit de mitrale en gekamde cellen verlaat de bulbus olfactorius via de laterale tractus olfactorius. Deze axonen synapteren op de primaire olfactieve cortex (cortex piriformis), de amygdala en de entorinale schors. Neuronen in de cortex piriformis, amygdala en entorinale cortex projecteren op de prefrontale cortex. Het olfactieve systeem verschilt van de andere sensorische systemen, omdat de projectiebanen direct de prefrontale cortex bereiken, zonder eerst in de thalamus te synapteren. Neuronen in de entorinale cortex projecteren tevens op de hippocampus (een belangrijke structuur van het limbische systeem) via de perforant fiber pathway (tractus perforans). De rest van de axonen afkomstig uit de mitrale en gekamde cellen verlaten de bulbus olfactorius via de mediale olfactieve tractus.

Deze projecteren ipsilateraal op de substantia innominata, de mediale septale nucleus, en de stria terminalis. Onderscheid tussen geuren vindt plaats in de bulbus olfactorius. Mogelijk reageren verschillende glomeruli (elk topografisch van elkaar te onderscheiden) op verschillende stoffen. Olfactieve signalen worden hierdoor op topografische wijze georganiseerd en doorgegeven aan de cortex. Door trauma kan de bulbus olfactorius bewegen ten opzichte van de lamina cribrosa, met als gevolg dat de axonen van de olfactieve neuronen beschadigd raken. Dit resulteert in verminderd (hyposmia) of verlies (anosmia) van reukvermogen. Infecties van de olfactieve mucosa kunnen de neuronen zodanig beschadigen dat er ook reukverlies zal optreden. Verlies van olfactorische functies kan ook gebeuren door Alzheimer en Parkinson.

Smaak

De vier smaaksensaties die de mens kan herkennen zijn zoet, bitter, zout en zuur. Receptorcellen die de afferente signalen genereren, bevinden zich binnen smaakpapillen die gelegen zijn in verschillende papillae. Papillae zijn protrusies aan de oppervlakte van de tong, hiervan bestaan vier soorten (filiforme, fungiforme, foliatae en circumvallatae). De papillae circumvallatae scheiden de tong volgens een V-vormige lijn. Er ontstaat hierdoor een onderscheid tussen het voorste tweederde deel en het achterste één derde deel. De filiforme en fungiforme papillen bevinden zich in het voorste gedeelte van de tong, in het bijzonder langs de randen en op de tip van de tong. De papillae foliatae bevinden zich op het achterste gedeelte van de tong. Elke smaakpapil heeft een apicale porie waarlangs chemische stoffen naar binnen kunnen komen. De smaakpapil bestaat uit receptorcellen in verschillende stadia van ontwikkeling. Deze receptorcellen leven ongeveer tien dagen, waarna ze vervangen worden door nieuwe cellen. Afferente zenuwuiteinden maken contact met de basolaterale kant van de smaakreceptorcellen. Cellichamen van deze afferente vezels zijn gelegen in de ganglia van de nervus facialis (CN VII), nervus glossopharyngeus (CN IX) en nervus vagus (CN X).

Speeksel en andere chemische substanties kunnen de smaakpapillen binnentreden langs de poriën waar apicale microvilli zich bevinden. Interactie van een molecuul met een specifieke receptor op de membraan van deze microvilli genereert afferente signalen. Transductie van zoute smaken verloopt via amiloride-gevoelige Na⁺-kanalen. Zure smaken worden gegenereerd door depolarisatie van voltage-gated K⁺-kanalen. Zoete substanties activeren G-gekoppelde receptoren.

Smaakpapillen op het voorste tweederde gedeelte van de tong worden geïnnerveerd door de nervus facialis (CN VII), smaakpapillen op het achterste één derde gedeelte van de tong worden geïnnerveerd door de nervus hypoglossus (CN IX), en smaakpapillen op de epiglottis en faryngale wand worden geïnnerveerd door de nervus vagus (CN X). De nervus facialis (CN VII) geeft zoete, zure en zoute stimuli door, de nervus glossopharyngeus (CN IX) geeft bittere en zure stimuli door. Uitval van deze hersenzenuwen kan dan ook getest worden door verschillende smaaksensaties waar te testen.

De pseudounipolaire neuronen die via de nervus facialis (CN VII) de smaakpapillen innerveren, zijn gelegen in de ganglion geniculi nervi facialis (‘genu’ is Latijn voor ‘knie’) in het os temporalis. De centrale processi van deze neuronen lopen via de nervus intermedius en de tractus solitarius naar het rostrale gedeelte van de nucleus solitarius. De unipolaire neuronen die via de nervus hypoglossus (CN IX) de smaakpapillen innerveren, zijn gelegen in de ganglion inferior (in het foramen jugulare). De centrale processi van deze neuronen lopen via de nervus glossopharyngeus (CN IX) en de tractus solitarius ook naar de nucleus solitarius. De unipolaire neuronen die via de nervus vagus (CN X) de smaakpapillen innerveren, bevinden zich ook in de ganglion inferior. De centrale processi van deze neuronen lopen via de nervus vagus (CN X) en de tractus solitarius naar de nucleus solitarius. Axonen van neuronen die afkomstig zijn uit de nucleus solitarius stijgen via de solitario-thalamische tractus naar de ventrale posteromediale nucleus (VPM) van de thalamus. Neuronen in de VPM projecteren op de ipsilaterale cortex, tussen insula en operculum. Het mechanisme van smaakperceptie wordt nog niet volledig begrepen. Volgens de specific pathway theory reageren specifieke receptoren op specifieke smaakstimuli. Een andere theorie is dat individuele smaakreceptoren op verschillende smaak stimuli kunnen reageren (‘across fiber pattern coding’). Ageusia is het verlies van smaak. Schade aan de zenuwen die de smaakpapillen innerveren kan tot verschillende soorten schade leiden. De schade kan volledig of gedeeltelijk zijn (verlies van een bepaalde soort smaak). Er kan tevens sprake zijn van hypogeusia (algeheel verminderde perceptie van smaak).

Neurowetenschap: Wat is de functie van het eerste motorneuron? - Chapter 19

Bewegen is erg complex. Zelfs de simpelste bewegingen hebben betrekking op reflexen, willekeurige en onwillekeurige motorische processen. Hiervoor zijn verschillende delen van het centrale zenuwstelsel nodig, want alle niveaus van de neurale as zijn erbij betrokken. In het ruggenmerg zit de onderste organisatie van beweging; de tweede ofwel perifere motorneuronen. Ook de craniale zenuwen hebben deze tweede motorneuronen. De tweede motorneuronen staan onder controle van de eerste ofwel centrale motorneuronen. Deze zitten in het brein en maken direct of via een interneuron contact met een tweede motorneuron. Alleen neuronen uit de motorcortex maken direct contact met motorneuronen, en dit aantal is maar heel erg klein. Uit verschillende niveaus in de hersenstam ontstaan wegen die naar de tweede motorneuronen leiden, met elk hun eigen effect. Deze banen zijn de mediale en laterale vestibulospinale, mediale en laterale reticulospinale, de rubrosinale en de tectospinale baan.

Alle tweede motorneuronen bevinden zich in de cerebrale schors. De motorneuronen die in het ruggenmerg projecteren, heten de corticospinale baan en de motorneuronen die in de hersenstam projecteren de corticobulbaire baan.

De basale ganglia en het cerebellum spelen ook een belangrijke rol bij bewegen. De basale ganglia moduleren de actie van de motorische schors en het cerebellum geeft feedback aan het grootste deel van het CZS. De corticobulbospinale baan loopt vanuit de cortex door de hersenstam het ruggenmerg in. Deze baan wordt ook wel de piramidebaan genoemd.

De motorcortex

De cerebrale cortex heeft zes lagen waaronder twee lagen granulosacellen (welke informatie ontvangen van de thalamus en andere delen van de cortex) en twee lagen piramidale cellen waaruit de efferente wegen van de cortex ontspringen. In de motorcortex is de laag piramidale cellen veel groter dan de laag granulosacellen. Vooral vanuit de vijfde laag gaan er banen naar andere delen van het CZS.

De corticospinale baan

De corticospinale baan is essentieel voor precieze, willekeurige bewegingen. Hij ontspringt op drie plaatsen: de precentrale gyrus (primaire motorcortex), de postcentrale gyrus (primaire sensorische cortex) en uit een gebied rostraal van de precentrale gyrus (supplementair motorgebied en premotor cortex). De precentrale gyrus is de gyrus die voor de fissura centralis ligt, de postcentrale gyrus is de gyrus gelegen achter de fissura centralis. De pre- en postcentrale gyrus zijn somatotroop: mediaal worden vooral de benen/voeten gedaan en lateraal de armen/handen. Ver lateraal zitten het gezicht en de tong. Het uittekenen hiervan geeft de homonculus. Vanuit de grijze massa in de schors komt de corticospinale baan eerst in witte stof en de capsula interna. In de capsula interna en de crus cerebri is ook een somatotrope organisatie. In de crus cerebri verandert de organisatie langzaam en worden corticospinale en -bulbaire banen gescheiden. Hierdoor ligt het been lateraal en mediaal daarvan de arm. Het hoofd is bulbospinaal en ligt volledig mediaal tegen de corticospinale vezels. De vezels gaan door de pyramide en de ruggenmerg-medulla verbinding. Hier steekt negentig procent van de vezels over (de laterale corticospinale baan). Van de rest steekt later nog acht procent over (de anteriore corticospinale baan). De vezels worden door het gehele ruggenmerg verspreid en vooral bij de armen en benen. De motorneuronen projecteren vooral in de voorhoorn en de sensibele neuronen in de achterhoorn. De anterieure corticospinale baan doet vooral de mediale delen van de ventrale grijze stof en de laterale corticospinale baan de laterale delen van de voorhoorn.

Functies van de corticospinale baan

Mediale neuronen in de voorhoorn innerveren de axiale spieren en laterale neuronen innerveren de distale musculatuur. De verschillende onderdelen van de cortex hebben een verschillende functie:

• De primaire motorcortex krijgt indirect input van verschillende gebieden, waaronder het cerebellum en de globus pallidus. De informatie gaat via de ventrolaterale kern van de thalamus. De verwerking van de signalen vindt plaats in de primaire motorcortex.

  Hier wordt ook het signaal tot beweging gegeven, met behulp van het cerebellum en de basale ganglia. In de primaire motorcortex komt ook somato-sensibele informatie binnen. Dit is zo geordend dat de informatie dichtbij de motorneuronen uitkomt die de spieren beheersen die moeten bewegen door de input. De somatosensibele informatie gaat via de ventrale posterolaterale kern van de thalamus. Basale ganglia, cerebellum en sensorische banen zorgen samen voor een precieze reactie met de juiste kracht.

• De primaire somatosensorische cortex krijgt zijn informatie indirect via de ventrale posterolaterale kern van de thalamus. Inputsignalen zijn onder andere pijn, tast en gevoel. De primaire projectie van de neuronen in de somatosensorische cortex vindt plaats in de achterhoorn van het ruggenmerg en de dorsale kolom van de lagere medulla. Sensorische neuronen hebben invloed op verandering van positie, mate van verandering van positie, kracht van spiercontractie en een combinatie van kracht en grootte van verandering. Zonder sensibele informatie is het erg lastig om motorische handelingen uit te voeren, omdat je niet goed weet wat waar zit. Dit komt voor bij laesies in de dorsale kolom, waaar filtratie van de gegevens plaatsvindt.

• De supplementaire (SMA) en premotorgebied (PMC) cortices leveren dertig procent van de vezels van de corticospinale baan. Informatie komt vooral uit de ventrale laterale en anterieure kern van de thalamus. Ook uit het cerebellum en de posterieure pariëtale cortex komen signalen. Het SMA is vooral belangrijk bij willekeurige bewegingen en is complexer dan de primaire motorcortex. Het stimuleert zowel de mediale als de laterale neuronen. Laesies in SMA lijden tot apraxia, waarbij specifieke bewegingen niet meer lukken. Ook neuronen van het PMC kunnen zowel de axiale, als de distale musculatuur beïnvloeden. Dit gebied speelt een rol in de bewegingen die visuele begeleiding vereisen. Hierbij is invloed van de posterieure pariëtale cortex belangrijk. De premotorcortex is gelegen voor de primaire motorcortex en maakt het plan voor beweging.

• De posterieure pariëtale cortex (PPC) geeft input aan SMA en PMC. Het is vooral belangrijk bij het betrekken van visuele informatie bij taken. Bij een specifiek defect ('sensorische negatie') ontkent de patiënt dat een helft het niet doet en zal hij ook maar halve voorwerpen tekenen.

In de corticospinale baan lopen dus bundels van de primaire motorcortex voor willekeurige bewegingen van voornamelijk de distale musculatuur, bundels van de primaire somatosensorische cortex met indormatie over de spieren en bundels van SMA en PMC met de mechanismes voor patronen die voor precieze bewegingen zorgen.

De corticubulbaire baan

De corticobulbaire baan komt van de laterale kant van de primaire motorcortex. Dit zijn de eerste motorneuronen van de craniale motorneuronen. Anders dan bij de corticospinale baan is de innervatie bilateraal (behalve delen van de nervus facialis en hypoglossus). Hierdoor veroorzaakt een laesie van deze neuronen geen paralyse, maar alleen (lichte) spierzwakte. Delen van het lichaam die bilateraal geïnnerveerd zijn vertonen minder snel volledige uitval, omdat de schade wordt opgevangen door de andere kant van de hersenen. Als alleen de corticobulbaire structuur is aangedaan, zullen er geen paralyses van de ledematen zijn. Vezels van de primaire somatosensorische cortex in de dorsale kolom van de medulla hebben een filterende werking. De nervus trigeminus heeft een eigen filtersysteem. In de hersenstam bevinden zich ook cortico-retuculaire vezels. Deze komen vanuit de precentrale gyrus en vormen de reticospinale vezels. Ook gaan er vezels naar pons en cerebellum, waardoor de cortex invloed uit kan oefenen op de motorische functies van deze twee gebieden. Vezels van de primaire en premotorcortex gaan ook naar de rode kern (nucleus ruber). De armen komen dorsaal van deze kern en de benen ventraal. Via de rode kern gaan er banen naar de cervicale en lumbale delen van het ruggenmerg. Bij mensen speelt dit een kleinere rol dan bij sommige dieren.

Afdalende banen

Er zijn zoals gezegd zes afdalende banen: de mediale en laterale reticulospinale banen, de mediale en laterale vestibulospinale banen, de rubrospinale baan en de tectospinale baan. Reticospinaal en vestibulospinaal innerveren axiaal en rubrospinaal distaal.

• De mediale reticospinale baan komt uit de nuclei reticularis pontis en daalt langs het gehele ruggenmerg af. Het heeft invloed op α- en γ-motorneuronen en op interneuronen. De voornaamste functie is via γ-motorneuronen invloed uitoefenen op willekeurige bewegingen en spiertonus. De laterale reticospinale baan ontspringt in de medulla (nucleus reticularis gigantocellularis) en heeft een tegengestelde werking aan de mediale reticospinale baan: het remt willekeurige bewegingen en verlaagt spiertonus.

• De vestibulospinale banen komen uit de mediale en laterale vestibulaire nucleus en geven vanuit het labyrint input aan het ruggenmerg. De mediale baan doet bilaterale innervatie van de cervicale delen. De laterale baan innerveert het gehele ruggenmerg en dan vooral de extensoren. Beide banen zijn erg betrokken bij de houding.

• De rubrospinale baan komt uit de rode kern. Deze baan is vooral bij de cervicale innervatie betrokken. Het systeem van de rubrospinale baan is vergelijkbaar met de corticospinale baan, omdat de meeste informatie van de rode kern afkomstig is uit de primaire en premotorcortex. Bij mensen is de invloed van de rode kern op het cerebellum waarschijnlijk groter dan bij dieren, waar de rubrospinale baan meer invloed heeft.

• De tectospinale baan komt uit de colliculus superior in het middenbrein en eindigt cervicaal. Gedacht wordt dat deze baan posturale veranderingen produceert in reactie op visuele stimuli vanuit de colliculus superior.

Eerste motorneuron syndroom

Het eerste motorneuron syndroom komt door disruptie van centrale motorbanen. Dit kan overal in de corticofugale baan zijn en zelfs in het ruggenmerg. Meestal is de capsula interna betrokken. Symptomen van dit syndroom zijn:

• Paralyse of parese van de aangedane spieren

• Een hoge spiertonus en spasticiteit, omdat de neuronen verminderd worden geremd door interneuronen.

• Aanwezigheid van vreemde reflexen, zoals de voetzoolreflex van Babinski, waarbij de tenen omhoog gaan in plaats van naar beneden. Normaal gesproken is dit niet aanwezig.

• Versterking van reflexen

Vaak kenmerkt het begin van het syndroom zich met hypotonie en afwezigheid van reflexen. De spasticiteit en hypertonie ontstaan waarschijnlijk doordat remmende interneuronale cellen, waaronder de Renshaw cellen, niet worden geïnnerveerd. Spasticiteit treedt ook op als ook de corticobulbaire baan is aangedaan.

Neurowetenschap: Wat is de functie van basale ganglia (zenuwknopen)? - Chapter 20

Zoals eerder is beschreven, regelt de cerebrale cortex signalen uit de sensorische én motorische gebieden van het brein. Zo ontstaan hele precieze, complexe, bewuste bewegingen door signalen uit de corticospinale baan die via het ruggenmerg motorneuronen aanzetten. Dit gaat meestal niet direct, maar via interneuronen. De basale ganglia geven (voornamelijk) negatieve feedback om deze bewegingen te reguleren (waarbij de output via de thalamus loopt). Dit betekent dat bij een verhoogde activiteit van de basale ganglia de bewegingen abnormaal traag zullen verlopen. Omgekeerd zullen bij laesies de bewegingen ongecontroleerd en ongewenst plaatsvinden (dyskinesie).

Van de basale ganglia zijn de nucleus caudatus en het putamen afferent en de globus pallidus is efferent. Uit de globus pallidus ontspringen de ansa lenticularis en de fasciculus lenticularis. Deze bundels lopen naar de thalamus.

Afferente bronnen

Het striatum, dit bestaat uit de nucleus caudatus en het putamen, ontvangt voornamelijk signalen van de cerebrale cortex. Hierbij gaat informatie van primaire en secundaire motorneuronen en primaire somatomotorische gebieden naar het putamen, terwijl de nucleus caudatus informatie ontvangt over de cognitieve aspecten van bewegingen, de oogmotoriek en het limbische systeem.

Een indirecte bron van corticale input is de centromediane nucleus van de thalamus. Signalen uit de motorcortex gaan van de thalamus via thalamostriate vezels naar het putamen. Het striatum is verder op te splitsen naar functie. De kleine compartimenten (striosomen) zijn omgeven door grotere compartimenten (matrix) en hebben andere neurochemische eigenschappen, verschillende receptoren en ontvangen input uit andere gebieden. Striosomen ontvangen voornamelijk input van het limbische systeem, hun neuronen projecteren in de substantia nigra en ze bevatten veel peptiden.

Matrix daarentegen ontvangt input van sensorische en motorische gebieden van de cortex, de neuronen projecteren in de globus pallidus en het is rijk aan acetylcholinesterase. Deze onderverdeling suggereert een zelfde functionele, homogene werking als van de cerebrale cortex wat betreft beweging. Neuronen in een bepaald compartiment worden namelijk alleen actief bij één typische actieve beweging (en andere neuronen pas weer ná passieve activiteit van deze zelfde beweging).

Interne verbindingen

Er bestaan vele anatomische verbindingen tussen de basale ganglia. Dit zijn de drie opvallendste:

• Projecties van het striatum in de globus pallidus (fig. 20-4, blz. 346!) Bij de directe pathway projecteert het striatum in het mediale segment van de globus pallidus (met neurotransmitter GABA), waarbij het signaal vervolgens via de thalamus de cortex bereikt en terugkoppelt op het striatum. Output van het striatum gaat voornamelijk via deze route, vandaar dat het de ‘directe pathway’ wordt genoemd. Bij de indirecte pathway projecteert het striatum in het laterale segment van de globus pallidus, om via de subthalamische nucleus alsnog in het mediale segment terecht te komen. Hier verloopt de route hetzelfde als de directe pathway (namelijk via de thalamus naar de cortex, met terugkoppeling op het striatum).

• Wederkerige relatie tussen het striatum en de substantia nigra. Substantia nigra bestaat uit een pars compacta en een pars reticulata. Het striatum projecteert in het pars reticulata (GABA en Substantie P). De substantia nigra projecteert met het pars compacta in het striatum (dopamine).

• Wederkerige relatie tussen de globus pallidus en de subthalamische nucleus. Zoals eerder in dit hoofdstuk omschreven, projecteert het laterale segment van de globus pallidus in de subthalamische nucleus (GABA) en andersom projecteert de subthalamische nucleus in het mediale segment van de globus pallidus (Glutamaat).

Output

Zoals eerder genoemd lopen er twee pathways uit het mediale segment van de globus pallidus. Op figuur 20-6 op bladzijde 348 is de anatomie van deze ansa en fasciculus reticularis goed te zien. Daarnaast zijn er nog twee pathways vanuit het pars reticulata van de substantia nigra. De ene pathway projecteert naar de ventrolaterale en ventroanterieure kern van de thalamus (door middel van GABA) en heeft effect op de motorfunctie. De andere pathway projecteert op de colliculus superior en heeft effect op oogbeweging en -reflexen.

Functionele mechanismen

Om de functionele eigenschappen van de belangrijkste kringloop van de basale ganglia te begrijpen, kan het beste gekeken worden naar de directe en indirecte pathway van het striatum naar de thalamus en de dopamine-pathway van de substantia nigra naar het striatum (zie wederom fig. 20-4 op blz. 346 voor een duidelijk overzicht van de regelkringen). Er wordt vooral gewerkt met glutamaat (stimulerend), GABA (inhiberend) en dopamine.

• De directe pathway geeft disinhibitie van de thalamus nuclei. Dit houdt in dat bij activatie van de cortex de thalamus nuclei geen remmend effect meer ervaren van (het mediale segment van) de globus pallidus en dus wordt de motorcortex geactiveerd via thalamocorticale projectie.

• Bij de indirecte pathway is dit volledig anders. Activatie van het striatum geeft een remming op het laterale segment van de globus pallidus en de subthalamische kern zal een verhoogde hoeveelheid Glutamaat afgeven.

  Dit resulteert in een vermindering van motorische activiteit.

• De dopamine-pathway activeert de directe pathway en inhibeert de indirect pathway door middel van dopaminereceptoren in het striatum. Dopamine vergemakkelijkt dus beweging. Bij Parkinson patiënten is vaak een tekort aan dopamine te zien.

Neurowetenschap: Wat is de functie van het cerebellum? - Chapter 21

Het cerebellum heeft minstens drie hoofdfuncties. De eerste is geassocieerd met gegroepeerde bewegingen die samen een aanpassing tot stand brengen. Dit noemen we ook synergie van beweging. De tweede functie is het rechtop blijven staan. De derde functie is het behouden van de spiertonus. Alle bewegingen zijn complex: tegelijk moet de agonist aanpassen, de antagonist ontspannen en dit moet beide met precies de goede tonus. De contraherende motorvezels worden door de alfaneuronen geactiveerd. Om precisie en effectiviteit zo hoog mogelijk te houden moet het brein alle effecten van de beweging bijhouden en feedback geven. Dit doet het cerebellum: motorische en sensorische informatie worden geïntegreerd en aan de afferente bronnen wordt feedback gegeven. Het cerebellum staat dan ook met alle motorische en sensorische gebieden van het CNS in verbinding.

Organisatie van het cerebellum

Het cerebellum zit met drie “voetjes”, de pedunculi, aan de hersenstam vast. De inferior en mediale pedunculi zijn voornamelijk afferent, de superior is vooral efferent. De inferior komt vanuit de medulla oblongata, de mediale uit de pons en de superior gaat bovenin de pons naar het cerebrum. Het cerebellum bestaat uit twee hemisferen, welke van elkaar gescheiden worden door de vermis. Beide hemisferen bestaan uit drie lobben: anterior, posterior en flocculonodulair. De flocculonodulaire lob ontvangt vooral input van het vestibulaire systeem en heet daarom het vestibulocerebellum. De anterior lob ontvangt vooral informatie van het ruggenmerg en heet daarom het sponocerebellum. De posterior lob staat het meest in verbinding met de cerebrale cortex en heet daarom het neocerebellum. In het cerebellum liggen drie kernen, van lateraal naar mediaal zijn het de nucleus dentatus, de nucleus emboliformus en de nucleus globosus (samen de nucleus interposus) en de nucleus fastigialus.

Afferente verbindingen van het cerebellum

De input van het ruggenmerg gaat vooral over de status en positie van het individu en van spiergroepen. Dit gaat via de dorsale, ventrale en rostrale spinocerebellare baan en de cuneocerebellare baan. Deze zijn somatotoop georganiseerd. De dorsale spinocerebellare baan geeft informatie door vanuit de benen. Dit komt het cerebellum binnen via de pedunculus cerebellare inferior. De ventrale baan is belangrijk voor het doorgeven van de synergie en reflexen, deze gaat via de superior peduncle. De cuneocerebellare baan geeft informatie door vanuit de armen. De rostrale spinocerebellare baan is bij mensen (nog) niet geïdentificeerd. Vanuit de hersenstam gaat er ook informatie naar het cerebellum. In de nucleus olivare inferior ontspringen de meeste vezels van de pedunculus cerebellare inferior.

De input komt zowel van het ruggenmerg als van de cerebrale cortex. Dit laatste gaat voor een deel indirect via de nucleus ruber. De vestibulaire en reticulaire formatie hebben een belangrijke rol in het houden van balans. Signalen van het vestibulaire systeem gaan via het juxtarestiforme lichaam of via vestibulaire kernen. Het reticulaire systeem heeft een grote invloed op reflexen door de gammamotorneuronen te beïnvloeden. De vezels van dit systeem komen van de laterale en mediale reticulaire kernen van de medulla en de reticulotegmentale kern van de pons en gaan naar de delen van de anterior en posterior lob die dicht bij het vermis liggen.

De cerebrale cortex

De cerebrale cortex is betrokken bij coördinatie, planning en uitvoering van bewegingen. Informatie van de cerebrale cortex bereikt het cerebellum via de nucleus ruber en de ipsilaterale nucleus olivare inferior. De informatie kan ook via de kernen in het basilaire deel van de pons en reticulaire formatie gaan. Informatie van de nucleus ruber en de basiaire kernen komt gelijk bij de hemisferen. De axiale musculatuur wordt vooral vanuit het vermis geregeld, de distale musculatuur ligt lateraler in de hemisferen. De nucleus ruber verlengt de sensorimotorische cortex.

Vezels uit de cortex komen door de capsula interna en het crus cerebri in de pons. Via de mediare peduncle komen ze in het cerebellum. Het grootste deel van deze vezels komt uit de frontaal kwab. Uit de temporaal en occipitaal kwab komt vooral informatie over visus en gehoor. Dit komt ook binnnen via het tectum. Deze vezels zijn somatotoop georganiseerd, het laterale deel van de posterior lob waarschijnlijk niet. Informatie van de superior en inferior colliculi van het tectum geven ook visuele en auditieve informatie. Informatie van de spierspindels in kaak en gezicht komen via de trigeminus in het cerebellum, soms via het midbrein.

Functionele organisatie van het cerebellum

Het cerebellum kent klimmende en mossige vezels. De mossige zijn overal in het cerebellum en eindigen in rozetten met dendrieten gevuld met granulosa cellen. De mossige vezel kan veel granulosacellen activeren. De rozetten vormen een cerebellare glomerulus. e klimmende vezels komen van de inferior olivaire nucleus en gaan via granulaire en Purkinje cellen naar de moleculaire laag. Ze hebben een een-op-een relatie met de Purkinjecellen, een vezel exciteert dus één Purkinjecel.

De cerebellare cortex

De histologie van de grijze massa in het cerebellum is overal hetzelfde. Het vormt vouwen (folia) transversaal op de lange as van de hemisfeer. In de vouw ligt de witte massa van efferente en afferente axonen. De cortex is zo georganiseerd dat grote delen van het lichaam tegelijk kunnen worden aangestuurd, maar dan ook kleine gebieden kunnen worden aangestuurd zodat precieze bewegingen kunnen worden uitgevoerd. De cortex bestaat uit drie lagen: een binnenste granulaire laag, een middelste laag van Purkinjecellen en een buitenste moleculaire laag. De granulaire laag kent veel granulosacellen met drie tot vijf dendrieten. De vezels hiervan liggen parallel met het oppervlak van de cortex. Hierdoor maken ze contact met veel Purkinje cellen. In de granulaire laag bevinden zich ook Golgicellen. De Purkinje cel laag bevat alleen Purkinjecellen. De dendrieten hiervan gaan naar de moleculaire laag. Purkinjevezels projecteren in de fastigiale dentale en interpose nuclei. Purkinjevezzels geven GABA af en zijn dus remmend. De moleculaire laag bestaat uit dendrieten van Purkinjecellen en basket cellen.

Functies van het cerebellum

Cerebellumvezels activeren altijd hun targetcel, Golgicellen remmen deze juist. Hiermee zijn feedforward en feedback schakelingen te maken. Feedforward is mossige vezel-Golgi-granulosa, feedback is mossig-granulosa-Golgi-granulosa. Het netto effect is dat een granulosa cel een Purkinjevezel en een Golgicel activeert, hierdoor zelf wordt geremd, waardoor de andere twee ook niet meer actief zijn. Dit heet disfacilitatie. Klimmende vezels hebben direct effect op granulosacellen. Deze cellen veranderen de gevoeligheid van de Purkinjevezel voor andere cellen. Signalen kunnen de cerebellare cortex alleen via de Purkinjevezels verlaten. Deze signalen remmen de cerebellare nucleus. De korte periode dat de cerebellare nucleus niet geremd wordt, heet disinhibitie.

Efferente banen van het cerebellum

Het vestibulocerebellum houdt zich vooral bezig met het hoofd, vooral de ogen en de potitie. Het spinocerebellum houdt zich bezig met de axiale musculatuur (spiertonus). Het cerebrocerebellum houdt zich bezig met planning, organisatie en coördinatie van motorische responsen. Het vestibulocerebellum en spinocerebellum projecteren in de fastigiale nucleus, het cerebrocerebellum in de interpose en dentate nuclei. De fastigiale nucleus projecteert naar de vestibulaire en reticulaire delen van de hersenstam. Vanuit daar worden signalen naar de hersenzenuwen en het ruggenmerg gegeven. Veranderingen van houding worden doorgegeven aan het vestibulocerebellum en via bovenstaande route wordt daar feedback op gegeven. Voornamelijk de extensoren worden door het cerebellum beïnvloed.

De cerebellare hemisferen staan functioneel in verbinding met de cerebrale cortex. Dit via de diepe nuclei van de pons, de nucleus ruber en de inferior olivaire nucleus. Ook hiermee zijn feedback-loops te creëren: nucleus ruber, inferior nucleus, cerebellare cortex, interpose nuclei, nucleus ruber, motorneuronen aan de kant contralateraal van de nucleus ruber. De planning, aansturing en coördinatie van bewegingen gaat voornamelijk via de cerebrale cortex. De vezels van de cerebrale cortex gaan via de pontine nuclei en het middelste peduncle naar het cerebellum, de vezels terug gaan via de dentate nucleus. Ze komen in de thalamus, vanwaar ze naar de motorcortex gaan. Voor een overzicht van alle routes, zie figuur 21-17 op bladzijde 372.

Ziektes van het cerebellum

De motorische functies van het cerebellum noemen we de feedbackfuncties, de functies in relatie met de cerebellaire kern de overige functies. De meeste ziektes waarvan bekend is dat ze met het cerebellum te maken hebben, hebben betrekking tot de feedbackfunctie. Ataxie is een ziekte van de feedbackfunctie en kan zich op meerdere manieren uiten. Zo kan er verlies van coördinatie (asynergie) zijn, maar ook problemen met de decompositie van beweging (het uitvoeren van meerdere bewegingen om tot een complexe beweging te komen). Problemen hiermee heten dysmetrie. Een gerelateerd probleem is 'past-pointing', waarbij de patiënt niet met zijn vinger iets kan aanraken omdat hij er voorbij schiet.

Al deze aandoeningen heten ataxie en kunnen worden veroorzaakt door laesies in de cerebellare cortex, maar ook in de flocculonodulaire lobe of het vermis. Als delen van de cerebellare cortex beschadigen kan hypotonie ontstaan. Dit komt vooral voor bij laesies van de posterior hemisfeer. Laesies van het vermis of de fastigiale cortex kunnen leiden tot cerebellare nystagmus, net als bij andere cerebellare ziektes zijn er dan problemen met doelgerichte bewegingen.

Neurowetenschap: Wat is de functie van het autonome zenuwstelsel? - Chapter 22

Het autonome zenuwstelsel zorgt er voor dat de homeostase in het lichaam behouden blijft. Hiervoor moet dit het onvrijwillige lichaamsfunctie beïnvloeden. Het autonome zenuwstelsel wordt ook wel vegetatief genoemd en wordt verdeeld in 3 delen:

• Sympathisch

• Parasympatisch

• Enterisch

Sympathicus

De neuronen van de sympathicus liggen in de intermediolaterale celkolom ter hoogte van T1-L2: de grensstreng. Aan beide zijden van de wervelkolom ligt een sympathische grensstreng. In deze grensstrengen liggen preganglionaire neuronen van organen in een viscerotopische orde. Craniale structuren liggen richting T1 en de caudale structuren richting L2. Takken gaan van het ruggenmerg naar de grensstreng via een witte gemyeliniseerde ramus en lopen terug via een grijze ongemyeliniseerde ramus. De grijze rami lopen over de hele wervelkolom, maar de witte rami lopen enkel in de thoracolumbale regio met de grensstreng.

Het sympathische zenuwstelsel bevat twee soorten ganglia: paravertebraal en prevertebraal. De sympathische postganglionaire neuronen die de abdominale viscera innerveren liggen in de prevertebrale ganglia. De paravertebrale ganglia liggen ook in de grensstrengen, maar de prevertebrale ganglia liggen meer distaal en dichter bij de organen die ze innerveren.

Preganglionaire sympathische neuronen uit segment T5-T9 vormen samen de grote splanchische zenuw. De preganglionaire sympathische neuronen uit segmenten T10-T12 vormen de kleine en kleinste splanchische zenuw. Deze drie splanchische zenuwen synapteren in het ganglion coeliacus op postganglionaire neuronen. De postganglionaire vezels innerveren gladde spieren en klieren van de maag, dunne darm, lever, milt, pancreas en nieren. Sommige vezels van de splanchische zenuwen synapteren niet in het ganglion coeliacus, maar lopen direct door om de bijnierschors te innerveren. Daarnaast zijn er doorlopende vezels van de splanchische zenuwen die synapteren in het ganglion mesenterica superior. Hiervandaan worden de dunne darmen en het colon tot distaal in het colon transversum geïnnerveerd.

Preganglionaire sympathische neuronen uit L1-L2 kunnen ook door de grensstreng lopen zonder te synapteren, om vervolgens wel te synapteren in het ganglion mesenterica inferior. Hiervandaan lopen vezels naar de hypogastrische plexus. De hypogastrische plexus ontvangt ook vezels uit L3-S4. Vanuit deze plexus worden de blaas, penis en clitoris geïnnerveerd.

De sympathicus is verantwoordelijk voor de fight-fright-flight-respons en wordt geactiveerd in stressvolle situaties. Het geeft een verhoogde bloedflow naar skeletspieren, een verhoogd hartritme, een verhoogde bloeddruk en een verhoogd suikerlevel. Daarnaast zorgt het voor verwijding van de pupillen: mydriasis.

Parasympathicus

De neuronen van de parasympathicus zijn gelegen in de hersenstam. Daarom wordt dit ook wel het craniosacrale zenuwstelsel genoemd. De preganglionaire neuronen liggen in de volgende nuclei:

• Nucleus Edinger-Westphal: n. oculomotorius

• Nucleus salivatorius superior: n. fascialis

• Nucleus salivatorius inferior: n. glossopharyngeus

• Nucleus ambiguus: innervatie voor o.a. de spieren in de larynx en farynx

• Nucleus motorius dorsalis: n. vagus

De preganglionaire parasympatische neuronen van de nervus vagus zorgen voor innervatie van de pancreas, longen en darmen. Daarnaast zorgen ze samen met de nucleus ambiguus voor innervatie van het hart. De terminale ganglia van het parasympatische systeem liggen altijd direct naast of binnen de geïnnerveerde organen. Hierdoor zijn de postganglionaire parasympatische vezels relatief heel kort ten opzichte van de postganglionaire sympathische vezels. Parasympatische activiteit zorgt voor behoud en herstel van de lichaamsenergie.

Enterisch zenuwstelsel

In de darmen liggen de plexi van Auerbach (myenterisch) en Meissner (submucosaal). Van hieruit worden de gladde spieren geïnnerveerd. De plexus van Auerbach zorgt voor darmmotiliteit en de plexus van Meissner voor water- en ionbewegingen over het intestinale epitheel. Deze plexi staan onder controle van zowel de sympathicus als de parasympathicus.

Autonome innervatie van organen

De meeste organen worden duaal geïnnerveerd en staan dus onder controle van de sympathicus en de parasympathicus. Hierbij wordt het orgaan door een van de twee geremd en door de ander gestimuleerd. Er is echter een uitzondering: de speekselklieren worden door beide systemen gestimuleerd. De sympathische activiteit leidt tot productie van dik speeksel, terwijl parasympatische activiteit leidt tot productie van waterig speeksel. Het ooglid wordt gelift door de m. levator palpebrae superior. Het grootste deel wordt geïnnerveerd door de n. oculomotorius, maar een klein deel staat onder controle van de sympathicus. Daarnaast zorgt de sympathicus er voor dat de oogbol voor in de oogkas blijft liggen en niet naar achter wegzinkt.

De sympathicus zorgt ook voor contractie van de radiale spieren van de iris, zodat er mydriasis optreedt: dilatatie van de pupil. De parasympatische tak van de n. oculomotorius innerveert de circulaire gladde spieren van de iris (sfincter pupillae) en zorgt dus voor miosis: constrictie van de pupil. Daarnaast verzorgt de n. oculomotorius ook de accommodatie van de lens.

De sublinguale, submandibulaire en parotisspeekselklieren worden duaal geïnnerveerd. Sympathische stimulatie leidt tot productie van dik speeksel, parasympatische stimulatie leidt tot secretie van waterig speeksel.

De sympathische innervatie van het hart is afkomstig uit niveau T1-T4 en verloopt via de grensstreng. Activatie van de sympathicus leidt tot een verhoogde pacemakeractiviteit van de sinusknoopcellen. Hierdoor wordt de contractiliteit van de hartspiercellen vergroot. De parasympatische innervatie van het hart verloopt grotendeels via de nucleus ambiguus, maar ook via de nervus vagus. Activatie van de parasympathicus leidt tot een vertraagde hartfrequentie door een afname in pacemakeractiviteit van de sinusknoop. Activatie van de sympathicus leidt in de longen tot bronchodilatatie. Activatie van de parasympathicus leidt tot bronchoconstrictie, maar daarnaast ook tot een secretie van de bronchiale klieren.

Activatie van de sympathicus leidt in de darmen tot verminderde peristaltiek en verminderde secretie van de klieren, maar voor contractie van de sfincters. De parasympathicus doet precies het tegenovergestelde. De parasympathicus werkt via de plexus van Auerbach (myenterisch) en de plexus van Meissner (submucosaal). De medulla van de bijnier is functioneel gelijk aan een sympathisch ganglion. Het wordt dan ook direct preganglionair geïnnerveerd door neuronen uit de levels T5-T9. De sympathicus laat acetylcholine vrijkomen in de medulla. In reactie hierop produceert de bijnier adrenaline en noradrenaline. Deze innervatie verloopt via het ganglion coeliacus.

De sympathische innervatie van de blaas verloopt via de plexus hypogastricus. Activatie van de sympathische zenuwvezels leidt tot contractie van de blaasspier. Dit is niet alleen van belang bij continentie, maar bij de man ook voor ejaculatie. De parasympathicus zorgt voor contractie van de m. detrusor van de blaas en relaxatie van de sfincter vesicae. Voor de coördinatie van de blaasfunctie is het van belang dat er ook afferente vezels zijn. Deze vezels geven informatie aan de hersenen over de vulling van de blaas door impulsen van de strekreceptoren. Voor het mannelijke geslachtsorgaan moeten de sympathicus en de parasympathicus goed samenwerken. De sympathicus is verantwoordelijk voor ejaculatie van spermatozoa samen met secreties uit de prostaat en de seminale vesicels. De parasympathicus is echter van groot belang bij het tot stand komen van een erectie, door dilatatie van de arteriën en een verhoogde bloedflow in de corpora cavernosa. Voor het vrouwelijke geslachtsorgaan spelen ook zowel de sympathicus als de parasympathicus een belangrijke rol. De sympathicus zorgt voor contractie van de uterus, de parasympathicus voor zwelling van de clitoris. De clitoris is embryonaal gelijk aan het mannelijke geslachtsorgaan.

De sympathische innervatie van de meeste bloedvaten is gelegen in het hoofd en de borstholte. De bloedvaten zullen door activatie van de sympathicus constrictie vertonen. De parasympathicus heeft op de meeste arteriolen geen invloed, behalve in het mannelijke geslachtsorgaan. De systemische bloeddruk is afhankelijk van de perifere vasculaire weerstand en wordt dus met name bepaald door de activiteit van de sympathicus.

Neurotransmitters en receptoren

Acetylcholine is de belangrijkste neurotransmitter voor de sympathische neuronen. Aan het postganglionaire einde maakt de sympathicus echter gebruik van noradrenaline. Uitzondering hierop zijn de zweetklieren en bloedvaten in skeletspieren: deze hebben ook postganglionaire transmissie middels acetylcholine. De parasympatische neuronen maken enkel gebruik van noradrenaline. Omdat het autonome zenuwstelsel werkt met twee neurotransmitters, zijn er ook twee soorten receptoren. Deze receptoren worden ook weer onderverdeeld. Het autonome zenuwstelsel heeft de volgende receptoren:

• Muscarinerg (acetylcholine)

• Nicotinerg (acetylcholine)

• Alfa-adrenerg, 1 en 2 (noradrenaline)

• Bèta-adrenerg, 1 en 2 (noradrenaline)

Cardiovasculaire functie

Regulatie van het cardiovasculaire systeem is een autonoom proces. De mechanismen die hiervoor verantwoordelijk zijn, zijn gelegen in de hersenstam. De nucleus solitarius is eigenlijk een celkolom aan beide kanten van het 4^e ventrikel. Hier hebben baroreceptoren, chemoreceptoren en cardiopulmonaire receptoren hun eerste synaps. In deze nucleus komt dus alle informatie binnen. Regulatie vindt dan plaats via de volgende plaatsen:

• Het caudale ventrolaterale medullaire depressiegebied: regulatie van de baroreflex en de cardiopulmonale reflex.

• Het rostrale ventrolaterale medullaire pressiegebied: behoud van de sympathische tonus. Dit is actief en barosensitief.

• De nucleus ambiguus: parasympathicus

• De intermediaire grensstreng: sympathicus

Longfunctie

Ook regulatie van de ademhaling is een autonome functie. Informatie van de pulmonaire strekreceptoren komt binnen in de dorsale respiratoire groep. De ventrale respiratoire groep is verdeeld in drie functioneel verschillende delen:

• Caudaal: expiratie

• Rostraal van caudaal: inspiratie

• Uiterste rostraal: Bötzinger complex, expiratie

  • Pre-Bötzinger complex: respiratoire ritmiek

De axonen van de ventrale respiratoire groep projecteren op de phrenische motornucleus in de ventrale hoorn van het cervicale ruggenmerg (C3-C5). Van hieruit wordt het diafragma geïnnerveerd.

Neurowetenschap: Hoe werkt de reticulaire formatie? - Chapter 23

De reticulaire formatie is een anatomische en functionele regio die de kern van de hersenstam vormt. Het representeert een oud basaal deel van de hersenen, wat ook bij veel lagere organismen aanwezig is. De reticulaire formatie loopt van de caudale medulla rostraal naar en inclusief de middenhersenen. Aan het bovenste einde van de middenhersenen is de reticulaire formatie continue met verschillende kernen in de thalamus. Lateraal, dorsaal en ventraal van de reticulaire formatie liggen nuclei van de craniale zenuwen. De reticulaire formatie is ook wel de regelaar van ons bewustzijn. Het coördineert de hersenzenuwen en stemt de activiteiten ervan op andere delen van het centrale zenuwstelsel af. De nuclei van de reticulaire formatie zijn op de volgende manier geordend:

• parvocellulaire regio: laterale 1/3 met kleine cellen. De functie is het ontvangen van afferente vezels.

• magnocellulaire regio: mediale 2/3 met grote cellen. De functie is het aansturen van andere structuren. Het is dus een effector regio.

De reticulaire formatie krijgt in het parvocellulaire laterale deel input uit de hersenstam en de delen van het voorbrein die geassocieerd worden met sensorische en motorische functies:

• sensorische systemen: pijn en temperatuursignalen komen uit het laterale spinothalamische traject en lopen door het ruggenmerg naar de contralaterale ventrale posterolaterale nucleus van de thalamus. Daarnaast gaan er collateralen naar specifieke parvocellulaire regio’s van de reticulaire formatie en van hieruit naar de magnoscellulaire nuclei van de medulla en pons. Alle sensorische systemen hebben vezels die uiteindelijk door de reticulaire formatie lopen. De reticulaire formatie ontvangt dus verschillende input signalen van alle sensorische systemen, maar kan deze informatie niet specifiek plaatsen. Hierdoor wordt er een aspecifiek signaal van de reticulaire formatie doorgegeven aan de thalamus.

• motorische systemen: de magnocellulaire nuclei van de reticulaire formaties in de medulla en pons ontvangen twee significante inputsignalen uit het cerebellum en de sensomotorische cortex. Het cerebellum staat in nauw contact met de reticulaire formatie, die tevens in nauw contact staat met corticoreticulaire vezels uit de sensomotorische cortex.

• autonome regio: de reticulaire formatie ontvangt zowel input van de hersenzenuwen als van hogere integratieve regio’s als de hypothalamus en het limbische systeem. Een deel hiervan ontvangt afferente vezels uit hersenzenuwen IX en X, het andere deel krijgt vezels van hogere autonome regio’s (hypothalamus, limbisch systeem etc).

Output van het reticulaire systeem verloopt via efferente projecties. Er zijn minstens drie manieren waarop de reticulaire formatie sensorische functies en corticale reactiviteit kan beïnvloeden. Er zijn twee mechanismes die projecties laten lopen naar de intralaminaire nuclei van de thalamus en er is één mechanisme die projecties laat lopen direct naar de cerebrale cortex. Een rol van de reticulaire formatie is het activeren van de cerebrale cortex. Hierdoor veranderen de excitabiliteits levels van de cortex, zodat dit gevoeliger wordt voor sensorische input via de klassieke paden. De reticulaire formatie maakt de cortex echter niet altijd gevoeliger: het kan de cortex ook minder gevoelig maken. Een tweede rol van de reticulaire formatie is dat het ongewilde sensorische informatie uit het signaal filtert, zodat de cortex zich kan concentreren op meer kritieke stimuli. De output via de directe projecties naar de cerebrale cortex lopen bestaan uit 4 belangrijke neuronale groepen:

• de Raphei neuronen: serotonerge projecties

• de nucleus locus ceruleus: noradrenerge projecties

• nucleus pedunculopontinus: cholinerge projecties

• area ventralis tegmentalis: dopaminerge projecties

De reticulospinale vezels reguleren de spiertonus en het postuur en dragen bij aan de automatische reflex mechanismen waarbij de extensie musculatuur betrokken is. Voor goede regulatie is een nauwe samenwerking tussen de reticulaire formatie, het cerebellum en de cerebrale cortex van cruciaal belang. Fouten in een van deze systemen kan dan ook leiden tot significante motorische gebreken:

• spasticiteit: verlies van corticoreticulaire input

• rigiditeit: verlies van input van het cerebellum naar inhibitie zones van de reticulaire formatie

• hypertonie: verlies van cerebellaire input op excitatoire componenten

Bepaalde delen van de reticulaire formatie ontvangen autonoom-gerelateerde input van signalen over de verandering in bloedlevels van zuurstof en CO2 en veranderingen in bloeddruk. De reticulaire formatie kan hierop inspelen.

Slaap-waakritme

In de reticulaire formatie liggen specifieke nuclei die het slaap-waakritme reguleren. Dit doet de reticulaire formatie in samenwerking met de thalamus, hypothalamus en de basale voorhersenen. Slaap bestaat uit vier fases, zowel REM slaap als non-REM slaap. Fase 4 is het moeilijkst om iemand uit wakker te maken, hoewel slaapwandelen en praten in zowel fase 3 als fase 4 voorkomen.

Remslaap wordt ook wel droomslaap genoemd. Het overgrote deel van de nacht zijn we niet in REM slaap. Deze activiteit wordt door thalamocorticale circuits bewerkstelligd. Deze slaapfase wordt geassocieerd met activatie van de cholinerge neuronen in de pedunculopontine nucleus en de laterale dorsale nucleus. De Remslaap wordt gereguleerd door verschillende regio’s, waaronder de locus ceruleus: een grote noradrenaline celgroep in de reticulaire formatie. Van hieruit lopen projecties naar de thalamus en de cerebrale en cerebellaire cortex. Er zijn verschillende slaapstoornissen. De belangrijkste zes zijn:

• Narcolepsie: slaapaanvallen op plaatsen en tijden waarop dit normaal niet optreedt. Iemand kan bijvoorbeeld in slaap vallen tijdens auto rijden. Deze mensen kunnen ook last krijgen van cataplexy, waarbij de spiertonus afneemt.

• Insomnia: chronische onmogelijkheid om in slaap te vallen. Dit kan ten eerste ontstaan door een abnormaliteit in het slaap mechanisme en ten tweede door een psychologisch of medisch probleem.

• Somnambulisme: vorm van slapeloosheid waarbij er abnormale autonome en/of motorische responsen zijn tijdens de non-REM slaap waarbij slaapwandelen optreedt. Dit komt vaker voor bij kinderen dan bij volwassenen.

• Nachtangsten: nachtelijke paniekaanvallen met wakker worden, waarbij tachycardie en snelle ademhaling optreden. Dit kan gepaard gaan met slaapwandelen.

• Restless legs syndroom: pijn in de kuiten en bovenbenen, soms inclusief krampachtig gevoel.

• Slaapapneu: plots staken van ademhaling tijdens de slaap.

Schade aan de reticulaire formatie zal in de meeste gevallen leiden tot een coma.

Neurowetenschap: Hoe werkt het limbische systeem? - Chapter 25

Het limbische systeem bestaat uit de hippocampus, gyrus dentatus, cortex subicularis, amygdala en de nuclei septalis. Limbische structuren communiceren (direct of indirect) met de hypothalamus of het periaquaductale grijs (PAG), zij moduleren dus de functies die geattribueerd worden aan deze structuren.

Hippocampal formation

De hippocampal formation bestaat uit de hippocampus, de gyrus dentatus en de cortex subicularis. Histologisch bestaat dit systeem voornamelijk uit piramidale cellen, die apicale en basale dendrieten bevatten. De hippocampus wordt beschouwd als een primaire vorm van cortex en bestaat uit meerdere lagen. Verschillende gebieden worden beschreven: CA1, CA2, CA3 en CA4. De gyrus dentatus is ook meerlagig en bestaat voornamelijk uit granuleuze cellen, ook mossy fibers genoemd. Mossy fibers synapteren op piramidale cellen in het CA3 gebied van de hippocampus. De cortex subicularis is een overgangsgebied tussen de hippocampus en de entorineurale cortex.

Een belangrijke bron van input in de hippocampal formation is de entorineurale cortex. Dit zijn vezels die olfactieve, visuele en auditieve stimuli doorgeven. Een tweede bron van input is de diagonale band van Broca. Efferente vezels uit de hippocampal formation ontspringen voornamelijk uit de hippocapus en de cortex subicularis. Axonen afkomstig uit deze structuren maken deel uit van de fornix.

De hippocampal formation moduleert agressief gedrag en autonomische en endocriene functies. Laesies, tumoren en epileptische activiteit in dit systeem kan agressieve reacties tot gevolg hebben. De hippocampal formation is ook betrokken bij leerprocessen en geheugen. Het syndroom van Korsakov, dat gekenmerkt wordt door anterograde en retrograde amnesie, is geassocieerd met de toxische effecten van alcohol en vitamine B gebrek. Neuronen in de hippocampal formation in het bijzonder worden hierdoor aangetast.

Nuclei septalis

De nuclei septalis relayeren informatie op topografische wijze van de hippocampal formation naar de hypothalamus.

Amygdala

De amygdala bevindt zich diep van de uncus en bestaat uit verschillende nuclei. Vanuit een functioneel standpunt wordt de amygdala onderverdeeld in twee componenten: (1) de corticomediale groep (corticale, mediale en mediale aspect van de basale nuclei) en (2) de basolaterale groep (laterale, centrale en laterale aspect van de basale nuclei).

De amygdala ontvangt input vanuit sensorische en monoaminerge systemen: directe input vanuit de bulbus olfactorius, directe en indirecte input vanuit de nucleus solitarius en indirecte input vanuit de lobus piriformis. Efferente vezels vanuit de amygdala gaan voornamelijk naar de hypothalamus en het PAG.

De amygdala moduleert agressie en woede via input op de hypothalamus. De modulerende eigenschappen van de amygdala zijn echter niet gelijkmatig. Stimulatie van de corticomediale amygdala faciliteert defensief woede gedrag, maar ook aanvallend gedrag. Studies naar laesies in de amygdala hebben aangetoond dat deze agressief gedrag en hyperactiviteit verminderen.

Limbische structuren van de cerebrale cortex

De prefrontale cortex en de gyrus cinguli anterior worden beschouwd als limbische structuren omdat zij indirecte projecties hebben op de hypothalamus en hypothalame functies kunnen moduleren.

Prefrontale cortex

Geassocieerd met emotionele en intellectuele processen. Aanvallend en defensief gedrag dat in de hypothalamus tot stand komt wordt onderdrukt door de prefrontale cortex. De prefrontale cortex is ook geassocieerd met eetgedrag. Laesies in dit gebied leiden tot toegenomen eetlust. Ook op cognitief gebied is de prefrontale cortex belangrijk. Laesies kunnen tot verstoring van geprogrammeerd gedrag leiden.

EEG en epilepsie

Een EEG meet de elektrische activiteit in de hersenen. Alfa golven kunnen gemeten worden in de occipitale elektrode wanneer de patiënt heel rustig ligt. Theta golven (4-7 Hz) kunnen gemeten worden boven de temporaal kwab en binnen de hippocampal formation wanneer de hippocampus disfunctioneel is. Delta golven (1-3 Hz) kunnen gemeten worden na ernstig trauma van de hersenen (tumoren etc.)

Epilepsie is een aandoening waarbij bepaalde typen aanvallen optreden. Epileptische insulten kunnen ontstaan door excitatoire postsynaptische potentialen (EPSP’s) die synchroon vanuit abnormale neuronen worden afgevuurd. Epilepsie kan idiopathisch zijn, maar kan ook het gevolg zijn van focale afwijkingen zoals tumoren, vasculaire abnormaliteiten, infecties etc. Twee typen epileptische insulten worden beschreven:

1. Partiële insulten: de aanvallen ontstaan in een bepaald gebied van de hersenen en blijven beperkt tot een hemisfeer.

• simpele partiële insulten: geen bewustzijnsverandering maar wel sensorische en motorische veranderingen die niet langer dan 1-2 minuten aanhouden.

• complexe partiële insulten: bewustzijnsverandering en/of –verlaging, de patiënt staart en reageert niet op aansporingen. Automatisch, gestereotypeerd gedrag kan aanwezig zijn.

2. Gegeneraliseerde insulten: de aanvallen ontstaan diffuus in de hersenen en veroorzaken bewustzijnsverlies.

• tonisch-clonische insulten: de eerste fase waarin de spieren verstijven wordt gevolgd door een fase van schokken. De aanval duurt meestal 1-2 minuten en is niet gevaarlijk. Wanneer meerdere aanvallen kort achter elkaar optreden zonder dat bewustzijn is teruggekeerd, is er sprake van een status epilepticus. Dit vereist spoedbehandeling.

• absences

• myoclonische insulten: - atone insulten

Het gebied van Sommer in de hippocampus bestaat uit CA1 neuronen die zeer gevoelig zijn voor zuurstofgebrek (anoxia) tijdens de bevalling. Patiënten waarbij de focus van de epileptische aanvallen gelokaliseerd is in de hippocampus, zullen veelal laesies tonen in dit gebied.

Neurowetenschap: Wat valt onder gedrags- en psychiatrische stoornissen? - Chapter 28

Schizofrenie

Schizofrenie wordt gekenmerkt door psychosen, waarbij het contact met de werkelijkheid verloren gaat. Het stellen van de diagnose vereist aanwezigheid van een of meerdere van de volgende primaire criteria: wanen, hallucinaties, veranderingen in spraak, uiterlijk en gedrag, apathie, afvlakking van emoties, catatonie. Er zijn verschillende subtypen van schizofrenie.

Paranoïde schizofrenie

Patiënten hebben hallucinaties en wanen waarbij zij uitverkoren denken te zijn om een missie te volbrengen of zich achtervolgd voelen.

Gedesorganiseerde schizofrenie

Bij deze vorm staat een vlak affect op de voorgrond, hallucinaties en wanen spelen een mindere rol. Het affect is vaak ongepast, de spraak is incoherent en onsamenhangend.

Catatone schizofrenie

Deze vorm wordt gekenmerkt door een verlaagde reactiviteit op de omgeving en een rigide houding. Deze vorm van schizofrenie is erg zeldzaam.

Ongedifferentieerde schizofrenie

Patiënten die een of meerdere kenmerken hebben van andere typen schizofrenie maar die niet onder een van bovenstaande diagnoses kunnen worden gebracht. Schizofrenie kent drie fasen:

1. De eerste fase, de prodromale fase, wordt gekenmerkt door symptomen die voorafgaan aan de eerste psychotische aanval. Typisch voor deze fase zijn de fysieke klachten (hoofdpijn, spierpijnen) en verhoogde belangstelling voor geloof, filosofie en occulte geloofsovertuigingen. De patiënt krijgt ook bizarre gedachten, een verwrongen perceptie en een aparte spraak.

2. De tweede fase is de psychose zelf. In deze fase is de patiënt het contact met de werkelijkheid kwijt en worden er positieve symptomen (hallucinaties, wanen) en negatieve symptomen (vlak affect, afwezigheid van normale associatieve gedachten, gebrekkige spraak) ervaren. In deze fase is spraak van ongeorganiseerd denken.

3. De periode tussen twee psychosen is de restfase, waarbij de patiënt weer in contact is met de werkelijkheid. De patiënt keert echter nooit meer terug naar de ‘pre-psychose’ staat. Kenmerkend voor de restfase zijn het vlakke affect, de teruggetrokkenheid en het vreemde, excentrieke gedrag dat afwijkt van het normale patroon.

Al heel vroeg wist men dat genetische factoren een rol spelen in schizofrenie. Tweelingstudies waarbij de incidentie van schizofrenie werd vergeleken tussen monozygote en dizygote tweelingen hebben aangetoond dat wanneer een monozygote tweeling schizofrenie heeft, de andere tweeling 45 tot 50% kans heeft om ook schizofrenie te ontwikkelen. In dizygote tweelingen is de kans slechts 10 tot 15%. Verschillende studies hebben schizofrenie gelinkt aan chromosoom 5, 11, 18, 19 en X. Naast genetische factoren spelen ook psychosociale factoren een rol in schizofrenie.

Uit MRI-onderzoeken blijkt dat in monozygote tweelingen de aangedane tweeling vergrote laterale ventrikels heeft. Vergrote ventrikels kunnen de omliggende structuren verdringen en beschadigen. Deze structuren (amygdala, hippocampus, gyrus cinguli, globus pallidus) zijn betrokken bij de regulering van emotioneel gedrag. Uit postmortaal onderzoek blijkt dat de hippocampus, amygdala, gyrus cinguli en prefrontale cortex bij schizofreniepatiënten gekrompen zijn. De prefrontale cortex is zeer belangrijk in cognitieve functies, die in schizofrenie patiënten juist verstoord zijn.

Een van de meest geaccepteerde theorieën voor de oorzaak van schizofrenie is de dopaminehypothese, waarbij een overmaat aan dopamine de oorzaak zou zijn van het ziektebeeld. Verschillende argumenten pleiten voor deze theorie:

• Antipsychose-middelen die vaak gebruikt worden om hallucinaties en wanen te bestrijden, zijn dopamine-D2 receptor antagonisten.

• Chronisch gebruik van amfetaminen (die dopamine vrijmaken) veroorzaken verschijnselen die sterk op schizofrenie lijken.

• De prefrontale cortex en het limbische systeem, beide betrokken bij schizofrenie, ontvangen dopaminerge input vanuit de mesolimbische en mesocorticale banen.

Serotonine zou ook betrokken zijn bij schizofrenie. Het is echter nog niet duidelijk of het hierbij gaat om een verhoogde of een verlaagde release van serotonine.

Depressie

Verschijnselen die bij depressie passen zijn: verlaagde stemming, gevoelens van wanhoop, angst en schuld, gebrek aan motivatie, verminderde eetlust en gewichtsverlies, slaapproblemen, etc. Depressieve stoornissen kunnen seizoensgebonden zijn, waarbij klachten vaker ’s winters optreden, wanneer het aantal uren zonlicht per dag laag is.

Bipolaire stoornis

Bipolaire stemmingsstoornissen worden gekenmerkt door episoden van depressie afgewisseld met perioden van verhoogde stemming (manie). Twee soorten bipolaire stoornissen worden beschreven:

1. Bipolaire stoornis I: duidelijke perioden van depressie afgewisseld met manische episoden. Kenmerken van manie zijn: intens gevoel van geluk en welzijn, verminderde slaapbehoefte, verhoogde afleidbaarheid, overdreven vergroot gevoel van eigenwaarde, toegenomen spraakzaamheid, impulsiviteit, overmatig bezig zijn met aangename activiteiten.

2. Bipolaire stoornis II: perioden van depressiviteit worden afgewisseld met perioden van hypomanie (verhoogde stemming die het functioneren niet negatief beïnvloedt).

Dystyme en cyclotyme stoornissen

Dystymie is een persisterende (≥2 jaar) licht depressieve stemming zonder dat er sprake is van duidelijke depressieve perioden. Cyclotymie is een milde vorm van bipolaire stoornis II, met episoden van milde depressie en hypomanie die langer dan twee jaar aanhouden.

Mogelijk is de prefrontale cortex betrokken bij stemmingsstoornissen. Dit blijkt uit studies die hebben aangetoond dat laesies in de prefrontale cortex tot agressief gedrag en verstoring van rationeel denken leiden. Verlaging van bepaalde neurotransmitters zoals serotonine, norepinefrine en dopamine zou een verklaring kunnen zijn voor depressieve klachten. Behandeling met specifieke serotonine re-uptake inhibitoren kan depressieve klachten aanzienlijk verbeteren. Andere antidepressiva zoals monoaminen oxidase inhibitoren (MAOI’s) en tricyclische compound (TCA’s) worden ook gebruikt om depressieve klachten te verhelpen. Lithium wordt gebruikt bij bipolaire patiënten voor de behandeling van manische episoden. Het vermindert de intensiteit, duur en frequentie van terugkeer van manieën.

Een verklaring voor de werking van lithium ontbreekt echter nog. Angst is een normale reactie op gevaarlijke of als gevaarlijk ervaren situaties. Wanneer deze reactie optreedt terwijl er objectief geen gevaar is, of wanneer deze reactie buitenproportioneel heftig is, is er sprake van een stoornis.

Paniekstoornis

Een paniekaanval wordt door de DSM IV gedefinieerd als een korte periode van intense angst en discomfort. Het duurt ongeveer 30 minuten en de patiënt heeft klachten van kortademigheid, hartkloppingen, zweten, beven, en angst voor de dood of om gek te worden.

Herhaalde aanvallen van paniek zonder dat hiertoe een reden bestaat, valt onder de diagnose paniekstoornis. Over de neurobiologie van paniekstoornissen is weinig bekend. De behandeling kan bestaan uit cognitieve gedragstherapie, farmacotherapie of een combinatie hiervan. Dit laatste wordt als meest effectief beschouwd. Farmacotherapie bestaat uit SSRI’s voor de onderhoud en benzodiazepinen om aanvallen te couperen.

Obsessief-compulsieve stoornis (OCS)

De DSM IV definieert OCS als terugkerende obsessies of compulsies die ernstig genoeg zijn om beperkingen te veroorzaken. Obsessies zijn terugkerende gedachten, gevoelens, sensaties of ideeën, die angst veroorzaken. Compulsies zijn de reacties hierop, in een poging om de angst te verminderen. OCS kan erg tijdrovend zijn en het functioneren zeer negatief beïnvloeden. De meeste studies naar OCS hebben aangetoond dat de orbitofrontale cortex en de prefrontale cortex een belangrijke rol spelen. SSRI’s zijn de meest effectieve farmacotherapie gebleken. De hypothese dat serotonine een rol speelt in OCS wordt hierdoor gesteund.

Posttraumatische stressstoornis (PTSS)

PTSS kan ontstaan na een gebeurtenis die als zeer bedreigend wordt ervaren, zoals ernstige ongelukken, oorlogservaringen, verkrachting, natuurrampen etc. De klachten moeten langer dan een maand aanhouden om als PTSS gekwalificeerd te worden. Patiënten herbeleven de traumatische gebeurtenis in hun gedachten en dromen, al doen ze er alles aan om dit te voorkomen. Dit resulteert in angst, depressie, slaapproblemen, verminderd cognitief functioneren etc. Veel neurotransmitter systemen zouden hierbij betrokken zijn, maar vermoedelijk speelt het noradrenerge systeem een belangrijke rol in PTSS.

Gegeneraliseerde angststoornis

Gegeneraliseerde angststoornis is een aandoening waarbij sprake is van angst die in een periode van zes maanden vaker wel dan niet voorkomt en betrekking heeft op bepaalde gebeurtenissen. Patiënten kunnen hun angst niet controleren en hebben last van prikkelbaarheid, spierspanningen en problemen met slapen. Farmacotherapie bestaat uit benzodiazepinen die inwerken op het GABA systeem.

Drugsgebruik

Er is sprake van een drugsprobleem wanneer drugsgebruik op fysiek, sociaal en werkgebied voor problemen zorgt. Verslaving en tolerantie zijn in dit kader twee belangrijke concepten. Verslaving betekent niet alleen overmatig drugsgebruik, maar houdt ook in dat er afkickverschijnselen optreden wanneer men stopt met drugs nemen.

Tolerantie treedt op wanneer een bepaalde dosis van een drug niet meer voldoende is om het gewenste effect te bereiken en de dosis verhoogd moet worden. Er zijn verschillende soorten drugs:

• Stimulerende middelen: nicotine, cocaïne, amfetaminen, cafeïne etc.

• Verdovende middelen: alcohol, barbituraten, benzodiazepinen etc.

• Hallucinogene middelen: LSD, marihuana etc.

De u-receptor wordt beschouwd als de primaire site voor beloning, tolerantie en fysieke verslaving. Bij muizen waarvan de u-receptor knock-out is, blijft de belonende werking van morfine uit. Mogelijk bestaat er ook een verband tussen het effect van cocaïne en dopamine-transporters. Laesies in dopaminerge neuronen die dopaminerge transporters tot expressie brengen, resulteren in verlies van de belonende eigenschappen van cocaïne. Het ventrale tegmentum is waarschijnlijk betrokken bij het drugsverslaving.