College-aantekeningen bij Biopsychologie aan de Rijksuniversiteit Groningen - 2015/2016

Hoorcollege 1: Hersenen & geest

Over de relatie tussen beiden zijn verschillende opvattingen. De dualistische opvatting zegt dat geest en materie twee totaal verschillende dingen zijn. Deze opvatting is terug te zien in de meeste godsdiensten: het lichaam is sterfelijk maar de ziel blijft voortbestaan in het hiernamaals. Binnen het dualisme zijn een aantal stromingen. Het parallellisme stelt dat mind en brain volkomen onafhankelijk van elkaar zijn. Het interactionisme zegt dat er wel contact is tussen beide.

Het monisme zegt daarentegen dat er maar één ding is: ofwel het geestelijke, ofwel het stoffelijke. Bij het monisme gaat men ervan uit dat wat men denkt beïnvloed wat wij doen. Er vindt dus interactie plaats tussen lichaam en geest. Volgens Descartes vindt deze interactie plaats in de pijnappelklier. Ook hierbinnen zijn verschillende stromingen. Het mentalisme zegt dat al het stoffelijke een product is van onze verbeelding. Het materialisme zegt daarentegen dat er alleen stof/materie is: bloed, vlees, hersenen etcetera. Het identiteitsstandpunt is: The mind is what the brain does.

Binnen de biopsychologie zijn de meesten materialistisch. Er zijn verschillende stromingen. Reductionist: als we snappen wat de hersenen doen, zal de taal van de psychologie overbodig worden. We kunnen dan alles beschrijven in termen van atomen en zenuwcellen, de activiteit daartussen etcetera. Nonreductionist: we kunnen het verband tussen verschillende beschrijvingsniveaus misschien snappen, maar dat wil niet zeggen dat alles in die termen beschreven kan worden.

De biopsychologie houdt zich bezig met de relatie tussen biologische factoren en gedrag. Dus hoe het biologische niveau in interactie staat met wat we op gedragsniveau laten zien. De biopsychologie verschaft aanvullende observeringsmogelijkheden: niet alleen het gedrag, maar ook de hersenen en het lichaam. Toch gaat het er vooral om dat je de relaties begrijpt tussen functionele, fysiologische en fysische beschrijvingsniveaus. Bij vrijwel alle vormen van psychologie (experimentele psychologie, ontwikkelingspsychologie, sociale psychologie) wordt de biopsychologie gebruikt.

Depressie

Dit wordt genoemd als voorbeeld van het nut van biopsychologie. Iemand die depressief is ervaart somberheid, lusteloosheid, enzovoorts. Het is dan mogelijk om op lager niveau te meten wat er aan de hand is. Bij depressieve mensen is een interferentie gevonden bij de Stroop-taak. Ze besteden onnodig veel aandacht aan negatieve emotionele factoren in de omgeving. Je kunt voor meer begrip ook naar de genetica kijken. Hier is bijvoorbeeld ontdekt dat mensen met een korte variant van het 5-HTTLPR-gen minder goed serotonine kunnen aanmaken.

Een ander voorbeeld is oxytocine, een hormoon die in verband staat met weeën bij vrouwen tijdens de bevallen. Echter blijkt nu ook dat het essentieel is  bij hechtingsgedrag. Wanneer we mensen van buitenaf oxytocine toedienen zijn ze meer geneigd om dingen te delen met mensen die hetzelfde spel spelen. Ook bij een schildklierafwijking kan er verandering plaatsvinden in gedrag. Dit komt door stofwisselingen, het kan concentratieproblemen en andere problemen met zich meebrengen.

Neurowetenschappen

Neurowetenschappen is een verzameling van allerlei verschillende onderzoek disciplines en de kennis die daaruit voortkomt.  Zo is er neurofysiologie hierbij kijkt men naar de functies van het zenuwstelsel. Verder heb je neuroanatomie waarbij de nadruk ligt op de structuur van het zenuwstelsel. Bij neurologie kijkt men naar mogelijke behandelingen en onderzoeken naar hersenaandoeningen. Wanneer men het heeft over de klinische kant die zich bezighoudt met mensen die hersenbeschadigingen hebben spreekt men van neuropsychologie. Tot slot is er nog de cognitieve psychofysiologie (cognitieve neurowetenschap) waarbij men kijkt naar de relatie tussen neurale en mentale processen. Hierbij wordt vaak een hersenscanner gebruikt.  

Methodologische benaderingen

Er zijn verschillende methodologische benaderingen. Somatische interventies en gedragsinterventies zijn beide vormen van experimentele benaderingen. Er wordt gezocht naar een eenzijdige relatie. Bij somatische interventies wordt gekeken naar het effect van die interventies op gedragseffecten. Bij gedragsinterventies wordt gekeken naar het effect van gedragsmanipulaties op somatische effecten. Correlationele studies zijn daarentegen niet-experimenteel. Hierbij wordt gekeken naar de onderlinge relatie tussen biologische variabelen en gedragsvariabelen. Let op: je kunt hierbij nooit een oorzaak-gevolg relatie aanwijzen!

De geschiedenis van de psychiatrie

Pas sinds kort realiseert men zich dat psychische ziekten iets te maken hebben met iets dat in de hersenen plaatsvindt. Vroeger had men geen idee dat mentale aandoeningen iets met het lichaam te maken hebben. Voor het eerst kreeg men hiervan een idee door syfilis. Door besmetting met syfilis kon neurosyphilis worden verkregen, een mentale aandoening. Wagner von Jauregg ontdekte in 1927 dat mensen er baat bij hadden om ingeënt te worden met malaria.

Als eerst werd er gebruik gemaakt van insuline-shock therapie waarbij de patiënt een hoog gehalte aan insuline ingespoten kreeg waardoor er een tekort aan suiker in het bloed ontstond wat zorgt voor epileptische aanvallen. Daarna kwam men met de elektroshock therapie. Rond de jaren veertig kwam de lobotomie in opkomst. Hierbij werd een kleine beschadiging gemaakt aan de onderkant van de hersenen. Mensen bij wie deze ingreep werd gedaan kregen echter problemen met de hoogste hersenfuncties, zoals plannen. Bij anderen zijn deze hersenbeschadigingen op een andere manier dan door lobotomie ontstaan. Tijdens het college werd een documentaire getoond over een soldaat die een granaatscherf in zijn hersenen kreeg. Hierdoor verloor hij de controle over zichzelf; hij deed alles plotseling zonder reden. Aan de hand van een gokspelletje werd gemeten in hoeverre hij zijn gedrag onder controle had. Normaal stoppen mensen op het moment dat ze verliezen maken, maar deze man bleef doorgaan.

Complexiteit van de hersenen

De cortex (de buitenkant van onze hersenen) heeft een doorsnede van vijftien centimeter. Dit is de grijze massa. Deze grijze massa bestaat uit een 1.5-3 millimeter dikke ‘deken’ die in ons hoofd is gewikkeld. De cortex bestaat uit ongeveer vijftien miljard cellen. Tussen deze cellen worden elektrische en chemische signalen verzonden via de synapsen. Per zenuwcel kunnen tot 50.000 synapsen worden gevormd. Dat betekent dat één cel verbinding heeft met 50.000 andere cellen. Via neurotransmitters wordt informatie overgedragen. Verschillende receptoren kunnen op hetzelfde stofje reageren. Het effect van de neurotransmitter is afhankelijk van de receptor. Onze hersenen interacteren met de rest van het lichaam via hormonen en het immuunsysteem.

Vroeger werd gedacht dat we redelijk snel na de geboorte klaar waren met de ontwikkeling van onze hersenen. In werkelijkheid hebben kinderen meer cellen en verbindingen bij de geboorte dan in het latere leven. Deze cellen worden gesnoeid tijdens de vroege ontwikkeling. Toch is het brein ook op latere leeftijd nog plastisch.

Genetica

Het is mogelijk dat je meerdere varianten van een allel hebt. Een voorbeeld is het geslacht. Vrouwen hebben twee X-chromosomen. De vader heeft een X- en een Y-chromosoom. Twee X-chromosomen zorgen voor een meisje, een X- en een Y-chromosoom gezamenlijk zorgen voor een jongen. Iedere lichaamscel bevat een celkern met daarin hetzelfde DNA. De chromosomen komen in paren. Het 23^e chromosoom is het sekschromosoom en bepaalt dus het geslacht. Op deze chromosomen liggen genen (genetisch materiaal met je eigenschappen). Wanneer je 2 keer hetzelfde gen hebt ben je heterozygoot wanneer je twee verschillende hebt ben je homozygoot.

Er is een verschil tussen dominante en recessieve overerving. Bij dominante overerving is het voldoende dat één van de ouders het gen heeft. Bij recessieve overerving dienen beide ouders het gen te hebben om het over te dragen aan het kind.

DNA is opgebouwd uit vier typen basen. Deze komen altijd in bepaalde paren voor. Een RNA-stukje bestaat uit een sequentie van die vier basen. Het is een soort kopie van het DNA. Dit wordt afgelezen, waarbij steeds de combinatie van drie basen bepaalt welk aminozuur achter elkaar geregen wordt in een eiwit. Er zijn twintig verschillende aminozuren, die weer in verschillende ketens aaneen geregen kunnen worden. Deze eiwitten hebben onder andere te maken met chemische processen, zoals stofwisseling. Ze zorgen daarnaast voor transport, structuur, communicatie en regulatie. Slechts 5 procent van het DNA heeft rechtstreekse expressie in eiwitten (ongeveer 25.000 genen). Als een eigenschap op een intermediate manier wordt bepaald gaat het zich verdelen op een manier dat lijkt op een normale verdeling in de statistiek.

Er zijn verschillende soorten genen zoals sekslimited genen deze komen in beide geslachten voor maar komen in het ene geslacht meer tot uiting dan in een ander geslacht. Seksgelinkt is dat het ligt aan het type chromosomen. DNA zit om eiwitten heen gewikkeld. Deze heten histonen. Hier kunnen zich dingen uit de omgeving hechten. Het kan tot uitdrukking komen wanneer histonen worden uitgerold. Het is dus afhankelijk van de omgeving. Het gen is inactief wanneer de histonen bij elkaar zitten als een bolletje. Genen zorgen voor de productie van eiwitten die weer invloed heeft op de structuur en functie van het zenuwstelsel die vervolgens gedrag bepalen. Dit hele proces wordt beïnvloed door omgeving.

Hoorcollege 2: Het zenuwstelsel

De psychologie is de studie van gedrag en gedachten. Gedrag bestaat uit observeerbare acties, gedachten zijn niet direct observeerbare subjectieve ervaringen. Zowel het gedrag als de gedachten worden bepaald door de hersenen.

Ons zenuwstelsel bestaat uit zenuwcellen en uit gliacellen. Neuronen zorgen voor de communicatie tussen neuronen; het overdragen van signalen. Al onze sensorische informatie behalve die van de reuk komt via de  thalamus waarna de hersenen ermee aan het werk gaan. Neuronen hebben een eigen taak, maar zijn afhankelijk van andere neuronen om gedrag te realiseren. We hebben ongeveer honderd miljard neuronen in ons hoofd. Als mensen ouder worden neemt het aantal neuronen af. De communicatie tussen resterende neuronen wordt efficiënter. Toch zijn de hersenen in staat om in zekere mate nieuwe neuronen bij te maken.

Bij het ontwikkelen van neuronen spelen omgevingsfactoren tijdens de zwangerschap een grote rol. Alcoholconsumptie tijdens de zwangerschap heeft bijvoorbeeld een negatief effect op de ontwikkeling van de foetus; het IQ van de kinderen is dan over het algemeen lager. Alle neuronen hebben ongeveer dezelfde structuur. Die structuur is hetzelfde als veel andere cellen in ons lichaam. Het celmembraan is semi-permeabel. Dit houdt in dat niet zomaar alle stoffen de cel in en uit kunnen. Water en zuurstof kunnen wel door het membraan heen, maar andere (schadelijke) stoffen niet. Het celmembraan zit om een aantal andere structuren heen, zoals de celkern. Deze is opgebouwd uit chromosomen, die gezamenlijk het DNA vormen. Ribosomen zijn belangrijk voor de opbouw van eiwitten in een cel. Het endoplasmatisch reticulum is een netwerk van dunne buizen dat zorgt voor de transport van stoffen binnen een cel.

Dendrieten krijgen informatie van andere neuronen en sturen deze informatie naar het cellichaam toe. Via de axon wordt informatie vanuit de cel naar andere cellen verstuurd. De eindknopjes maken contact met andere neuronen. Om de axon zitten myelineschedes, deze beschermen de neuron. Tussen deze schedes zitten inkepingen: de knopen van Ranvier. Deze worden aangetast wanneer men leidt aan de ziekte MS.

Zenuwcellen

De structuur van zenuwcellen is hetzelfde, maar ze hebben verschillende functies. Sensorische neuronen ontvangen informatie van lichaamsweefsel en sturen dat door naar de hersenen vaak via het ruggenmerg. Deze neuronen zijn gevoelig voor een bepaald type stimulatie (geluid/licht/druk). Motorneuronen zorgen voor het doorgeven van informatie vanuit de hersenen en het ruggenmerg naar spieren, klieren en organen. De axonen kunnen erg lang zijn: de basis ligt altijd in het ruggenmerg; axonen naar de voeten kunnen meer dan een meter lang worden. Interneuronen zorgen voor informatieoverdracht tussen neuronen.

Neuronen kunnen ook worden geclassificeerd op basis van structuur. Sommige cellen hebben heel veel dendrieten, andere hebben erg weinig. Cellen met veel dendrieten kunnen veel informatie verwerken, cellen met weinig dendrieten kunnen erg specifieke informatie verwerken en doorgeven. Sensorische neuronen zijn vaak gevoelig voor specifieke informatie.

Afferente neuronen gaan ergens naartoe; dit zijn de sensorische neuronen. Efferente neuronen gaan ergens vanaf.

Gliacellen werden vroeger als onvolwassen neuronen gezien omdat ongeveer tien keer zoveel gliacellen als neuronen bestaan. Om die reden is er minder onderzoek uitgevoerd naar deze cellen. Er zijn verschillende soorten gliacellen. Astrocieten hebben connecties met een axon en een bloedvat. Ze zorgen ervoor dat bepaalde stoffen uit de synaptische spleet worden gehaald zodat ze kunnen worden hergebruikt. De astrocieten zorgen er ook voor dat bloedvaten tijdelijk wijder kunnen worden, zodat meer glucose naar een bepaald gebied kan worden gestuurd. Een andere vorm van gliacellen zijn de oligodendrocyten. Deze cellen zorgen voor de myelineschede om de axon heen. De myelineschede is belangrijk voor de informatieoverdracht; de overdracht gaat sneller door een myelineschede. Ze lijken op Schwann cellen die om de myeline heen liggen.

Bloed-hersen barrière

Deze barrière beschermt hersenen tegen bacteriën en virussen. Hersenen gebruiken continu glucose en zuurstof. Omdat deze niet in de hersenen liggen opgeslagen zijn hersenen afhankelijk van een continue toevoer van deze stoffen via het bloed. Door de bloed-hersen barrière kunnen niet alle stoffen, zoals bacteriën en virussen, zomaar vanuit het bloed in de hersenen worden opgenomen. Reeds voor een virus een cel kan infecteren in de hersenen zal het over het algemeen worden opgeruimd. Deze opruiming gebeurt door microglia. Als dat te laat gebeurd wordt de geïnfecteerde cel ingekapseld. Dat betekent dat het blijft bestaan in de hersenen op een manier waarop het geen schade kan aanbrengen. Op het moment dat je weerstand verlaagt kunnen deze cellen echter wel schade aanbrengen. Dit is bij waterpokken wel eens het geval. Zoals je ziet is de bescherming van de hersenen anders als dat van het lichaam. Deze wordt beschermd door het immuunsysteem. Het immuunsysteem heeft ook cellen die virussen herkennen deze zijn niet aanwezig in je hersenen. Maar ook hier treden microglia in werking omdat ze de indringer herkennen.

In de wanden van bloedvaten zitten normaal gesproken gaatjes doordat de endotheelcellen hier niet dicht tegen elkaar aan liggen. In de hersenen is dat niet het geval. Dit zorgt ervoor dat de vrije uitwisseling niet zomaar plaatsvindt. Een nadeel hiervan is dat stoffen die wel goed zijn ook kunnen worden tegengehouden.

Stoffen kunnen de hersenen op twee manieren bereiken. Passief transport gebeurt doordat kleine moleculen (zuurstof en kooldioxide) zonder problemen door de barrière kunnen gaan. Water kan door speciale kanalen. In vet oplosbare cellen kunnen daar ook doorheen. Dit gaat echter om een beperkt aantal stoffen. Voor actief transport, waarmee de rest van de stoffen vervoerd kan worden, is energie nodig. Dat is de reden dat hersenen nooit in rust zijn. Dit gaat bijvoorbeeld om glucose, aminozuren en eiwitten.

Energievoorziening in de hersenen

Onze hersenen vormen ongeveer twee procent van het lichaamsgewicht, maar ze gebruiken twintig procent van de energie, zelfs in rust. Een groot deel van deze energie wordt gebruikt om de verbindingen tussen neuronen in stand te houden. Deze energie kan niet in de hersenen worden opgeslagen; het moet er via het bloed naartoe worden gebracht. Die toevoer is cruciaal. Al vijftien seconden nadat de hersenen geen bloed meer kunnen krijgen raken mensen bewusteloos.

Communicatie tussen de cellen gaat door middel van een chemisch proces. De communicatie tussen dendrieten en cellichamen en vervolgens naar de axonheuvel gaat via graduele potentialen. De axonheuvel stuurt informatie naar de eindknop van een axon via actiepotentialen. Het elektrische deel zit in de cel, het chemische deel zorgt dat de trigger geleverd wordt om het elektrische proces in gang te zetten.

Graduele potentialen zijn elektrische signalen waarbij de grootte afhankelijk is van de sterkte waarmee een dendriet wordt geprikkeld. Soms is een trigger te zwak om helemaal door te gaan tot aan de axonheuvel. Een inhibitoire trigger kan ervoor zorgen dat het potentiaalverschil groter wordt, waardoor geen actiepotentiaal wordt gegenereerd.

Rustpotentiaal

De binnenkant van de cel is negatiever geladen dan de buitenkant van de cel. Dit is een verschil van -70 microvolt. Dit verschil is de elektrische gradiënt. Dit potentiaalverschil wordt met name veroorzaakt door positief geladen natriumionen buiten de cel, en negatief geladen eiwitmoleculen binnen de cel. Deze -70 microvolt is het rustpotentiaal. Er werken verschillende krachten op het neuron. De elektrische gradiënt (EG) houdt in dat positieve en negatieve elektronen elkaar aantrekken. De positieve ionen willen de cel in en de negatieve ionen willen de cel uit. De concentratiegradiënt (CG) houdt in dat op het moment dat er veel ionen van de ene soort aan de ene kant zitten en weinig aan de andere kant, dan is er een natuurlijke kracht die wil dat de concentratie van beide ionen aan beide kanten gelijk is. Deze gradiënten zijn essentieel voor het in stand houden van het rustpotentiaal. Eiwitten zijn negatief geladen die willen de cel dus uit (elektrische gradiënt) maar die kunnen de cel niet uit omdat ze te groot zijn. Kaliumionen worden door de EG naar binnen gestuurd de concentratie gradiënt wil ze naar buiten trekken. De chloorionen zijn negatief geladen. De CG zorgt ervoor dat ze de cel in willen terwijl de EG ze de cel uit willen.

De natrium-kalium pomp zorgt ervoor dat natriumionen die binnen in een cel zijn naar buiten worden gepompt. Hierdoor wordt het rustpotentiaal gehandhaafd. De pomp is actief in een rustsituatie. De pomp pompt 2 kaliumionen de cel in en 3 natriumionen de cel uit. Hiervoor is energie nodig. Natriumionen kunnen niet gemakkelijk in de cel komen. Daar moet iets voor gebeuren. De chemische prikkeling die door een ander neuron wordt veroorzaakt zorgt ervoor dat een bepaald proces in gang wordt gezet. Hierdoor neemt het potentiaalverschil af. Dat signaal zet zich voort en kan op een gegeven moment bij de axonheuvel aankomen. Als de drempelwaarde wordt overschreden wordt het actiepotentiaal in gang gezet. Deze begint nadat natrium in de cel wordt gepompt. De drempel wordt bereikt bij 50mv. Nadat dat actiepotentiaal is opgeroepen gaan de natriumkanalen weer dicht. Daarna vindt depolarisatie plaats. De kaliumionen werken deze depolarisatie tegen. De kaliumionen reageren pas iets later, als reactie op de natriumionen. De kaliumuitstroom gaat langer door. Als de rustpotentiaal hersteld is noemen we dat elektrisch herstel. Daarna zorgt de natrium-kaliumpomp ervoor dat alle ionen weer op de eigen plek terechtkomen.

Stimulusintensiteit

Dit is de snelheid waarmee neuronen vuren. Sterkere prikkels roepen actiepotentialen op die sneller op elkaar volgen dan zwakkere signalen. Sterke prikkels zorgen voor activatie van meer neuronen dan minder sterke prikkels.

Saltatoire impulsgeleiding: prikkelgeleiding is niet over de hele axon gelijk. Het actiepotentiaal vindt plaats tussen het kanaal van Ranvier. Als een myelineschede aanwezig is gaat dit aanzienlijk sneller. De reden hiervoor is dat bij ongemyeliniseerde axonen een opeenvolging van actiepotentialen moet worden opgeroepen. Bij gemyeliniseerde axonen hoeft dat alleen bij de knopen van Ranvier.

Er zit verschil tussen verschillende manieren van informatieoverdracht. Graduele potentialen worden getriggerd door externe factoren. Actiepotentialen worden daarentegen getriggerd door conductiesignalen. Zie schema op nestor op de sheets.

Hoorcollege 3: Synapsen

Dit college gaat over prikkeloverdracht tussen cellen. Een cel wordt geprikkeld via censoren in de dendrieten. Deze informatie wordt doorgegeven via cellichamen naar de axonheuvel. Een actiepotentiaal wordt of wel, of niet gegenereerd. Er is geen tussenvorm mogelijk.

In 1906 werd voor het eerst duidelijk dat de communicatie binnen cellen en de communicatie tussen cellen op een andere manier verloopt. Sherrington bestudeerde reflexen (automatische reacties van spieren op prikkels). Informatieoverdracht vindt plaats via de axon van het presynaptische membraan naar de dendriet van het postsynaptische membraan. In de meeste gevallen zijn dit chemische synapsen. Soms wordt gecommuniceerd door middel van elektrische signalen. Deze elektrische signalen hebben als nadeel dat ze maar één soort signaal kunnen doorgeven.

Zes stappen bij informatieoverdracht binnen een chemische synaps

1. Vorming van een transmitter. Deze worden met name gevormd in de axon van een cel. De grondstoffen die hiervoor vereist zijn komen voor een groot deel uit onze voeding. Op dit moment kennen we 50 neurotransmitters maar het einde is nog niet in zicht. De neurotransmitter wordt dichtbij de plaats van gebruik, gemaakt.
2. De neurotransmitters worden opgeslagen in vestikels. In deze vestikels worden ze getransporteerd naar het presynaptische membraam.
3. Afgifte van een neurotransmitter. Dit gaat in verschillende stappen. Eerst worden calciumkanalen geopend door het actiepotentiaal. De afgifte van een neurotransmitter heet exocytose.  Daarna komt een influx van Ca2+ ionen in de presynaptische cel. Hierna worden neurotransmitters afgegeven.
4. Vervolgens moeten de transmitters naar de postsynaptische membraan transporteren. Hierna interacteert de neurotransmitter met de receptor. Dopamine kan vijf verschillende soorten dopamine activeren. Deze receptoren hebben allemaal een andere functie. D1 receptoren zorgt bijvoorbeeld voor meer excitatie. D2 receptoren zorgen juist voor inhibitatie.
5. Interactie met de receptor. Dit kan op twee manieren: ionotroop en metabotroop. Deze laatste vorm van activeren gebeurt met alle neurotransmitters behalve Gaba en Glutamaat (deze vallen onder ionotroop). Metabotroop is dat er meerdere processen in werking worden gesteld. Er wordt een soort eiwit in actie gezet die zorgt voor de activatie van second messengers. Dit proces is langzaam maar duurt erg lang.
6. Opheffen van de werking van een neurotransmitter. Dit kan op drie manieren. Allereerst kan de neurotransmitter afgebroken worden: afbraak. Zo verdwijnt een neurotransmitter uit de synaptische spleet. Daarnaast kunnen bepaalde stoffen gereabsorbeerd worden, zoals dopamine en acetylcholine. Dit is reuptrake. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij dopamine. Ten slotte kunnen neurotransmitters weggewassen worden. Autoreceptoren zitten aan de presynaptische membraan vast en houden in de gaten hoeveel neurotransmitters er zijn afgegeven.

Graduele potentiaal

De doorlaatbaarheid van de postsynaptische membraan kan verbeteren of verslechteren. Bij verbetering is sprake van een exciterend potentiaal, EPSP. Bij dit proces komt natrium in de cel. Een inhiberend postsynaptische potentiaal (IPSP) zorgt voor minder doorlaatbaarheid. Dit komt doordat kalium uit de cel gaat, of doordat chloor in de cel komt, waardoor de binnenkant negatiever geladen wordt.

Bij neurale integratie kunnen twee processen optreden. Temporele summatie houdt in dat twee cellen vlak na elkaar worden geprikkeld, 1 neuron blijft achter elkaar geprikkeld. Dit telt bij elkaar op, waardoor een actiepotentiaal wordt gegenereerd. Spatiële informatie houdt in dat er verschillende informatie tegelijkertijd binnenkomt, verschillende dendrieten worden gestimuleerd zodat er een actiepotentiaal plaatsvindt in de neuron. Hierbij kunnen verschillende signalen elkaar versterken. Op het moment dat de activatie sterk genoeg is wordt de prikkel in gang gezet.

Transmitters

Er worden drie vormen van transmitters besproken. Neurotransmitters zijn al besproken. Nu bespreken we verschillende manieren van communicatie.  Neuromodolatoren zijn neuropeptiden dit zijn eiwitten die niet alleen in de eindknopjes worden afgegeven maar ook in de dendrieten en cellichaam. Deze kunnen ergens anders dan in de synaptische spleet informatie overdragen. Ze hebben een groter bereik dusze kunnen ook een verder gelegen neuron stimuleren. Neurohormonen kunnen ook een grotere afstand overbruggen omdat ze via het bloed transporteren. De endocriene klieren liggen op verschillende plekken in het lichaam.

Synapsen, drugs en verslaving

Neurotransmitters werken op bepaalde receptoren. Door specifieke eigenschappen passen ze precies op een receptor. Psychoactieve stoffen imiteren de werking van neurotransmitters. Deze stoffen hebben effect op de communicatie tussen neuronen. Ze kunnen de werking daarnaast ook tegengaan. Psychoactieve stoffen beïnvloeden dus de signaaloverdracht. Ze zorgen ervoor dat bepaalde neurotransmitters op verschillende manieren worden nagedaan. Agonisten zorgen voor dezelfde werking; ze bootsen neurotransmitters na. Antagonisten zorgen er daarentegen voor dat bepaalde stoffen niet meer kunnen worden afgegeven. Deze gaan de werking dus juist tegen. Antagonisten hoeven net per se exititoir te zijn.

Het kan zijn dat een bepaalde stof aan een receptor bindt (affiniteit) maar dat het desondanks niet veel werking heeft (doeltreffendheid). Deze twee termen zijn in deze context van belang.

Psychoactieve middelen kunnen signaaloverdracht versterken, verzwakken of tegenhouden. Als de synthese wordt beïnvloed (eerste stap) zullen er minder neurotransmitters beschikbaar zijn. Door verschillen in dieet kan de synthese ook beïnvloeden. Wanneer je een eten met veel koolhydraten eet wordt er veel tryptofaan aangemaakt en zorgt voor meer serotonine. Het kan ook zijn dat er meer neurotransmitters beschikbaar zijn. Daarnaast kunnen drugs de aanmaak van neurotransmitters verstoren. Ook kunnen ze de opslag in de vestikels beïnvloeden. Hierdoor verloopt de prikkeloverdracht niet goed.

Ook de afgifte van neurotransmitters kan door drugs/medicijnen worden beïnvloed. Dat kan op verschillende manieren. Allereerst kunnen autoreceptoren beïnvloed worden. Daarnaast kan de exocytose (afgifte van neurotransmitters) worden beïnvloed. Dit gebeurt bijvoorbeeld bij botox, waarbij minder acetylcholine wordt afgescheiden waardoor de spierspanning afneemt. Botox werkt op de presynaptische autoreceptoren. De meeste drugs werken echter op het postsynaptische membraan. Ze zorgen ervoor dat neurotransmitters niet gedeactiveerd worden dit kan onder ander door het gebruiken van Prozac. De neurotransmitter blijft in de synaptische spleet stimuleren (agonisten). Curare blokkeert receptoren die normaal reageren op acetylcholine. Prozac blokkeert de heropname van serotonine.

Effecten van drugs

Er zijn individuele verschillen in de effecten, in de effectiviteit en in bijwerkingen. Dit kunnen geslachts- en leeftijdsverschillen zijn, maar ook verschillen tussen verschillende personen of leeftijdsgroepen.

Psychoactieve stoffen beïnvloeden de communicatie tussen zenuwcellen. Veel verslavende middelen hebben (direct of indirect) invloed op dopamine. Dit is gekoppeld aan gedrag dat je leuk vindt, waardoor dit gedrag eerder herhaald zal worden. Ze hebben invloed op ons beloningssysteem. De dopamine wordt afgegeven in de nucelus accumbens. Dopamine is niet alleen bij beloning van belang, maar ook bij aandacht en motivatie. Verslaafden hebben vaak een bepaalde manier van het richten van de aandacht op het binnenkrijgen van bepaalde stoffen.

Amfetamine, cocaïne en methylfenidaat (ritalin) zijn stimulerende middelen. Deze middelen verhogen de activiteit van het zenuwstelsel. Ze hebben over het algemeen een positief effect op onze stemming. Amfetamine zorgt ervoor dat de afgifte van dopamine verhoogt wordt. Doordat er meer dopamine in de synaptische spleet aanwezig  en de reuptake wordt vertraagd blijft de dopamine langer werken. Cocaïne zorgt ervoor dat de dopamine die wordt afgegeven niet weer wordt opgenomen; het beïnvloedt de reuptake. Het blokkeert de opname doordat de transporters worden gedeactiveerd. Er moet nieuwe dopamine worden aangemaakt dit gaat langzamer dan het wegwassen van de dopamine in de synaptisch spleet Het nettoresultaat is dat mensen te weinig dopamine hebben wat gepaard gaat met negatieve gevoelens.  Methylfenidaat werkt op dezelfde manier als cocaïne: het zorgt voor blokkering van de heropname van dopamine. Dit gaat meer geleidelijk dan bij cocaïne.

MDMA is ook in lage hoeveelheden een stimulant. Op het moment dat je hier meer van binnenkrijgt heeft het ook effect op de afgifte van serotonine. Het effect wordt dan veel breder. Onderzoek heeft aangetoond dat MDMA de lichaamstemperatuur omhoog brengt. Daardoor kunnen zenuwcellen hun werk minder goed doen.

Alcohol versterkt het effect van GABA. Deze neurotransmitter is inhibitoir. Daarnaast blokkeert het glutamaat. Mensen worden roekelozer en nemen alles wat minder serieus. Er zijn verschillende vormen van alcoholisme. Mensen met Type I-alcoholisme zijn vaak oudere mensen die eenzaam zijn. Type II-alcoholisme begint over het algemeen op jongere leeftijd. Dit zijn vaak mensen die in de nabije familie iemand kennen die ook last heeft van alcoholisme. Ze hebben vaker een genetische aanleg. Door deze genetische aanleg wordt de gevoeligheid van de D4 receptoren geremd. Hierdoor is meer alcohol nodig om hetzelfde te voelen als mensen die dit gen niet hebben. De prenatale omgeving speelt bij deze vorm van alcoholisme een belangrijke rol. Als de moeder tijdens de zwangerschap drinkt neemt de kans op alcoholisme in het latere leven toe.

Naast het genetische aspect spelen persoonlijkheidsfactoren een rol. Mensen die hoger scoren op de sensation seeking-schaal hebben vaker last van alcoholisme. Kinderen van vaders met een alcoholprobleem hebben daarnaast ook vaker problemen. Deze kinderen zijn minder gevoelig voor de effecten van alcohol, waardoor ze meer alcohol drinken. Daarnaast zijn er verschillen in de hersenen, met name in de rechter amygdala. Deze is belangrijk voor het koppelen van emoties aan bepaalde gebeurtenissen.

Er zijn een aantal middelen die worden gebruikt om alcoholisme te genezen. Deze middelen hebben effect op hersenprocessen. Ze worden gebruikt als ontwenningsmiddel. Diulfiram zorgt voor een beroerd gevoel als alcohol gebruikt wordt doordat de alcohol minder goed kan worden afgebroken. Naloxon en acamprosaat werken op een andere manier. Hierop werd tijdens het college niet nader ingegaan.

Hoorcollege 4: Anatomie van het zenuwstelsel

Het zenuwstelsel bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg. Verschillende gezichtspunten om naar de hersenen te kijken:

• Coronaal: aanzicht van voor naar achter;
• Sagittaal: aanzicht vanaf de zijkant;
• Horizontaal: aanzicht van boven naar onder;
• Ventraal: richting de buik; naar beneden
• Dortraal: richting de rug; naar boven

Zenuwcellen in de hersenen hebben een grijze kleur, de axonen zijn redelijk wit van kleur. Onze hersenen hebben een gewicht van drie a vier pond en bestaan uit honderd miljard neuronen Hiervan zitten de meeste in de kleine hersenen maar waarom is niet bekend. Elk neuron kan in contact staan met 50.000 andere neuronen.

Het CNS bestaat ui de hersenen en de ruggenmerg. Daarnaast heb je zenuwbanen in het lichaam zelf. Deze kun je onderverdelen in het perifere bestaande uit het somatische en autonome zenuwstelsel. De ademhaling is vrij uniek omdat dei normaal redelijk autonoom is maar je zelf ook kunt bepalen hoe je ademhaalt dus hoort het tot het somatische systeem.

Het ruggenmerg is bijzonder opgebouwd en is omgekeerd aan onze hersenschors waarbij de grijze massa aan de buitenkant zit en de axonen erin. In het ruggenmerg zitten de axonen aan de buitenkant. In de grijze massa van het ruggenmerg zitten motorische neuronen aan de buikzijde. Sensorische neuronen bevinden zich buiten het ruggenmerg aan de kant van de rug en worden spinale ganglia genoemd.

De ruggengraat bestaat uit ruggenwervels met daartussen kraakbeen. Bij een hernia steekt een stukje kraakbeen uit, waardoor zenuwcellen in de knel komen. Voor de ruggengraat zijn de volgende termen van belang:

• Cervicaal: halsstreek;
• Toracaal: borst;
• Lumbaal: lende;
• Heilig been: stuitje.

Verbindingen met het bovenste deel van het lichaam

Het lichaam wordt bediend door de ruggenmerg. Gezicht, nek, borstkas en organen worden door de hersenen bestuurd. Alle zenuwen komen binnen via twaalf zenuwbanen een opening in de schedel. Deze hebben zowel een sensorisch component als een motor component. Een overzicht van deze zenuwbanen staat op slide 15. De nervus vagus is erg belangrijk: het autonome zenuwstelsel, als communicatie met het parasympatische zenuwstelsel. Zweetklieren bevinden zich over het hele lichaam, vooral in de handen. Deze maken onderdeel uit van het autonome zenuwstelsel.

Het autonome zenuwstelsel

Het autonome zenuwstelsel bestaat uit een sympathisch zenuwstelsel en een parasympatisch zenuwstelsel. Het sympathische zenuwstelsel ligt in groepen naast het ruggenmerg. Het heeft lange axonen die worden voorzien van informatie vanuit het ruggenmerg en wordt tevens aangestuurd vanuit het ruggenmerg. Het zorgt voor het vrijmaken van energie en het is vrij direct. Het sympathische systeem wordt versterkt door hormonen in het bloed, die worden afgescheiden door de bijnieren. In vergelijking met het somatische zenuwstelsel is het parasympatische zenuwstelsel erg traag.Het parasympatische zenuwstelsel ligt dicht bij de ingewanden, waardoor het minder lange axonen nodig heeft. Dit stelsel zorgt er juist voor dat energie wordt behouden.

Als één van deze twee zenuwstelsels wordt gedempt komt de andere meer in actie. Het autonome systeem heeft een langere reactietijd dan het somatische systeem, omdat bij het autonome systeem lange, ongemyeliniseerde axonen zitten.

Ventrikels

Lang werd gedacht dat de ventrikels (hersenholten) de zetel van de ziel waren. De ventrikels produceren hersenvocht (cerebrospinale vloeistof) dat drie keer per dag wordt ververst. Deze vloeistof zorgt voor een constante omgeving voor neuronen en gliacellen, voor het verwijderen van schadelijke stofwisselingsproducten en voor de distributie van hormonen. Daarnaast is het als het ware een mechanisch kussen. Er is een nauwe doorgang van de derde naar de vierde ventrikel. Wanneer deze verdunt raakt is er sprake van een waterhoofd. Het schedel van deze kinderen groeit mee waardoor zij een groot hoofd hebben.

Lumbale punctie is het weghalen van een beetje hersenvloeistof om de werking daarvan te onderzoeken. Dit wordt gedaan waar het ruggenmerg net stopt, om het ruggenmerg niet aan te tasten.

Structuur van de hersenen

Des te dieper de hersenen liggen, des temeer overeenkomsten er zijn met diersoorten. Lagere hersengebieden worden daarom ook wel het reptiele brein genoemd. Piet Froon formuleerde een theorie over de scheiding tussen het reptiele deel en het nieuwe deel. De nieuwe delen zijn gebouwd op de oude delen. De communicatie tussen beide delen is niet altijd even goed, waardoor we dingen soms doen ondanks dat we weten dat het niet goed is. De hersenen zijn onderverdeeld in achterhersenen, middenhersenen en voorhersenen. De voorhersenen zijn weer onderverdeeld in de tussenhersenen en de eindhersenen.

De achterhersenen reguleren vitale delen, zoals ademhaling, hartslag en overgeven. De achterhersenen bestaan uit de medulla, de pons en het cerebellum (de kleine hersenen) en werken samen met het autonome zenuwstelsel. De kleine hersenen hebben een onverklaarbare hoeveelheid cellen en regelen motoriek, timing en cognitie.

De middenhersenen bestaan uit een aantal gebieden. Het tectum komt ook voor bij bij primitievere diersoorten en is bij hen belangrijk voor het zien. Daarnaast bestaat het uit het tegmentum en superieure/inferieure colliculi. Dit zijn schakelstations voor zien en horen. Verder is er nog substantia nigra dit wordt aangetast bij Parkinson en periaquadunctale grijs dat belangrijk is bij het waarnemen van pijn en emotionele motorische handelingen.

Ook de voorhersenen bestaan uit verschillende gebieden. De thalamus is het schakelstation. Hier wordt door specifieke kernen informatie doorgestuurd. Het limbische systeem regelt emoties en motivatie. Onder dit systeem vallen de hypothalamus, de amygdala en de hippocampus. De basale ganglia regelt de motoriek. De cerebrale cortex is de hersenschors. Deze regelt bewuste waarneming, motoriek en controle, maar daarnaast ook hogere mentale processen zoals redeneren, taal, geheugen en aandacht.

De cortex

De cortex (de hersenschors) ligt opgevouwen in de schedelpan zodat het past. Gyrussen (windingen) zijn de bovenkant van een vouw. De sulcus is de onderkant van een vouw. Een grote sulcus heet een fissura, een kleine sulcus heet een groeve.

Algemene principes van corticale organisatie

• De cortex is opgedeeld in lagen en kolommen;
• Corticale afbeeldingen zijn een soort kaart die de omgeving afbeelden;
• Corticale versterkingsfactor is afhankelijk van de precisie van de representatie;
• Meerdere (parallelle) afbeeldingen: hier komt de informatie binnen;
• Contralaterale projecties: alles wat we aan de linkerkant zien komt in de rechterhersenhelft binnen en andersom.

De cortex heeft verschillende lagen, waartussen axonen liggen. Deze lagen hebben verschillende functies. Sommige lagen ontvangen informatie, andere lagen sturen informatie door. Laag 4 en laag 5 werden in het college besproken. Laag 4 ontvangt sensorische informatie vanuit het lichaam, zoals zien, horen en voelen. Deze laag is dikker. Laag 5 stuurt motorische informatie weg. Deze laag is betrokken bij motorische uitvoer en is dikker op plekken waar motorische delen gevestigd zijn. Kolommen houden zich bezig met het aansturen van spieren. Elke kolom houdt zich bezig met een ander spiertje. Het gezicht en de handen zijn sterk gerepresenteerd in de hersenen.

Neuro-imaging methoden

Dit zijn methoden waarmee we hersenen kunnen zien en meten. Voorwaarden voor deze methoden zijn:

• Moet non-invasief zijn;
• Gemakkelijk toepasbaar;
• Hoog ruimtelijk (spatiëel) oplossend vermogen. Instrumenten die aan deze voorwaarde voldoen zijn PET, (f)MRI en single cell recording;
• Hoog tijds- (temporeel) oplossend vermogen. Instrumenten die hieraan voldoen zijn EEG, ERP’s, TMS en single cell recording;
• De structuur en de functie moeten duidelijk worden: wat doen bepaalde gebieden en hoe zien deze gebieden eruit?

Op een aantal instrumenten wordt hieronder nader ingegaan:

Electroencephalogram (EEG): Bij een EEG worden elektrodes op het hoofd geplaatst. Signalen van de hersenen worden versterkt waardoor ze gemakkelijker opgevangen kunnen worden. Over het algemeen worden hersensignalen lager als iemand slaperig wordt. Toen deze methode ontdekt was werd het in eerste instantie geheim gehouden, omdat het ongelofelijk was dat het mogelijk was.

Magneto-encefalografie (MEG): Hierbij wordt gebruik gemaakt van een klein stroompje in een draadje. Het meet het magnetische veld. Dit veld is heel klein en alleen meetbaar door middel van supergeleiding. Naar mate iets kouder wordt geleid het steeds beter; bij het nulpunt geleidt iets perfect. Om een MEG uit te voeren kan een magnetometer gebruikt worden. Hierin zit een vloeistof (helium) dat de perfecte temperatuur heeft, waardoor kleine magneetvelden gemeten kunnen worden. Kleine magneetvelden zijn niet verstoord. Op deze manier kan de oorsprong gevonden worden. Een probleem aan deze methode is dat het erg duur is (helium moet steeds vervangen worden) en daarnaast zijn de resultaten erg makkelijk te verstoren.

Positron-emissie tomografie (PET): Bij dit instrument wordt gebruik gemaakt van radioactiviteit. Doordat het bloed stroomt naar actieve gebieden kan bepaald worden waar deze gebieden liggen. Vaak wordt gebruik gemaakt van oxygen 15. Dit is instabiel en explodeert daardoor snel. Op dat moment zend het twee stralen uit in tegengestelde richting. Dit wordt opgevangen door een scanner waardoor vastgesteld kan worden waar de explosie heeft plaatsgevonden. Deze methode heeft een aantal nadelen. Het duurt erg lang om de dosering in te spuiten; er moet steeds gewacht worden tot het zich verspreid heeft. Daarnaast kan het slechts één keer in de vijf jaar bij dezelfde persoon. Ook zijn veel mensen nodig. Kinderen zijn hierbij geen optie.

Magnetische Resonantie Imaging (MRI): Maakt gebruik van een supermagneet; een homegeen veld dat altijd aanwezig is. Met deze methode kunnen eigenschappen erg duidelijk worden weergegeven. Het laat zien welke hersengebieden actief worden bij welke taken.

Transcraniële Magnetische Stimulatie (TMS): Bij TMS wordt een korte puls gegeven vanaf de buitenkant. Deze puls dringt door in de hersenen. Dit veroorzaakt een aantal veranderen. Door micro lesies aan te brengen wordt een hersengebied kort platgelegd. Hierdoor is het mogelijk om precies te onderzoeken welke delen noodzakelijk zijn bij bepaalde activiteit.

Hoorcollege 5: Waarneming (zien)

Verschillende receptoren zetten een stimulus om in een elektrische prikkel. Bij de receptor wordt de prikkel omgezet in een graduele potentiaal. Dat is in feite hetzelfde als bij synaptische transmissie. De relatie tussen de sterkte van de prikkel en de graduele potentiaal is min of meer één op één. Als je een cel voortdurend prikkelt wordt die cel moe. Daardoor zal het minder reageren: habituatie. Als de prikkel boven de drempel komt wordt een actiepotentiaal gegenereerd. Dit potentiaal heeft altijd dezelfde sterkte. De sterkte van de prikkel wordt doorgegeven aan de hand van een andere frequentie van actiepotentialen. Sterke prikkels zorgen voor meer actiepotentialen, maar dus niet voor sterkere actiepotentialen.

De wet van specifieke zenuwenergieën zegt: als je een zenuwcel prikkelt maakt het niet uit hoe je dat doet; het geeft altijd dezelfde prikkel. Als je drukt op een oog, veroorzaakt dat elektrische activiteit in de zintuigcellen en dat geeft dan de sensatie van zien.

Codering

Codering is de stimulatie van een zenuw door een ‘oneigenlijke stimulus’. Dit geeft dezelfde sensatie als een eigenlijke stimulus. Zowel toe- als afname van spontane neuronale activiteit kan informatie bevatten. Nu is de vraag nog of informatie neuron-specifiek is. Soms is dat inderdaad het geval. Dan werkt een sensor via het labeled-line principe. Toonhoogte, visuele positie en tastzin werken bijvoorbeeld op deze manier. Iedere receptor reageert op een beperkte set stimuli. Daarnaast bestaat het across-fibre principe. Zenuwen die via dit principe werken reageren op een brede set stimuli. Het brein interpreteert de gecombineerde activiteit van meerdere receptoren. Een voorbeeld hiervan is kleurwaarneming. We kunnen duizenden verschillende kleuren waarnemen, terwijl we maar drie verschillende kleurreceptoren hebben. Voor waarneming in het algemeen geldt dat wat we zien van de wereld soortafhankelijk is. De waarneming heeft zich op een bepaalde manier ontwikkeld omdat dat blijkbaar voor een bepaalde soort nuttig is geweest.

Taken van het visuele systeem

Het inverse probleem houdt in dat we niet weten hoe het beeld op onze netvlies eenduidig geïnterpreteerd kan worden. We nemen een constante wereld waar, ondanks veranderende invoergegevens, zoals veel lichtvariëteit, enorm verschillende kleur, veranderende kijkrichting en veranderende kijkafstand.

Daarnaast verspringt het oog ongeveer drie keer per seconde. Elke keer als je oog verspringt verplaatst het beeld op je netvlies. Toch zie je dat niet terug. Men denkt dat één van de verklaringen hiervoor saccadische suppressie is: op het moment dat de ogen een sprongetje maken komt er geen informatie binnen. Dit duurt ongeveer 1/50 seconde. Als je dat allemaal bij elkaar optelt betekent dat dat per dag één uur tot anderhalf uur geen informatie binnenkomt. Ook zien we een driedimensionaal beeld, terwijl het beeld op ons netvlies plat is. Ons brein moet daar dus impressies van vormen. Hiervoor gebruikt het wereldkennis; het vult in.

Staafjes en kegeltjes

Kegeltjes zijn kleurgevoelig en bevinden zich vooral op de fovea, op de gele vlek. Deze kegeltjes zijn heel precies en zorgen voor kleur. Staafjes zitten meer aan de buitenkant en zijn minder precies. Ze hebben wel een hogere lichtgevoeligheid. De precisie van de fovea uit zich ook op de manier waarop het zich naar de hersenen projecteert. Één enkel kegeltje maakt contact met een bipolaire cel. Deze legt weer contact met een ganglion cel, die de informatie weer doorstuurt naar de hersenen. Heel veel staafjes leggen contact met bipolaire cellen. Een aantal van deze bipolaire cellen staat in combinatie met slechts één ganglion cel.

Werking

Als een beschadiging ontstaat in een bepaald hersengebied is het mogelijk dat corticale blindheid ontstaat. Doordat een bepaald hersengebied kapot is kun je niet meer (goed) zien.

Het plaatje met de cirkel op de slides geeft weer in welk deel van onze hersenen bepaalde zichtgebieden terechtkomen. De precisie van de fovea wordt beïnvloed door het stuk van de hersenen dat is toegedeeld aan een bepaalde receptor. Sommige receptoren hebben direct een zenuw naar de hersenen (kegeltjes), andere receptoren vormen met tientallen (of zelfs meer) samen één zenuw.

Latherale inhibitie

Zintuigen trekken veranderingen uit het beeld. Het gaat om lichtovergangen. Dit proces begint in het netvlies zelf. Dit heet latherale inhibitie. Er komt licht binnen op ons netvlies. Deze informatie wordt door receptoren direct aan bipolaire cellen doorgegeven. De informatie wordt tegelijkertijd onderdrukt door horizontale cellen. Hierdoor worden contrasten beter weergegeven; lichtovergangen worden beter geaccentueerd. Een cel die precies op de lichtovergang ligt wordt maar van één kant onderdrukt. Daardoor is de output van die cel groter. In het donkere vlak gebeurt in feite het omgekeerde: midden in het donkere vlak ondervindt de cel van beide kanten onderdrukkingen. Aan de rand ondervindt het extra onderdrukking van de cel die in het licht ligt. De cel op de rand van het donker zal dus een geringer signaal produceren dan de cel midden in het donkere vlak. Hierdoor ontstaat contrastversterking. Vooral de cellen op de overgang van licht naar donker (of andersom) geven een extra signaal naar het brein af.

Dit proces gebeurt tweedimensionaal. Maar in werkelijkheid hebben we natuurlijk te maken met een driedimensionale situatie. Één miniscuul lichtpuntje zal één receptor activeren. Meerdere receptoren activeren een bipolaire cel en dan een ganglion cel. De invloed van die ganglioncel is dus groter dan die van een individuele receptor. Als dus een heel klein lichtstraaltje op het receptieve veld van die ganglioncel wordt geschenen, wordt die cel enorm actief. Terwijl als enkel de rand wordt beschenen, maar niet het centrum, de cel juist enorm onderdrukt wordt (geen activiteit). Als het gehele receptieve veld wordt belicht is er tegelijk stimulatie en onderdrukking.

Het receptieve veld

Receptieve velden van cellen in de primaire visuele schors reageren specifiek op lijn/lichtbalkjes met een bepaalde oriëntatie. Sommige cellen reageren op horizontale lichtsignalen, andere op diagonale en verticale lijnen. Ganglioncellen sturen informatie naar de thalamus, en vanuit daar naar de primaire cortex. Die cellen in de thalamus hebben een ‘center of surround’. Zie het plaatje bij a en b (op de slides met vier viguren). Als een lijn gedeeltelijk op de plus komt, en gedeeltelijk op het onderdrukkende deel, ontstaat dus een veel mindere reactie dan in het geval van b.

Receptieve velden van cellen hogerop in het visuele systeem zijn samengesteld uit receptieve cellen van lagere niveaus. Het receptieve veld wordt per stap steeds groter. Een aantal cellen uit de retina projecteert naar één cel van de thalamus. Een aantal cellen uit de thalamus projecteren weer naar één cel van de primaire visuele schors. Grofweg kunnen hier twee parallelle routes worden onderscheiden. De eerste is de waar/hoe-route ofwel het magno-cellulaire systeem. Deze cellen zitten over de hele retina. Dit systeem is belangrijk voor het gebruiken van het visuele systeem om handelingen uit te voeren. Daarnaast een route die meer projecteert naar de onderkant en de temporaalkwab. Deze houdt zich bezig met wat. Dit is het parvo-cellulaire systeem. Deze gaat via de kleine ganglion cellen in de fovea.

Receptieve velden van de retina en in de thalamus hebben allemaal een ‘on center’. V1 reageert vooral op balkjes; lichtovergangen. V4 reageert voornamelijk op kleur en V5 op beweging. Het onderste gedeelte van de temporaalkwab reageert op vrij specifieke vormen. Cellen in onderste delen van de temporaalkwab beslaan soms wel een half receptief veld. Dit zijn velden voor complexe vormen. Hoe hoger in de visuele stroom, hoe complexer de informatie die gecodeerd wordt. Deze secundaire gebieden die gespecialiseerd zijn in een bepaald kenmerk worden ook bij een illusie actief. Zelfs als je je verbeeld dat er iets is (bijvoorbeeld een kleur) worden die gebieden actief.

Agnosie

Er zijn verschillende vormen van agnosie. Prosopagnosie is een probleem met het herkennen van gezichten door schade aan het fusiform gyrus. Andere mensen kunnen wel gezichten herkennen maar geen objecten. Dit is visuele agnosie. Bewegingsagnosie staat beter bekend als akinetopsie. Achromatopsie gaat over de kleur.

Gezichtsherkenning: fusivorme gezichtsgebied

Dit is een interessante visuele functie. Alle mensen hebben vrijwel hetzelfde gezicht (allemaal oren, ogen, neus en mond), maar toch kunnen we ze prima uit elkaar halen. Er zijn aanwijzingen dat we hier genetische aanleg voor hebben. Het is daarnaast ook een leerproces, want als je blank bent ben je beter in het onderscheiden van blanke mensen omdat je daar meer mee in aanraking komt. Men denkt dat de essentie is: het geheel is meer dan de delen. Het gaat om de relatie tussen verschillende gezichtskenmerken; configuratie.

Als het hersengebied van zicht uitvalt vallen eerst de specifiekere gebieden uit. Bij het syndroom van Capgras denken mensen dat familieleden niet echt zijn. Het gebied dat een gevoel geeft bij bekende mensen is beschadigd geraakt.

In de gezichtsherkenning zit ook wereldkennis. Een voorbeeld van deze kennis is dat gezichten niet op de kop zitten. Een gezicht is bijvoorbeeld moeilijker te herkennen als het op de kop is.

Het zien van kleur

In het netvlies zelf zijn drie kegels. Opponent-proces cellen reageren op tegenovergestelde kleuren. Daarnaast vergelijkt het brein verschillende delen van het netvlies voor kleur-constantie. Hier zit de retinex-theorie op: de cortex vergelijkt informatie uit verschillende delen van de retina om de helderheid te bepalen en de kleur van elk gebied. Verderop in het systeem vindt dubbele opponentie plaats. Nadat een cel actief is geweest zakt het niveau van de cel onder het niveau dat het normaal produceert. Een nabeeld van iets dat blauw is, is geel. Kleurconstantie is de capaciteit om kleuren te herkennen ondanks veranderingen in de belichting.

Hoorcollege 6: Motoriek

Het doel van motoriek is motivatie. De controle van motoriek is hiërarchisch en verdeeld. Op de vierde sheet staat een schematische weergave van deze hiërarchie. Naast hiërarchisch en verdeeld is de motoriek ingebed in waarneming het steunt erg op tastzin en zien en wordt het beïnvloed door leren. Hierbij ontvangt motoriek tevens feedback. Belangrijk is de motorcortex deze zit aan de voorkant van de centrale groeve met daar pal achter de tastzin.

Spiertypen

Er zijn drie typen spieren. Gestreepte spieren zijn de skeletspieren en zijn belangrijk voor het aansturen van o.a. handen en voeten. De hartspieren zijn verbindingen tussen vezels. Ze lijken erg op gestreepte spieren met het verschil dat ze dwarsverbindingen hebben. Gladde spieren regelen de activiteit van ingewanden. Naast dit onderscheid bestaat ook een verschil tussen slow-twitch en fast-twitch spieren. Slow twitch spieren zijn rood van kleur. Deze spieren hebben aerobische verbranding: verbranding waarbij zuurstof, vet en koolhydraten gebruikt worden. Dit zijn lange duur spieren. Fast twitch spieren zijn bleker van kleur. Deze werken door glucoseverbranding en zijn anaerobisch. Dat houdt in dat het creatinefosfaat verbrandt. Dit laat resten achter, zoals verzuring. Antagonisten zijn flexoren, spieren die buigen (zoals de biceps). Extensoren zijn spieren die strekken, zoals de triceps.

Als geen vet, koolhydraten of creatinefosfaat verbrandt kan worden, worden eiwitten verbrandt of te wel spieren. Dit zorgt voor spierschade, zoals spierpijn. In feite is dit kleine scheurtjes in de spieren. Spierpijn kort na een inspanning komt door een tekort aan melkzuur. Wanneer de spierpijn optreedt 24 uur na de inspanning komt het door scheurtjes in de spieren.

Axonen komen via neuronen in het ruggenmerg en maken contact met spiervezels waar acetylcholine wordt vrijgemaakt. Naarmate de beweging verfijnd is hebben axonen met minder spiervezels contact. Waardoor het contact specifieker wordt. Het middel curare dat hecht zich aan de receptoren van de spiervezels en blokkeren het effect van acetylcholine. Deze mensen en dieren raken verlamd maar zijn nog wel bij bewustzijn en voelen alles.

Bij de grote motoriek worden meerdere spierweefsels tegelijk geactiveerd. Bij fijne motoriek gaat het 1:1. Één axon bedient maar één spierweefseltje.

Reflexen

Reflexen zijn automatisch; ze vereisen geen gedachten. Dit vindt plaats in de ruggenmerg. Een voorbeeld is het vastpakken van een heet object. Je laat het direct los, omdat de sensorische informatie van je hand naar je ruggengraat gaat en meteen weer terug naar je hand, zodat je een snellere reactie hebt.

Proprioceptie

Spierspoeltjes geven aan of een spier gestrekt is. Ze signaleren hoeveel spanning erop een spier staat als een spier te ver wordt uitgetrokken zorgen deze dat de beweging wordt tegengegaan om schade te voorkommen. Als een spier teveel is gestrekt kan schade ontstaan. De spierspoeltjes zitten in een reflexboog zodat de spieren weer aangetrokken worden om te compenseren. Bij spasticiteit kan niet soepel worden bewogen. Dit komt door overmatige werking van de spierspoeltjes, waardoor er teveel wordt aangetrokken. Golgipees organen zitten in de pezen, die weer aan de botten vastzitten. Als er te hard aan de pezen wordt getrokken kunnen ze beschadigen. Golgipezen zorgen ervoor dat de spier zich ontspant.

Bewegingen

Er zijn verschillende soorten bewegingen. Reflexen zijn onvrijwillige bewegingen. Een ander onderscheid is dat tussen intern en extern gestuurd. Intern betekent dat er geen prikkel is van buitenaf is die gedrag veroorzaakt. Bij Parkinson zit er bijvoorbeeld schade in de interne sturing. Ballistische spieren werken als het ware als een kanon. Als deze spieren eenmaal in actie komen weet je niet waar het uitkomt, net als een afgeschoten kanonskogel. Spieren zorgen voor sensorische bijstelling op basis van input vanuit de omgeving. Centrale patroon generatoren zitten in het ruggenmerg maar zijn voor de complexere bewegingen en wanneer het in een sequentie gaat noemt men dit een motorisch programma.

Motorische programma’s

Dit zijn aangeleerde bewegingssequenties. Ze worden vaak centraal gestart, maar zijn daarna relatief autonoom. Ze kunnen invariabel zijn of variabel. Onder invariabel vallen bijvoorbeeld volgorde, relatieve kracht en relatieve duur. Variabel zijn: totale kracht, totale duur, spieren en ledematen. Voordelen aan dergelijke programma’s zijn dat weinig feedback nodig is en dat de bewegingen weinig aandacht vereisen.

Hersenmechanismen van bewegen

De primaire motorcortex is erg belangrijk bij het uitvoeren van bewegingen. Lateraal corticospinaal zijn de perifere bewegingen. Hierbij vinden gekruiste (contralaterale) projecties plaats. De mediaal corticospinale cortex is voor proximale bewegingen (nek, schouders en romp) en maakt gebruik van bilaterale projecties dus aan beide kanten. Hemipledgia is halfzijdige verlamming.

De somatosensorische cortex zorgt voor feedback bij het vastpakken van voorwerpen. De posterieure parietaalkwab zorgt voor visueel geleide handelingen. Bij beschadigingen kunnen verschillende problemen ontstaan. Optische ataxie is een probleem in het reiken naar objecten. Apraxie is problemen met het representeren van bekende bewegingen en het onvermogen om handelingen op commando uit te voeren.

De prefrontale cortex helpt bij het plannen van doelmatige/logische handelingen voornamelijk op de langetermijn. De premotorcortex plant beweging door informatie over het doelwit en het lichaam in de ruimte te verwerken. De supplementaire motorcortex is voor het plannen en organiseren van snelle motor-sequenties.

Het cerebellum heeft meerdere functies. Het zorgt voor balans en coördinatie, snelle bewegingen met accurate doelgerichtheid en timing. Daarnaast voor het leren van nieuwe motorische programma’s en de algemene timing. Een cerebellaire stoornis kan gepaard gaan met een aantal symptomen. Bij beschadiging van de cerebellaire cortex en nuclei kunnen de volgende problemen ontstaan:

• Dysmetrie: teveel of te weinig bewegen;

• Ataxie: discoördinatie;

• Intentietremor: bijvoorbeeld trillen als je iets probeert te pakken;

• Dysdiadochokinesia: problemen met snelle bewegingen.

De basale ganglia liggen aan de thalamus en heeft meerdere functies. Het zorgt voor het in gang zetten van bewegingen die niet direct door een stimulus gedicteerd worden. Daarnaast stopt het inhibitie van mogelijke bewegingen; de zogenaamde sluisfunctie. Ook switcht het tussen responsen. Verder houdt het verband met motorisch leren en motivatie. Een beschadiging aan de basale ganglia kan ook zorgen voor OC of Gilles de la Tourette.

De ziekte van Huntington

Huntington is dominant en autosomaal. Als 1 ouder deze ziekte heeft is de kans 50% dat de kinderen het ook hebben. Het is eerst motorisch daarna uitgebreide hersenschade. Begint bij 30 tot 50 jaar. Behandeling is nog niet goed mogelijk.

De ziekte van Parkinson

De oorzaak hiervan is degeneratie van de substantia nigra. Er zijn een aantal mogelijke behandeling. Het toedienen van L-DOPA is vrij gebruikelijk, maar kan zorgen voor hallucinaties of oncontroleerbare bewegingen. Operaties werpen vaak minder vruchten af, mede omdat ze vaak pas in een laat stadium worden uitgevoerd. Ook het implanteren van elektroden (vooral tremoren) of het implanteren van stamcellen zijn mogelijke opties. Voor die stamcellen zijn echter foetussen nodig, en dit is erg controversieel. Klonen kan daarom een meer interessante optie zijn, helemaal omdat er dan ook weinig kans op afstoting is.

De insula is belangrijk bij smaak en is belangrijk bij het waarnemen van walging.

Hoorcollege 7: Biologische ritmiek

Dit zijn de lichaamsritmen. Er zijn verschillende lichaamsritmen:

• Circadiaans ritme: is dagelijks en duurt dus ongeveer 24 uur. Hieronder vallen de slaap-waakcyclus en de temperatuurcyclus;

• Infradiaans ritme: langzamer dan dagelijks. Voorbeelden zijn de menstruatiecyclus, de winterslaap en de vogeltrek;

• Ultradiaans ritme: vaker dan dagelijks. Slaapstadia vallen in deze categorie.

Er zijn erg veel ritmen, zoals voor slapen/waken, eten/drinken en lichaamstemperatuur. Onze lichaamstemperatuur ligt dichtbij de 37 graden. De lichaamstemperatuur is rond 19:00 op het hoogste punt (37.1 graden) en rond 02:00 op het laagste punt (36.7 graden). Belangrijk bij onderzoek zijn de verschillen in lichaamstemperatuur. Het vrijkomen van veel stofjes, zoals cortisol, adrenaline en kalium is gelinkt aan de lichaamstemperatuur. Sommige stofjes komen meer vrij bij een hogere lichaamstemperatuur, andere stofjes meer bij een lage lichaamstemperatuur.

De ritmes worden door de biologische klok gestuurd. Dit is het endogene ritme. Ritmen worden ook bijgesteld door tijdscues. Hiervoor zijn externe prikkels nodig om het ritme constant te houden, deze noemt men Zeitgeber. Voorbeelden van dergelijke cues zijn licht, omgevingstemperatuur, geluiden en maaltijden. Ritmen kunnen door gebeurtenissen ook uit fasen raken, bijvoorbeeld als er geen tijdscues aanwezig zijn, door een ploegendienst of door een jetlag. Bij een jetlag maakt je een sprong in de tijd. Bij het reizen van west naar oost wordt de dagcyclus korter, bij het reizen van oost naar west gebeurt het tegenovergestelde. Daarom zijn we beter in staat om van oost naar west te reizen. Onderzoek heeft aangetoond dat het aanzienlijk langer duurt om te herstellen van reizen van west naar oost. Ploegendienst is moeilijk omdat je dan werkt wanneer je lichaamstemperatuur het laagst is. Wanneer deze omhoog gaat in de morgen moet je gaan slapen. Dit is tegen je biologische ritme in.

Routes van visuele informatie

Kort gezegd gaat de informatie van het oogzenuw naar het optische chiasma. Via de suprachiasmatisch nucleus van de thalamus. Vanaf daar zijn drie routes mogelijk:

• Geniculostriate pad: gaat van de LGN op de thalamus naar V1 (occipitale kwab). Vanaf daar kan visuele informatie naar de pariëtale kwab of naar de temporale kwab gaan;

• Tectopulvinaire pad: van de superieure colliculus naar de pulvinar naar de occipitale kwab;

• Retinohypothalamische pad: gaat van de suprachiasmatische kern in de hypothalamus naar de pijnappelklier. Daar wordt melatonine afgescheiden en dit reguleert de slaapgevoelens. Normaal gesproken begint de melatonineproductie rond 20 uur toe te nemen, heeft het een piek rond 3 uur ’s nachts en is het weer op het normale niveau om 7 uur ‘s ochtends.

Lichttherapie kan gebruikt worden voor een aantal dingen. Allereerst Seasonal Affective Disorder (SAD), dat beter bekend staat als een winterdepressie. Daarnaast voor slaapproblemen, het herstellen van een slaapcyclus na een ploegendienst en de ziekte van Alzheimer.

De suprachiasmatische kern wordt op tijd gehouden door licht. Licht gaat via de thalamus naar V1 en dan naar de pariëntale en temporale kwab. Men kan dingen toch onderscheiden door de suprachiasmatische colluculus en de pulvinar naar de occipitale kwab.

Cellen

De melanopsine ganglioncellen hebben een directe gevoeligheid voor licht. Het gaat hier om hoogfrequente licht dus blauw licht. Verder hebben we kegeltjes die de parvocellulaire cellen aansturen en staafjes die dat doen bij magnocellulaire celen. Om de klok bij de les te houden, kan men lichttherapie gaan volgen.

Ritmiek in mentale prestaties

De snelheid van de taakverrichting neemt toe naarmate de dag vordert. Het geheugen neemt tegelijkertijd echter af. De verwerkingssnelheid neemt toe aan het begin van de dag, neemt af na de lunch en gaat vervolgens weer omhoog tot een uur of zes. Na zes uur neemt het weer af. Dit ritme is terug te zien aan de mensen die in slaap vallen achter het stuur. Dit gebeurt het vaakst rond twee uur in de middag, op het dal van de lunchdip, en daarnaast rond middernacht.

De optimale leersituatie is als de taakverrichting en de arousal allebei gematigd zijn. De Yerkes-Dodson wet zegt dat des te moeilijker de taak is, des te sneller arousal kan zorgen voor afname van de kwaliteit van uitvoeren van die taak. Wanneer men de piek overschrijd van de Yerkes-Dodson law gaat men minder goed presteren. Deze piek ligt veel lager bij moeilijke prestaties zoals een statistiek examen.

Verschillen in type mensen qua ritmiek. Je hebt morgen en avondmensen. De pieken van de meeste slaperigheid verschillen erg in de dag. Zo worden de ochtendmensen vroeger slaperig en hebben ze een ander tijdstip voor het minimum van lichaamstemperatuur. De hoeveelheid slaap die nodig is verschilt per leeftijdscategorie. Daarnaast verschilt ook de hoeveelheid slaap per leeftijd. De totale hoeveelheid neemt steeds verder af. Wanneer men oud is kan men vaak heel slecht en kort slapen. De REM-slaap is de droomslaap die neemt spectaculair af met de leeftijd. De droomslaap komt bij baby’s het meest voor. Dit kan men meten.

Slaap

Vroeger dacht men dat slaap was als een passief lichaam. Maar slaap is een actief en ritmisch neuronaal proces. Normale slaap heeft een aantal identificeerbare stadia: slaap met een lage golflengte zonder REM (drie stadia) en slaap met REM. De behoefte aan slaap varieert met de leeftijd. Slaap heeft een aantal functies maar welke precies is nog niet helemaal duidelijk. Allereerst zou het kunnen zorgen voor herstel en reparatie van de hersenen. Deprivatie kan leiden tot concentratieproblemen, kwetsbaarheid voor mentale ziekten, bizarre associaties, obsessies en hallucinaties. Toch zijn er ook mensen die lang zonder slaap kunnen. Het record staat nu op 11 dagen. Dus deze verklaring is niet geheel correct. De evolutionaire theorie gaat ervan uit dat slaap is om energie te conserveren. Dit kan verklaren waarom het ene dier aanzienlijk minder slaapt dan het andere dier. Hierin zit enorme variantie: sommige dieren slapen minder dan 3 uur per dag (vaak prooidieren), andere dieren meer dan 20 uur per dag(vaak roofdieren).

De slaperigheid hangt af van het circadiaanse ritme en daarnaast van recuperatieve factoren. Deze factor houdt in dat als je langer zonder slaap bent, je meer behoefte aan slaap krijgt. Dit telt op bij de slaapbehoefte door het circadiaanse ritme. Deze slaperigheid kan worden gemeten met een EEG-scanner. Deze meet de activiteit van de hersenen. Een EOG-scan meet de oog-activiteit en een EMG meet de spier-activiteit.

REM-slaap

Je kunt wanneer men alert is kleine golfjes vinden. Wanneer men ontspannen is vinden er grotere, ritmische bewegingen plaats. Wanneer men slaapt worden de ritmen steeds langzamer dus wanneer men diep in slaap is worden ze steeds langzamer. Bij de dood is er een flatline. Nu blijkt dat tijdens de slaap een paar fasen te onderscheiden zijn en dat ze zich herhalen. Dit wordt weergegeven in een hypnogram. Al heel snel na het in slaapvallen wordt de diepe slaap bereikt waarna we oppervlakkiger gaan slapen en de REM slaap gaan vertonen. REM staat voor rapid eye movements. In deze slaapfase versnellen de hartslag en de ademhaling en zijn mensen moeilijk wakker te maken. Deze fase gaat gepaard met motorische inhibitie doordat de spieren verslapen. Ook kan in deze fase een erectie en vochtigheid ontstaan. Tachtig tot negentig procent van de dromen vinden plaats in de REM-slaap.

Tijdens de REM-slaap is er meer droominhoud, emotionele lading, visuele taferelen, lichaamsbewegingen, wisselingen van taferelen en vervormingen van de werkelijkheid. De mentale inhoud van dromen is over het algemeen negatief: 64 procent gaat over droevigheid, angst en woede. 18 procent gaat over blijdschap en opwinding, en 1 procent heeft een seksuele lading. Externe stimuli worden opgenomen in dromen. De dromen vinden plaats in real time. De REM-slaap wordt onderdrukt door alcohol en slaappillen.

De REM-slaap wordt ook wel de paradoxale slaap genoemd omdat de EEG lijkt op een EEG van een wakker persoon. Paradoxaal is dat men niet makkelijk wakker te maken is en de spieren verslappen. Een normale hypnogram heeft een 90 minuut cyclus die bestaat uit de 4 stadia. De REM-slaap komt steeds vaker voor aan het eind van de nacht.

De functie van de REM-slaap is nog niet geheel duidelijk. De activatie-synthese hypothese stelt dat het brein actief is, maar dat er te weinig stimulatie is. Daarom verzint het een verhaal om random- of stimulus-geïnduceerde activeringen te verklaren. Een andere theorie stelt dat slaap is bedoeld om de geheugeninhouden te verwerken; het consolideert de geheugensporen. Een derde theorie is de clearing overloaded circuits. Volgens deze theorie zijn dromen ervoor bedoeld om nutteloze informatie te verwijderen.

Hersenen, waken en slapen

Slaap is geen toestand van neurale rust. Op de sheets staat een overzicht welke neurotransmitters vrij worden gemaakt door welke structuur, en welke invloed deze neurotransmitters op de slaap hebben.Histamine bijvoorbeeld bevordert de waakzaamheid. Anti-histamine wordt gebruikt tegen allergieën maar je wordt er ook slaperig van. Ook zijn er verschillende centra die een rol spelen bij slaap-waakritmen. Het Ascending Reticular Activating system is een kleine structuur in het oude deel van de hersenen die grotere delen van de hersenen aansturen. Stimulatie van de ARAS zorgt vor ontwaken.

Slaapproblemen komen veel voor. Insomnia is bijvoorbeeld bij twaalf tot vijftien procent van de mensen chronisch. Ongeveer dertig procent van de gevallen kan worden verklaard door een verstoorde temperatuurregulatie, ouderdomsverschijnselen of rusteloze benen. Alcohol en slaappillen onderdrukken de REM-slaap en/of stadium 3/4. Bij het REM behaviour disorder is er onvoldoende motorische inhibitie tijdens de REM-slaap. Hierdoor beweegt iemand erg heen en weer tijdens de REM-slaap. Ook kan het gebeuren dat mensen gaan slaapwandelen. Narcolepsie houdt door dat de REM doordringt tijdens waakfases. Dit gaat onder andere gepaard met cataplexie, slaapverlamming en minder REM-slaap.

Hoorcollege 8: Hormonen & seks

Hoofdstuk 11, Seks

Neurotransmitters zorgen voor communicatie tussen zenuwcellen. Ze overbruggen slechts een aantal nanometer. Hormonen werken meer als een radiostation; er kunnen afstanden van meer dan een meter overbrugd worden. Hormonen worden vrijgemaakt door endocriene klieren; dat betekent dat het in het lichaam wordt vrijgemaakt. Noradrenaline is zo’n neurotransmitter die bij stress wordt vrijgegeven maar die zich ook kan verspreiden via het bloed.

Er zijn twee typen hormonen. Peptide hormonen hechten zich aan het membraan van de cel. Bij seksueel gedrag gaat het vooral om steroïde hormonen. Dit zijn geslachtshormonen. Deze hechten zich in de eerste plaats aan het membraan, waardoor ze invloed hebben op het openen en sluiten van ionenkanalen. Ook kunnen deze hormonen de celkern binnendringen, om zich vervolgens te hechten aan DNA-materiaal. Hierdoor kunnen genen aan- of uitgezet worden. Deze hormonen worden gemaakt uit cholesterol. Ongeveer 98 procent van de cholesterol wordt aangemaakt in de lever, en dus twee procent vanuit je voeding. Voeding maakt dus niet heel veel verschil bij de aanmaak van cholesterol.

Homeostase

Hormonen kunnen veel effecten hebben. Homeostase is het proces waarbijiets constant gehouden moet worden. Hierbij kan men bijvoorbeeld denken aan lichaamstemperatuur. In het geval van de lichaamstemperatuur is dat 37 graden, dit is het set-point. . Uiteindelijk zijn het de hersenen die ervoor zorgen dat bepaalde klieren meer of minder hormonen gaan uitscheiden. Ze houden het niveau in de gaten, en reguleren het niveau. De geslachtsorganen zorgen voor de terugkoppeling. Bij hormonen is er een drietrapsraket. De geslachtsklieren maar ook andere klieren produceren alleen maar hormonen als ze daartoe worden aangezet door de hypofyse, die weer beïnvloed wordt door de hypothalamus. Wanneer iemand niet genoeg hormonen heeft kunnen er verschillende stoornissen optreden.

Het proces van homeostase is erg ingewikkeld. Je kunt bijvoorbeeld anticiperen door meer te eten als je verwacht de volgende dag minder binnen te krijgen. Daarnaast zijn set-points variabel. Sommige motivaties werken ook via niet homeostatische invloeden, zoals honger. Dit wordt onder andere beïnvloedt door de rek van de maag. Maar er zijn ook hormonen bij betrokken. Leptine-hormonen controleren bijvoorbeeld hoeveel vet er in het lichaam zit. Dit zijn dus signalen naar de hersenen toe.

Er zijn verschillende mechanismen die de te reguleren variabelen kunnen beïnvloeden. Bij een lage temperatuur kan bijvoorbeeld meer bloed naar een bepaald gebied toestromen, maar de verbranding kan ook omhoog waardoor er meer energie vrijkomt. Voor honger zijn er ook verschillende signalen; sommige signalen geven verzadiging aan, andere signalen geven honger aan. Dit is allemaal erg ingewikkeld en er zijn individuele verschillen. Sommige mensen eten bijvoorbeeld meer door stress, anderen eten juist vrijwel niks.

De hypofyse is de hormoonproducerende klier in de hersenen. De hypofyse is opgebouwd uit twee delen. Het achterste gedeelte ontvangt hormonen rechtstreeks vanuit een structuur in de hypothalamus. De hypothalamus heeft de meeste invloed op de hormoonproductie. Het voorste gedeelte van de hypofyse werkt als een soort drietrapsraket. Er komen eerst stofjes aan vanuit de hypothalamus die zogenaamde releasing-hormonen produceren. Die hormonen komen in een lokaal bloedsomloopje. Deze prikkelen de hypofyse op hun beurt om ook weer een hormoon aan te maken. Dat hormoon vanuit die hypofyse komt weer in de bloedsomloop en beïnvloedt een klier (zoals de geslachtsklier die vandaag wordt besproken). Die klieren beginnen vervolgens hormonen te produceren.

Het anterieure gedeelte van de hypofyse produceert veel hormonen. Voor seksualiteit worden vooral het follikel stimulerend hormoon (FSH) en het luteïniserend hormoon (LH) geproduceerd in de hypofyse. Bij mannelijke hormonen zijn dat androgenen met als belangrijkste testosteron, bij vrouwelijke hormonen oestrogenen met als belangrijkste oestradiol en progestreron.. Prolactine komt vrij bij vrouwen. Dit stimuleert melkproductie.

Effect van hormonen

Bij het effect van hormonen wordt onderscheid gemaakt tussen twee typen: organiserende en activerende hormonen. Organiserende effecten houdt in dat hormonen vooral de verschijningsvorm beïnvloeden. Dit gebeurt al in de baarmoeder; bijvoorbeeld of het een jongetje of een meisje wordt. Daarnaast zijn er activerende effecten. Deze gaan over gedrag en zijn meer tijdelijk.

De geslachtsvoortplanting is redelijk ingewikkeld. De vraag is waarom dit zo ingewikkeld is. De man heeft XY, de vrouw XX. Er zijn dus vier combinaties mogelijk. Dit is een cyclus van haploïde en diploïde cellen. Haploïde cellen zijn sperma- en eicellen, 23 enkelvoudige chromosomen. Diploïde zijn gewone lichaamscellen, 23 chromosomenparen. In principe kan een ouderpaar 7 x 10^13 nakomelingen op de wereld zetten. De meeste combinaties zullen niet levensvatbaar zijn, maar deze geslachtsvoortplanting zorgt voor enorme genetische variabiliteit. Dat is gunstig, want als de omgeving verandert lopen er altijd een aantal organismen rond met een genetische opmaak die voor die omgeving geschikt is.

Seksuele ontwikkeling en oriëntatie

Mannen en vrouwen hebben tot ongeveer drie maand precies dezelfde uiterlijke kenmerken. Na die tijd begint een klein stukje aan het Y-chromosoom actief te worden. Dit deel, het SRY, zet het weefsel aan dat later tot testikels gevormd zal worden om testosteron te produceren. Dit testosteron prikkelt de testikels nog meer, waardoor nog meer testosteron vrijkomt etcetera. Dat testosteron bereikt een aantal targetcellen en veroorzaakt daar een aantal organisatorische verschillen. Er zijn twee buizen. De buizen van Wolff groeien uit tot de geslachtsdelen van de man, de buizen van Müller vervallen juist bij de man; daar blijft niks van over. Bij vrouwen gebeurt het omgekeerde. Dit is het inwendige geslachtsorgaan.

Ook bij het uitwendige geslachtsorgaan treden pas na drie maanden verschillen op. Zowel de piemel als de vagina groeit uit vanuit dezelfde structuur. Bij één op de 20.000 mensen heeft de man een XX-chromosomenstructuur. Deze mannen zijn onvruchtbaar. Ze hebben een seksuele identiteit die strijdig is met hun geslachtschromosomen. Het idee is dat dit komt door crossing-over chromosomen kunnen zich aan elkaar verkleven. In dit geval blijft er een gedeelte van het Y chromosoom dat het SRY bevat kleven. Dit zorgt ervoor dat deze mannen testosteron binnenkrijgen en er mannelijk uitzien.

Puberteit

Puberteit wordt ingang gezet wanneer de hypothalamus de releasing hormoon vaker gaat vrijgeven. Waarbij ze de anterieure hypofyse prikkelen die dan FSH en LH gaat produceren wat zorgt voor fysieke veranderingen. Seksueel gedrag is niet keihard in verband te brengen met testosteron. Het is wel zo dat wanneer testosteron te laag (bijvoorbeeld door castratie) is dit verregaande gevolgen heeft zoals verliezen van haar en minder spierkracht.

Castratie bij de man

Castratie zorgt voor verlaging van het testosteronniveau. De seksuele activiteit gaat hierdoor omlaag, er is minder haar, spierkracht etcetera. De hormonen kunnen ook worden geïnjecteerd. Er is enig verband tussen testosteron en opwinding. Maar als mannen extra testosteron toegediend krijgen worden ze niet per se seksueel actiever. Ze komen hierdoor terug naar hun normale drive. Dit is aangetoond bij ratten. De systemen voor seksuele opwinding en orgasmes zijn verschillende systemen. Twee typen dopaminereceptoren hebben met opwinding te maken, andere receptoren met orgasmen. Anabole steroïden lijken heel erg op testosteron. Ze zorgen voor de toename van spiermassa maar hebben ook nadelen zoals het verschrompelen van testikels. Dit komt doordat er van buitenaf een overvloed aan testosteron is waardoor ze feedback sturen naar die hersenen die ervoor zorgt dat de testikels zelf geen testosteron meer aanmaken.

Erfelijke afwijkingen van de geslachtschromosomen

Als er drie 21-chromosomen zijn ontstaat het syndroom van Down. Dat is een soort delingsfout waardoor een dubbele X of Y in de cel terechtkomt. Iets soortgelijks is te zien bij sommige overerfelijke zieken. Ongeveer één op de 2500 vrouwen mist bijvoorbeeld één X-chromosoom. Een voorbeeld is het Turner-syndroom. Dit gaat gepaard met een korte gestalte, vertraagde (of geen) ontwikkeling van secundaire geslachtskenmerken, onvruchtbaarheid en andere lichamelijke kenmerken.

Daarnaast zijn er ook mannen die een dubbel X-chromosoom hebben. Dit is het Klinefelter syndroom. Tot de pubertijd zijn er geen opvallende kenmerken. Dit syndroom gaat gepaard met onvruchtbaarheid, vorming van borstweefsel en lange ledematen. Ook hebben deze mannen smallere schouders. Vrouwen met XXX zijn vrij gezonde normale gezonde vrouwen. 1 op de 1000 vrouwen heeft dit. Mannen met XYY zijn niet erg mannelijk, niet heel agressief, hebben een lang en dun postuur en een verhoogd risico op leerproblemen. Wel hebben ze een normaal testosteronniveau.

Hormonale afwijkingen in de seksuele ontwikkeling

Het adreno-genitale syndroom komt voor bij vrouwen. Bij normale mensen produceert de bijnierschors een geringe hoeveelheid testosteron. Sommige vrouwen produceren door een afwijking een verhoogde hoeveelheid testosteron vanuit de bijnieren. Deze vrouwen ontwikkelen zich qua seksuele verschijningsvorm en gedrag als man.

Daarnaast zijn er ook mannen die wel testosteron produceren maar daar geen receptoren voor hebben. Dat testosteron is er dus wel maar heeft niet de mannelijke effecten die dat bij normale mannen heeft. Deze mannen voelen zich vaak een vrouw. Ze hebben geen inwendige vrouwelijke geslachtsorganen en zijn dan ook onvruchtbaar.

5-Alpha reductase deficiëntie komt voor in gebieden waar veel incest plaatsvindt. Hierbij ontbreekt een enzym waardoor testosteron niet wordt omgezet in een afgeleide vorm van testosteron. Hierdoor kunnen tijdens de zwangerschap geen mannelijke geslachtsorganen ontstaan. Een man wordt geboren en ziet er op dat moment uit als een meisje, maar in de pubertijd vinden er mannelijke hormonale veranderingen plaats.

Seksuele voorkeur

Er zijn aanwijzingen voor dat de seksuele voorkeur een genetische factor heeft, maar de studies zijn niet unaniem. Er zijn structuren in de hersenen die te maken hebben met geslachtsvoorkeuren, maar dit komt later tot uiting dan andere verschijningsvormen. De hypothalamus van vrouwen is gemiddeld ongeveer twee keer zo klein als die van heteroseksuele mannen. De hypothalamus van homoseksuele mannen is gemiddeld net zo groot als bij vrouwen, maar er is grote variëteit. Daarom kan seksuele voorkeur niet enkel op basis van dit gebied worden voorspeld.

Ablatio Penis

Heel lang was het idee dat als iemand als meisje wordt opgevoed dat het zich vanzelf een meisje zal voelen. Er is niks biologisch aan; het is puur de omgeving die dat bepaalt. Totdat er een eeneiige tweeling was waarbij bij één van de jongens bij de besnijding iets misging. Hierdoor brandde de piemel er helemaal af. Daarom werd besloten deze jongen als een meisje op te voeden. Uiteindelijk werkte dit toch niet. Het werd gepresenteerd als medisch succesverhaal, maar uiteindelijk besloot hij om met een vrouw te trouwen. Ook dit werkte niet, en hij pleegde uiteindelijk zelfmoord.

Hoorcollege 9: Emotie

Emoties zijn erg belangrijk voor de sociale interactie. Er worden drie aspecten onderscheiden bij emoties. Cognitief aspect is het onderscheiden van een stimulus. Cognitieve ervaringen worden gebruikt om te bekijken of een cognitief label op een bepaalde uitdrukking geplaatst kan worden. Je gaat in bepaalde situaties beredeneren wat voor soort situatie het is. Ook de bereidheid tot actie staat in verband met emoties. Hierbij kun je denken aan hartslagverhoging, zweten en blozen. Tenslotte speelt het gevoel een rol. Dit gevoel is een subjectieve waarneming die van situatie tot situatie en van persoon tot persoon kan verschillen. Soms wordt je beter wakker dan anders. Een emotie kan een reactie op een stimulus zijn die bestaat uit een fysiologische opmerking die gepaard gaat met een verandering in het autonome zenuwstelsel.

Het zenuwstelsel zorgt voor controle en coördinatie van alle autonome functies van het lichaam, zoal hartslag, bloeddruk, spijsvertering en ademhaling. Binnen het autonome zenuwstelsel kan onderscheid worden gemaakt tussen het sympathische zenuwstelsel en het parasympathische zenuwstelsel. Het sympathische zenuwstelsel is verbonden met de fight or flight response. Het parasympathische zenuwstelsel is actief als het lichaam in rust is; het houdt energie in stand of herstelt het energieniveau. Deze beide systemen zijn vaak tegelijkertijd gedeeltelijk actief.

Wat zijn emoties?

Emotie kan onder andere worden gemeten door het vrijkomen van zweet. Zweet komt vrij als mensen zenuwachtig of gespannen worden. Dit kan worden gemeten door een leugendetector. Deze meet ook de ademhaling en de bloeddruk. De betrouwbaarheid van een leugendetector is echter niet heel hoog. Een probleem is dat veel mensen die onschuldig zijn schuldig worden bevonden. Dat is logisch: sommige mensen reageren nou eenmaal heftiger dan anderen. Dit voorbeeld geeft aan dat kennis over het autonome zenuwstelsel belangrijk is.

Er zijn dus drie aspecten van emoties. De vraag is hoe belangrijk deze onderdelen zijn. De James-Lange-theorie zegt: emoties komen tot stand zonder tussenkomt van cognities. Een stimulus uit de omgeving wekt automatisch lichamelijke reacties op. Nadat die lichamelijke reactie is opgemerkt, wordt pas gedacht: wat is er aan de hand? De cognitieve evaluatie komt dus na de fysiologische reactie. De Cannon-Bard-theorie zegt dat lichamelijke reactie en emotionele beleving tegelijkertijd plaatsvinden. De theorie van cognitieve beoordeling zegt: voordat je bang wordt, ga je bepalen: is het wel een angstaanjagende situatie? Al deze verklaringen bevatten een kern van waarheid maar vertellen niet het hele verhaal.

De vraag is of de fysiologische opwinding noodzakelijk is. Op basis van de James-Lange-theorie zou gesteld kunnen worden dat mensen die een zwak autonoom stelsel hebben minder sterke emoties vertonen. Dit blijkt inderdaad waar te zijn. Het blijkt dat emoties geen feedback van spieren nodig hebben; ook verlamde mensen kunnen emoties ervaren. Patiënten bij wie het autonome zenuwstelsel niet goed werkt (autonoom falen)vertonen minder sterke emoties. De fysiologische intensiteit draagt dus bij aan de intensiteit van emoties, maar het is niet noodzakelijk. Ook door het veranderen van de gezichtsuitdrukking kunnen emoties worden gemanipuleerd. Ook het draaien van vrolijke muziek kan de emoties positief beïnvloeden.

Bij mensen met het syndroom van Möbius werken bepaalde gezichtszenuwen niet, of zijn ze zelfs geheel afwezig. Dit is een genetische afwijking. Deze mensen ervaren echter wel emoties. Dit toont aan dat ook zonder fysiologische arousal mensen emoties ervaren.

Emoties en hersenactiviteit

Methoden die de hersenen meten geven nuttige informatie over emoties. Met EEG kan bijvoorbeeld tot op de milliseconde gevolgd worden hoe gereageerd wordt op een plaatje van iemand die boos of verdrietig is. Emoties zijn niet gelokaliseerd. Heel veel gebieden zijn betrokken bij emoties. Een van de belangrijkste gebieden is het limbische systeem. Hierin zitten een aantal structuren, waaronder de amygdala. Deze is betrokken bij angst en emotioneel leren. Ook de hippocampus zit in het limbische systeem. De hippocampus is belangrijk om emoties in een bepaalde context te plaatsen. De gyrus symuli is een soort interface tussen emoties en stimuli. Het anterieure deel hiervan is betrokken bij de evaluatie van beloning en straf. Kort gezegd maakt het limbische systeem het mogelijk om snel op emotionele prikkels te reageren.

Emoties zijn niet gelokaliseerd, maar er kunnen wel bepaalde patronen ontdekt worden. Tot nu toe zijn deze patronen nog niet ontdekt, met uitzondering van walging. Hierbij wordt de insula altijd actief. De linker- en de rechterhemisfeer hebben een aparte functie. De linkerhemisfeer is betrokken bij benadering. Hierbij hoort het behavioral activation system (BAS). Bij de rechterhemisfeer hoort meer ontwijkend gedrag. Hierbij hoort het behavioral inhibition system (BIS). Over het algemeen is de rechterhemisfeer dominanter bij het verwerken van emoties.

Functies van emoties

Emoties kunnen een aanleiding voor gedrag vormen en ze brengen informatie over. Als je bang bent wil je bijvoorbeeld wegrennen. Als je woedend bent wil je de confrontatie aangaan. Daarnaast stellen emoties ons in staat om snel te beslissen. Ook vormen ze de basis voor morele beslissingen. Bij beslissingen speelt de prefrontale cortex een belangrijke rol.

De vorm waarin een emotionele reactie wordt opgeroepen hangt erg af van de stimulus. Er is veel onderzoek verricht naar agressie. Hierbij treden een aantal effecten in het lichaam op. De amygdala wordt bijvoorbeeld actiever. Deze activiteit blijft in stand. Onderzoek heeft aangetoond dat de amygdala wel een halfuur actief kon blijven. De agressiviteit die je voelt heeft gevolgen voor het gedrag dat je gaat vertonen.

Er zit verschil in de mate van agressiviteit. Jonge jongens vertonen vaker symptomen van agressie. Mogelijk komt dit door het testosteron gehalte. Het heeft invloed op de mate en de manier waarop wij informatie uit de omgeving halen en erop reageren. Uit onderzoek gedaan bij vrouwen blijkt deze relatie echter zeer zwak te zijn. Er zijn ook andere hormonen die een rol spelen bij agressie. Cortisol bijvoorbeeld zorgt voor de remming van agressie terwijl deze wordt verhoogd door serotonine. Agressie lijkt voor een deel aangeboren te zijn. Genen beïnvloeden MAOa. Dit effect treedt pas op als mensen een onprettige jeugd hebben gehad. Mensen met een laag MAOa-niveau worden veel agressiever dan mensen met een hoog MAOa niveau.

Net als bij agressie speelt de amygdala ook een rol bij angst. Sommige delen van de amygdala reageren beter op beloning, andere delen reageren beter op straffen. Weer een ander deel reageert beter op verassing. De amygdala is mede verbonden met de prefrontale cortex. Deze zorgt ervoor dat emoties gereguleerd worden. Daarnaast is hij verbonden met de hypothalamus die zorgt voor de fysiologische arousal.

Wij mensen leren van het verleden. Hierbij is op het gebied van angst de bed-nucleus stria terminulis erg belangrijk. Deze zorgt ervoor dat angst gegeneraliseerd wordt over situaties.

Ook angstgevoelens worden voor een deel genetisch bepaald. Bij baby’s is al te zien dat ze een bepaalde reactie vertonen op onverwachte harde geluiden. Dit is de schrikreflex. Deze respons kan worden bestudeerd om informatie te verkrijgen over emoties. Mensen met schade aan de amygdala ervaren nog steeds emoties. Wel hebben ze problemen met het interpreteren en gebruiken van emotionele informatie.

Bij angst gebruikt men anxiolytica. Ze werken in op GABA waar ze zich aan receptoren hechten zodat prikkels niet goed doorgegeven kunnen worden. Hierdoor ervaart men minder angst. Bijwerkingen zijn dat men er slaperig en geheugenproblemen van kan krijgen. Een groot nadeel aan het gebruiken van deze psychofarmaca is dat ze een heel kort effect hebben. Zodra men deze medicijnen niet meer slikt is er ook geen verandering.

Stress en gezondheid

Gezondheid hangt niet alleen af van factoren in de omgeving, maar ook van het lichaam en de levensstijl. Stress is de emotionele en lichamelijke reactie van het lichaam die optreedt wanneer iemand zich probeert aan te passen aan veranderingen die het normale dagelijkse leven verstoren. Het lichaam is in staat zich aan te passen aan gebeurtenissen.

Belangrijke veranderingen in het leven kunnen voor veel stress zorgen. Maar ook de opstapeling van dagelijkse irritaties is een belangrijke bron van stress. Selye heeft onderzoek gedaan naar de lichamelijke veranderingen door stress. Hij stelde dat er een soort algemeen aanpassingssyndroom is. Er zijn een aantal reacties. In eerste instantie is er een alarmreactie. In dit stadium wordt het sympathische deel van het zenuwstelsel geactiveerd. Deze reactie is acuut. De alarmfase wordt gevolgd door de weerstandfase. in deze fase wordt de activiteit van het zenuwstelsel minder en wordt cortisol afgegeven. Dit zorgt ervoor dat de alertheid in stand blijft. Het immuunsysteem wordt geactiveerd. Op het moment dat de stress te lang aanhoudt treedt de uitputtingsfase in. In deze fase zijn mensen juist vatbaarder voor infecties.

Stress activeert twee systemen in het lichaam. Allereerst wordt de amygdala geactiveerd. Deze activeert de hypothalamus. De hypothalamus geeft noradrenaline af. Als gevolg daarvan zal in het bijniermerg extra noradrenaline en adrenaline in het bloed worden gebracht. Daardoor krijgt het sympathische zenuwstelsel een extra boost. Hierdoor komt extra glucose vrij; de alertheid gaat omhoog en daarnaast wordt meer bloed naar de spieren gepompt. Dit is het sympathische deel van de stressrespons. Deze heeft een snelle werking. De tweede reactie is de HPA-as respons (hypothalamys, hypofyse, bijnierschors). De amygdala activeert in deze route de hypothalamus. Deze activeert hier het bijniermerg en de hypofyse. De hypofyse zorgt voor activatie van de bijnierschors, en die geeft cortisol af. Deze kortdurende verhoging van cortisol heeft een aantal effecten. Allereerst kan de aandacht tijdelijk beter worden gericht. Daarnaast heeft het effect op het geheugen. Verder wordt het immuunsysteem tijdelijk actiever. De HPA-as reageert iets langzamer dan de andere route, maar zorgt wel voor een meer langdurige reactie op stress.

Stress heeft veel invloed op ons immuunsysteem. Dat systeem is cruciaal om niet ziek te worden. Als het immuunsysteem wordt verzwakt door stress is de kans op ziekte groter. Witte bloedcellen spelen een belangrijke rol bij het immuunsysteem. Hier zijn verschillende soorten van. B-lymfocyten worden geproduceerd in het beenmerg. Deze zorgen voor afgifte van antilichamen die reageren op specifieke antigenen. T-lymfocyten rijpen in de thymus. Deze cellen produceert een afweercel die reageert op een specifiek antigen. De derde vorm is de natural killer cellen. Deze vernietigen zieke cellen; cellen die niet goed meer functioneren.

Op het moment dat je een infectie hebt worden cytokines geactiveerd. Deze zorgen voor de communicatie naar de hersenen. In de hersenen wordt een signaal afgegeven dat er wat aan de hand is. De hersenen reageren daarop door activatie van de hypothalamus. Deze zorgt ervoor dat er een aantal systemen in gang worden gezet (zoals koorts, slaperigheid en gebrek aan energie). Ook de eigen psyche kan een rol spelen bij ziektevorming.

Hoorcollege 10: Het geheugen

Het is van belang om verschillende vormen van geheugen te onderscheiden. Het geheugen is gerelateerd aan veranderingen in de efficiëntie van de synaptische transmissie tussen neuronen. Geheugen-representaties kennen zowel gelokaliseerde als gedistribueerde eigenschappen.

Er kan op een aantal manieren onderscheid worden gemaakt tussen verschillende vormen van het geheugen. Allereerst simpele versus complexe vormen van geheugen. Een ander onderscheid is dat sommige leervormen bewust optreden, andere vormen treden onbewust op. Daarnaast kan worden onderscheiden tussen het korte termijngeheugen en het langetermijngeheugen. Er zijn verschillende manieren om het geheugen te testen. Het kan direct of indirect. Direct is bijvoorbeeld hoeveel woorden iemand kan onthouden, indirect kan via priming gaan. Een andere methode is via fysiologische effecten, zoals door neuroimaging.

Een vroeg systeem van het geheugen bedacht door Atkinson en Shiffrin onderscheidde drie tijdssystemen: sensorisch, korte termijn en lange termijn. Een deel van de sensorische informatie komt in het korte termijngeheugen (dit wordt tegenwoordig het werkgeheugen genoemd). Als actief met de informatie wordt omgegaan kan het in het langetermijngeheugen terechtkomen.

Sensorische geheugen kun je meten door partial report procedures. Je laat mensen een groot aantal letters zien waarna je ze later vraagt of ze nog letters herinneren. Je kunt ook tegelijk een que geven om aan te geven wat ze moeten aangeven. Wanneer je systematisch het interval tussen de que en het geheugeninterval varieert dan blijkt dat mensen wel degelijk in staat zijn een groot deel te onthouden.

Het vroege onderzoek naar de relatie tussen het brein en het geheugen werd beïnvloed door het behaviorisme. Men bestuurde vooral leerprocessen waarbij het ging om stimuli en de reactie daarop; klassieke conditionering en operante conditionering. Deze principes gelden nog steeds; zowel mensen als diersoorten kunnen geconditioneerd te worden. Dit is echter niet voldoende om complexe vormen van geheugen en leren te verklaren. Maar de principes gelden nog wel.

Het idee was dat er een bestaand pad was tussen de ongeconditioneerde stimulus en de ongeconditioneerde respons daarop. Als leren optreedt, zal een pad ontstaan tussen de ongeconditioneerde stimulus en de respons. Om dit te onderzoeken ging Lashley op zoek naar het engram; hij probeerde het pad ‘door te snijden’ zodat het leren niet plaats kon vinden. Daarom sneed hij in rattenhersenen. Er was echter geen enkele snee waardoor ratten een doolhof vergaten. Des te meer hij doorsneed des te slechter het geheugen werd, maar er was geen dominant gebied. Dit leidde tot het idee dat geheugen op geen enkele manier gelokaliseerd kan zijn in het brein. Deze theorieën zijn lange tijd dominant geweest in de psychologie. Hierbij gelden twee principes. Equipotentialiteit houdt in dat alle hersendelen in gelijke mate bijdragen aan het geheugen. De wet van de massa actie houdt in dat de cortex werkt als één geheel. Lashley maakte echter een aantal fouten in zijn experimenten. Hij gebruikte allereerst een te complexe taak. Daarnaast speelt leren niet uitsluitend in de cortex af. Ook zijn niet alle vormen van geheugen hetzelfde.

Voorbeeld van een fijnkorrelige studie

Een voorbeeld dat wordt gegeven is de studie naar de oogknipper reflex. Deze reflex is onderdeel van de startle-reflex. Deze reflex kan worden gebruikt als een model van angst. Naarmate een dier of een mens angstiger is, zal die startle-reflex heftiger zijn. Door klassieke conditionering kan bijvoorbeeld een enkel toontje voldoende worden om de reflex te laten optreden. De rode kern in de achterhersenen en de laterale interpositus nucleus van het cerebellum werden tijdelijk inactief gemaakt door het plaatselijk af te koelen. Als één van die gebieden werd getracht te conditioneren trad geen enkele conditioneringsreflex op. Maar op het moment dat de kernen opgewarmd werden is het gedrag grotendeels vergelijkbaar met een dier dat vanaf het begin moet leren. Met andere woorden; als deze kernen platliggen, treedt geen conditionering op. Dit gebeurt bij de kern in het cerebellum. Als de rode kern echter weer wordt opgewarmd blijkt dat er wél geleerd is, maar de reflex kan niet optreden. Dat betekent dat dit hersengebied actief is bij knipperen, maar niet bij leren.

Ideeën vanuit de leunstoel

Veel theorieën die puur theoretisch van aard hebben veel invloed gehad (vaak omdat ze correct waren). Hebb stelde bijvoorbeeld dat neuronen samen trillen op het moment dat informatie binnen komt en laat een geheugenspoor achter. Op het moment dat deze lang genoeg samen trillen wordt geheugen gevormd. Dit principe staat bekend als het principe van ‘cells that fire together, wire together’. In eerste instantie was dit een puur theoretisch idee, maar later bleek dat de theorie correct was.

De zeeslak is vaak onderzocht omdat de cellen hiervan makkelijk te bestuderen zijn. Hier is ontdekt dat habituatie optreedt: gewenning aan de respons na herhaling. De grootte van de EPSP neemt af, evenals de hoeveelheid neurotransmitters. Sensitisatie houdt in dat overstimulatie leidt tot een sterkere respons. Hierbij maakt het faciliterende interneuron presynaptisch serotonine vrij, waardoor de effectiviteit van de presynaptische potentiaal van het sensorisch neuron versterkt wordt.

Het onderzochte leermechanisme op cellulair niveau (long term potentiation)

Als stimulatie optreedt komt zoveel glutmaat vrij dat het magnesium van de receptor wordt afgeblazen. Dit omdat ze anders de NMDA receptoren blokkeren. Op dat moment worden natrium en calcium in de cel gelaten. Hierdoor verandert de neurotransmissie. Calcium leidt tot allerlei complexe resultaten ook in de uitdrukking van genen. Dus als je een korte stimulatie geeft van een presynaptische axon dan zal er een versterking optreden van dat gepotentieerde neuron. Kritisch hierbij zijn de NMDA-receptoren. Deze verstoten magnesium waardoor er calcium naar binnen stroomt, maar daarna spelen deze NMDA-receptoren geen rol meer.

LTP

Long term potentiation (LTP) is het versterken van synapsen door herhaalde activiteitspatronen. Deze synaptische activiteit zorgt voor een langetermijntoename in de overdracht van signalen tussen twee neuronen. Dit gebeurt vooral veel in de hippocampus. Ca++ kanalen worden geopend (NMDA-receptoren). Dit leidt tot potentiatie van niet-NDMA-receptoren (AMPA-receptoren). De NMDA-receptoren zijn van belang voor het tot stand brengen van LTP, maar niet voor het in stand houden ervan.

LTP komt op verschillende manieren tot stand. Allereerst doordat AMPA-receptoren gevoeliger worden. Daarnaast doordat er meer AMPA-receptoren op de dendrieten komen. Ook veranderen andere receptoren in AMPA-receptoren. Verder ontstaan meer NMDA-receptoren en meer dendritische vertakkingen.

Door genetische manipulatie zijn slimme muisjes gemaakt (Doogie). Deze muizen hebben een gemanipuleerd NR2B-gen. Bij deze muizen werd de NMDA-productie verhoogd waardoor ze sneller konden leren. Het blijkt dat farmaceutische middelen die invloed hebben op het LTP ook invloed hebben op leren.

Consolidatie was ook een concept van Hebb. Tijdelijke resonantie moet langere tijd duren om in het langetermijngeheugen te komen. Vroeger dacht men dat consolidatie plaatsvindt door iets lang in je KTG te houden maar dat klopt niet. Het is afhankelijk van wat je met KTG doet. De Grieken deden al aan strategieën om dingen te onthouden door een visuele representatie. Verder is het belangrijk om associaties aan te leggen, diepe verwerking en emotionele info wordt goed onthouden. Consolidatie kun je verstoren door elektroshock, hersenschudding en hersenletsel. Je voorkomt dat de tijdelijke representatie zich kan verankeren.

Verschillende vormen van langetermijngeheugen

 Er wordt onderscheid gemaakt tussen procedureel leren/procedureel geheugen en declaratieve kennis en geheugen. Procedureel leren treedt onbewust op. Hiervan is bijvoorbeeld sprake bij habituatie, sensitisatie en klassieke/operante conditionering. Andere vormen zijn vaardigheden, priming en niet-associatief leren. Het declaratieve geheugen is bewust. Dit bestaat uit feiten en gegevens. Hierbinnen kan weer onderscheid worden gemaakt tussen het episodische geheugen en het semantische geheugen. Een schematisch overzicht van de vormen van geheugen staat op de sheets.

Het verhaal van H.M.

H.M. had een ernstige mate van epilepsie daarom werden zijn hypocampus verwijderd. De man leidde daarna aan antrograde amnesie. Toch had hij wel degelijk iets geleerd want hij maakte in een leertaakje minder fouten maar hij kon zich de taak niet meer herinneren. Hetzelfde was het geval voor spiegeltekenen hier werd hij per herhaling steeds beter in. Het korte termijngeheugen werkt nog wel. Het procedurele geheugen daarentegen is veel minder aangetast. Dit toont aan dat er wel degelijk een gelokaliseerde geheugenfunctie voornamelijk de hypocampus. Voordat iets overgaat in een permanente manier is er een vorm van opslag die ook verloren gaat.

Langetermijngeheugen

Een vorm van geheugen is expliciet, hier kun je direct bij. Deze is onder te verdelen in wereldkennis en gebeurtenissen. Voor deze vorm van geheugen is voornamelijk de hypocampus belangrijk, het midden van de temporaal kwab. Niet declaratief geheugen is meer onbewust.

Een van de ideeën is dat er een soort verwijzing is vanuit de hypocampus naar geheugensporen in verschillende delen van de cortex. Allerlei verschillende delen van info kunnen bijvoorbeeld aangeven hoe het huis van je grootouders eruit ziet. ER is veel tijd voor nodig voordat de geheugensporen op zichzelf kunnen staan. Het geheugen wordt aangetast door ziekten zoals Alzheimer. Dit wordt gekenmerkt door o.a. antrograde amnesie. Het procedurele geheugen is beter dan het declaratieve geheugen. Dat is ongeveer 50% genetisch bepaald. Amyloïde- B proteïne zorgt voor plaques. Acetylcholine wordt geproduceerd in het basale voorbrein en gaat de symptomen van Alzheimer tegen.

Korsakoff’s syndroom

Heeft te maken met de thalamus!! Belangrijk te weten voor het tentamen. Het komt door een tekort aan vitamine B1 waardoor er een tekort aan thiamine is. Deze is belangrijk voor het metaboliseren van glucose. In de medio-dorsale kern van de thalamus. Deze mensen hebben last van confabulatie. Dit is een onzinverhaal verzinnen om antwoord te kunnen geven op een vraag.

Emotionele gebeurtenissen

Een systeem dat daarbij een rol speelt is adrenaline. Het autonome zenuwstelsel wordt actief en het bijniermerg gaat adrenaline aanmaken dat je organen activeert. Adrenaline kan de bloed-brein barrière niet door maar kan de hypocampus wel degelijk stimuleren. De hypothalamus-hypofyse-bijnierschors is een ander complex. De bijnieren gaan cortisol aanmaken en versterkt het geheugen maar bij langdurige stress tast het de hypocampus aan.

Werkgeheugen vasthouden voor aantal minuten van info. ER wordt onderscheid gemaakt tussen verschillende componenten. Auditieve info, visuele info en een systeem wat deze dingen coördineert en zorgt voor uitwisseling van info. Frontaal kwab voor korte termijn onthouden en onderscheid tussen positie en vorm en plaats.

Semantische dementie/ frontotemporale amnesie

Autobiografische en episodische info zijn goed intact maar er zijn veel problemen met semantisch geheugen hierbij moet je denken aan wereldkennis. Ze kunnen wel vloeiend spreken, vloeiende amnesie. Prototypen blijven het langst gespaard.

Hoorcollege 11: Lateralisatie en taal

We hebben twee hersenhelften. Iedere hersenhelft neemt vooral de contralaterale wereld waar. Dat wil zeggen dat links rechts ziet en dat rechts links ziet. Communicatie gaat via het corpus callosum. Het lijkt allemaal heel onhandig en de functie ervan is nog onduidelijk. De twee hersenhelften hebben niet dezelfde functie. Niet alle systemen worden ook op dezelfde manier verwerkt. Zicht, fijne tastzin en fijne motoriek hebben een contralaterale organisatie, terwijl reuk en smaak een ipsilaterale organisatie hebben. Gehoor, tastzin en motoriek in de romp, nek en schouders hebben een bilaterale organisatie.

Scheiding van het brein

De functie van het corpus callosum werd voor het eerst ontdekt door dieronderzoek. Als één hersenhelft geen informatie krijgt van de andere hersenhelft kan leren ook niet worden overgedragen. Experimenten met een kat wezen dit uit. Katten met een gescheiden hersenhelften werd een lapje voor 1 oog gedaan. 1 oog leerde de katten een onderscheiding te maken tussen 2 soorten stimuli. Daarna werd het ooglapje verplaatst naar het andere oog, de kat moest alles op nieuw leren. Dit toont aan dat de informatie niet overgedragen wordt tussen hersenhelften. Later is het corpus callosum ook bij mensen doorgesneden. Vaak gebeurde dit bij mensen met epilepsie. Over epilepsie is niet veel over bekend, maar er wordt vermoed dat het met een tekort aan GABA te maken heeft. Bij mensen met epilepsie beginnen de hersenen grote hoeveelheden elektrische golven te produceren, wat leidt tot stuiptrekkingen. Vaak heeft dat zijn oorsprong in een klein stukje hersenen. Dit heet de focus.

Lateralisatie kan getest worden door de WADA-test. Hierbij werd één hersenhelft in slaap gebracht en de andere hersenhelft niet. Op deze manier kan worden bepaald welke functies wegvallen. Uit deze testen is mede gebleken dat het produceren van taal erg sterk link gelateraliseerd is. De rechterhersenhelft heeft verschillende functies. Deze hersenhelft kan niet vertellen wat je gezien hebt maar kan er wel voor zorgen dat de objecten die deze hersenhelft gezien heeft, aan te wijzen.

Met name de linkerhelft heeft de neiging om een kloppend verhaal van de wereld te maken, ook al is er maar beperkte informatie. Dit is onder meer aan te tonen met gimerische figuren. Een gimera is een dier dat bestaat uit verschillende dieren. Een gimerisch figuur bestaat uit twee verschillende onderdelen. Omdat de linkerhersenhelft een logisch verhaal probeert te maken waar dat eigenlijk niet mogelijk is wordt de linkerhersenhelft ook wel de babbelbox genoemd.

De linkerhemisfeer heeft te maken met taal, complexe bewegingen, approach (blijdschap) en details bij analytisch vermogen. De rechterhersenhelft is belangrijker bij het aansturen van onze aandacht in de ruimte. Daarnaast is het belangrijk bij emoties, prosodie (emotionele kleuring van taal), waarnemen van muziek, ruimtelijke waarneming, avoidance (angst) en de globale vorm bij holistisch vermogen.

Om de verschillen in blijdschap en avoidance te meten maakt men gebruik van een compound stimulus. Hierbij worden de verschillen tussen analytisch en holistisch denken na gebootst. Hierbij ziet men bijvoorbeeld een grote T die bestaat uit allemaal kleine H’s. Mensen met beschadiging aan de linker hemisfeer zien alleen de grote T terwijl mensen met schade aan de rechterkant allemaal H’s opschrijven die samen geen T vormen.

Handigheid

Tegenwoordig is ongeveer tien procent linkshandig en negentig procent rechtshandig. Bij linkshandige mensen is zeventig procent links-hemiferisch dominant voor taal. Bij rechtshandigen is dat 99%. Bij linkshandigen is het corpus callosum iets dikker dan bij rechtshandigen.

Er bestaan verschillen in mentale vermogens tussen mannen en vrouwen. Mannen zijn agressiever dan vrouwen, vrouwen zijn verbaal beter. Mannen zijn daarentegen visuo-spatieel beter. De linkerhemisfeer heeft te maken met verbale vermogens, de rechterhemisfeer met ruimtelijke vermogens. Testosteron onderdrukt de ontwikkeling van de linkerhemisfeer. Daarom komt linkshandigheid, dyslexie, groter mathematisch vermogen en minder verbaal vermogen vaker voor bij mannen. Tevens hebben mannen vaker allergieën omdat testosteron zorgt voor een verstoorde ontwikkeling van het immuunsysteem.

Dyslexie heeft een zwaar erfelijke component vaak overgedragen van vader op zoon. Mogelijk heeft het te maken met fonologie, het herkennen van elementaire spraakklanken. Neem bijvoorbeeld het Engels waarin have en cave bijna gelijk worden geschreven maar heel anders worden uitgesproken. Het Italiaans daarentegen is een hele makkelijke taal qua spellingsregels. Dyslexie komt dan ook 2X zo vaak voor in Engeland als in Italië.

Begrijpen van gesproken taal

De gemiddelde mens kent ongeveer 50.000 woorden. Deze worden opgeslagen in het langetermijngeheugen, ofwel het lexicon. Deze kan alleen ontstaan door fenologie, het horen van fonemen die belangrijk zijn in het waarnemen van taal. Als je een zin produceert moet je de woorden onthouden in je werkgeheugen. De grammaticale structuur is van belang bij de betekenis van woorden. Semantiek is de betekenis van woorden. Verder is ook e syntax (grammaticale structuren) van belang en wordt opgeslagen in het werkgeheugen. Een voorbeeld van ambiguïteit is: hij ging naar de bank om geld te halen/om te zitten. De rest van de zin zorgt voor een andere betekenis. Prosodie zijn klemtonen, toonhoogte, ritme, volume, intonatie ectcetera. Ten slotte speelt de context een belangrijke rol.

De vraag is vaak of dieren ook taal kunnen leren beheersen. Apen hebben geleerd om honderden soorten symbolen te gebruiken. Parkieten en papegaaien kunnen ook veel woorden leren. De vraag is echter of ze de taal ook daadwerkelijk begrijpen. Een andere vraag is of de taal die ze gebruiken recursief is.

Ook zijn er mensen die last hebben van verminderde spraak. Zo hebben mensen die leiden aan aprosodia een computerachtige manier van praten doordat emotionele kleuring ontbreekt in de spraak. Verder is de prosodie belangrijk. Prosodie gaat over de klemtoon, toonhoogte, ritme, volume en intonatie van een stem.

Hersenbeschadiging en de gevolgen voor taal

Beschadiging van de hersenen kan leiden tot een verstoring in de ontwikkeling of de uiting van taal. Bij schade aan het gebied van Broca ontstaan problemen met de taalproductie en dan voornamelijk de syntax. Het gebied van Wernicke heeft te maken met taalbegrip. Conductieafasie ontstaat door schade aan de arcuate fasciculus. Hierbij is uitspraak en begrip normaal, maar herhalen van de woorden is niet mogelijk. Ook wordt de taalproductie beperkt; er worden foute woorden gebruikt. Schade aan de linker gyrus angularis leidt tot alexia en agrafia.

Is taal aangeboren?

Chomsky stelde dat kleine kinderen taal ontzettend snel leren gebruiken. Ze leren het sneller dan ze voorbeelden te horen krijgen. Daarom moet er een soort universele grammatica bestaan. Ondanks dat zijn er duizenden talen in de wereld. Een aantal argumenten spreken voor dit idee. Bepaalde structuren zijn in het brein bij de geboorte al groter. Dit gebied zit in de linkerhersenhelft. Daarnaast is er een kritische periode voor taal. Als je als klein kind een tweede taal leert, wordt je daarin vrijwel net zo goed als je moedertaal. Verder bevat gebarentaal dezelfde structuur als gewone taal.

Taal en intelligentie lijkt niet per se een relatie te vertonen. Een voorbeeld is het syndroom van Williams. Deze mensen zijn erg taalvaardig en sociaal, maar presteren slecht op ruimtelijke vermogens. Het IQ van deze mensen is ongeveer veertig, maar ze zijn goed in sociaal contact en het herkennen van gezichten.

Hoorcollege 12: Psychische aandoeningen

Psychische aandoeningen vormen een groot maatschappelijk probleem. Ongeveer 1/3^e van de WAO’ers wordt afgekeurd wegens psychische klachten. Vooral depressies zijn erg in opkomst. Hersenproblemen (neurologisch ofwel psychologische aandoeningen) kosten twintig miljard van ons gezondheidsbudget. In Nederland zijn bijna 700.000 depressieve mensen. 150.000 mensen hebben schizofrenie. In combinatie met de mensen die verslaafd zijn, een persoonlijkheidsstoornis hebben of aan angststoornissen leiden vormt dit een enorm deel van onze populatie.

Classificatie van psychische aandoeningen

De DSM-V classificeert psychiatrische aandoeningen. Het maakt onderscheid tussen vier categorieën. Ten eerste stoornissen in het denken en de cognitie (schizofrenie en delirium). Daarnaast stemmingsstoornissen. Hieronder vallen affectieve stoornissen, zoals depressie en manie, en angststoornissen, zoals een fobie, paniek en sociale angsten. De derde categorie is persoonlijkheidsstoornissen, zoals borderline, schizoïde en een antisociale stoornis. Dit zijn voornamelijk chronische ziektebeelden die minder episodisch zijn dan bijvoorbeeld schizofrenie. De vierde categorie is stoornissen in leren, geheugen en intelligentie. Deze categorie heeft vooral te maken met mentale achterstanden.

De diagnostiek is erg ingewikkeld omdat er aan de hand van bepaalde tekenen moet worden vastgesteld wat er aan de hand is. Verder wordt er gekeken naar symptomen die patiënten rapporteren. Allereerst is de natuurlijke historie van belang; het verloop en de uitkomst van de ziekte. Het kan zomaar zijn dat een ziekte erger wordt naarmate de tijd verstrijkt. Ook wordt de ziekte bepaald aan de hand van welke medicijnen werken.

Ideaalbeeld van psychiatrische aandoening

Allereerst is het belangrijk dat alle medische oorzaken uitgesloten worden. Daarnaast zou medisch/neurologisch onderzoek belangrijk zijn, en vervolgens neuro-psychologisch onderzoek. Ook een gestandaardiseerd klinisch interview en vragenlijsten kunnen bijdragen aan het vaststellen van een aandoening.

Op dit moment zijn er veel problemen bij het maken van een diagnose. In de praktijk wordt minder grondig onderzocht dan het ideaalbeeld. Daarnaast zijn er geen biologische markers voor psychische aandoeningen. Ook overlappen symptomen van verschillende aandoeningen, waardoor het lastig is om te bepalen om welke aandoening het gaat. Soms is daadwerkelijk sprake van meerdere ziektes tegelijk, dit is comorbiditeit. Verder wordt verschillend geclassificeerd in verschillende landen.\

Een ander punt van kritiek betreft de DSM-IV. Men vraagt zich bij elke herziening af wat er nu weer een aandoening zal worden. Zo is de periode voorafgaand aan de menstruatie ook een tijd lang als een ‘aandoening’ gezien.

Ontstaan

Genetische aanleg zorgt voor een bepaalde eiwitexpressie. Dit kan leiden tot sub-optimale hersenmechanismen. Deze mechanismen hoeven zich niet te manifesteren, maar kunnen doorbreken door een fysische omgeving of een psychosociale omgeving. Onder de fysische omgeving vallen bijvoorbeeld prenatale factoren, milieufactoren en organische aandoeningen. Opvoeding, kritieke levensgebeurtenissen en psychologische eisen/kenmerken zijn voorbeelden van de psychosociale omgeving.

De psychofarmaceutische industrie verdient veel geld aan de verkoop van medicijnen. Het is echter controversieel of dit de beste optie is. Soms is bijvoorbeeld sprake van spontaan herstel of een placebo effect. Voor het goedkeuren van medicijnen is een randomized clinical trial vereist. Hierbij krijgt de ene groep een medicijn en de andere groep een placebo. Tegenstanders van farmaca zeggen dat als een medicijn al werkt, de effectgrootte vaak bijzonder klein is. Het verbetert wel statistisch, maar dat is maar een klein deel van de patiënten. Ook zijn de exacte hersenmechanismen vaak niet bekend. Bij sommige aandoeningen is het duidelijk waar het mis gaat in de hersenen, bij andere aandoeningen niet of vrijwel niet. Toch is het een onzinnig om onderscheid te maken tussen biologische en psychische ziekten, omdat er veel overlap bestaat.

Unipolaire depressie

Dit gaat gepaard met somberheid, lusteloosheid en het onvermogen om dingen als plezierig te ervaren (Anhedonia). Andere kenmerken zijn een gevoel van schuld en minderwaardigheid, slaapproblemen, verminderde seksuele drijfveren, afname van de eetlust en angst/zorgen/irritatie. Vier procent van de wereldbevolking heeft wel eens te maken met een unipolaire depressie. Deze mensen plegen vrij vaak zelfmoord; in Nederland zijn er 1500 gevallen van zelfmoord door mensen met unipolaire depressie per jaar. Er zijn ook andere vormen van depressie, zoals een atypische depressie. Zie de sheets voor de verschillen met de unipolaire depressie.

Er zijn veel factoren die in verband zijn gebracht met een depressie: levensgebeurtenissen, hormonen vaak een tekort aan serotonine, virussen (Borna), genetische factoren, neurotransmitters en lateralisatie. De genetische factor blijkt ongeveer vijftig procent te zijn. Een van de genetische factoren is een gen dat serotonine transporteert.

Manie

Hieronder vallen een bipolaire stoornis en manische depressiviteit. Dit gaat gepaard met rusteloosheid, opgewondenheid, overdreven opgewektheid, overmatige zelfverzekerdheid en onsamenhangend taalgebruik. Psychotherapie en antidepressiva werkt bij vijftig procent van de mensen om een bipolaire stoornis te behandelen. Dit is een enigszins teleurstellend effect omdat één derde van de mensen ook vooruitgaat door een placebo. Een bipolaire stoornis wordt behandeld door Lithium toe te dienen.

Symptomen van schizofrenie

Bij schizofrenie kan een onderscheid worden gemaakt tussen positieve symptomen en negatieve symptomen. Positieve symptomen zijn gedrag dat er niet hoort te zijn. Hierbij kan worden onderscheiden in twee clusters. In het psychotisch cluster vallen wanen en hallucinaties, in het desorganisatiecluster vallen denkstoornissen, ongepaste emoties en bizar gedrag. Negatieve symptomen zijn de afwezigheid van gedrag dat er wel hoort te zijn. Hieronder vallen bijvoorbeeld gebrekkige sociale interacties, afgevlakte emoties, verarmd taalgebruik en verzwakt werkgeheugen. Alle middelen die helpen tegen psychoses blijken dopamine te blokkeren.

De dopaminetheorie heeft een aantal problemen. Er wordt te snel aangenomen dat het aan een teveel aan dopamine ligt. Er is nooit aangetoond dat mensen met schizofrenie meer dopamine in hun systeem hebben dan andere mensen. Daarnaast verbetert 1/3 tot 1/2 door een placebo. Een ander probleem is dat cocaïne en amfetamine niet werken als antidepressivum.

De hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA)-as theorie van depressie ziet op het cortisolniveau. Veertig tot zestig procent van de depressieve mensen heeft een verhoogd niveau van cortisol. Dit niveau normaliseert op het moment van herstel van de depressie. Bij een burn-out is juist sprake van een verlaagd cortisolniveau.

De glutamaat-hypothese van schizofrenie wordt ondersteund door een aantal argumenten. Allereerst kan PCP (een glutamaat-NMDA-antagonist) schizo-symptomen oproepen (zowel positief als negatief), maar niet in pre-adolescenten. Schizofrenen zijn daarnaast extra gevoelig voor glutamaat. De hoeveelheid glutamaat-receptoren correleert met de mentale achteruitgang. Daarom proberen de tweede generatie antipsychotica op de hoeveelheid glutamaat in te grijpen.

Psychofarmaca

Er zijn verschillende geneesmiddelen die helpen de symptomen van een depressie te verminderen. Tricyclische geneesmiddelen zorgen ervoor dat de heropname van noradrenaline en serotonine wordt tegengegaan. MAO-remmers blokkeren een enzym dat serotonine en noradrenaline afbreekt. Hierbij is een heel erg streng dieet van belang om vergiftiging te voorkomen. SSRI (zijn de modernste variant) zorgen ervoor dat serotonine niet wordt opgenomen maar ze zijn veel selectiever dan eerdere medicatie. SSRI zijn bijvoorbeeld Prozac en Seroxat. Bupropion blokeert heropname dopamine en noradrenaline. De effecten van medicijnen zijn erg complex. Ze brengen daarnaast ook veel bijwerkingen met zich mee. De effecten zijn erg gecompliceerd zo worden bijvoorbeeld de receptoren minder of meer gevoelig. Verder kunnen ze meer of minder receptoren vormen. BDNF wordt meer vrijgemaakt wat ervoor zorgt dat de organisatie van het brein wordt beïnvloed

Bron

Deze collegeaantekeningen zijn gebaseerd op het vak Biopsychologie - BA1 - RUG: jaar 2015-2016.