Het centrale zenuwstelsel

Anterieur/posterieur

Voorkant/achterkant

Superieur/inferieur

Boven/onderkant

Dorsaal/ventraal

Bovenkant/onderkant brein (rest van lichaam: achterkant/voorkant)

Mediaal/lateraal

Binnen-/buitenkant

Distaal/proximaal

Veraf/dichtbij

Contralateraal

Aan de tegenovergestelde kant

Ipsilateraal

Aan dezelfde kant

Unilateraal

Slechts aan één kant hersenen

Bilateraal

Aan beide kanten hersenen

Saggitaal vlak

Verticaal van voor naar achter

Coronaal vlak

Verticaal van links naar rechts

Transversaal/horizontaal

Langs de platte as

Render brains

Realistische weerspiegeling van brein, niet alles zichtbaar

Inflated brains

Opgeblazen breinbeeld, laten beter zien hoe groot de activiteit is

Flatmaps

Laten binnenste delen zien (mediale wanden hemisferen) maar kunnen niet de corticale systemen afbeelden

Golgi

Heeft (fout) ontdekt dat neuronen gewoon één weefsel vormen die rechtstreeks met elkaar verbinden

Rámon y Cajal

Zagen dat uitlopers en axonen elkaar niet raken maar aparte individuele cellen zijn

Sensorische neuronen

Axonen verschillende vertakkingen

Motorneuronen

Grote dendrietenboom → heel specifiek spieren aansturen

Interneuronen

Verwerking informatie binnen centrale zenuwstelsel, ontwikkelde dendritische bomen

Astrocyten

Vuilnisverwerkers, dragen bij aan de werking van de bloed-hersenbarrière (enkel juiste stoffen mogen in hersenen)

Oligodendrocyten

Stellingbouwer; verstevigen zenuwcellen door myeline laag (ook om elektriciteit te geleiden)

Knopen van Ranvier

Stukjes tussen gemyeliniseerde delen van axon die ervoor zorgen dat elektrisch signaal constant blijft

Somatisch zenuwstelsel

Spieren, zintuigen, bewust aangestuurde delen lichaam

Autonoom zenuwstelsel

Hart, longen, organen; onbewust aangestuurde delen lichaam

Cerebrinospinaal vocht

Zit om de hersenen en ruggenmerg heen; buffer voor beschadiging en onderdeel van chemische processen (aan- en afvoer van voedings- en afvalstoffen)

Dermatomen

Specifiek gebied dat systematisch wordt bezenuwd door deel zenuwen

Grijze stof

Cellichamen, in ruggenmerg binnenin, in hersenen juist buitenzijde

Witte stof

Uitlopers, in ruggenmerg buitenzijde, in hersenen juist binnen in

Ventrale deel (buikkant)

Motorische informatie ruggenmerg

Dorsale deel (rugzijde)

Sensorische informatie ruggenmerg

Achterhersenen

Medulla, pons en cerebellum

Middenhersenen

Tectum en tegmentatum

Voorhersenen

Diencephalon, basale ganglia, limbische hersenen en grote hersenen

Hersenstam

Medulla, pons en middenhersenen

Medulla

Controle van basale en vitale functies

• Bevat cellichamen van craniale zenuwen

• Verbinden de hersenen met receptoren en spieren hoofd → controle (sensorisch en motorisch)

• Nervus vagus

• Kruisen van motorische banen

• RAS

Nervus vagus

10e craniale zenuw, verbinden hersenen met organen en hebben controle over vitale functies en reflexen. Ook verbonden met deel hersenen. Van belang bij behandelingstechnieken: hypothese is door stimulus NV ook stimulatie locus coeruleus

RAS

Reticulaire activatie systeem, reguleert aandacht en arousal

Pons

Doorschakelstation, brug tussen cerebellum en rest van de hersenen. Bevat cellichamen van craniale zenuwen

• Superior olive

• Locus coereleus

Superior olive

Onderdeel pons, doorschakelstation tussen oor en hersenen

Locus coereleus

Onderdeel pons, regulatie emoties en activatietoestand mbv noradrenaline, gerelateerd aan stress, arousal, paniek, adaptief gedrag en exploreren/exploiteren

Middenhersenen

Tectum en tegmentum, ligt boven de pons en heeft als basisfunctie oriëntatie door licht en geluid

Tectum

Sensorische functie, bestaat uit:

• Superieure colliculi = visuele input

• Inferieure colliculi = auditieve input

Ook functie in (oculo)motorische oriëntatiereacties

Tegmentum

Maakt dopamine aan is zo betrokken in beloningsgericht leren

• Ventral tegmental area (VTA)

• Substantia nigra

Ventral tegmental area

Mesolimbisch systeem en mesocorticaal systeem

Substantia nigra

Maakt dopamine aan dat projecteert naar basale ganglia = nigrostriatale systeem = gerelateerd aan ziekte van Parkinson

Diencephalon

Hypothalamus, thalamus, basale ganglia

Hypothalamus

Homeostase zoekend systeem, regeling van hormonale systemen = niet cognitief verwerkt niveau

Gerelateerd aan motivatie en sociaal gedrag

Thalamus

Toegangspoort naar cortex; doorschakelen sensorische informatie naar cortex en motorische informatie vanuit cortex

Bestaat uit: laterale geniculate nucleus en mediale geniculate nucleus

Elk specifiek gebied ontvangt alleen informatie van één sensorisch systeem en projecteert ook naar één gebied van de cortex

Laterale geniculate nucleus (LGN)

Organisatie van visuele input

• Magnocellulaire laag = lichtgevoeligheid

• Parvocellulaire laag = kleurgevoeligheid

Mediale geniculate nucleus (MGN)

Auditieve informatie

Basale ganglia

Gedragscontrole onder dopaminerg systeem. Heeft te maken met motorische controle, cognitieve controle en beloning

• Verzamelnaam voor verschillende kernen

  • Beschadiging leidt tot motorische problemen zoals tremor → fijne balans dopamineverhogende medicatie (te hoog = cognitieve controle kwijt)

Limbisch systeem

Samenwerking verschillende gebieden die zorgen voor integratie van emotionele informatie

Thalamus, hypothalamus, amygdala, hippocampus en anterieur cingulate cortex

Amygdala

Automatische vreesreactie, beoordeelt stimulus

Hypothalamus zorgt voor voorbereidde actie

Hippocampus

Geheugen, vergelijkt vorige ervaringen voor (aangepaste) reactie

Anterieur cingulate cortex

Selectie van aangepaste reactie

Cerebellum

Precisie en coördinatie van motoriek, zorgt voor vloeiende beweging. Ook rol in mentale processen (laterale delen)

Interne klok-timing

Sulci

Groeven om meer volume te krijgen in hersenweefsel

Gyri

Windingen in brein

Centrale fissuur

Scheiden anterieure en posterieure dimensie, motorisch anterieur, sensorisch posterieur

Laterale fissuur

Scheiden hersenhelften in dorsale en ventrale dimensie

Longitudinale fissuur

Scheidt hersenhelften van links en rechts

Corpus callosum

Bundel gemyeliniseerde vezels die zorgt voor overdracht van ene naar andere hersenhelft

Brodmann gebieden

Onderverdelingen brein met overeenkomst met functie

Actiepotentiaal

Activering van neuron, als deze heel actief is, meer maar niet hoger

• Zelfvoortplantend

• Sterkte neemt niet af met afstand

• Alles of niets

Duurt 1 à 2 ms

Depolarisatie

Externe prikkel zorgt ervoor dat cel positiever wordt, wat ertoe leidt dat natrium kanalen openen (vanaf -60mV) en natrium de cel instromen (hierdoor wordt cel positiever)

Repolarisatie

Door instromen natrium worden kalium kanalen geactiveerd. Het potentiaal wordt herstelt en de spanning daalt weer

Hyperpolarisatie

Rustperiode/potentiaal waarbij spanning weer volledig is gedaald tot -70mV

Presynaptisch neuron

Hier is een actiepotentiaal voltrokken en daardoor wordt een neurotransmitter afgegeven

Postsynaptisch neuron

Hierop zitten receptoren die neurotransmitter opneemt die de elektrische lading van neuron wijzigt. Indien niet binden, wordt de neurotransmitter weer opgenomen door presynaptisch neuron of gebruikt voor metabole en/of chemische processen

Excitatorische postsynaptische signalen

Sommige neurotransmitters zorgen ervoor dat neuronen vuren → opnieuw in gang zetten actiepotentiaal

Inhibitorische postsynaptische signalen

Sommige neurotransmitters zorgen ervoor dat neuronen minder makkelijker vuren → geen actiepotentiaal in gang zetten

Glutamaat

Aminozuur met algemeen, excitatorische functie

GABA

Aminozuur met een algemene, inhibitorische werking

Cholinerg systeem

Acetylcholine

Oorsprong in de basale voorhersenen, pons en middenhersenen,

Projecties op uitgebreide gebieden (thalamus, voorhersenen, hippocamps, amygdala, hele cortex):

• Algemene exciteerbaarheid en arousal.

• Aandacht en geheugen (projecties naar hippocampus).

Serotogene systeem

Serotonine

Oorsprong in raphei nuclei in hersenstam.

Projecties naar de cortex:

• Regulatie slaap, seksueel gedrag, voeding.

• Gemoed en arousal.

• Geheugen.

• Pijn.

Noradrinerge systeem

Noradrenaline

Oorsprong in de locus coeruleus.

Projecties naar de thalamus, hypothalamus en cortex:

• Slaap.

• Aandacht: opvallendheid reguleren.

• Geheugen (emotie) en werkgeheugen.

Dopaminerge systeem

Dopamine

Subsystemen: nigrostriataal, mesolimbisch en mesocorticaal

Nigrostriataal systeem

Dopamine

Oorsprong in substantia nigra.

Projecties naar striatum:

• Motorische handelingen (selectie, initiatie, beëindiging).

• Verstoord bij ziekte van Parkinson.

Mesolimbisch systeem

Dopamine

Oorsprong in ventrale tegmentaal gebied.

Projecties op limbisch systeem:

• Beloningsgerelateerd gedrag.

• Dopamineniveau’s stijgen bij beloningen.

• Gerelateerd aan verslaving.

Mesocorticaal systeem

Dopamine

Oorsprong in ventrale tegmentaal gebied.

Projecties op motorische en prefrontale cortex:

• Werkgeheugen.

• Planning.

• Cognitieve controle.

Principe sensorische gebieden

• Sensorische (en ook motorische) cortex gaan op systematische manier te werk → principe van mapping.

• Belangrijkste informatie zal het meeste corticale oppervlakte innemen → uitvergroting in functie van relevantie.

• Er is sprake van omkering, zowel links/rechts als boven/onder.

Auditieve cortex

• Vanaf cochlea.

• Informatie die aan één oor binnenkomt wordt naar beide hemisferen geprojecteerd (ipsilateraal en contralateraal).

• Tonotopische organisatie = trilharen dichtbij trommelvlies veel hogere toren dan verder weg.

  • Ook in cortex: posterieur hoge tonen, anterieur lagere tonen.

• Heschi’s gyri = primaire auditieve cortex.

• Gebied van Wernicke (taalbegrip) → dichtbij auditieve gebieden.

Olfactorische en gustatorische cortex

• Geur en smaak niet zo ver ontwikkeld → cortex proportioneel veel kleiner dan bij honden (die beter ontwikkelde geur hebben) → evolutionair belang.

• Geur via olfactorisch gebied naar olfactorische bulb in cortex.

• Gustatorisch vermogen via insula → corticale weg = met cognitieve verwerking.

  • Directe weg naar limbisch systeem (hippocampus) via synapsen → zonder cognitieve verwerking.

• Uitsluitend ipsilateraal.

Visuele cortex

• Informatie vanaf de retina (geprojecteerd via het optisch chiasma en langs de geniculate nucleus) naar de hersenen → posterieur in rechter en linker occipitale gebieden.

• Informatie uit buitenwereld wordt gekruist gekoppeld op visuele gebieden (informatie linker kant oog wordt gebundeld uit beide ogen en informatie rechter kant wordt gebundeld uit ogen).

  • Binnenkant van de ogen worden naar tegenovergestelde (contralaterale) hemisfeer geprojecteerd.

  • Zijkant van de ogen wordt ipsilateraal geprojecteerd.

  • Linkse deel visuele veld komt in rechterhemisfeer terecht en rechterdeel visuele veld komt in linkerhemisfeer terecht.

• Boven-onder en omgekeerd geprojecteerd.

• Uitvergroting relevante gebieden → foveale informatie → meer posterieur.

  • Dat wat verder van fovea op retina valt wordt anterieur gemapt.

  • Renitopische mapping.

• Door principiële en systematische mapping kan door functioneel onderzoek worden afgeleiden waar een beschadiging zich situeert

Somatosensorische cortex

• Tactiele stimulatie, proprioceptie en druk/pijnsensaties van organen en spieren.

• Posterieur ten opzichte van de centrale sulcus.

• Omkering (links/rechts en boven/onder) en uitvergroting.

• Informatie over positie van onze lichaamsdelen ten opzichte van elkaar door tast en propioceptie (gewrichten) → somatosomatische organisatie.

• Corticale oppervlakte afhankelijk van mate van gevoeligheid van lichaamsdeel → handen en gelaat meer oppervlak.

  • Ruwe aanraking en informatie over pijn en tempratuur → via neuronen op dorsale gebieden van ruggenmerg.

  • Fijne aanraking en proprioceptie → via wervelkolom synapseren in medulla en zo naar thalamus en cortex.

• Aparte cellen voor spieren, huid (traag/snel) en gewrichten → netjes georganiseerd.

• Bij schade te zien in brein op basis van somatotopische organisatie → precisie lichaamsdeel verminderd.

  • Testen: kijken of iemand aanraking voelt (2x op zelfde plaats of op andere plaats).

• Plasticiteit = als bepaald deel lichaam verloren gaat kan fantoompijn optreden = prikkeling onderweg in zenuwen.

  • Cortex die niet wordt gebruikt wordt bereikt door andere delen/circuits in lichaam.

  • Verliezen niet originele functies, maar hebben ‘dubbele’ functies (waarvan één niet meer gebruikt) → bijv. handregio wordt nu gebruikt door gezicht, maar prikkeling van gezicht stimuleert ook nog fantoomgevoelens originele hand.

Primaire motorische cortex

• Anterieur van centrale sulcus

• Zelfde organisatie als somatosensorische cortex; omkering, uitvergroting

• Bij schade verminderde spiertonus

• Bij motorische acties, ipsilaterale onderdrukking

Frontale lob

Motorisch/somatosensorisch

• Primaire motorische gebied: planning van motorische acties.

• Premotorische gebied.

Prefrontale lob

Dorsolateraal (executieve functies, werkgeheugen en taal), orbitaal (emotieverwerking) en mediaal (oordeelsvorming, besluitvorming en detecteren van fouten).

• Vooral executieve functies zoals plannen, organiseren etc.

• Schade betekent problemen bij:

  • Organisatie van controle van gedrag.

  • Modulatie van gedrag (psychologische inertie (= herhaling) en sociaal ongeremd).

  • Oordelen, beslissen.

  • Geheugenfuncties, vooral metageheugen/strategisch geheugen.

    • Online houden van informatie.

    • Volgorde van tijd in het geheugen.

• Voorbeeld: Phineas Gage → staaf door kaakbeen met schade in prefrontale cortex waardoor heel deel van functies uitgevallen, maar geen vitale functies → persoonlijkheid veranderd, ongeremd gedrag etc.

Pariëtale lob

Zoeken naar multimodale integratie

• Tussen zintuigen.

• Tussen sensorische informatie en informatie in het geheugen.

• Tussen interne toestand en de externe sensorische wereld (visuomotorische controle, spatiale aandacht).

Temporele lob

• Rol in geheugen → hippocampus geen deel van cerebrale cortex.

• Inferieure gebieden → visuele verwerkingsgebieden (herkennen van gezichten, objecten etc. → schade leidt tot agnosie).

• Amygdala → emotie.

• Sociaal: empathie, perspectief.

• Auditieve gebieden.

• Specifieke gebieden die instaan voor:

  • Objectherkenning (IT = inferieure temporale cortex).

  • Gezichtsherkenning (FFA = fusiform face area).

  • Sociaal: empathie, perspectief nemen (STS = superieur temporale sulcus).

• Bij schade:

  • Onvermogen tot herkenning alledaagse objecten.

  • Gezichten niet koppelen aan specifieke personen.

  • Moeilijkheden met waarderen bepaald aspect muziek.