Centraal zenuwstelsel: Functies bepaald door de interacties tussen gebieden
De grijze massa tussen je oren
Koppelen van structuur aan rol in gedrag •Dierexperimenten •Humaan:”Spontane en chirurgische lesies •‘metabole’ scans
Pijn en tast
Planning basale ganglia
motor Pijn en tast
gedrag
waarneming frontaal
parietaal zien
zien reuk
temporaal
Interne milieu
occipitaal
reuk
hypothalamus
gehoor gehoor
Doorgeven info aan cortex
Emoties
thalamus
amygdala
Cortex als systeem
Geheugen hippocampus
Arousal stam
Fijnregulatie cerebellum
1
Cortex; verbindingen
Cortex functionele organisatie
Sensorische hierarchie: Primair sensorische gebieden sturen info naar hogere orde gebieden en dan naar associatie gebieden
functie van de parietale associatie cortex: •Bij reiken naar een glas: vergelijken waar de hand is (somatosensorisch) en waar het glas is (visueel)
Motor hierarchy: Prefrontale associatie gebieden zenden commando’s naar premotore gebieden, die ze vervolgens sturen naar primair motore gebieden
2
Korte corticale loop voor simpele acties.
Voor complexere acties,
Bv: regulatie druk vingers tegen glas.
bv spier synergie om het glas op te tillen.
Prim. somatosens. Cortex krijgt info over vinger positie en druk. Prim. Mot. Cortex bepaalt contractie van de individuele spieren
Hogere orde somatosens. cortex krijgt info over vorm en textuur. premotor cortex selecteert de juiste synergie tussen spieren
Nog complexere acties, bv reiken naar en oppakken van het glas. parietale associatie gebieden integreren tast en zien terwijl de aandacht op het glas is gericht. prefrontale associatie cortex heeft werkgeheugen over waar het glas is en plant het oppakken van het glas.
Behalve sensorische input van de reuk komt er geen sensorische informatie rechtstreeks naar de cortex
reuk
gehoor
motorische output Wel rechtstreeks naar motor neuronen ruggemerg
3
thalamus:
•Doorgeven sensorische info naar cortex •Invloed op motivatie en emotie respons •Regulatie uitvoering motor programma’s Thalamus structuur
Alle sensorische input en elke gedachte leidt tot beweging? Thalamus verbindingen: •Doorgeven sensorische info naar cortex •Invloed op motivatie en emotie respons •Regulatie uitvoering motor programma’s
nee Regulatie: •Basale ganglia: initiatie complexe, doel gerichte, bewegingen: disinhibitie
•Cerebellum: coordinatie van al getrainde bewegingen die uitgevoerd worden
ontremming Motor cortex
cortex
Wolfgang amadeus mozart
4
Basale ganglia: initiatie complexe, doel gerichte, bewegingen: disinhibitie
Basale ganglia systeem
Typen cellen in caudato-putamen
Spiny cel
interneuron
Basale ganglia verbindingen
netwerken
Basale ganglia circuits
parkinson
Activering zorgt voor disinhibitie inhibitie
Valt uit
transmitters
5
Schizofrenie model
cerebellum
Coordinatie van al bekende bewegingen die aan de gang zijn
overactief
Defect bij dronkenschap
Cerebellum verbindingen
cortex
evenwicht
propriocepsis
Cerebellum netwerk
Basale ganglia en cerebellum Voorbeeld functioneel
Is alle sensorische informatie telkens weer nieuw? En
thalamus
Moeten we telkens opnieuw het passende gedrag bepalen? Nee!
thalamus
Leren en geheugen
hippocampus
6
Hippocampus systeem
Input: sensaties
Output: acties korte termijn werkgeheugen frontale lob
Beperkte capaciteit
Leren via hippocampus
herinneren
visueel
lange termijn geheugen
Grote capaciteit verspreid in associatie gebieden
De ventrale stroom: 1)Stelt uit de visuele aspecten een object samen 2) Kodeert het object naar een object gecentreerd referentie kader 3) Slaat het tijdelijk op in het werkgeheugen. Vanuit het werkgeheugen wordt de info naar de hippocampus gestuurd
somatosensorisch
visueel auditief De hippocampus reactiveert de gebieden die voor verschillende aspecten van dit object coderen. Aspecten die geextraheerd werden door de verschillende sensorische modaliteiten worden geassocieerd. (bv geluid van de stem bij aspecten van een gezicht)
Wanneer deze lange termijn geheugens zijn gevormd kunnen de herinneringen terug gehaald worden naar het werkgeheugen zonder dat de hippocampus daar voor nodig is.
7
Hoort telefoon in je eigen huis
Hoort telefoon in huis van vriend
LTP • • •
•
Toename vrijkomen glutamaat? NMDA/AMPA receptors Calcium stroomt de dendriet spine binnen – CaM-KII activiteit NO feedback naar presynaptische cel
Hippocampus; synaps met transmitter
14.46
geheugen declarative (expliciet) gebeurtenissen feiten
gebeurtenissen
Non declarative (impliciet) vaardigheden Vaardigheden voorbereiding & gewoontes
basaal associatief leren Emotionele responsen
Slapend rijk worden
Hippocampus
Striatum
Mediale temporale lob
Motor cortex
diencephalon
neocortex
Niet associatief leren
Skelet spieren
Amygdala
Cerebellum
hippocampus
hippocampus
Reflex routes
cerebellum
Thompson, Richard F. and Kim, Jeansok J. (1996) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 93, 13438-13444
8
De Amandelkern
Als je het kunt waarnemen, Kortdurende stress: •Activeert HPA-as (stresshormonen) •Activeert sympatisch zenuwstelsel (nervus vagus) •Activeert de amandelkern
dan zal de amandelkern er voor zorgen dat je er iets bij voelt.
3 belangrijke kernen in de amygdala die gedrag beinvloeden: •Laterale/basolaterale kern: •Input sensorisch en hippocampus •Output ventrale striatum (unconditioned reward)
•Centrale kern: De mediale kern: •Input olfactorisch •Output hypothalamus
Amandelkern systeem
•Input van laterale en basolaterale kern •Output stimuleert arousal structuren in hypothalamus en hersenstam (conditioned reward
Amandelkern functioneel
De amandelkern en herkenning van gezichten Centrale kern en angst
Stimulatie van de centrale kern geeft een reactie met alle aspecten van angst.
Basolaterale kern functioneel
9
Model voor depressie
overactief
Verslaving; model
Bij depressie: •Veranderde activiteit in de prefrontale cortex •Verstoring van gedachten en interpretatie van situaties
•Versterkte activiteit in de amandelkern •Gevoelens van verdriet en angst en associatie van omgeving, mensen en context met die gevoelens
Nu nog
De basale regulators Hypothalamus & hersenstam hypothalamus
10
serotonine noradrenaline dopamine acetylcholine
Hersenstam; systeem
The journey Pert takes us on in Molecules of Emotion is one of personal as well as scientific discovery. Woven into her lucid explanations of the science underlying her work is the remarkable story of how, faced with personal and professional obstacles, she has grown as a woman and a mother, and how her personal and spiritual development has made possible her remarkable scientific career. Molecules of Emotion is a landmark work, full of insight and wisdom and possessing that rare power to change the way we see the world and ourselves. Pert's striking conclusion that it is our emotions and their biological components that establish the crucial link between mind and body does not, however, serve to repudiate modern medicine's gains; rather, her findings complement existing techniques by offering a new scientific understanding of the power of our minds and our feelings to affect our health and well-being.
11
Prefrontale cortex organiseert informatie, nieuw en uit het geheugen, maakt een planning en voert de plannen uit in een logische volgorde
Onwillekeurige beweging •Meeste spierbewegingen worden onbewust, op een reflexmatige manier, gecontroleerd door hersenstam en ruggemergcircuits.
Vrijwillige beweging •Bewuste planning •cortex plant en initieert •Basale ganglia doen mee door sensorische info te gebruiken om te bepalen welke motorunits geactiveerd worden; hoe lang en hoe sterk. •Cerebellum gebruikt sensorische info om ingezette bewegingen snel te corrigeren en coordineren.
Obsessief compulsieve stoornis model afwijking
12
