Item gefilterd op datum: december 2012

• dus: EPSP en IPSP
  • veroorzaken temporale en spatiële summatie
  • zijn geen actiepotentialen, beïnvloeden tijdelijk de actiepotentiaal drempel
  • treden op in de dendrieten en het cellichaam (=input van postsynaptisch neuron)
  • doven snel uit
  • hebben geen refractaire periode

• één neuron heeft vele inhiberende en exciterende inputs

• neuronen hebben veelal een spontane vuursnelheid (in rust): een voortdurend serie actiepotentialen
  • prikkel 

exciterende synaps: verhoogt spontane vuursnelheid (bv. 10 Hz  15 Hz)

inhiberende synaps: verlaagt spontane vuursnelheid (bv. 10 Hz  5 Hz)

• EPSPs en IPSPs worden opgeteld (gesommeerd) binnen een neuron

• Sherrington: synaps geleidt electrische prikkel (fout!)

• Otto Loewi (1920): ontdekt neurotransmitters

1. zag: kikkerhart wordt vertraagd door electrische stimulatie van de nervus vagus
2. vloeistof uit het 1e kikkerhart zorgde ook voor vertraging in een 2^e kikkerhart

è conclusie Loewi: een chemische stof zorgt voor de vertraging (en niet electrische stimulatie)  ontdekking van neurotransmitters

• hetzelfde gebeurde na kunstmatige hartslagversnelling

• belang: veel medicijnen grijpen in op de biochemische processen in de synaps

• temporal summation: meerdere snel opeenvolgende prikkelingen geven een sterkere response (synapsen sommeren over tijd)
• spatial summation: meerdere gelijktijdige prikkelingen door twee pre-synaptische neuronen sommeren (onafhankelijk van afstand tot soma)
• exciterende synapsen
  • excitatie = activatie van neuron/spier/klier
  • onderdrempelige stimulatie (kleine transmitter prikkel  kleine Na+ instroom) geeft een excitatory postsynaptic potential (EPSP) in het postsynaptic neuron (= geen actiepotentiaal!)
  • EPSP: verlaagt de drempel voor latere stimulatie

ð het neuron wordt gemakkelijker te exciteren

• inhiberende synapsen (voor bv. ontspannen antagonistische spieren)
  • inhibitie = remmen van neuron/spier/klier
  • onderdrempelige stimulatie van een inhiberende synaps [kleine transmitter prikkel  uitstroom van K+- en instroom van Cl- -ionen]
  • geeft een inhibitory postsynaptic potential (IPSP) in het postsynaptic neuron
  • IPSP: verhoogt drempel voor latere stimulatie

ð het neuron wordt moeilijker te exciteren

• synaps: spleet tussen axon van het presynaptisch neuron en dendriet/soma van postsynaptisch neuron (20 – 50 nm; 1 nm = 10-9 meter, in 1 nm passen zo'n 5 atomen)

• Sherrington (1906): gedragsstudies met reflexen bij o.a. honden (prikkel onder poot) leidden tot de synapse hypothese

• reflexboog: sensorisch neuron  interneuron  motorisch neuron
  • reflexsnelheid kon niet verklaard met axon geleidingssnelheid  er is een trage ‘synapse’

• wat zijn synapsen en neurotransmitters?

• wat is de werking van een neurotransmitter?

• wat is het effect van een verstoorde werking van neurotransmitters op gedrag?

• wat i de invloed van (abused) drugs?

• veel soorten neuronen: de belangrijkste informatieverwerkers in onze hersenen
  • lokale neuronen: klein en zonder axon (= geen actiepotentiaal), spelen wel een rol bij de overdracht van zenuwprikkels in locale circuits
  • glia cellen: ondersteuning, ook mediërende rol bij de verwerking van informatie

• elk neuron
  • meerdere dendrieten -> ontvangt electrische prikkels
  • één axon -> transporteert electrische prikkel naar volgend neuron

• de bloedhersenbarrière: houdt schadelijke stoffen buiten, laat glucose door

• actiepotentiaal (depolarisatie): snelle, tijdelijke, verandering van de rustpotentiaal die zich als een golf over het axon verplaatst

• geleiding signalen
  • electrisch (soma & dendrieten): snel, sterkte neemt af met afstand
  • actiepotentialen (axon): langzaam, constante sterkte, in 1 richting; codering door o.a. frequentiemodulatie

• merg (myeline-) schede versnelt geleiding in axon
  • actiepotentiaal mechanisme alleen bij insnoeringen van Ranvier
  • verdere geleiding via gemyeliniseerd segment via ionen transport

• Na/K pomp bereidt voor op signaaloverdracht (‘spant een veer’)
  • rust: Na+ ionen buiten neuron, rustpotentiaal: -70 mV

(‘de veer is gespannen’)

• prikkel  Na+ naar binnen  actiepotentiaal wordt +30 mV depolarisatie (met refractaire periode)

(‘veer ontspant heel snel’)

• dan: K+ naar buiten -90 mV (hyperpolarisatie/relatieve fractaire periode)

(‘veer schiet door’)

• tenslotte: herstel rustpotentiaal door Na/K pomp, weer -70 mV

(‘veer wordt weer gespannen’)

• ons gedrag is gebaseerd op miljarden neuronen, maar …

• zo lang neuronen goed functioneren is gedrag niet afleidbaar uit de opbouw en verbinding van kleine groepjes neuronen (vgl. computers)

• wel uit verbindingen tussen en eigenschappen van grote groepen neuronen (oftewel hersendelen)

• het functioneren is redundant voor verlies van individuele neuronen (bv. gedragseffecten alleen bij een flinke alcohol-consumptie)

• effecten van sub-optimaal functioneren van neuronen zijn m.n. merkbaar door toediening van gif en drugs, en bij ziektes (bv. MS, suikerziekte en dementie)

• lokale neuronen
  • klein
  • kleine of geen axon, dus geen actie-potentiaal
  • electrische geleiding als bij dendrieten
    • die minder sterk worden over grotere afstanden
    • graduele potentialen in alle richtingen, niet: ‘all-or-none’
  • spelen waarschijnlijk een belangrijke mediërende rol in informatieoverdracht

• mythe: “we gebruiken maar 10% van onze hersenen”
  • misvatting: jaren geleden werd gedacht dat lokale neuronen en gliacellen zich nog moesten ontwikkelen tot neuronen

• mergschede: isolerende laag rond axon, lengte ca. 0,5-3 mm, onderbroken door insnoeringen van Ranvier (1 μm)
  • Na + kanalen verdwijnen
• saltatorische prikkelgeleiding
  • actiepotentiaal ontstaat bij insnoeringen van Ranvier
  • elektrische geleiding door ionen transport over het gehele gemyeliniseerde segment => voortplantingssnelheid wel 5-50x zo hoog

• multiple sclerose vernietigt myeline schede: prikkelgeleiding is eerst vertraagd, verdwijnt vervolgens

• actiepotentiaal plant zich, vanuit de soma (cellichaam), voort door een axon zonder verlies aan sterkte

(als een golf)

• een actiepotentiaal kan niet terug vanwege de refractaire periode: geen effect van een prikkel (~1 ms) of alleen sterke prikkels (2-4 ms)

• voortplantingssnelheid bepaald door diameter en dikte myeline-(of merg-) schede
  • 1 m/s (dunne axonen)
  • 10 m/s (dikke, ongemyeliniseerde of mergloze axonen)
  • 100 m/s (dikke, gemyeliniseerde of merghoudende axonen)

(vgl. geleidingssnelheid in elektrisch draad: 299.792.458 m/s ~ 300.106 m/s)

• Na-kanalen (en dus actiepotentialen) alleen in axonwand, niet in dendrieten en soma

• alles-of-niets wet: een neuron is geselectederd of niet, onafhankelijk van de sterkte van de prikkel (vgl. doorspoelen van een toilet)

• refractaire periode

1. absolute refractaire periode (tot 1 ms na prikkel): Na+ kanalen dicht  actiepotentiaal niet mogelijk
2. relatieve refractaire periode (tot 3-5 ms): K+ kanalen blijven open  drempel voor actiepotentiaal nog verhoogd

• sterkere stimulus wordt gecodeerd door bv.
  • frequentie modulatie (FM): snellere pulsen S_ _S_ _S vs. S_S_S
  • ritme: bv. SSS_ _S_ _SSS vs. S_SS_SS_S

• lokale verdoving, gif en drugs kunnen dit proces aantasten, bv. Sluiten Na+ of K+ kanalen