Introductie Psychobiologie PDF

Het tentamen bestaat uit DRIE deeltentamens - voor elk blok 1 - die elk evenveel meetellen voor het totaalcijfer Stof voor Deeltoets 1 - BLOK 1: Kolb & Whishaw H1, H2, H3 en H10.2 Kolb & Whishaw H13, 14, 15, 16 Stof voor Deeltoets 2 - BLOK 2: Kolb & Whishaw H4, H5, H6, H8, H9 Purves et al. H2 Stof v...

Het tentamen bestaat uit DRIE deeltentamens - voor elk blok 1 - die elk evenveel meetellen voor het totaalcijfer Stof voor Deeltoets 1 - BLOK 1: Kolb & Whishaw H1, H2, H3 en H10.2 Kolb & Whishaw H13, 14, 15, 16 Stof voor Deeltoets 2 - BLOK 2: Kolb & Whishaw H4, H5, H6, H8, H9 Purves et al. H2 Stof voor Deeltoets 3 - BLOK 3: Purves et al. H6, H13, H8, H10, H12 H1 Brain hemispheres cortex means “bark” in latin. the folds are called gyri (gyrus is Greek for “circle”), creases are called sulci (sulcus is Greek for “trench”). Some large sulci are called fissures: the longitudinal fissure, shown in the Figure 1.1 frontal view, divides the two hemispheres; the lateral fissure divides each hemisphere into halves. 1. Longitudinal fissure (kloof) Pathways called commissures, the largest of which is the corpus callosum, connect the brain’s hemispheres. temporal lobe derived from “time” because the side of the head is the first to gray with aging, below the lateral fissure at approximately the same place as the thumb on your upraised fist (Figure 1.1B). frontal lobe in front of the temporal lobe located at the front of the brain beneath the frontal bones. parietal lobe parietal meaning “wall of a body” is located behind the frontal lobe, and the occipital lobe occipital meaning “back of the head” constitutes the area at the back of each hemisphere. The cerebral cortex constitutes most of the forebrain, so named bc front part of the neural tube that makes up an embryo’s primitive brain. The remaining “tube” underlying cortex is brainstem. Together, the brain and spinal cord are called the central nervous system (CNS). The organization of the sensory and motor pathways of the SNS reveal one of the major principles of brain function: each hemisphere largely senses our opposite sensory world and responds with muscles on the opposite side of the body. The term crossed brain is sometimes colloquially used to describe this brain organization with its many crossing sensory and motor pathways. the word psyche was translated into English as mind, the Anglo-Saxon word for memory. mentalism, meaning “of the mind.” the philosophical position that a person’s mind is responsible for behavior mentalism still influences modern neuropsychology: ○ sensation ○ perception ○ attention ○ imagination ○ emotion ○ memory ○ volition most of which are phenomena in the reach of conscious awareness. This awareness is shaped though by underlying interoception and implicit memory. mind to describe our perceptions of us having unitary consciousness despite the fact that brain is composed of many parts and has many separate functions neuroscientists describe the goal of neuroscience as being to understand the mind Lezingen Primaire groei Veel groei: hemisferen Weinig groei: telencephalon impar Groeven: Longitudinal fissure Secundaire groei Veel groei: lobi + opercula Weinig groei: insula van Reyl Groeven: Fissura lateralis Tertiaire Veel groei: gyri Groeven: sulci Cerebrospinale vloeistof Water met ionen in ventrikels, om hersenen en ruggenmerg. Voedingsstoffen te voorzien en afvalstoffen afvoeren Bescherming Wordt aangemaakt in choroid plexus Ontsteking kan plaatsvinden of te veel vloeistof, wat beide tot een waterhoofd kan leiden (hydrocefalus). Hersengebieden worden weggedrukt Retardatie Leerproblemen H3 boek Basal ganglia Reguleren van beweging Ontvangt vanuit alle cortici projecties en projecteert zelf richting thalamus en vervolgens naar frontal cortex These diseases are characterized either by a general loss of movement or by exaggerated movements. Associatief leren: a bird learns, after a number of experiences, that brightly colored butterflies taste bitter. Its basal ganglia are critical in learning the association between taste and color and in refraining from eating the insects. Similarly, many of our actions are responses to sensory cues—for example, flicking a switch to turn on a light or turning the handle on a door to open it. People with disorders of the basal ganglia can have difficulty performing such stimulus–response actions. Many of our bad habits acquired through associative learning involve the basal ganglia, including addictions to drugs, gambling, or food. Red nucleus Controls limb movements and plays a role in coordinating limb movements for walking. Substantia nigra (Latin for “black substance”) Connects to the forebrain, primarily the basal ganglia It is important for movement, as demonstrated by the difficulty in movement experienced by individuals with Parkinson disease ○ substantia nigra cells are lost ○ The substantia nigra projections to the forebrain are also important for placing value on things that are rewarding to us and for acquiring both good and bad habits in relation to valued objects. These substantia nigra projections are also implicated in drug addiction and compulsive gambling. The periacqueductal gray matter (PAG), made up of cell bodies that surround the cerebral aqueduct, contains circuits for controlling species-typical behaviors (e.g., sexual behavior) and for modulating pain responses. Although the hypothalamus accounts for only about 0.3% of the brain’s weight, its 22 small nuclei and fiber systems that pass through this part of the brain take part in nearly all aspects of motivated behavior—feeding, sexual behavior, sleeping, temperature regulation, emotional behavior, and movement. Thalamus One group of thalamic nuclei relays information from sensory systems to their appropriate targets. For example, the lateral geniculate body (LGB) receives visual projections; the medial geniculate body (MGB) receives auditory projections; and the ventrolateral posterior nuclei (VLP) receive touch, pressure, pain, and temperature projections from the body. In turn, these areas project to the visual, auditory, and somatosensory regions of the cortex. Structuren van het centrale zenuwstelsel Ruggenmerg Myelencephalon Medulla (gelokaliseerd vlak voor het ruggenmerg) —-tussen pons en ruggenmerg. Reguleert vitale processen spijsvertering ademhaling temperatuur hartslag Metencephalon Pons Ventrale structuur stuurt bewegingsinformatie Dorsale slaapcycli en slikken Signalen tussen ruggenmerg en het brein Cerebellum (kleine hersenen) — 80% alle neuronen Balans, coördinatie (motoriek) Reticulaire formatie Regelt bewustzijn (Tijdens catatonische episoden, deze gebieden aangetast?) Locked-in syndrome Pons is aangetast (bloeding, infarct) terwijl reticulaire formatie intact is beschadiging pons leidt tot verlamming  oogknipperen mogelijk Mesencephalon Tectum (dak) (tactical grandpa, met de ladder op het dak) sensorisch superior colliculus ○ visuele verwerking inferior colliculus ○ auditieve verwerking → Samen regelen aandacht op prikkel (reflexen) Tegmentum (vloer) (een tag hangt ergens aan→hangt dus naar beneden, vloer) motorisch nucleus ruber ○ coördinatie beweging Reticulair formatie Periaqueductale grijs ○ pijn en verdedigingsgedrag (na het vallen van de fiets, weinig pijn voelbaar. Onderdrukking van pijn wordt hier geregeld.) Substantia nigra ○ Beweging, beloning (leren & verslaving) ○ Maakt dopamine aan → Deze cellen sterven af bij ziekte van parkinson Diencephalon (tussenhersenen) hoort NIET bij de hersenstam Thalamus ○ Projecties naar cortex ○ Schakelstation sens/motor-informatie naar cortex Hypofyse ○ Onderdeel van HPA-as voor stressreactie Hypothalamus ○ Hormoonregulatie Autonome zenuwstelsel (hartslag omhoog, alert, waakzaamheid) Fight & flight Rest & digest ○ Homeostase ○ Het produceert oxytocine en vasopressine ○ Onderdeel van HPA-as voor stressreactie Epithalamus ○ Pijnappelklier (epifyse): afgifte van melatonine (slaap/waak ritme) Telencephalon Subcorticaal ○ Limbisch systeem Basale ganglia ○ Doelgericht gedrag Regulatie motorische activiteit Regulatie gedrag: beslissingen, motivatie, planning, inhiberen van gedachte Beloningsgedrag (oiv dopaminerg): evalueren van moeite voor inzetten van acties → (staat in contact met prefrontale cortex gok ik) ○ Wordt catatonisch gedrag juist hier tot stand gebracht? Ziekte van Huntington ○ Afsterven van zenuwcellen Ziekte van Parkinson ○ Afsterven van zenuwcellen in de substantia nigra ○ Minder/geen dopamine afgegeven ○ Regulatie/initiatie van motoriek Limbisch systeem ○ Amygdala emotie: angst, agressie seksueel gedrag: mentale/emotionele verwerking ○ Hippocampus Geheugen en spatieel geheugen ○ Cingulate cortex Motivatie en beloning Error-learning, conflictdetectie Corticaal: hersenschors/neocortex Nieuwste gedeelte Prefrontale schors  ○ Executieve functies: plannen, inhibitie van acties of impulsieve gedachten, probleemoplossen, flexibiliteit, redeneren, sociaal bewustzijn ○ Lobotomie Witte stof Bij MS wordt die witte stof aangetast en langzamer doorgeven van signalen. fiber staining kleurt de soma’s van neuronen nissle staining kleurt de grijze stof en je ziet dus witte stof Golgi staining kleurt het hele neuron zwart om verbindingen te lokaliseren. Vezelsystemen associatieve vezels commissurale vezels ○ van ene naar andere hemisfeer projectie-vezels Hoofdstuk 2 boek Primates are animals that have color vision and enhanced depth perception, which allow them to guide their hand movements. Lezing Neocortex principes Specialisatie Topografie ○ Activatie van het netvlies correspondeert met bepaalde plek in de ruimte ○ Deze ruimtelijke organisatie blijft aanwezig in V1 (retinotopie) Rechter occipitale kwab verwerkt informatie van het linker visuele veld Visuele gebieden: V1, V2, V3, V4, V5 (liggen neerwaarts na elkaar) De spatiale representatie blijft behouden in het brein. Hiërarchie: toename van complexiteit van verwerking in opeenvolgende structuren. ○ Hoe verder downstream, hoe complexer de visuele stimulus waar cellen gevoelig voor zijn Occipitaal kwab visuele waarneming Linker visuele deel wordt verwerkt in de rechterzijde van de occipitale kwab De bovenzijde van het visuele veld wordt verwerkt door onderzijde van occipitale kwab, etc. Iedere cel in V1 is gevoelig voor een toegekende oriëntatie Iedere cel in V2 is gevoelig voor complexere structureren en textuur Iedere cel in V3 is gevoelig voor dynamische vormen (beweging) ○ Beweging past schaduwwerking en invalshoek aan V4 kleur en 3D vorm V5 dynamische beweging Aandoeningen per V V1 Gedeeltelijke blindheid (scotoma) V4 Geen kleur waarnemen - alles zwart-wit In a real sense, the loss of area V4 results in the loss of color cognition — the ability to think about color. V5 Geen gestroomlijnde beweging waarnemen - alles staat stil (stroboscoop) Voorbij occipitaalkwab (alle V): LOC Temporaalkwab: complexe objecten (image memory—mentale representaties) FFA (F—face) Gezichten EBA (B—body) lichaam PPA (P—place) plekken, locaties VWFA Verschillende stimuli stimuleren verschillende gebieden. Soms ook meerdere tegelijk: Rubin’s vase: Monocular rivalry Ventrale stroom (temporaalkwab): wat? — objectherkenning, bewuste waarneming STS stroom: sociale informatie (lichaamshouding, lichaamstaal) Dorsale stroom (pariëtaalkwab): waar? hoe? — ruimtelijke waarneming en sturen van beweging Patiënt DF: laesie ventrale stroom (LOC) — visuele agnosie kunnen geen objecten waarnemen (impliciete indruk/representatie (memory image) is niet actief) Kunnen wel impliciete, onbewuste acties doen, zoals een brief in de brievenbus stoppen Patient VK: laesie dorsale stroom —- optische ataxie ooggestuurde bewegingen verstoord kunnen wel objecten, vormen en kleuren herkennen Optische ataxie en visuele agnosie vormen een dubbele dissociatie Dit is een goed bewijs dat twee gebieden twee verschillende en onafhankelijke functies hebben: als de een uitvalt, is de ander niet genoodzaakt zijn functie te begeven. Pariëtaalkwab Anterieur deel (postcentrale gyrus=S1) : tastzin ○ Naar S2 - tekstherkenning (haptics) proprioceptie (druk, plaatsing in ruimte) ○ Naar motorgebieden - herkenning waar ledematen gelegen zijn S1 laesie Verstoorde motorfunctie door afwezige proprioceptieve feedback. Deze mensen schieten uit met tekenen, of herkennen te laat dat ze vallen. Posterieur deel: multimodaal & spatieel & aandacht PPC: multimodale integratie Dit deel is van belang bij uitvoerende functies (executive functions) Belangrijk voowaarden om iets uit te voeren: Multimodale integratie (samenhangende perceptie van de buitenwereld) Temporal rule Spatial rule (prikkels wijzen op dezelfde plek) Posterieure Pariëtale Kwab waarneming is multimodaal poly-sensorische neuronen werken super-additive (1+1=3) Temporal rule: prikkels moeten tegelijk binnenkomen  Spatial rule: prikkels moeten ongeveer van dezelfde locatie komen (tactiele informatie van de mug gelijknamig waarnemen met visuele locatie van mug). Multimodale integratie: integratie van verschillende zintuigen Cruciaal voor body-ownership: gevoel dat jouw lichaam van jou is Visuo-tactile-proprioceptive integration Spatiële informatie: verbinding motorische uitvoer en sensorische invoer (3D visie is niet genoeg) Perceptie van ruimtelijke informatie kan worden beïnvloed door energievoorraad in het lichaam of het hebben van een goede conditie. Egocentric maps: head-centered, hand-centered (omgeving met een straal van 10 centimeter van je hand af): referentiekader is dus de hand, het hoofd of hetgeen de toegewezen sensor is. Objectherkenning is ventraal en toch wordt er vanuit de dorsale stroom gecommuniceerd ten nadele van optische illusies. Sensorimotorische transformatie: Self-referential egocentric maps: hou verhoudt dit object zich tot mij Welk motorplan hoort bij dit object? Dit gebeurt automatische aangezien het visuele systeem continu affordances waarneemt (mogelijkheden die werkelijk kunnen worden uitgevaardigd) Apraxie: motor-plan probleem Geen beweging kunnen maken ondanks intact motorsysteem Probleem met het plannen van bewegingen Niet kunnen opvolgen van commando’s Geen bewegingen kunnen herken Spatiële navigatie (vervolg dorsaal-stroom) Combinatie van een egocentric map en meerdere allocentric maps Transformatie van egocentrisch (dorsolateraal) naar allocentrisch (hippocampus) Van eerstepersoonsperspectief naar derdepersoonsperspectief Anterior Pareietal: PA, PB, PC, PD Posterior Parietal: PE, PF, PG (polymodale neuronen) The increased size of area PG and the STS is especially interesting because this region is anatomically asymmetrical in the human brain (see Figure 13.5). The asymmetry may be due to a much larger area PG (and possibly STS) on the right than on the left. Hoofdstuk 16 boek Frontal cortex: van anterieur tot central sulcus. primary motor, premotor, prefrontal, and anterior cingulate. Primary motor cortex elementary movements, such as those of the mouth and limbs. M1 also controls movement force and direction. Its cells project to subcortical motor structures such as the basal ganglia and the red nucleus as well as to the spinal cord. Betz cells; cells of which the axons extend all the way through the spinal cord. Premotor cortex PMd (dorsal) is active for choosing movements from its movement lexicon ○ Projecteert motorische informatie naar primary motor cortex en subcorticale regio’s: basal ganglia + the red nucleus (limbisch systeem) + the spinal cord. ○ PMv (ventral) contains mirror neurons that recognize others’ movements and select similar or different actions, as does Broca’s area Prefrontal cortex Thalamus projecteert motorische en zintuiglijke informatie naar prefrontale kwab The prefrontal regions receive significant input from the mesolimbic dopamine cells in the tegmentum Abnormaliteiten rondom de mesolimbische projectie leidt tot schizofrenie/hallucinaties en verslavingsgevoeligheid Voor primaten geldt dat de prefrontale cortex bestaat uit: The dorsolateral prefrontal cortex(dlPFC) ○ The dorsolateral cortex has extensive connections with regions to which the posterior parietal cortex also projects, including the cingulate cortex, basal ganglia, and superior colliculus. The key to understanding the dlPFC’s functions lies in its relationship to the posterior parietal cortex (detailed in Figure 14.3). ○ Projecties vanuit hier naar premotor cortex (eye movements, limbs). Eye movements ook door Posterior Parietal Cortex. ○ Staat in verbinding met PPC The orbitofrontal cortex(OFC) ○ The OFC’s main afferents project from the temporal lobe — including the auditory regions of the superior temporal gyrus, the visual regions of the inferotemporal cortex (area TE), and the STS — and from the subcortical amygdala (see Figure 16.3B). ○ Orbital connections from S2 (somatosensory area 43), gustatory cortex in the insula, and olfactory regions of the pyriform cortex. ○ The OFC projects subcortically to the amygdala and hypothalamus, providing a route through which the OFC influences how the autonomic nervous system controls changes in blood pressure, respiration, and so on. These physiological changes are important in emotional responses. In our dinner-party example, frontal-lobe patients would enter a shoe store or chat with friends as they responded to environmental cues that they encountered. We have probably all experienced occasions when the temporal organization of our behavior failed, and we were controlled by external cues rather than internalized information. How many times have you started to do something, been distracted by a question or an event, and then been unable to recall what you were going to do? (Sadly, this phenomenon increases with age, which is not reassuring in terms of the state of one’s prefrontal cortex.) One type of environmental cue is feedback about the rewarding properties of stimuli. For example, if you imagine that a certain stimulus, such as a photo of your grandmother, is always associated with a reward, such as wonderful food, then you learn the association between the visual stimulus (the photo of grandma) and the reinforcement (food). Learning such associations is central to much that we do as we learn about the world, and the orbitofrontal cortex is central to learning by association. Conclusie: Orbitofrontal Cortex Encodes Memories within Value-Based Schemas and Represents Contexts That Guide Memory Retrieval. 3. The ventromedial prefrontal cortex(vmPFC) ○ receives cortical connections from the dlPFC, posterior cingulate cortex, and medial temporal cortex. ○ connects subcortically with the amygdala and with the hypothalamus, as well as with the periaqueductal gray matter (PAG) in the brainstem. The vmPFC is thus linked with structures capable of influencing emotional behavior bodywide. Medial frontal cortex The posterior zone associated with motor functions the middle zone with cognitive control, pain, and affect the anterior zone with clusters of the default mode network related to reward, social processing, and episodic memory. Anterior Cingulate Cortex Although the ACC was originally conceived as a relatively primitive limbic cortex, the presence of von Economo neurons (see Figure 10.20) has led to the idea that it is a recent evolutionary development and should be thought of as a specialized neocortex. Salience network Actief tijdens Salient stimuli: activiteit versterkt stress, anxiety, hallucinaties in schizofrenie (versterkt mesolimbic dopamine systeem?) Dysfunction in the salience network have been observed in various psychiatric disorders, including anxiety disorders, post-traumatic stress disorder, schizophrenia, frontotemporal dementia, and Alzheimer's disease. The AI node of the salience network has been observed to be hyperactive in anxiety disorders, which is thought to reflect predictions of aversive bodily states leading to worrisome thoughts and anxious behaviors. In schizophrenia, both structural and functional abnormalities have been observed, thought to reflect excessive salience being ascribed to internally generated stimuli. In individuals with autism, the relative salience of social stimuli, such as face, eyes, and gaze, may be diminished, leading to poor social skills. While the function of the salience network is not exactly known, it has been implicated in the detection and integration of emotional and sensory stimuli, as well as in modulating the switch between the internally directed cognition of the default mode network and the externally directed cognition of the central executive network. Evidence that the salience network mediates a switch between the DMN and CEN comes from Granger causality analysis and studies utilizing transcranial magnetic stimulation. Executive control network Mostly associated with frontal lobes Lesions in posterior parietal cortex causes issues in executive functions Lateralisation of executive function ○ Left Frontal Lobe: Task setting ○ Right Frontal Lobe: Task monitoring Cool executive functions ○ Cognitive functions (dorsolateral PFC) ○ Emotionally neutral ○ Tasks that require sustained attention and problem solving Attention is related to Parietal Lobe whereby Posterior Parietal Lobe lesions cause issues in executive functions Hot executive functions ○ Motivationally significant Value-Based schemes orbitofrontal cortex Amygdala (implicit emotional information) Default mode network Though the default mode network is active during rest and sleep,1 it is most active when the mind engages in internal thought or contemplation. Strengthens the internal orientation of our brain—daydreaming, contemplation, worry. Conditions associated with an overactive DMN DMN activity is essential for normal, healthy brain functioning and decreased DMN activity has been associated with cognitive declined. However, an overactive DMN comes with its own problems. Overactivity in the DMN has been linked to conditions such as depression, anxiety, and Obsessive Compulsive Disorder (OCD). This is because the overactive regions of the DMN are responsible for maintaining the repeated cognitive and behavioral responses that occur when we engage in rigid thinking, hyper controlling behavior, obsessive negative thinking, criticism, and depressive rumination. Oefenvragen Bestudeer 16.2 'A theory of frontal-lobe function' (H16 Kolb) 1. Wat is het verschil in functie tussen de primaire motor cortex en de premotor cortex? De primaire motor cortex is gespecialiseerd in het aansturen van kleine motorische bewegingen zoals die van de lippen en vingers. De voornaamste functie is het aansturen van beweging door middel van projecties richting subcorticale regio’s als het ruggenmerg, thalamus en basal ganglia. De premotor cortex bevat daarentegen interne schema’s die afhankelijk van de context en omgeving aanzetten tot een gepaste gedragsprocedure. Deze cortex bestaat uit het dorsale PC en het ventrale PC, waaruit de ventrale PC mirror neurons bevatten die het gedrag van anderen selecteren en zo nodig spiegelen bij goedkeuring. 2. Gedrag kan plaatsvinden op basis van interne cues, externe cues en context cues. Interne cues zijn uiteenlopend. Een paar voorbeelden hiervan zijn objectherkenning naar aanleiding van het korte termijn geheugen. Wanneer men bijvoorbeeld suiker zoekt in een supermarkt, omdat hij op het punt staat een cake te bakken, lijnt de prefrontale cortex de acties uit die nodig zijn om aan de suiker te komen. De objectherkenning wordt ondertussen aangestuurd door een intern referentiepunt van de suiker; namelijk de foto op het internet die men net gezien heeft. De temporale kwab bevat het korte termijn geheugen dat nodig is voor de objectherkenning. Het tweede voorbeeld ligt gegrond in emotionele conditionering, die zich huisvest in de amygdala. Interne cues hierdoor aangestuurd zal gedurende het proces van objectherkenning bepaalde objecten als bedreiging waarnemen op basis van indicatoren die een intern emotionele reactie uitlokken.  Een derde voorbeeld ligt gegrond in reward systems, waarbij gedurende objectherkenning bepaalde objecten worden geassocieerd met een reward. Dit vindt plaats in de orbitofrontal cortex, waar zich value-based schemes bevinden. Dit gedeelte van het brein projecteert vanuit interne cues hetgeen waar men waarde aan toekent. Dit motiveert iemand dus te handelen in lijn met wat hem ervan voorziet die waarde toe te eigenen. Externe cues zijn externe stimuli die tot onze aandacht spreken. Het zijn stimuli die ervoor zorgen dat we vergeten zijn waar we het voorheen over hadden, die ons van ons concentratievermogen beroven. Denk hierbij aan een incident waarbij een automobilist met iemand aan de telefoon zit, waarna er plotseling een stoplicht op rood springt of een hert op de weg rent. Dit vergt onmiddellijk reactie, namelijk dat de automobilist ingrijpt op basis van de externe stimuli. Het hert en het rode stoplicht zijn beide voorbeelden van externe cues. Context cues zijn herkenningspunten die gedragsschema’s activeren in onze mirror neurons PMv (Premotor ventral) of STS om de gepaste en benodigde acties te bewerkstelligen. Voorbeelden hiervan zijn bijvoorbeeld het type gezelschap; een bepaald milieu zoals die van een school in tegenstelling tot thuis met ieder hun eigen gedragsregels; en ten slotte, hiërarchische verschillen tussen een vaderfiguur en het kind door het herkennen van auditieve informatie als een zware stem of voetstappen. b) De vmPFC maakt voornamelijk gebruik van externe cues (dit staat niet duidelijk in de tekst). Welk type cue wordt gebruikt door de andere twee delen van de PFC? (zie vraag 1 van 16.1). De primaire motor cortex doet vooral een beroep op internal cues, aangezien het op aansturing van de premotor cortex ingeschatte gedragsschema’s naleeft. De primaire motor cortex is hoofdzakelijk een uitvaardiging van vooraf bestaande schema's, verwachtingen of inschattingen. Ook de amygdala kan door middel van een verhoogde DMN-activiteit verwachtingen projecteren van geconditioneerde emoties uit het impliciet geheugen. De premotor cortex staat echter in directe verbinding met de somatosensory cortex, die externe informatie binnenkrijgt. Je zou dus kunnen stellen dat de premotor cortex secundair op externe cues reageert. BLOK 2 Humane Neuroanatomie Practica: 23 & 24 september 10 & 11 oktober Practicumhandleiding: zelf afdrukken Voorbereiding 80% goed: E-learning modules Link canvas Maak printscreen van het resultaat 3 uur voor practicum Hersenen en ruggenmerg (centrale zenuwstelsel) Afferent (sensible) - Efferent (motorisch) Visceral - somatisch Neural lijst – omvat perifere zenuwstelsel Hersenblaasjes Telencephalon: primaire groei tot hemisferen Secundaire groei: operculi (dekseltjes) over lobi (frontal, parietal, temporal, occipital); insula doet niet mee Tertiaire groei Veel groei—weinig groei—groeve Hemisferen—telencephalon impar—fissura (sulcus) longitudinalis lobi opercula—insula van regyk—fissura lateralis Binnen centraal zenuwstel: Zenuwcellen (niet neuronen)(geleiden geen prikkels, maar steunweefsel): astrocyten oligodendrocyten ependymcellen Perifeer zenuwstelsel perifeer sensibele neuroenen postsynaptische neuronen centraal zenwustelses ontstaat uit wand neurale buis perifeer zenuwstelses ontsat uit neurale lijst Telencephalon Laterale ventrikels Diencephalon 3e ventrikel metencephalon aquaduct Mesencephalon 4e ventrikel Ependym: een cellaag dik tussen holtes can ventrikelsysteem en de rest van het weefsel Plexus choroideus in laterale ventrikel: produceren cerebrospinale vloeistof Laterale openingen: foramen van Luschka Mediale openingen: foramen Magendi Epidurale ruimte: in brein alleen onder pathologische (dood of bloeding) omstandigheden ontstaat in ruggenmerg Spinale ruimte: Lobus frontalis — Sulcus centralis — lobus parietalis Lobus temporalis — fissura (sulcus) lateralis — lobus frontalis Associatievezels verbinden schorsdelen binnen een hemisfeer Wernicke is het taalbegrip Broca's area is voor spraak—taalproductie Projectievezels corona radiata (tertiair) capsula interna (secundair) (primair) H4 Three Epigenetic Mechanisms (A) Methyl ( ) groups (orange circles) may bind to nucleotide base pairs to block gene transcription. (B) A methyl group or other molecules bind to histone tails, either blocking them from opening (orange circles) or allowing them to open for transcription (green squares). (C) The mRNA message to produce the protein that a gene codes may be enabled or, as shown, blocked by noncoding RNA, which prevents translation. H5 The CNS neurons synapse with parasympathetic neurons contain ACh and with sympathetic neurons that contain NE Sympathetic noradrenergic neurons for fight or flight Parasympathetic cholinergic neurons to rest and digest Inhibitory (remmend) of excitatory (prikkelend) is afhankelijk van het desbetreffende orgaan: During sympathetic arousal: NE (norepinephrine) turns up heart rate and turns down digestive functions NE receptors on the heart are excitatory whereas NE receptors on the gut are inhibitory ACh (acetylcholine) turns down heart rate and turns up digestive functions  ACh receptors on the heart are inhibitory whereas those on the gut are excitatory Central Nervous System Activating systems The dopaminergic system Nigrostriatal pathway from the substantia nigra ○ Related to motor function Mesolimbic dopamine system ○ Addiction (impulse and reward) ○ Schizophrenia (hallucinations, dreaming) ○ Aandacht Noradrenergic system Afname van activiteit zorgt voor depressie (te weinig reactie naar de externe wereld—geen verantwoordelijkheidsgevoel gaat gepaard met geen stress. Overactief: mania Serotonergic 5- HT plays a role in learning ○ Some symptoms of depression may be related to decreases in the activity of serotonin neurons. Increased 5-HT activity is linked to schizophrenia Increased serotonergic activity is linked to obsessive compulsive disorder Like NE, 5- HT plays a role in learning, and some symptoms of depression may be related to decreases in the activity of serotonin neurons. Cholinergic Waak-slaap ritme Choline-Nora-Dopa-Sero Therefore, glutamate activates the 5-HT serotonin receptors, working as an agonist and excitatory neurotransmitter for this circuit. H6 Psychopharmacology: The study of how drugs affect the nervous system Psychoactive drugs are substances that are used to alter mood, thought, or behavior The liver Active in catabolizing drugs due to the presence of a family of catabolizing enzymes called cytochrome P450. The absence of a blood–brain barrier at the area postrema of the lower brainstem allows toxic substances in the blood to trigger a vomiting response. The pineal gland also lacks a blood–brain barrier and is therefore open to the hormones that modulate the day–night cycles this gland controls. Neurotransmitter synthesis (1) can take place in the cell body, axon, or terminal. The neurotransmitter may then be (2) stored in storage granules or in vesicles until it is (3) released from the terminal’s presynaptic membrane to (4) act on a receptor embedded in the postsynaptic membrane. Excess neurotransmitter in the synapse is either (5) deactivated or (6) taken back into the presynaptic terminal (reuptake) for reuse. The synapse also has mechanisms for regulating the intra-end foot concentration of transmitter by (7) degrading excess neurotransmitter and removing unneeded by-products. Agonists are drugs that increase the effectiveness of neurotransmission. Antagonists decrease its effectiveness. Excitatory synapses have round synaptic vesicles, whereas the vesicles of inhibitory synapses are flattened. Tolerance 1. Metabolic tolerance develops from an increase in enzymes needed to break down alcohol in the liver, blood, and brain. As a result, the body metabolizes alcohol more quickly, so blood-alcohol levels are reduced. 2. Cellular tolerance develops as neurons adjust their activities to minimize the effects of alcohol in the blood. Cellular tolerance helps explain why the behavioral signs of intoxication may be very low, despite a relatively high blood-alcohol level. 3. Learned tolerance also contributes to the drop in outward signs of intoxication. As people learn to cope with the daily demands of living while under the influence of alcohol, they may show reduced signs of drunkenness. Tolerantie ontstaat door desensitisatie van een postsynaptische membraan voor neurotransmitters, zwevend in de synapse Neurotoxins These substances cause brain damage by acting in myriad ways, including poisoning metabolic pathways, blocking synaptic action, and altering development. The wanting-and-liking theory Separate neural systems are associated with wanting and liking. Mesolimbic dopamine system: desire, wanting. Thanks to sensitisation Dependence in the case of opioids Many kinds of abused or addictive drugs — including sedative hypnotics, antianxiety agents, opioids, and stimulants — have a common property: they produce psychomotor activation by stimulating dopamine systems in some part of their dosage range. This common effect has led to the hypothesis that all abused drugs increase dopamine activity. Each sensory receptor has a receptive field. Thus, each type of sensory receptor transduces the physical or chemical energy it detects to action potentials. Oor: luchtdruk golven worden omgezet in mechanische beweging, wat auditieve receptors aanzet; produceert actiepotentiaal Oog: fotonen, licht energie, wordt omgezet in chemische energie, die tot elektrische impulsen leidt. Rapidly adapting receptors detect whether something has changed Slowly adapting receptors react to stimulation more slowly. If you push a little harder when you first touch your arm, you will feel the touch much longer because many of the body’s pressure-sensitive receptors adapt slowly. Optic flow and auditory flow are useful in telling us that we are moving, how fast we are going, and whether we are going in a straight line or up or down. H9 Basale ganglia: kracht, genereren en aanpassen van kracht in beweging Cerebellum: Nauwkeurigheid en timing van bewegingen, balans Aanleren en onderhouden van complexe bewegingen ○ Impliciet geheugen —> amygdala? ○ Error correction Hersenstam: lichaamshouding ○ Informatie uit evenwichtsorgaan (balance organ) ○ Info uit visuele (jezelf zien in spiegel), ○ proprioceptieve (pijn of druk op een stoel dat aanzet tot een andere houding) Mirror neurons (spiegelneuronen)  Vuren af bij zowel eigen bewegingen als anderen die dezelfde beweging maken. Imitatiegedrag (amygdala-activiteit hoger bij meer imitatie, en midden van cingulate cortex?) ○ om uit onzekerheid iemand aan te zetten tot gelijk gedrag ○ (beloning in cingulate ipv pfc) The Globus Pallidus internal acts like a volume control, determining whether a movement will be weak or strong. If activity in the inhibitory pathway (pink) is high relative to that in the excitatory pathway (green), inhibition predominates in the GPi, and the thalamus is free to excite the cortex, thus amplifying movement. If, on the other hand, activity in the excitatory pathway is high relative to that in the inhibitory pathway, excitation of the GPi predominates and then inhibits the thalamus, thus reducing input to the cortex and decreasing movement force. Parkinson disease, are frequently associated with blunted emotion, and hyperkinetic symptoms are associated with exaggerated emotion. This apparent connection between motor expression and emotional expression suggests that circuits between the neocortex and the basal ganglia can regulate emotional tone. Similarly, cognitive function can vary from a reserved, narrow focus in hypokinetic symptoms to an exaggerated, dispersed focus in hyperkinetic symptoms. The alterations in both emotional expression and cognitive focus are observed in depression and mania, and it is possible that the basal ganglia regulate both functions with volume-control circuits Dit is het nigrostriatal dopamine system pathway. Zowel emotionele toon en motorische kracht worden hierin aangestuurd. Memory for olfaction, therefore, is similarly dependent upon BLA modulation of neural areas such as the hippocampus and caudate (for review, see Cahill and McGaugh 1998). (2) It could trigger emotional physiological responses to an odor stimulus via connections between the amygdala and output systems in the hypothalamus and brainstem (Pitkänen 2000), which could then be used in part to represent aspects of the stimulus for later memory retrieval or to modulate memory as the amygdala is well documented to do (Buchanan and Adolphs 2002). (3) The amygdala could directly affect memory encoding via connections with other neural areas involved in mnemonic processing, such as the hippocampus, thalamus, and ventral striatum Two visual pathways retina to the lateral geniculate nucleus (LGN) of the thalamus to the primary visual cortex (V1, Brodmann’s area 17), is the geniculostriate pathway. Its name derives from the knee-shaped appearance of the LGB and the striped appearance of V1. (In Latin, geniculate means “knee”; stria are “stripes.”) Geniculostriate pathway pattern, color, and motion recognition and includes conscious visual functions V5 dorsale en ventrale stroom Tectopulvinar Pathway absolute location of objects The geniculate pathway takes part in pattern, color, and motion recognition and includes conscious visual functions (Livingston & Hubel, 1988). Symptoms of damage to the geniculostriate system include impairments in pattern, color, and motion perception, as well as visual-form agnosia (Greek for “not knowing”), the inability to see the shapes of objects or to recognize them, and visual ataxia (Greek for “not orienting”; also called optic ataxia), the inability to recognize where objects are located and to reach for them. Nociception (noxious perception) is the perception of pain, temperature, and itch. Most nociceptors consist of free nerve endings, as diagrammed at the top of Figure 8.18. When damaged or irritated, these endings secrete chemicals, usually peptides, that stimulate the nerve, producing action potentials that then convey messages about pain, temperature, or itch to the CNS. From the Greek for “touch,” hapsis is our tactile perception of objects. Haptic receptors enable fine touch and pressure, allowing us to identify objects we touch and grasp. Proprioception is the perception of body location and movement. Proprioceptors, diagrammed at the bottom of Figure 8.18, are encapsulated nerve endings sensitive to the stretch of muscles and tendons and to joint movement. PERCEPTION Complex visual scenes can contain partly camouflaged objects, and our perceptual systems are designed to search for them. This explains our shifting perception of Rubin’s vase. SENSORY SYNERGIES At all levels of the nervous system, connections exist to mediate the interactions between sensory systems. For example, we often rub the area around an injury or shake a limb to reduce the pain sensation. These actions increase the activity in fine-touch and pressure pathways and can block information transmission in spinal-cord relays through connections known as pain gates. Figure 8.31 illustrates how an inhibitory interneuron in the spinal cord can block transmission in the pain pathway. Activating this inhibitory neuron via collaterals from the fine-touch and pressure pathway provides the physical substrate through which rubbing an injury or itch can gate pain sensation. McGurk effect. If a recorded speech syllable, such as “ba,” is played to a listener who at the same time observes someone whose lips are articulating the syllable “da,” the listener hears not the actual sound ba but the articulated sound da. Interactions between sound and vision extend to music appreciation. Chia- Jung Tsay (2013) asked novice participants to rate musical pieces that had previously been judged by experts in competition. The participants did little better than random when they judged the pieces just by listening or by listening and watching a video of the performance. The participants’ judgments were excellent when they viewed only a video of the performance without sound. This response to the movements of the musicians was not limited to the novice judges: when experts performed the same task, their ratings were consistent only when they used vision alone. These results suggest that our judgments are generally influenced by vision, even when visual content is not the criterion. Hoorcollege Purves Emotie Beïnvloedt: gedrag ○ gezichtsuitdrukkingen ○ ontwijkingsgedrag ○ bevriezen gevoelens ○ vragenlijsten fysiologie ○ beweging ○ cortisol neurowetenschap ○ scans Inschatten emotionele waarde van stimulus: amygdala (impliciet geheugen, voornamelijk angst) Emotioneel beladen woorden Pistool Gezichtsuitdrukkingen Aangeleerde waarneming: klassieke conditionering Fast route: eerste sensorische input van thalamus (15ms) Slow route: meer informatie volgt via cortex Bij beschadiging: syndroom van Klüver-Bucy Blindsight heeft met de amygdala van doen: afname van objectherkenning/bewustzijn De waarneming van angst is inactief ○ Benaderen van grotere apen of leidersfiguren ○ Rapen gevaarlijke objecten op ○ Hyperoraliteit ○ Onaangepast seksueel gedrag (hyperseksualiteit) Bij mensen: Geen angst Kunnen niet meer worden geconditioneerd Wel kennis van associatie stimulus toon-schok Hypothalamus start de autonome (sympathicus) respons hartslag zweten bloeddruk Interoceptie (gevoel van de emotie): insula Gevoel ervaren specifiek: cortex Lichamelijke reactie veroorzaakt pas emotie (gevoel) in cortex (angst komt tijdens het rennen) Stimulus→amygdala→hypothalamus→insula→emotie Lichaamsreacties zijn niet onderscheidend genoeg in de bepaling van emotie. Hartslag omhoog, schaamte? woede? angst? Kritiek om James Lange theorie De meeste emoties zijn niet te lokaliseren. Behalve angst—amygdala Walging—insula (smaak, reuk, darmstelsel) Emoties hebben wel verschillende patronen van activatie in de cortex: Mutlivoxel Pattern Analysis; emoties hebben een eigen QR-code Beslissing op basis van gevoel en emotieregulatie: ventromediale cortex. Ventromediale prefrontale cortex Emoties gebruiken bij het maken van beslissingen ○ Lichaams-simulatie starten (hoe zou ik me voelen als…) Emotie-regulatie Vertical integration model: Motivatie is stijgende koppelingen Regulatie is dalende terugkoppeling Lateralisatie van emotie Right hemisphere hypothesis: de rechter hemisfeer is meer betrokken bij emotie ○ Emotie perceptie (expressie) ○ Emotie uitdrukken (mimiek) ○ Spaark prosodie (intonatie) Valence hypothesis: verschillende hemisferen hebben verschillende emotie-functies  ○ Depressie, meer activiteit prefrontaal rechts (afname links) ○ Meer stresshormoon, meer activiteit rechts ○ Meer defensieve woede (passive aggressive) (vs offensieve woede) rechts Taal Liberman: spraakwaarneming is niet puur auditief Niet enkel wat je hoort, maar de spierbewegingen Vrijgekomen geluid is deel van bewijs Zien van lippen is deel van bewijs Fonemen Categorische perceptie: plotselinge overgang in waarneming (L naar R) Hoe leren baby’s fonemen van hun taal te onderscheiden? Onderscheidend vermogen in baby’s Aandacht neemt af voor dezelfde stimulus aandacht neemt toe als ineens een nieuwe stimulus Alleen als het verschil gehoord wordt Ze zuigen harder bij hogere aandacht Perceptual magnet: verwachtingswaarde van een foneem bepaalt wat je hoort bij blootstelling aan een klank. Kritieke periode (