Neurobiologie tentamen 1
Hersen ziektes:
Mentale retardatie (1-2% van de westerse
populatie)
Depressie
Epilepsie Autisme
ADHD/ADD
Schizofrenie
Neurodegeneratie
• Alzheimer’s (1 op de 10 mensen boven de 65
jaar)
• Parkinson’s
• Huntington’s
Omgevings factoren
• Alcohol, drugs
Neuron doctrine:
• Neuronen zijn discrete cellen en niet één continuüm
• Neuronen communiceren via gespecialiseerde contacten
• Informatie gaat door het neuron in een bepaalde richting: Dendrieten ->
Soma -> Axon
Cellen in het brein Zenuw cellen/neuronen
• Elektrische signalen over lange afstanden
• d.m.v. elektrische actiepotentialen
• Zonder verlies van signaalsterkte
• Computatie
Glia cellen (glia=grieks voor lijm)
• Structurele steun
• Metabole steun
• Myeline schede om axonen
• Immuun respons
• Stam cellen
Cellen in het brein: Neuronen
Er zijn meer gliacellen in hersenen dan neuronen. Voorheen dacht
men dat gliacellen alleen voor ondersteuning waren, maar ze hebben
veel meer belangrijke functies.
Aan de dendrietenboom kan je redelijk oordelen wat voor functie de
cel heeft. Veel dentrieten betekent dat er veel informatie ontvangen
wordt en samen wordt gebracht.
,Neuronen: connectiviteit
Convergentie: een cel heeft een grote dendrietenboom en brengt dus veel
informatie samen in 1 neuron.
Divergentie: cellen krijgen weinig informatie binnen, maar sturen meer
informatie verder.
Neuropil: gebied tussen de cellichamen waar synaptische verbindingen
worden gemaakt tussen dendrieten, axonen en glia cellen
Visualisatie
Golgi kleuring: 1 van de eerste kleuring
zilverpresipitaat zichbaar in cellen, gaat in alle
uitlopers zitten en zo krijg je een gevoel van structuur
van de cel.
Brainbow: 3 fluoriscerende eiwitten komen tot
expressie. In elke cel brengt ie verschillende
hoeveelheden van die drie kleuren tot expressie. Veel
beter inzicht in welke cellen met elkaar verbonden
zijn
Nissl kleuring: om de verschillende lagen te onderscheiden. Kleurt voornamelijk het ER aan.
Mri: hele brein bekijken, grijze en witte stof onderscheiden. Maar ook kan er gekeken worden
naar hersenactiviteit.
DTI (diffuser tending imaging): ook een mri techniek die speciek het water in axonen kan
aanstralen.
Connectiviteit onderzoeken:
Lesies: kleine beschadiging maken en kijken hoe het organisme gaat functioneren
Dye:Anterograad & retrograad: kleurstof bij cellichamen toevoegen. Dit wordt opgenomen
en verspreidt zich in de axonen (anterograad). Van axonen terug naar cellichamen (retrograad)
Antilichaam kleuring: het kleuren van antilichamen die specifiek bij een antistof horen
Reporter genen: bv. brainbow
Brain imaging
,Technieken:
Transgene muizen
Knock -out muizen Knock -in muizen
1) Stamcellen isoleren
2) ASPM -GFP Construct in de stamcellen introduceren
3) Gemodificeerde stamcellen in een blastocyst injecteren
4) Mosaic /chimera muizen selecteren
5) Deze muizen doorkruisen met wildtype muizen
6) Heterozygote nakomelingen met elkaar kruisen
Hoorcollege 2 Elektrische signalen in zenuwcellen
Leerdoelen (hc 2 deel 1)
• Je kent het verschil tussen passieve en actieve elektrische signalen
• Je begrijpt hoe neuronen informatie coderen door middel van membraanpotentiaal
veranderingen
8.6 *10^10 neuronen→elektrische cellen
8.6 *10^10 gliacellen
De dendrieten zitten voornamelijk in de grijze
stof.
800.000 km aan dendrieten en axonen
1* 10^14 synapsen
Menbraan potentiaal
Verschil van lading tussen binnen en buiten (Vin-Vout)
Rustpotentiaal is rond de 0.076 volt= 76 millivolt
Er gaat het meeste energie in zitten om deze spanning te onderhouden.
Drie verschillende type potentialen
De spanningsverschillen is manier waarop het zenuwstelsel codeert voor sensorische
informatie of prikkels buitenaf.
1. Receptor potentiaal: stijging van
membraanpotentiaal door aanraking. Dit is
een langzame en graduele verandering. Hoe
sterker je indrukt hoe zwakker het wordt of
hoe sterker je het indrukt, hoe sterker de
potentiaal verandert. Dit is vergelijkbaar met die 1* 10^14 synapsen
, 2. Synaptisch potentiaal: dit wordt gegenereert van het axon, als het axon elekrisch actief
wordt. Dan krijg je een synaptisch potentiaal
verandering. Dit wordt gemeten door elektroden in het
cellichaam te plaatsen. Door het verschil te meten tussen
binnen en buitenkant. Rustpotentiaal is rond de -70 mV.
activatie van de synaps, dan weer relatief langzame
verandering in het mp. Dit is ook analoog, want wanneer
er twee keer dezelfde synaps activeert, dan krijg je een tweede depolarisatie. Deze
wordt opgeteld bij de eerste.
3. Actiepotentiaal: hele grote amplitude verandering en
een hele snelle stijging van mp (groot verschil met
andere potentialen). Dit is een alles of niets signaal.
Actieve en passieve signalen
Opname van passieve en actieve elektrische signalen in een
zenuwcel.
(A) Twee micro-elektroden worden in een neuron
ingebracht; één meet membraanpotentiaal terwijl de andere
stroom in het neuron injecteert.
(B) Het inbrengen van de spanning-meetende micro-
elektrode in het neuron (onder) onthult een negatieve
potentiaal, de rustende membraanpotentiaal. Injecteren van stroom door de andere micro-
elektrode (boven) verandert de neuronale membraanpotentiaal. Hyperpolariserende
stroomstoten veroorzaken alleen passieve veranderingen in de membraanpotentiaal. Terwijl
kleine depolariserende stromen eveneens slechts passieve reacties teweegbrengen, roepen
depolariserende impulsen die de membraanpotentiaal de drempelwaarde doen bereiken of
overschrijden, bovendien actiepotentialen op.
Alleen als je heel sterk depolariseert, krijg je een verandering in het aantal actiepotentialen.
Bij activatie van voldoende actiepotentialen krijg je een code. Dit is een code van het aantal
actiepotentialen en de frequentie van die actiepotentialen. Bij de langzame veranderingen van
het membraanpotentiaal, dit vertelt iets over de elekrische activiteit geneneert. En dit hangt
heel erg samen met de lipide membranen.
Hersen ziektes:
Mentale retardatie (1-2% van de westerse
populatie)
Depressie
Epilepsie Autisme
ADHD/ADD
Schizofrenie
Neurodegeneratie
• Alzheimer’s (1 op de 10 mensen boven de 65
jaar)
• Parkinson’s
• Huntington’s
Omgevings factoren
• Alcohol, drugs
Neuron doctrine:
• Neuronen zijn discrete cellen en niet één continuüm
• Neuronen communiceren via gespecialiseerde contacten
• Informatie gaat door het neuron in een bepaalde richting: Dendrieten ->
Soma -> Axon
Cellen in het brein Zenuw cellen/neuronen
• Elektrische signalen over lange afstanden
• d.m.v. elektrische actiepotentialen
• Zonder verlies van signaalsterkte
• Computatie
Glia cellen (glia=grieks voor lijm)
• Structurele steun
• Metabole steun
• Myeline schede om axonen
• Immuun respons
• Stam cellen
Cellen in het brein: Neuronen
Er zijn meer gliacellen in hersenen dan neuronen. Voorheen dacht
men dat gliacellen alleen voor ondersteuning waren, maar ze hebben
veel meer belangrijke functies.
Aan de dendrietenboom kan je redelijk oordelen wat voor functie de
cel heeft. Veel dentrieten betekent dat er veel informatie ontvangen
wordt en samen wordt gebracht.
,Neuronen: connectiviteit
Convergentie: een cel heeft een grote dendrietenboom en brengt dus veel
informatie samen in 1 neuron.
Divergentie: cellen krijgen weinig informatie binnen, maar sturen meer
informatie verder.
Neuropil: gebied tussen de cellichamen waar synaptische verbindingen
worden gemaakt tussen dendrieten, axonen en glia cellen
Visualisatie
Golgi kleuring: 1 van de eerste kleuring
zilverpresipitaat zichbaar in cellen, gaat in alle
uitlopers zitten en zo krijg je een gevoel van structuur
van de cel.
Brainbow: 3 fluoriscerende eiwitten komen tot
expressie. In elke cel brengt ie verschillende
hoeveelheden van die drie kleuren tot expressie. Veel
beter inzicht in welke cellen met elkaar verbonden
zijn
Nissl kleuring: om de verschillende lagen te onderscheiden. Kleurt voornamelijk het ER aan.
Mri: hele brein bekijken, grijze en witte stof onderscheiden. Maar ook kan er gekeken worden
naar hersenactiviteit.
DTI (diffuser tending imaging): ook een mri techniek die speciek het water in axonen kan
aanstralen.
Connectiviteit onderzoeken:
Lesies: kleine beschadiging maken en kijken hoe het organisme gaat functioneren
Dye:Anterograad & retrograad: kleurstof bij cellichamen toevoegen. Dit wordt opgenomen
en verspreidt zich in de axonen (anterograad). Van axonen terug naar cellichamen (retrograad)
Antilichaam kleuring: het kleuren van antilichamen die specifiek bij een antistof horen
Reporter genen: bv. brainbow
Brain imaging
,Technieken:
Transgene muizen
Knock -out muizen Knock -in muizen
1) Stamcellen isoleren
2) ASPM -GFP Construct in de stamcellen introduceren
3) Gemodificeerde stamcellen in een blastocyst injecteren
4) Mosaic /chimera muizen selecteren
5) Deze muizen doorkruisen met wildtype muizen
6) Heterozygote nakomelingen met elkaar kruisen
Hoorcollege 2 Elektrische signalen in zenuwcellen
Leerdoelen (hc 2 deel 1)
• Je kent het verschil tussen passieve en actieve elektrische signalen
• Je begrijpt hoe neuronen informatie coderen door middel van membraanpotentiaal
veranderingen
8.6 *10^10 neuronen→elektrische cellen
8.6 *10^10 gliacellen
De dendrieten zitten voornamelijk in de grijze
stof.
800.000 km aan dendrieten en axonen
1* 10^14 synapsen
Menbraan potentiaal
Verschil van lading tussen binnen en buiten (Vin-Vout)
Rustpotentiaal is rond de 0.076 volt= 76 millivolt
Er gaat het meeste energie in zitten om deze spanning te onderhouden.
Drie verschillende type potentialen
De spanningsverschillen is manier waarop het zenuwstelsel codeert voor sensorische
informatie of prikkels buitenaf.
1. Receptor potentiaal: stijging van
membraanpotentiaal door aanraking. Dit is
een langzame en graduele verandering. Hoe
sterker je indrukt hoe zwakker het wordt of
hoe sterker je het indrukt, hoe sterker de
potentiaal verandert. Dit is vergelijkbaar met die 1* 10^14 synapsen
, 2. Synaptisch potentiaal: dit wordt gegenereert van het axon, als het axon elekrisch actief
wordt. Dan krijg je een synaptisch potentiaal
verandering. Dit wordt gemeten door elektroden in het
cellichaam te plaatsen. Door het verschil te meten tussen
binnen en buitenkant. Rustpotentiaal is rond de -70 mV.
activatie van de synaps, dan weer relatief langzame
verandering in het mp. Dit is ook analoog, want wanneer
er twee keer dezelfde synaps activeert, dan krijg je een tweede depolarisatie. Deze
wordt opgeteld bij de eerste.
3. Actiepotentiaal: hele grote amplitude verandering en
een hele snelle stijging van mp (groot verschil met
andere potentialen). Dit is een alles of niets signaal.
Actieve en passieve signalen
Opname van passieve en actieve elektrische signalen in een
zenuwcel.
(A) Twee micro-elektroden worden in een neuron
ingebracht; één meet membraanpotentiaal terwijl de andere
stroom in het neuron injecteert.
(B) Het inbrengen van de spanning-meetende micro-
elektrode in het neuron (onder) onthult een negatieve
potentiaal, de rustende membraanpotentiaal. Injecteren van stroom door de andere micro-
elektrode (boven) verandert de neuronale membraanpotentiaal. Hyperpolariserende
stroomstoten veroorzaken alleen passieve veranderingen in de membraanpotentiaal. Terwijl
kleine depolariserende stromen eveneens slechts passieve reacties teweegbrengen, roepen
depolariserende impulsen die de membraanpotentiaal de drempelwaarde doen bereiken of
overschrijden, bovendien actiepotentialen op.
Alleen als je heel sterk depolariseert, krijg je een verandering in het aantal actiepotentialen.
Bij activatie van voldoende actiepotentialen krijg je een code. Dit is een code van het aantal
actiepotentialen en de frequentie van die actiepotentialen. Bij de langzame veranderingen van
het membraanpotentiaal, dit vertelt iets over de elekrische activiteit geneneert. En dit hangt
heel erg samen met de lipide membranen.
