Samenvatting Hersenen en Gedrag deeltentamen 2 (DTT2)

Deeltentamen 2 Hersenen en Gedrag: Kalat hoofdstuk 9, 11, 12.1,
12.2 en 15; Cacioppo hoofdstuk 14 (p. 534-546 en 561-577) en 16
(p. 618-633 en 639-650)
Kalat H9 Slapen en waken
Endogene cyclus
 Endogeen circannual ritme= van binnenuit, voor een jaar. BV.
Vogels vliegen op dezelfde tijd naar het zuiden.
 Endogeen circadiaan ritme= in een dag. BV. Hoe slaperig je bent,
heeft te maken met de tijd van de dag.
 Bewijs mensen hebben een klok: mensen die ergens leven dat niet
een 24-uurs dag klok heeft houden zich wel aan het ritme van 24
uur.

Het zetten en resetten van de biologische klok
 Licht is kritiek voor het resetten van de klok.
 Zeitgeber= stimulus die het circadiaan ritme reset.

Jetlag
 Phase-delay= van west naar oost, later slapen en opstaan.
 Phase-advance= eerder slapen en opstaan.
 Fel licht helpt met aanpassen ritme

De Suprachiasmatic Nucleus (SCN)
 Deel van de hypothalamus, functie: controle over de circadiane
ritmes van slaap en lichaamstemperatuur.
 Als SCN-neuronen weggehaald worden van het lichaam blijven ze
circadiaan ritme actiepotentialen sturen.
 Een enkele SCN-cel kan het ritme behouden, maar dit is wel minder
accuraat.
 Ook als ze in hamsters worden over getransplanteerd dan houden ze
het ritme aan van de donor.

Licht reset de SCN
 Smalle tak optische zenuwen (retinohypothalamic path) gaat van
optisch chiasm (retina) naar SCN.
 Retinohypothalamic path komt van retinal ganglioncellen
(melanopsin) die hun eigen fotopigment hebben. Ze reageren op
licht langzaam en gaan langzaam uit. Hierdoor reageren ze niet op
snelle veranderingen in licht, maar op het totaal van licht. Input:
kegels en staafjes.
 Ganglioncellen zijn de input van de posterieure thalamus, deel van
weg naar pijn bij migraine. Iemand met geen input in de visuele
cortex kan licht sensitieve excitatie hebben in de thalamus. Axonen
van deze ganglioncellen reageren op licht ook als ze geen input van
de kegels en staafjes krijgen.

Biochemie van het circadiane ritme

,  Period (per) en timeless (tim) produceren de proteïnes PER en TIM.
Deze promoten slaap en inactiviteit. Vroeg in de morgen is het RNA
level berichter voor de productie van PER en TIM laag. Als het
verhoogt, worden er meer proteïnen aangemaakt.
 Als de TIM en PER concentraties hoger worden, gaan ze terug naar
de genen die RNA moleculen berichter maken. Deze remmen ze af.
 In de nacht: PER en TIM concentratie hoog, maar RNA concentratie
verlaagd steeds meer, zodat tegen de ochtend de slaap weggaat.
 Licht breekt TIM af, waardoor de wakkerheid verhoogd en de
biologische klok wordt gesynchroniseerd met de buitenwereld.
 Mutatie is PER leidt tot veranderingen in slaap schema’s

Melatonine
 Pineal gland laat melatonine los. Dit beïnvloedt zowel circadiaan als
circannual ritmes. Vooral avond loslaten, meer slaap.
 Melatonine reset biologische klok door haar efecten op de SCN-
receptoren.

Slaap en andere doorbrekingen van het bewustzijn
 Coma= lange tijd van geen bewustzijn
 Vegetatieve staat= klein beetje cognitieve activiteit
 Minimale bewuste staat= iets meer, kleine perioden actie
 Hersendood= geen hersenactiviteit

Slaap stages:
 Polysomnograph= combinatie EEG en oogbewegingen, bestaat uit
alpha waves, die zijn stabiel tussen 8 en 12 per seconde. Staan voor
relaxed, niet voor activiteit

 Stage 1: onregelmatige, lage elektrogolven. Veel input.
 Stage 2: Sleep spindle (12-14 Hz) dit ontstaat door interactie tussen
de cellen in d thalamus en de cortex en K-complex= scherpe golf,
door inhibitie van neuronen die vuren.
 Stage 3+ 4: hartslag, ademhaling omlaag. Vooral langzame, grote
amplituden.
 Stage 4: Nog wat langzamer en groter, weinig input, synchronisatie
van neuronen.
 3+4: slow-wave sleep (SWS)

, Paradoxale of REM-slaap
 Paradoxale slaap= soms diepe slaap, soms lichte slaap (Jouvet: bij
katten zonder en met cerebrale cortex, veel activiteit tijdens slaap).
Kleitman + Asrinsky meten oogbewegingen. Ze noemden dit rapid
eye movements (REM) slaap. Vaak REM gebruikt bij mensen,
paradoxale slaap bij niet mensen.
 Tijdens REM zijn de spieren het meest ontspannen.
Gezichtsbewegingen en oogbewegingen. Andere stages anders dan
REM= non-REM (NREM) stages. 1,2,3,4,3,2,REM = volgorde. Vaak
dromen gerapporteerd. Ze overlappen, maar zijn niet hetzelfde. REM
wordt vaak vroeg in de ochtend bereikt.

Hersenmechanismen van wakkerheid en arousal (opwinding)
 Pontomesencephalon: bijdrage aan arousal, van reticular formatie.
Input: sensorische systemen, deze kunnen spontane activiteit zelf
genereren. Laten acetylcholine los, die (hypo)thalamus en basale
forebrain exciteert.
 Locus coeruleus: kleine structuur in de pons, tijdens slaap inactief,
maar golven van impulsen van in het speciaal emotionele arousal.
 Axonen van locus coeruleus laten norepinephrine vrij in de cortex

Verschillende verbindingen beïnvloeden arousal (=activatiegraad cortex)
 Cellen geven histamine af, dat is exciterend. Histamine is minder
actief tijdens slaap en ochtend. Antihistamines maken de meeste
mensen moe, omdat antihistamines die de bloed-hersen barrière
kruisen de synapsen blokkeren die zorgen voor arousal.
 De laterale en posterieure nuclei van de hypothalamus laten de
neurotransmitter orexin/hypocretin los. Deze zorgen ervoor dat een
persoon wakker wordt.
 Ook vanaf de laterale hypothalamus wordt exciterende acetylcholine
vrijgelaten, wat de arousal verhoogd. Deze worden vrijgelaten
tijdens de wakkerheid en REM-slaap. Iemand zonder orexin zal korte
periodes hebben van slaap en wakkerheid.

Slaap en de inhibitie van hersenactiviteit