Neuropsychologie hc 2
Dieronderzoek
1. Genetische manipulatie
2. Perturberen: laesies aanbrengen, gebieden stimuleren
3. Registreren: single & multi-cell recordings
Genetische manipulatie
1. Selectief fokken maze-bright ratten; nature (genen) versus nurture (omgeving)
2. Mutaties: weaver mice (=ataxie) er ontbreken cellen in cerebellum
De ratten groeien op in dezelfde omgeving en moeten vervolgens door een doolhof de weg
vinden.
After 7 generations they selectively bred maze bright rats versus maze dull rats showing that
genetics play a role in cognitive functions….
Zo ontdekten ze ook welke genen belangrijk zijn voor leren. De slimme muizen deden het
overigens slecht wanneer ze opgroeiden in een verarmde omgeving.
Weaver mice=muizen zonder purkinje ontwikkeling, onvoldoende ontwikkeling van
cerebellum dus coördinatieproblemen. Dat noemen we ook bij mensen ataxie.
Perturberen
1.Specifiek beschadigingen aanbrengen
2.Gebieden stimuleren (zie bijv. Fritsch & Hitzig)
- Perturbatie = verstoring
- Voordeel t.o.v. patiënt onderzoek: vergelijken tussen de laesie en de nonlaesie periode
(within-subjects)
- Silver Spring monkeys gebruikt voor onderzoek van Taub naar plasticiteit en learned non use.
Taub. Afferente baan (dorsal root) in het ruggenmerg doorsnijden (geen sensorische input
meer) en dan bestuderen of de apen de ledemaat nog blijven gebruiken en of er remapping
plaatsvindt in de hersenen.
Registreren
- Zeer precies, bijv. neuronactiviteit in visuele cortex of motor cortex
- Single-cell recordings: Filmpje edge cel hubel & wiesel
- Multi-unit recordings: Filmpjes Brain Computer Interface, BrainGate system
- Multi-unit: population vector in de motor cortex. (boek fig. 8.14 & 8.15)
Receptieve veld van een neuron is het gebied waar binnen een stimulus zorgt voor activiteit:
bijv. een sensorische neuron reageert wanneer je een stukje huid prikkelt. Naast elkaar
gelegen neuronen hebben ook naast elkaar gelegen receptieve velden.
Zie ook Figuur 8.14 & 8.15 in het boek: The activity of a single neuron in the motor cortex is
measured for each of the eight movements (a) and plotted as a tuning profile (b). The
preferred direction for this neuron is 180°, the leftward movement. (c) Each neuron’s
contribution to a particular movement can be plotted as a vector. The direction of the vector
is always plotted as the neuron’s preferred direction, and the length corresponds to its firing
rate for the target direction. The population vector (dashed line) is the sum of the individual
vectors. (d) For each direction, the solid lines are the individual vectors for each of 241 motor
cortex neurons; the dotted line is the population vector calculated over the entire set of
, neurons. Although many neurons active during each movement, the summed activity closely
corresponds to the actual movements.
- Omliggende gebieden kunnen veranderen van functie omdat ze niet langer de oude input
ontvangen
- Compensatie: beschadiging van afferenten, beesten stoppen met bewegen van die ene arm
(learned non-use)
De laesie benadering
- Diaschisis door inhibitie en hyperexcitatie
- Welke functie is verloren, waar is de beschadiging?
- Lokalisten
- Beperkingen:
Vaak diffuse beschadiging, dus weinig specifiek
Lokale schade kan negatief effect hebben op een ander gebied in het neurale netwerk
(diaschisis)
Compensatie en reorganisatie na schade
- Eliminatieve benadering: beschadiging veroorzaakt uitval op taak A, dus structuur is
bepalend voor die functie
- Wijdverspreide verstoring ook in globale aspecten zoals depressie, volgehouden aandacht
etc. Wat voor schade is er voor de laesie operatie al opgetreden door bijv. brain seizures?
- Je kijkt naar de functie van het overgebleven substraat. Dat zich na de laesie ook
reorganiseert door nieuwe ervaring.
Neurologie: chirurgische ingrepen
- Chirurgische ingrepen geven een mooie gelegenheid om de relatie hersenen gedrag te
onderzoeken.
- Weefsel verwijderen tegen epilepsie
Corpus callosotomie, split-brain patiënten
Temporaal, patiënt H.M.
- Behandeling van psychiatrische patiënten
Frontolobotomy: een behandeling tegen schizofrenie, OCD, angststoornissen
- Huidige chirurgische innovaties: elektrodes implanteren (Deep Brain Stimulation)
Deep brain stimulation bij Parkinson
- Tegenwoordig is neurochirurgie niet enkel meer eliminatief maar wordt ook gebruikt om
functie te herstellen.
- DBS wordt vandaag de dag succesvol toegepast in de kliniek bij Parkinson patiënten maar
ook bij Obsessief Compulsief Disorder. Al is men er terughoudend mee.
Neurologische aandoeningen
- Verworven stoornissen: Trauma, CVA, Tumoren
- Ontwikkelingsstoornissen: Cerebrale parese, Dyslexie
- Degeneratieve aandoeningen: Parkinson, Alzheimer, Huntington, ALS
- Virale infectie: hiv, herpes, multiple sclerose (witte stof aandoening)
- Epilepsie -> seizures kun je zien met EEG
Hersentrauma – Traumatic Brain Injury
Gesloten hoofdletsel: schedel blijft intact
Dieronderzoek
1. Genetische manipulatie
2. Perturberen: laesies aanbrengen, gebieden stimuleren
3. Registreren: single & multi-cell recordings
Genetische manipulatie
1. Selectief fokken maze-bright ratten; nature (genen) versus nurture (omgeving)
2. Mutaties: weaver mice (=ataxie) er ontbreken cellen in cerebellum
De ratten groeien op in dezelfde omgeving en moeten vervolgens door een doolhof de weg
vinden.
After 7 generations they selectively bred maze bright rats versus maze dull rats showing that
genetics play a role in cognitive functions….
Zo ontdekten ze ook welke genen belangrijk zijn voor leren. De slimme muizen deden het
overigens slecht wanneer ze opgroeiden in een verarmde omgeving.
Weaver mice=muizen zonder purkinje ontwikkeling, onvoldoende ontwikkeling van
cerebellum dus coördinatieproblemen. Dat noemen we ook bij mensen ataxie.
Perturberen
1.Specifiek beschadigingen aanbrengen
2.Gebieden stimuleren (zie bijv. Fritsch & Hitzig)
- Perturbatie = verstoring
- Voordeel t.o.v. patiënt onderzoek: vergelijken tussen de laesie en de nonlaesie periode
(within-subjects)
- Silver Spring monkeys gebruikt voor onderzoek van Taub naar plasticiteit en learned non use.
Taub. Afferente baan (dorsal root) in het ruggenmerg doorsnijden (geen sensorische input
meer) en dan bestuderen of de apen de ledemaat nog blijven gebruiken en of er remapping
plaatsvindt in de hersenen.
Registreren
- Zeer precies, bijv. neuronactiviteit in visuele cortex of motor cortex
- Single-cell recordings: Filmpje edge cel hubel & wiesel
- Multi-unit recordings: Filmpjes Brain Computer Interface, BrainGate system
- Multi-unit: population vector in de motor cortex. (boek fig. 8.14 & 8.15)
Receptieve veld van een neuron is het gebied waar binnen een stimulus zorgt voor activiteit:
bijv. een sensorische neuron reageert wanneer je een stukje huid prikkelt. Naast elkaar
gelegen neuronen hebben ook naast elkaar gelegen receptieve velden.
Zie ook Figuur 8.14 & 8.15 in het boek: The activity of a single neuron in the motor cortex is
measured for each of the eight movements (a) and plotted as a tuning profile (b). The
preferred direction for this neuron is 180°, the leftward movement. (c) Each neuron’s
contribution to a particular movement can be plotted as a vector. The direction of the vector
is always plotted as the neuron’s preferred direction, and the length corresponds to its firing
rate for the target direction. The population vector (dashed line) is the sum of the individual
vectors. (d) For each direction, the solid lines are the individual vectors for each of 241 motor
cortex neurons; the dotted line is the population vector calculated over the entire set of
, neurons. Although many neurons active during each movement, the summed activity closely
corresponds to the actual movements.
- Omliggende gebieden kunnen veranderen van functie omdat ze niet langer de oude input
ontvangen
- Compensatie: beschadiging van afferenten, beesten stoppen met bewegen van die ene arm
(learned non-use)
De laesie benadering
- Diaschisis door inhibitie en hyperexcitatie
- Welke functie is verloren, waar is de beschadiging?
- Lokalisten
- Beperkingen:
Vaak diffuse beschadiging, dus weinig specifiek
Lokale schade kan negatief effect hebben op een ander gebied in het neurale netwerk
(diaschisis)
Compensatie en reorganisatie na schade
- Eliminatieve benadering: beschadiging veroorzaakt uitval op taak A, dus structuur is
bepalend voor die functie
- Wijdverspreide verstoring ook in globale aspecten zoals depressie, volgehouden aandacht
etc. Wat voor schade is er voor de laesie operatie al opgetreden door bijv. brain seizures?
- Je kijkt naar de functie van het overgebleven substraat. Dat zich na de laesie ook
reorganiseert door nieuwe ervaring.
Neurologie: chirurgische ingrepen
- Chirurgische ingrepen geven een mooie gelegenheid om de relatie hersenen gedrag te
onderzoeken.
- Weefsel verwijderen tegen epilepsie
Corpus callosotomie, split-brain patiënten
Temporaal, patiënt H.M.
- Behandeling van psychiatrische patiënten
Frontolobotomy: een behandeling tegen schizofrenie, OCD, angststoornissen
- Huidige chirurgische innovaties: elektrodes implanteren (Deep Brain Stimulation)
Deep brain stimulation bij Parkinson
- Tegenwoordig is neurochirurgie niet enkel meer eliminatief maar wordt ook gebruikt om
functie te herstellen.
- DBS wordt vandaag de dag succesvol toegepast in de kliniek bij Parkinson patiënten maar
ook bij Obsessief Compulsief Disorder. Al is men er terughoudend mee.
Neurologische aandoeningen
- Verworven stoornissen: Trauma, CVA, Tumoren
- Ontwikkelingsstoornissen: Cerebrale parese, Dyslexie
- Degeneratieve aandoeningen: Parkinson, Alzheimer, Huntington, ALS
- Virale infectie: hiv, herpes, multiple sclerose (witte stof aandoening)
- Epilepsie -> seizures kun je zien met EEG
Hersentrauma – Traumatic Brain Injury
Gesloten hoofdletsel: schedel blijft intact
