Samenvatting Biologische grondslagen: cognitie
Deel 1: Het brein
1. Het brein ontleed, hoofdstuk 2
Neuronen bestaan uit drie componenten: een cellichaam (soma), dendrieten en een axon.
Neuronen ontvangen informatie van andere neuronen, verwerken dit en geven de informatie
weer door aan andere neuronen. Dendrieten ontvangen informatie en de axon stuurt informatie
naar andere neuronen. Een neuron bestaat uit meerdere dendrieten, maar er is maar een axon.
Tussen twee neuronen is een kleine ruimte wat synaps wordt genoemd en dit is het punt waarop
zij met elkaar kunnen communiceren. De twee betrokken neuronen worden hierbij het pre-
synaptisch (verstuurd signalen) en het post-synaptisch (ontvangt signalen) neuron genoemd. In
de synaps vinden chemische processen plaats, wat inhoudt dat de cellen communiceren door het
doorgeven van bepaalde stoffen, neurotransmitters. Dit gaat als volgt:
1. In het cellichaam en axon van de presynaptische cel worden verschillende
neurotransmitters geproduceerd.
2. De gevormde neurotransmitters worden overgebracht naar de synaps aan het uiteinde
van de axon.
3. Een actiepotentiaal dat de synaps bereikt zorgt ervoor dat calcium de pre-synaptische
cel binnengaat. Door het calcium worden neurotransmitters vrijgelaten in de
synaptische spleet.
4. De neurotransmitters in de synaptische spleet binden zich aan receptoren (op de
dendrieten of cellichaam) van de post-synaptische cel, waardoor de lading van deze cel
verandert.
5. De neurotransmitters laten los van de post-synaptische receptoren en raken inactief.
6. Wat overblijft van de neurotransmitters lost op in de vloeistoffen van de hersenen, of
wordt gebruikt, als een soort recyclemateriaal.
7. De post-synaptische cel stuurt een stofje terug naar de pre-synaptische cel. Hierdoor
stopt de pre-synaptische cel met het vrijlaten van de neurotransmitters.
De buitenste laag van een axon noemen we het membraan. Het membraan zorgt ervoor dat
bepaalde chemicaliën onder bepaalde omstandigheden in en uit kunnen gaan. Deze chemicaliën
bestaan onder andere uit natrium (Na+) en kalium (K+). Elke neuron heeft een
membraanpotentiaaal van -70 mV. De elektrische impuls die ontstaat over het membraan
noemen we actiepotentiaal. Een actiepotentiaal ontstaat door de snelle instroom van positief
geladen natrium ionen op een bepaalde plek in het axonmembraan. Daardoor wordt die plek van
het membraan positief geladen. Daarna vindt er een snelle uitstroom van positief geladen kalium
ionen plaats, waardoor het membraan weer neutraal van lading wordt.
,Myeline is een vettige witte stof om de axon die werkt als een soort isolatie-materiaal. Hierdoor
kunnen signalen niet alleen sneller worden doorgegeven, maar het zorgt er ook voor dat het
signaal alleen uitkomt bij de synaps aan het einde van de axon. Zonder myeline zou het signaal al
halverwege het axon kunnen overspringen naar een cel waarvoor het signaal niet bedoeld is.
De dendrieten van de post-synaptische cellen kunnen zowel exciterend als inhiberend zijn.
Wanneer het gaat om een exciterend neuron, dan zorgt stimulatie vanuit de synaptische spleet
ervoor dat de kans groter is dat het post-synpatische neuron ook gaat vuren, en het signaal op
deze manier nog verder doorgeeft. Dit wordt veroorzaakt doordat het exciterende membraan
zorgt voor een positieve lading in de cel. Deze lading wordt een EPSP genoemd (excitatory post-
synaptic potential). Bij een inhiberende cel gebeurt juist het tegenovergestelde. Er ontstaat een
negatieve lading, een IPSP (inhibitory post-synaptic potential), de kans dat het post-synaptische
neuron gaat vuren wordt juist kleiner.
Neuronen zijn in de hersenen georganiseerd als witte en grijze stof. Grijze stof bevat de celkernen
en witte stof bevat de axons en gliacellen. Daarnaast zijn er in de hersenen holtes (ventrikels)
waar hersenvocht doorheen loopt. Vroeger werd onterecht gedacht dat hier de ziel van de mens
in zat.
De hersenschors (cerebral cortex) bestaat uit grijze stof georganiseerd in twee hemisferen (links
en rechts). De uitstekende delen/bobbels van de hersenen heten gyri (of gyrus) en de
groeven/vouwen heten sulci (of sulcus). De hersenschors is 3 mm dik en is georganiseerd in
verschillende lagen zoals de neocortex, de mesocortex en de allocortex. De hersenschors van elke
hemisfeer is verdeeld in vier kwabben: de frontale, pariëtale, occipitale en temporale kwab.
Frontale kwab: zelfbewust zijn, verwerking van taal,
spraak, planning en uitvoeren van lichaamsbewegingen.
Pariëtale kwab: zituigelijke en cognitieve functies zoals
aandacht, ruimtelijk inzicht, lezen en rekenen.
Occipitale kwab: verwerking visuele informatie.
Temporale kwab: geheugen en verwerking auditieve
informatie.
Onder de hersenschors en de witte stof daartussen is nog een deel grijze stof, de subcortex
(subcorticale structuren). Deze is verdeeld in verschillende systemen: de basale ganglia, het
limbisch systeem en de diencephalon. De basale ganglia zijn twee grote ronde massa’s die elk in
een hemisfeer liggen en een rol spelen bij motorische activiteit (beweging) en het leren van
vaardigheden. De belangrijkste structuren zijn: de caudate nucleus, de putamen en de globus
pallidus.
,Het limbisch systeem speelt een rol bij onbewust en instinctief gedrag, bij emoties en
stemmingen en bij lichamelijke reacties daarop, bij de regulering van de emotionele reactie, bij
leren en geheugenwerking en bij het reuksysteem. Belangrijke structuren zijn: de amygdala
(emoties, angst), de cingulate gyrus (emoties), de hippocampus (leren en geheugen), mamillary
bodies (geheugen) en de olfactory bulbs (geur, stemming).
Het diëncefalon bestaat uit de thalamus en de hypothalamus. De thalamus bevindt zich in het
midden van de hersenen en is het schakelstation tussen sensorische input en verdere verwerking
in de hersenen. Reuk is het enige zintuig waarvan informatie niet naar de thalamus hoeft voordat
het verwerkt kan worden. De hypothalamus bevindt zich schuin onder de thalamus en is
betrokken bij veel verschillende functies van het autonome zenuwstelsel. De voornaamste taak is
het reguleren van de homeostase. De hypothalamus zorgt ervoor dat het lichaam in balans blijft,
bijvoorbeeld door behoeftes als honger, dorst, slaap en seks, maar ook emoties te reguleren.
De middenhersenen bestaan uit verschillende structuren waaronder de superieure colliculi en
inferieure colliculi. De superieure colliculi integreren informatie van bepaalde zintuigen (zien,
horen en tast) en de inferieure colliculi zijn gespecialiseerd in het verwerken van auditieve
informatie. Het cerebellum (kleine hersenen) is onder andere verantwoordelijk voor balans en
coördinatie. De pons en de medulla oblongata zijn deel van de achterhersenen. De pons is een
link tussen de kleine hersenen en de grote hersenen en ontvangt visuele informatie om oog- en
lichaambewegingen te controleren. De medulla oblongata steekt uit de pons door naar de
ruggengraat en reguleert belangrijke functies zoals ademen, slikken, hartslag en het slaap- en
waakritme.
, 2. Het brein in ontwikkeling, hoofdstuk 16 en artikel Kolb & Whishaw
Het nature-nurture debat gaat erover of cognitie en gedrag aangeboren zijn (genen) of
aangeleerd (omgeving) zijn. Galton was er van overtuigd dat genen bepalen hoe iemand zich gaat
ontwikkelen. Freud, Vygotsky en Skinner zagen het juist vanaf de andere kant, iemand zijn
ontwikkeling wordt beïnvloed door de omgeving (vroege jeugd, cultuur en beloning/straffen).
Piaget, de grondlegger van de ontwikkelingspsychologie, meende dat het een combinatie van de
twee is. De genen dragen bij aan de vorming van de hersenen om op een bepaalde manier te
leren, maar de omgeving is vervolgens betrokken bij de daadwerkelijke uitvoering. Een andere
visie is het neuroconstructivisme, die stelt dat een constante interactie tussen omgeving en
meerdere op de hersenen gebaseerde beperkingen (genen) leiden tot een volgroeid cognitief
systeem wat voortkomt uit transformaties van eerdere.
Gottlieb beschrijft verschillende ideeën over ontwikkeling. In predetermined development
bepalen genen de structuur van de hersenen, die bepaalde functies van de hersenen mogelijk
maken, die bepalen welke ervaringen we hebben. In probabilistic development worden de
structuur van de hersenen, de uiting van genen en de ervaringen die we hebben wederzijds
beïnvloed door elkaar. Deze laatste representeert de visie die tegenwoordig het meest wordt
aangehouden. We spreken van plasticiteit van de hersenen, wat inhoudt dat omgeving invloed
heeft op de hersenstructuren. Genen spelen een rol in hoeverre de hersenen gevoelig zijn voor
plasticiteit in een bepaalde periode/situatie.
De prenatale ontwikkeling duurt ongeveer 38 weken vanaf de conceptie. Een snel proces van
celverdeling vindt plaats, gevolgd door differentiatie waarbij cellen zich gaan specialiseren. Het
zenuwstelsel is afgeleid van een aantal cellen in een holle cilinder, de neurale buis. Na ongeveer 5
weken is de neurale buis georganiseerd in een aantal uitstulpingen en windingen die zich gaan
ontwikkelen tot bepaalde delen van de hersenen. Dichtbij de holte van de neurale buis zijn
verschillende proliferatieve zones waarin neuronen en gliacellen worden geproduceerd door
deling van proliferatieve cellen (neuroblasten en glioblasten). De nieuw gevormde neuronen
gaan zich dan verplaatsen naar de gebieden waar ze zich zullen ontwikkelen tot de volgroeide
hersenen. Oude cellen worden passief geduwd naar de buitenkant van de hersenen (bijvoorbeeld
de hippocampus) en nieuwe cellen worden geholpen door radiale gliacellen om op de juiste plek
terecht te komen (bijvoorbeeld de neocortex). De postnatale ontwikkeling van de hersenen
begint bij de geboorte en bestaat uit de groei van synapsen, dendrieten, axonen, gliacellen en
myelinisatie. Synaptogenese houdt in dat er eest een groei is van de ontwikkeling van synapsen
en vervolgens een daling, omdat synapsen gesnoeid worden die niet gebruikt worden of niet
nodig zijn. De protomap theorie stelt dat de regionale indeling van de cortex is gevestigd in de
prenatale fases van ontwikkeling. De protocortex theorie stelt dat bepaalde gebieden
gespecialiseerd worden door projecties van de thalamus wat beïnvloed wordt door postnatale
ervaringen.
Konrad Lorenz heeft in onderzoek met ganzen uitgevonden dat een gans tussen de 15 uur en 3
dagen na de geboorte een “ouderfiguur” kiest die hij letterlijk gaat volgen, en dat dit daarna
onveranderlijk is. Dit suggereert dat er een kritische periode is waarin men bepaalde dingen kan
aanleren. Een kritische periode houdt in dat er een bepaalde tijd zit vastgebonden aan de kans
om iets te leren, maar ook dat het aangeleerde in een latere periode/ervaring lastig te
veranderen is. Tegenwoordig maakt men gebruik van de term gevoelige periode, omdat uit
onderzoek naar voren komt dat aangeleerd gedrag in bepaalde situaties wel degelijk te
veranderen is en de tijd dat iets aangeleerd kan worden ook niet helemaal vast staat.
In het thema of kennis en vaardigheden aangeboren kunnen zijn, zijn er twee filosofische
stromingen: de empiristen (die denken dat je blanco geboren wordt) en de nativisten (die
denken dat sommige delen van kennis en vaardigheden aangeboren zijn). Het woord aangeboren
kan op verschillende manieren worden opgevat. Voor sommigen heeft het te maken met instinct,
gedrag dat het product is van natuurlijke selectie. Hierbij speelt de omgeving een invloed in
hoeverre iets tot uiting komt. Daarnaast kan aangeboren betekenen dat bepaalde
kennis/vaardigheden aanwezig is zonder dat hier ervaring mee is opgedaan in de omgeving.
Ervaring is echter nodig om een volgroeid systeem te vormen, om te specialiseren.
Deel 1: Het brein
1. Het brein ontleed, hoofdstuk 2
Neuronen bestaan uit drie componenten: een cellichaam (soma), dendrieten en een axon.
Neuronen ontvangen informatie van andere neuronen, verwerken dit en geven de informatie
weer door aan andere neuronen. Dendrieten ontvangen informatie en de axon stuurt informatie
naar andere neuronen. Een neuron bestaat uit meerdere dendrieten, maar er is maar een axon.
Tussen twee neuronen is een kleine ruimte wat synaps wordt genoemd en dit is het punt waarop
zij met elkaar kunnen communiceren. De twee betrokken neuronen worden hierbij het pre-
synaptisch (verstuurd signalen) en het post-synaptisch (ontvangt signalen) neuron genoemd. In
de synaps vinden chemische processen plaats, wat inhoudt dat de cellen communiceren door het
doorgeven van bepaalde stoffen, neurotransmitters. Dit gaat als volgt:
1. In het cellichaam en axon van de presynaptische cel worden verschillende
neurotransmitters geproduceerd.
2. De gevormde neurotransmitters worden overgebracht naar de synaps aan het uiteinde
van de axon.
3. Een actiepotentiaal dat de synaps bereikt zorgt ervoor dat calcium de pre-synaptische
cel binnengaat. Door het calcium worden neurotransmitters vrijgelaten in de
synaptische spleet.
4. De neurotransmitters in de synaptische spleet binden zich aan receptoren (op de
dendrieten of cellichaam) van de post-synaptische cel, waardoor de lading van deze cel
verandert.
5. De neurotransmitters laten los van de post-synaptische receptoren en raken inactief.
6. Wat overblijft van de neurotransmitters lost op in de vloeistoffen van de hersenen, of
wordt gebruikt, als een soort recyclemateriaal.
7. De post-synaptische cel stuurt een stofje terug naar de pre-synaptische cel. Hierdoor
stopt de pre-synaptische cel met het vrijlaten van de neurotransmitters.
De buitenste laag van een axon noemen we het membraan. Het membraan zorgt ervoor dat
bepaalde chemicaliën onder bepaalde omstandigheden in en uit kunnen gaan. Deze chemicaliën
bestaan onder andere uit natrium (Na+) en kalium (K+). Elke neuron heeft een
membraanpotentiaaal van -70 mV. De elektrische impuls die ontstaat over het membraan
noemen we actiepotentiaal. Een actiepotentiaal ontstaat door de snelle instroom van positief
geladen natrium ionen op een bepaalde plek in het axonmembraan. Daardoor wordt die plek van
het membraan positief geladen. Daarna vindt er een snelle uitstroom van positief geladen kalium
ionen plaats, waardoor het membraan weer neutraal van lading wordt.
,Myeline is een vettige witte stof om de axon die werkt als een soort isolatie-materiaal. Hierdoor
kunnen signalen niet alleen sneller worden doorgegeven, maar het zorgt er ook voor dat het
signaal alleen uitkomt bij de synaps aan het einde van de axon. Zonder myeline zou het signaal al
halverwege het axon kunnen overspringen naar een cel waarvoor het signaal niet bedoeld is.
De dendrieten van de post-synaptische cellen kunnen zowel exciterend als inhiberend zijn.
Wanneer het gaat om een exciterend neuron, dan zorgt stimulatie vanuit de synaptische spleet
ervoor dat de kans groter is dat het post-synpatische neuron ook gaat vuren, en het signaal op
deze manier nog verder doorgeeft. Dit wordt veroorzaakt doordat het exciterende membraan
zorgt voor een positieve lading in de cel. Deze lading wordt een EPSP genoemd (excitatory post-
synaptic potential). Bij een inhiberende cel gebeurt juist het tegenovergestelde. Er ontstaat een
negatieve lading, een IPSP (inhibitory post-synaptic potential), de kans dat het post-synaptische
neuron gaat vuren wordt juist kleiner.
Neuronen zijn in de hersenen georganiseerd als witte en grijze stof. Grijze stof bevat de celkernen
en witte stof bevat de axons en gliacellen. Daarnaast zijn er in de hersenen holtes (ventrikels)
waar hersenvocht doorheen loopt. Vroeger werd onterecht gedacht dat hier de ziel van de mens
in zat.
De hersenschors (cerebral cortex) bestaat uit grijze stof georganiseerd in twee hemisferen (links
en rechts). De uitstekende delen/bobbels van de hersenen heten gyri (of gyrus) en de
groeven/vouwen heten sulci (of sulcus). De hersenschors is 3 mm dik en is georganiseerd in
verschillende lagen zoals de neocortex, de mesocortex en de allocortex. De hersenschors van elke
hemisfeer is verdeeld in vier kwabben: de frontale, pariëtale, occipitale en temporale kwab.
Frontale kwab: zelfbewust zijn, verwerking van taal,
spraak, planning en uitvoeren van lichaamsbewegingen.
Pariëtale kwab: zituigelijke en cognitieve functies zoals
aandacht, ruimtelijk inzicht, lezen en rekenen.
Occipitale kwab: verwerking visuele informatie.
Temporale kwab: geheugen en verwerking auditieve
informatie.
Onder de hersenschors en de witte stof daartussen is nog een deel grijze stof, de subcortex
(subcorticale structuren). Deze is verdeeld in verschillende systemen: de basale ganglia, het
limbisch systeem en de diencephalon. De basale ganglia zijn twee grote ronde massa’s die elk in
een hemisfeer liggen en een rol spelen bij motorische activiteit (beweging) en het leren van
vaardigheden. De belangrijkste structuren zijn: de caudate nucleus, de putamen en de globus
pallidus.
,Het limbisch systeem speelt een rol bij onbewust en instinctief gedrag, bij emoties en
stemmingen en bij lichamelijke reacties daarop, bij de regulering van de emotionele reactie, bij
leren en geheugenwerking en bij het reuksysteem. Belangrijke structuren zijn: de amygdala
(emoties, angst), de cingulate gyrus (emoties), de hippocampus (leren en geheugen), mamillary
bodies (geheugen) en de olfactory bulbs (geur, stemming).
Het diëncefalon bestaat uit de thalamus en de hypothalamus. De thalamus bevindt zich in het
midden van de hersenen en is het schakelstation tussen sensorische input en verdere verwerking
in de hersenen. Reuk is het enige zintuig waarvan informatie niet naar de thalamus hoeft voordat
het verwerkt kan worden. De hypothalamus bevindt zich schuin onder de thalamus en is
betrokken bij veel verschillende functies van het autonome zenuwstelsel. De voornaamste taak is
het reguleren van de homeostase. De hypothalamus zorgt ervoor dat het lichaam in balans blijft,
bijvoorbeeld door behoeftes als honger, dorst, slaap en seks, maar ook emoties te reguleren.
De middenhersenen bestaan uit verschillende structuren waaronder de superieure colliculi en
inferieure colliculi. De superieure colliculi integreren informatie van bepaalde zintuigen (zien,
horen en tast) en de inferieure colliculi zijn gespecialiseerd in het verwerken van auditieve
informatie. Het cerebellum (kleine hersenen) is onder andere verantwoordelijk voor balans en
coördinatie. De pons en de medulla oblongata zijn deel van de achterhersenen. De pons is een
link tussen de kleine hersenen en de grote hersenen en ontvangt visuele informatie om oog- en
lichaambewegingen te controleren. De medulla oblongata steekt uit de pons door naar de
ruggengraat en reguleert belangrijke functies zoals ademen, slikken, hartslag en het slaap- en
waakritme.
, 2. Het brein in ontwikkeling, hoofdstuk 16 en artikel Kolb & Whishaw
Het nature-nurture debat gaat erover of cognitie en gedrag aangeboren zijn (genen) of
aangeleerd (omgeving) zijn. Galton was er van overtuigd dat genen bepalen hoe iemand zich gaat
ontwikkelen. Freud, Vygotsky en Skinner zagen het juist vanaf de andere kant, iemand zijn
ontwikkeling wordt beïnvloed door de omgeving (vroege jeugd, cultuur en beloning/straffen).
Piaget, de grondlegger van de ontwikkelingspsychologie, meende dat het een combinatie van de
twee is. De genen dragen bij aan de vorming van de hersenen om op een bepaalde manier te
leren, maar de omgeving is vervolgens betrokken bij de daadwerkelijke uitvoering. Een andere
visie is het neuroconstructivisme, die stelt dat een constante interactie tussen omgeving en
meerdere op de hersenen gebaseerde beperkingen (genen) leiden tot een volgroeid cognitief
systeem wat voortkomt uit transformaties van eerdere.
Gottlieb beschrijft verschillende ideeën over ontwikkeling. In predetermined development
bepalen genen de structuur van de hersenen, die bepaalde functies van de hersenen mogelijk
maken, die bepalen welke ervaringen we hebben. In probabilistic development worden de
structuur van de hersenen, de uiting van genen en de ervaringen die we hebben wederzijds
beïnvloed door elkaar. Deze laatste representeert de visie die tegenwoordig het meest wordt
aangehouden. We spreken van plasticiteit van de hersenen, wat inhoudt dat omgeving invloed
heeft op de hersenstructuren. Genen spelen een rol in hoeverre de hersenen gevoelig zijn voor
plasticiteit in een bepaalde periode/situatie.
De prenatale ontwikkeling duurt ongeveer 38 weken vanaf de conceptie. Een snel proces van
celverdeling vindt plaats, gevolgd door differentiatie waarbij cellen zich gaan specialiseren. Het
zenuwstelsel is afgeleid van een aantal cellen in een holle cilinder, de neurale buis. Na ongeveer 5
weken is de neurale buis georganiseerd in een aantal uitstulpingen en windingen die zich gaan
ontwikkelen tot bepaalde delen van de hersenen. Dichtbij de holte van de neurale buis zijn
verschillende proliferatieve zones waarin neuronen en gliacellen worden geproduceerd door
deling van proliferatieve cellen (neuroblasten en glioblasten). De nieuw gevormde neuronen
gaan zich dan verplaatsen naar de gebieden waar ze zich zullen ontwikkelen tot de volgroeide
hersenen. Oude cellen worden passief geduwd naar de buitenkant van de hersenen (bijvoorbeeld
de hippocampus) en nieuwe cellen worden geholpen door radiale gliacellen om op de juiste plek
terecht te komen (bijvoorbeeld de neocortex). De postnatale ontwikkeling van de hersenen
begint bij de geboorte en bestaat uit de groei van synapsen, dendrieten, axonen, gliacellen en
myelinisatie. Synaptogenese houdt in dat er eest een groei is van de ontwikkeling van synapsen
en vervolgens een daling, omdat synapsen gesnoeid worden die niet gebruikt worden of niet
nodig zijn. De protomap theorie stelt dat de regionale indeling van de cortex is gevestigd in de
prenatale fases van ontwikkeling. De protocortex theorie stelt dat bepaalde gebieden
gespecialiseerd worden door projecties van de thalamus wat beïnvloed wordt door postnatale
ervaringen.
Konrad Lorenz heeft in onderzoek met ganzen uitgevonden dat een gans tussen de 15 uur en 3
dagen na de geboorte een “ouderfiguur” kiest die hij letterlijk gaat volgen, en dat dit daarna
onveranderlijk is. Dit suggereert dat er een kritische periode is waarin men bepaalde dingen kan
aanleren. Een kritische periode houdt in dat er een bepaalde tijd zit vastgebonden aan de kans
om iets te leren, maar ook dat het aangeleerde in een latere periode/ervaring lastig te
veranderen is. Tegenwoordig maakt men gebruik van de term gevoelige periode, omdat uit
onderzoek naar voren komt dat aangeleerd gedrag in bepaalde situaties wel degelijk te
veranderen is en de tijd dat iets aangeleerd kan worden ook niet helemaal vast staat.
In het thema of kennis en vaardigheden aangeboren kunnen zijn, zijn er twee filosofische
stromingen: de empiristen (die denken dat je blanco geboren wordt) en de nativisten (die
denken dat sommige delen van kennis en vaardigheden aangeboren zijn). Het woord aangeboren
kan op verschillende manieren worden opgevat. Voor sommigen heeft het te maken met instinct,
gedrag dat het product is van natuurlijke selectie. Hierbij speelt de omgeving een invloed in
hoeverre iets tot uiting komt. Daarnaast kan aangeboren betekenen dat bepaalde
kennis/vaardigheden aanwezig is zonder dat hier ervaring mee is opgedaan in de omgeving.
Ervaring is echter nodig om een volgroeid systeem te vormen, om te specialiseren.
