Module 8.1 Rhythms of waking and sleeping
Endogene ritmes
Endogeen: Van binnen uit
Endogeen circanuaal ritme: Ritmes van binnen uit die over een jaar gaan bv. vogels -> zuiden
Endogeen circadiaan ritme: Ritmes van binnen uit die over een periode van een dag gaan
Verschillende cardiane ritmes:
Waak-slaap
Eten en drinken
Urineren
Hormoon afscheiding
Metabolisme
Lichaamstemperatuur
Emotioneel welzijn
Gevoeligheid voor medicatie en meer
Biologische klok
Zeitgeber: De factor die het cardiaan ritme bepaald bv. licht bij zoogdieren
Jetlag
Jetlag: Een verstoring in het cardiaan ritme door het reizen naar een andere tijdzone
West - phase delay – Wordt als makkelijker ervaren door langer opblijven ben je vermoeider om te
gaan slapen
Oost -phase-advance – Wordt als lastiger ervaren door het eerder naar bed moeten en dan nog niet
moe zijn
Beide kunnen als stressvol worden ervaren -> toename cortisol -> beschadiging in de hippocampus ->
minder makkelijk leren en slechter geheugen
ochtend of avond mens? wordt beïnvloed door: leeftijd, genetica en omgevingsfactoren
De suprachiasmatische nucleus (SCN)
De drijfveer achter het cardiaan ritme (deel van de hippocampus
Schade -> Ritme klopt niet meer
Functioneert los van het brein -> elke cel kan ritme maken (cardiaan ritme van actiepotentialen)
Retinohypothalamic path: Een deel in de oogzenuw waardoor licht het cardiaan ritme binvloed
Biochemie van het cardiaan ritme
Wordt beïnvloed door de eiwitten PER en TIM
,Supramachmatische nucleus -> eigen ritme (biologische klok) circiaan flucatie van 2 eiwitten
Eerst expressie -> RNA -> eiwit productie -> rem op de genetische expressie (dag)
Licht beïnvloed de concentratie maar geen effect op endogene expressie en zeker niet via RNA
RNA -> PER en TIM -> negatieve feedback loop terug naar RNA
Melatonine
Hormoon dat voornamelijk s ’nachts een hoge concentratie heeft
Suprachiasmatische nucleus -> pineal gland -> melatonine -> slaperigheid (behalve nachtdieren)
Moduel 8.2 Stages of sleep and brain mechanisms
Coma – Een periode van bewusteloosheid waarbij een laag level van brein activiteit en reactie op
stimuli plaats vind
Vegetative state – Schakeling tussen periodes van slaap en matige opwinding waarbij tijdens deze
periode de persoon geen bewust zijn vertoont
Minimal conscious state – Een stage hoger dan vegetative state waarbij de persoon een korte
periode laat zien van doelgerichte acties, maar met minimale spraak. Beide kunnen maanden of jaren
duren
Brain death – Een conditie waarbij er geen brein activiteit gedetecteerd wordt en geen reactie is op
stimuli
Fases in slaap
Polysomnograph – Een combinatie van een EEGen en oog-bewegingen
Alpha waves – Bewegingen in de lijn van een scan die karakterstiek zijn voor relexatie en niet
wakefulness
K-complex – Een uitschieter in een opgenomen lijn die
geassocieerd wordt met tijdelijke inhibitatie van
neuronische vuring
Sleep spindle – Een uitbarsting van 12-14-Hz golven
voor minstens een halve seconde. Dit onstaat door
trillende interatie tussen cellen in de thalamus en de
cortex. De hoeveelheid sleep spindles nemen toe na het
leren van iets nieuws en kan zo een indicator zijn van IQ
Slow-wave sleep – Tijdens deze fase in de slaap cyclus
verlaagt de hartslag, ademhaling en hersenactiviteit.
Langzame grote trilling te zien zijn
Paradoxical sleep – Een fase in slaap waarbij je diep in slaap bent, maar toch hersen actief ben. Dit is
een term die vaak bij dieren gebruikt wordt in plaats van REM-slaap
Cyclus van 90 min van Slow-wave sleep -> stage 2 -> REM
, REM is vaak ongeveer tijdgebonden. Als je later gaat slapen kom je vaak alsnog in de periode waar je
normaal veel REM heb
Slaappatroon wordt beinvloed door <- Leeftijd, gezondheid en andere factoren
Ouderen worden meer wakker snachts <- minder slow-wave sleep <- verlies van cellen in de
hippocampus
Dromen komen veel voor in de REM slaap, maar ook in de nREM. REM= niet gelijk aan dromen
Brein mechanisme van wakefulness, opwinding en slaap
Reticular formation – Een structuur in de midbrain die de medulla uitrekt in het forebrain. Ook heeft
hij axonen naar de ruggengraat.
Pontomesencephalon – Een deel van de reticular formation die bijdraagt aan corticale opwinding.
Deze neuronen ontvangen veel informatie, maar maken die ook zelf. De neurotransmitter GABA
zorgt er voor dat interrupties in gedrag geinhibiteerd worden en zorgt er voor dat je in de slow-wave
sleep terecht komt. Axonen van andere cellen laten acetylcholine, glutamate of dopamine vrij die
zorgen voor een gevoel van wakker zijn door controle op kalium uit te voeren.
De slaap kant kan de waak kant inhibiteren en andersom
Pontomesencephalon
GABA
Acetylcholine Glutamaat Dopamine
Kalium
Slaap Arousal
Histamine
Hypothalamus
Orexine
Emotionele arousal -> actief - locus coeruleus (pons) - inactief <- geen emo. arousal / slaap
Suprachiamatische nucleus
Norepinephrine -> cortex waardoor meest actieve neuronen actiever worden en
minder actieve neuronen geinhibiteert -> meer concentratie + meer geheugen
Endogene ritmes
Endogeen: Van binnen uit
Endogeen circanuaal ritme: Ritmes van binnen uit die over een jaar gaan bv. vogels -> zuiden
Endogeen circadiaan ritme: Ritmes van binnen uit die over een periode van een dag gaan
Verschillende cardiane ritmes:
Waak-slaap
Eten en drinken
Urineren
Hormoon afscheiding
Metabolisme
Lichaamstemperatuur
Emotioneel welzijn
Gevoeligheid voor medicatie en meer
Biologische klok
Zeitgeber: De factor die het cardiaan ritme bepaald bv. licht bij zoogdieren
Jetlag
Jetlag: Een verstoring in het cardiaan ritme door het reizen naar een andere tijdzone
West - phase delay – Wordt als makkelijker ervaren door langer opblijven ben je vermoeider om te
gaan slapen
Oost -phase-advance – Wordt als lastiger ervaren door het eerder naar bed moeten en dan nog niet
moe zijn
Beide kunnen als stressvol worden ervaren -> toename cortisol -> beschadiging in de hippocampus ->
minder makkelijk leren en slechter geheugen
ochtend of avond mens? wordt beïnvloed door: leeftijd, genetica en omgevingsfactoren
De suprachiasmatische nucleus (SCN)
De drijfveer achter het cardiaan ritme (deel van de hippocampus
Schade -> Ritme klopt niet meer
Functioneert los van het brein -> elke cel kan ritme maken (cardiaan ritme van actiepotentialen)
Retinohypothalamic path: Een deel in de oogzenuw waardoor licht het cardiaan ritme binvloed
Biochemie van het cardiaan ritme
Wordt beïnvloed door de eiwitten PER en TIM
,Supramachmatische nucleus -> eigen ritme (biologische klok) circiaan flucatie van 2 eiwitten
Eerst expressie -> RNA -> eiwit productie -> rem op de genetische expressie (dag)
Licht beïnvloed de concentratie maar geen effect op endogene expressie en zeker niet via RNA
RNA -> PER en TIM -> negatieve feedback loop terug naar RNA
Melatonine
Hormoon dat voornamelijk s ’nachts een hoge concentratie heeft
Suprachiasmatische nucleus -> pineal gland -> melatonine -> slaperigheid (behalve nachtdieren)
Moduel 8.2 Stages of sleep and brain mechanisms
Coma – Een periode van bewusteloosheid waarbij een laag level van brein activiteit en reactie op
stimuli plaats vind
Vegetative state – Schakeling tussen periodes van slaap en matige opwinding waarbij tijdens deze
periode de persoon geen bewust zijn vertoont
Minimal conscious state – Een stage hoger dan vegetative state waarbij de persoon een korte
periode laat zien van doelgerichte acties, maar met minimale spraak. Beide kunnen maanden of jaren
duren
Brain death – Een conditie waarbij er geen brein activiteit gedetecteerd wordt en geen reactie is op
stimuli
Fases in slaap
Polysomnograph – Een combinatie van een EEGen en oog-bewegingen
Alpha waves – Bewegingen in de lijn van een scan die karakterstiek zijn voor relexatie en niet
wakefulness
K-complex – Een uitschieter in een opgenomen lijn die
geassocieerd wordt met tijdelijke inhibitatie van
neuronische vuring
Sleep spindle – Een uitbarsting van 12-14-Hz golven
voor minstens een halve seconde. Dit onstaat door
trillende interatie tussen cellen in de thalamus en de
cortex. De hoeveelheid sleep spindles nemen toe na het
leren van iets nieuws en kan zo een indicator zijn van IQ
Slow-wave sleep – Tijdens deze fase in de slaap cyclus
verlaagt de hartslag, ademhaling en hersenactiviteit.
Langzame grote trilling te zien zijn
Paradoxical sleep – Een fase in slaap waarbij je diep in slaap bent, maar toch hersen actief ben. Dit is
een term die vaak bij dieren gebruikt wordt in plaats van REM-slaap
Cyclus van 90 min van Slow-wave sleep -> stage 2 -> REM
, REM is vaak ongeveer tijdgebonden. Als je later gaat slapen kom je vaak alsnog in de periode waar je
normaal veel REM heb
Slaappatroon wordt beinvloed door <- Leeftijd, gezondheid en andere factoren
Ouderen worden meer wakker snachts <- minder slow-wave sleep <- verlies van cellen in de
hippocampus
Dromen komen veel voor in de REM slaap, maar ook in de nREM. REM= niet gelijk aan dromen
Brein mechanisme van wakefulness, opwinding en slaap
Reticular formation – Een structuur in de midbrain die de medulla uitrekt in het forebrain. Ook heeft
hij axonen naar de ruggengraat.
Pontomesencephalon – Een deel van de reticular formation die bijdraagt aan corticale opwinding.
Deze neuronen ontvangen veel informatie, maar maken die ook zelf. De neurotransmitter GABA
zorgt er voor dat interrupties in gedrag geinhibiteerd worden en zorgt er voor dat je in de slow-wave
sleep terecht komt. Axonen van andere cellen laten acetylcholine, glutamate of dopamine vrij die
zorgen voor een gevoel van wakker zijn door controle op kalium uit te voeren.
De slaap kant kan de waak kant inhibiteren en andersom
Pontomesencephalon
GABA
Acetylcholine Glutamaat Dopamine
Kalium
Slaap Arousal
Histamine
Hypothalamus
Orexine
Emotionele arousal -> actief - locus coeruleus (pons) - inactief <- geen emo. arousal / slaap
Suprachiamatische nucleus
Norepinephrine -> cortex waardoor meest actieve neuronen actiever worden en
minder actieve neuronen geinhibiteert -> meer concentratie + meer geheugen
