blok 1
dinsdag 4 juni 2024 10:56
van perceptie tot bewustzijn Pagina 1
,hc1 introductie 2. verwerking van sensorische informatie in sensorische systemen
dinsdag 4 juni 2024 10:56
➢ prikkel/stimulus: zoet/zuur/bitter, geluid, licht, geur
➢ zintuigen tong, oor, oog, neus, huid
zintuigsystemen: de link tussen de buitenwereld en waarneming ➢ sensorische receptorcellen (transductie): filters die stimuli
➢ interne/externe prikkel > sensorische receptoren > sensorische omzetten
ganglia cellen en zenuwen > hersenen ○ elk zintuigsysteem heeft eigen type receptorcel
○ receptorcellen bevatten kanaaltjes die helpen met
1. gewaarwording en waarneming transductie: fysische/chemische prikkel > elektrochemisch
signaal (membraanpotentialen)
sensatie & perceptie ➢ afferente neuronen:
➢ via perifere sensorische systeem: gewaarwording (sensatie) ○ stimulus veroorzaakt depolarisatie in receptorcel > geeft
➢ richting centrale zenuwstelsel: waarneming (perceptie) neurotransmitter af aan afferent neuron > depolarisatie >
drempel wordt bereikt > actiepotentiaal > richting centrale
zenuwstelsel
○ type 1: receptor die synaptisch contact maakt met
afferente neuron
○ type 2: uiteinde afferente neuron dient als receptorcel
➢ transmissie: signaal gaat van perifeer naar centraal
zenuwstelsel
○ anders voor elk sensorisch systeem > signaal moet naar
ander gedeelte in hersenen
corticale gebieden: functionele map
➢ tonotopie: scheiding verschillende frequenties geluid
➢ retinotopie: van retina
➢ somatotopie: scheiding verschillende lichaamsgebiedenprik
informatieverwerking in het brein
netwerk van neuronen > neuron ontvangt gemiddeld 10.000 synaptische inputs
➢ excitatoire synapsen: EPSP op post-synaptisch neuron (glutamaat)
➢ inhibitoire synapsen: IPSP op post-synaptisch neuron (GABA)
➢ integratie van informatie: post-synaptisch neuron telt alle EPSP en IPSP bij
elkaar op
integratieprocessen
A. twee EPSP gescheiden in tijd > depolarisatie, maar niet snel genoeg voor
actiepotentiaal
B. temporele summatie: twee EPSP van 1 axon snel genoeg na elkaar voor
actiepotentiaal
C. spatiële summatie: twee EPSP van twee axonen snel genoeg na elkaar voor
actiepotentiaal
D. EPSP-IPSP cancellation: tegelijkertijd EPSP en IPSP zorgt voor cancellation
seriële verwerking: informatie wordt doorgegeven van presynaptisch neuron naar
post-synaptisch neuron (A, sensorisch systeem)
convergentie: informatie wordt doorgegeven van meerdere presynaptische
neuronen naar 1 post-synaptisch neuron (C, somatosensorisch systeem)
divergentie: informatie wordt doorgegeven van 1 presynaptisch neuron naar
meerdere post-synaptische neuronen > verspreiding van informatie (C, auditief
systeem)
parallelle verwerking: verschillende neuronen verwerken dezelfde informatie op
eenzelfde tijdstip > meerdere responsen op 1 moment (C, auditief systeem)
inhibitoire circuits
➢ feedback inhibitie: een excitatoir post-synaptisch neuron exciteert een
inhibitoir interneuron, dat het presynaptisch neuron inhibeert
○ negatief terugkoppelingssysteem
➢ feed-forward inhibitie: een excitatoir presynaptisch neuron exciteert een
inhibitoir neuron en het post-synaptisch neuron (reuk systeem)
➢ laterale inhibitie: excitatoir presynaptisch neuron exciteert naastliggende
inhibitoir post-synaptische neuronen (tactiel en visueel systeem)
5. codering van informatie
karakteristieken van stimulus die moeten worden gecodeerd met actiepotentialen
1. modaliteit
➢ klasse van stimuli (licht/geluid/smaak)
➢ na opvanging juiste stimuli juiste receptorcel > actiepotentialen
➢ submodaliteiten: staafjes/kegeltjes in retina
➢ 'labeled line': modaliteit stimulus ligt vast in verbinding tussen zintuig en CZS
2. locatie
➢ waar bevindt stimulus zich in de ruimte
➢ bepaalde set receptorcellen wordt geactiveerd > afhankelijk van locatie
➢ bv. huid met receptoren met receptief veld
3. timing
➢ wanneer is de stimulus
➢ bij naald op huid ontstaan actiepotentialen > na langere periode steeds minder
actiepotentialen
4. intensiteit
6. hoe kun je perceptie bestuderen en meten?
➢ wordt uitgedrukt in aantal actiepotentialen per seconde
➢ grotere druk geeft grotere depolarisatie
psychofysica: verband meten tussen intensiteit fysische prikkel en grootte van
➢ maximaal aantal actiepotentialen/seconde: 1kHz
psychologische gewaarwording
➢ kan ook gecodeerd worden in aantal gestimuleerde receptorcellen (huid)
drempelbepaling: grens tussen het waarneembare en het niet-waarneembare
➢ absolute drempel: minimale fysische energie die nodig is om tot sensorische
ervaring te leiden
○ drempel is gedefinieerd als het wordt 50% van de gevallen waargenomen
➢ verschildrempel: het kleinste fysische verschil tussen twee stimuli dat nog
opgemerkt wordt
van perceptie tot bewustzijn Pagina 2
,drempelbepaling: grens tussen het waarneembare en het niet-waarneembare
➢ absolute drempel: minimale fysische energie die nodig is om tot sensorische
ervaring te leiden
○ drempel is gedefinieerd als het wordt 50% van de gevallen waargenomen
➢ verschildrempel: het kleinste fysische verschil tussen twee stimuli dat nog
opgemerkt wordt
○ wet van Weber: hoe groter de initiële stimulus, hoe groter de verandering moet
zijn om het te kunnen waarnemen
signaaldetectietheorie: onderscheidt interessante stimulus (signaal) van oninteressante
stimulus (ruis)
➢ hit: er is een signaal en dat wordt waargenomen
➢ miss: er is een signaal maar dat wordt niet waargenomen
➢ false alarm: er is geen signaal maar er wordt wel iets waargenomen
➢ correct rejection: er is geen signaal en er wordt niets waargenomen
sensorische receptoren transformeren hun stimulus in een elektrisch signaal
chemoreceptoren
➢ geurreceptoren reageren op chemische moleculen
➢ second-messenger systeem
➢ vuursnelheid afhankelijk van concentratie
fotoreceptoren
➢ staafjes en kegeltjes in de retina reageren op licht
➢ fotopigment rhodopsin → verandert in configuratie bij opname licht van
verschillende golflengtes
mechanoreceptoren
van perceptie tot bewustzijn Pagina 3
,hc2 somatosensorisch systeem
dinsdag 4 juni 2024 10:56
somatosensorisch systeem is betrokken bij tast-, pijn-, temperatuur- en proprioceptieve prikkels
➢ tast zorgt voor waarneming aanraking/druk op huid
➢ haptische waarneming: object blind identificeerbaar als huid kan functioneren (zonder laag ertussen)
2. sensorische receptorcellen
afferente mechanoreceptoren op de gladde huid (vingertoppen)
merkel-lichaampjes
➢ in epidermis
➢ langzaam-adapterend
➢ kleine receptieve velden
➢ detecteren van vorm en textuur, gevoelig voor puntjes
meissner-lichaampjes
➢ in dermis, vlak onder epidermis
➢ snel-adapterend
➢ kleine receptieve velden, maar mindere spatiele resolutie dan merkelcellen
➢ detecteren van beweging tussen huid en oppervlak, textuur en grip
ruffini-lichaampjes
➢ in dermis, liggen in stretches van de huid
➢ langzaam-adapterend
➢ grote receptieve velden
➢ detecteren van oprekken van huid > bewustzijn van positie vinger en hand
pacini-lichaampje: zenuwuiteinde met kapsel
➢ diep in derm
➢ is
➢ snel-adapterend
➢ grote receptieve velden
➢ detecteren van vibraties
snel-adapterend: reageren als een stimulus wordt opgemerkt, maar verminderen als de stimulus
aanhoudt > beweging
langzaam-adapterend: reageren bij een blijvende stimulus > detecteren van grootte en vorm van objecten
3. transductie
pacini-lichaampje bevat kanalen die in rusttoestand gesloten zijn
➢ hogere concentratie natrium buiten het neuron
➢ door druk (tast) worden de kanalen open getrokken > natrium stroomt cel in > depolarisatie
4. transmissie: signaal perifeer zenuwstelsel > centraal zenuwstelsel
zenuwbanen + relay stations (synaptisch contact)
➢ hoog genoege depolarisatie zorgt voor actiepotentialen verderop in
afferent neuron
➢ afferent neuron gaat via hersenstam naar medulla > synaptisch contact >
ventral posteriolaterale nucleus van de thalamus > synaptisch contact >
primaire somatosensorische cortex
dermatoom = huidvlak dat wordt voorzien van één ruggenmergzenuw (spinale
zenuw)
➢ gordelroos: infecteert zenuwuiteinde in dermatoom
codering
intensiteit
➢ wordt bepaald door hoeveel actiepotentialen per seconde door receptoren
➢ hoeveelheid receptoren die vuren
timing: wanneer komt stimulus op huid en wanneer stopt het
➢ langzaam-adapterend: merkel- en ruffini-lichaampjes
➢ snel-adapterend: meissner- en pacini-lichaampjes
submodaliteit: vibratiefrequentie
➢ lage frequentie: grof schuurpapier
➢ hoge frequentie: fijn schuurpapier
➢ submodaliteiten zijn het meest gevoelig voor verschillende frequenties
locatie: receptieve velden in mechanoreceptoren en relay stations
➢ kleine receptieve velden: merkel- en meissner-lichaampjes
➢ grote receptieve velden: ruffini- en pacini-lichaampjes
5. perceptie: verwerking gewaarwording tot waarneming
stimulus op de huid zorgt voor actiepotentialen
➢ in medulla treedt divergentie op
➢ actieve gedeelte wordt nog breder
➢ laterale inhibitie: neuronen in relay nucleus projecteren naar (zwarte)
inhibitoire neuronen
➢ uiteindelijk actief middelste neuron
somatosensorische cortex
➢ elk gedeelte cortex representeert stuk van huid
two-point discrimination
➢ in vingers kunnen 2 punten dicht bij elkaar liggen > detecteerbaar
➢ in benen moeten 2 punten verder uit elkaar liggen > detecteerbaar
somatotopie wordt bepaald door
➢ grootte receptieve velden
➢ hoe dicht de receptieve velden bij elkaar liggen
van perceptie tot bewustzijn Pagina 4
, ➢ in benen moeten 2 punten verder uit elkaar liggen > detecteerbaar
somatotopie wordt bepaald door
➢ grootte receptieve velden
➢ hoe dicht de receptieve velden bij elkaar liggen
organisatie van de cortex
3a: proprioceptieve informatie
3b (primaire somatosensorische cortex) en 1: tactiele informatie huid
2: tactiele informatie + informatie spieren en gewrichten
5: secundaire somatosensorische cortex
thalamus projecteert naar 3a, 3b, 1 en 2
3a, 3b, 1 en 2 projecteren naar elkaar
corticale lagen (laag 1 meest buitenste, laag 6 meest diepe)
➢ thalamus projecteert voornamelijk naar stellate celen van laag 4
➢ stellate cellen laag 4 > pyramidaal cellen laag 2, 3, 4 en 5
corticale kolommen
➢ SR: slowly adapting receptoren
➢ RA: rapid adapting receptoren
➢ D = digit = vingers
neuronen kunnen richtingsgevoelig/oriëntatiegevoelig/vormgevoelig zijn
plasticiteit = veranderingen in organisatie van brein als gevolg van ervaring
➢ gebied dat gebied op huid representeert kan groter/kleiner worden
➢ barrel cortex muizen gebied voor sensatie snorharen
○ snorharen weggehaald behalve D1 > grotere activiteit D1
➢ reorganisatie hersenen kan ook bij mensen > verlies van lichaamsdeel
➢ aanraken ander lichaamsdeel kan sensatie veroorzaken in
fantoomledemaat > op sensorische map hersenen zitten hand en gezicht
dicht bij elkaar > hand kwijt, geen informatie, dus neuronen wang
uitbreiden
➢ fantoompijn: hersenen verhogen zelf activiteit
van perceptie tot bewustzijn Pagina 5
, zoet: G-eiwit gekoppelde receptoren
hc3 reuk- en smaakzin ➢ bestaat uit 2 dimeren: tastreceptoren
dinsdag 4 juni 2024 10:56 ➢ 2 combinaties waarmee je suiker waarneemt
○ TAS1R2 + TAS1R3
○ TAS1R3 + TAS1R3
SMAAK ➢ second messenger IP3 → afgifte calcium → neurotransmitter ATP
sensorisch systeem opgebouwd op 2 manieren umami: G-eiwit gekoppelde receptoren
➢ across fiber patterns: geïntegreerde sensorische ➢ bestaat uit 2 dimeren
data (bijvoorbeeld gezichtsherkenning) ➢ 1 combinatie waarmee umami wordt waargenomen
○ menging eigenschappen ○ TAS1R1 + TAS1R3
➢ labeled lines: ruwe sensorische data (bijvoorbeeld ➢ affiniteit voor glutamaat
tonotopie tast)
○ in periferie neem je iets waar
○ rechtstreekse lijn naar hersenen
bitter: G-eiwit gekoppelde receptoren
smaak: waarneming van ➢ veel verschillende receptorcombinaties
➢ zout: natrium en mogelijk andere zouten ➢ detecteren van gif
➢ zuur: waterstof, koolstofdioxide, vetzuren
➢ zoet: suikers zout: ionkanaal receptoren
➢ umami (hartig): eiwit ➢ in knaagdieren appetatieve en aversieve component
➢ bitter
zuur: ionkanaal receptoren
➢ zuurgevoelige cellen werken via kalium-kanalen → 1 kaliumkanaal
ervaren van smaken die geen smaken zijn gevoelig voor lagere pH in cel → kanaal gaat dicht
➢ capsaïcine in pepers → binden aan warmte ➢ in membraan zuurcellen wordt eiwit tot expressie gebracht →
temperatuurreceptoren gasvormige CO2 in water dissocieert eerder in protonen → dus lokaal
○ lipofiel molecuul dus water helpt niet want lost veel meer protonen aan celmembraan → meer zuur
het niet in op → melk wel vanwege vetzuren ○ waarom?: vergisting van fruit detecteren
➢ wasabi → bindt aan pijnreceptoren → verdampt in
mond → schiet in keel
➢ menthol → bindt aan kou temperatuurreceptoren
tong → 1 papillae → heel veel smaakknopjes → type l/ll/lll cellen
➢ type1: soort gliacellen
○ ongeveer 50%
➢ type2: belangrijkste → bitter, umami, zoet, bitter+umami
○ ongeveer 33%
➢ type3: zout
○ ongeveer 2-20%
cellen depolariseren → activeren afferente neuronen → hersenen
labeled line zou betekenen: elke cel is gevoelig voor 1 smaak en elke cel voedt 1
neuron
➢ elke neuron gevoelig voor 1 smaak (uitzondering bitter+umami)
➢ meeste bitterreceptoren zijn specialisten voor 1 bittere stof
○ maar, je kan niet leren de smaken van elkaar te onderscheiden → dus alles
bitter
○ dus: labeled line met classificatiesysteem
across-fibre pattern zou betekenen: meerdere smaken per cel / cellen gevoelig voor
verschillende smaken stimuleren eenzelfde afferent neuron
➢ binnen perifere smaakknopje is communicatie tussen cellen
○ cola heel zuur → zuurcellen worden geactiveerd → maken serotonine aan →
serotonine werkt inhiberend op type2 cellen → voor maskering zuur toevoeging van
suiker → heel veel suiker want zuur inhibeert zoet
dus: duidelijke labeled lines, maar ook samenwerking
transmissie
hersenstam → thalamus → smaakcortex met tonotopie → frontaalkwab
➢ de ervaring van smaak is afhankelijk van combinatie van smaak, geur, textuur en uiterlijk
GEUR
retronasale geurperceptie: perceptie van geur tijdens het kauwen
verschil met smaak
➢ mens bevat 400 verschillende geurreceptoren - maar 5 voor smaak
➢ we kunnen een triljoen geuren van elkaar onderscheiden - alles van bitter = bitter
onderscheiding van geur
➢ bij visuele verschillende plaatjes → er is een verschil: DIT is het verschil
➢ bij verschillende geuren → er is een verschil: wat is het verschil?
➢ herkennen van geuren tegen achtergronden
olfactorische receptoren
➢ niet elke geur kan 1 receptor hebben → te veel geuren
➢ mogelijk reageren receptoren op 1 bepaald chemisch component
○ maar: dan reageert 1 receptor op heel veel verschillende geuren
○ dus: elke cel is gevoelig voor verschillende chemische componenten → op die manier: heel
veel verschillende codes → unieke representaties → deze coding is multidimensionaal
400 geurreceptoren → G-eiwit gekoppelde receptoren
➢ selectiedruk afgenomen → polymorfisme → niet alle coderende genen werken nog
➢ kwantiteit geur: hoe hoger de concentratie, hoe meer de neuron gaat vuren → grote coding range
➢ kwaliteit geur: hoeveelheid verschillende olfactorische receptorcellen die geactiveerd worden
signaaltransductie
geurmolecuul activeert G-eiwit gekoppelde receptor → G-eiwit Golf komt vrij → activeert
cAMP → activeert calcium-natrium kanaal → calcium influx → calcium + CAM activeert
chloride kanaal → chloride efflux → depolarisatie cel → calcium cel weer uit en natrium cel in
met natrium/calcium pomp
waarnemen van geuren tegen achtergrond in → adaptatie in olfactorische receptorcellen
➢ heel snel geadapteerd
○ calcium + CAM → activatie fosfodiesterase (PDE) → breekt second messenger
cAMP af → adaptatie → bestaande geur verdwijnt naar achtergrond
van perceptie tot bewustzijn Pagina 6
, ○
cAMP af → adaptatie → bestaande geur verdwijnt naar achtergrond
olfactorische receptoren bevinden zich in reukepitheel → nieuw:
elke 4 weken
➢ nieuwe axonen groeien door bot → direct contact met
olfactorische bulb
➢ 1 receptorcel → expressie 1 receptor
➢ odotope kaart: axonen van cellen die zelfde receptor tot
expressie brengen → axonen convergeren in blaasjes
olfactorische bulb: olfactorische glomeruli
periglomerulaire cellen: inhibitoire neuronen die olfactorische glomeruli met
elkaar verbinden
interneuronen (afferente neuronen)
➢ tufted neuronen
➢ mitrale neuronen
➢ onderling verbonden → inhibitoire granule neuronen
in olfactorische bulb → recurrent netwerk: excitatoire cel die inhibitoire cel
activeert → terugkoppeling (oscil→ hersengolven bij reuk
verhoging van concentratie geur zorgt voor meer actieve glomeruli → waarom?
➢ ambiguïteit kwaliteit en kwantiteit
van perceptie tot bewustzijn Pagina 7
dinsdag 4 juni 2024 10:56
van perceptie tot bewustzijn Pagina 1
,hc1 introductie 2. verwerking van sensorische informatie in sensorische systemen
dinsdag 4 juni 2024 10:56
➢ prikkel/stimulus: zoet/zuur/bitter, geluid, licht, geur
➢ zintuigen tong, oor, oog, neus, huid
zintuigsystemen: de link tussen de buitenwereld en waarneming ➢ sensorische receptorcellen (transductie): filters die stimuli
➢ interne/externe prikkel > sensorische receptoren > sensorische omzetten
ganglia cellen en zenuwen > hersenen ○ elk zintuigsysteem heeft eigen type receptorcel
○ receptorcellen bevatten kanaaltjes die helpen met
1. gewaarwording en waarneming transductie: fysische/chemische prikkel > elektrochemisch
signaal (membraanpotentialen)
sensatie & perceptie ➢ afferente neuronen:
➢ via perifere sensorische systeem: gewaarwording (sensatie) ○ stimulus veroorzaakt depolarisatie in receptorcel > geeft
➢ richting centrale zenuwstelsel: waarneming (perceptie) neurotransmitter af aan afferent neuron > depolarisatie >
drempel wordt bereikt > actiepotentiaal > richting centrale
zenuwstelsel
○ type 1: receptor die synaptisch contact maakt met
afferente neuron
○ type 2: uiteinde afferente neuron dient als receptorcel
➢ transmissie: signaal gaat van perifeer naar centraal
zenuwstelsel
○ anders voor elk sensorisch systeem > signaal moet naar
ander gedeelte in hersenen
corticale gebieden: functionele map
➢ tonotopie: scheiding verschillende frequenties geluid
➢ retinotopie: van retina
➢ somatotopie: scheiding verschillende lichaamsgebiedenprik
informatieverwerking in het brein
netwerk van neuronen > neuron ontvangt gemiddeld 10.000 synaptische inputs
➢ excitatoire synapsen: EPSP op post-synaptisch neuron (glutamaat)
➢ inhibitoire synapsen: IPSP op post-synaptisch neuron (GABA)
➢ integratie van informatie: post-synaptisch neuron telt alle EPSP en IPSP bij
elkaar op
integratieprocessen
A. twee EPSP gescheiden in tijd > depolarisatie, maar niet snel genoeg voor
actiepotentiaal
B. temporele summatie: twee EPSP van 1 axon snel genoeg na elkaar voor
actiepotentiaal
C. spatiële summatie: twee EPSP van twee axonen snel genoeg na elkaar voor
actiepotentiaal
D. EPSP-IPSP cancellation: tegelijkertijd EPSP en IPSP zorgt voor cancellation
seriële verwerking: informatie wordt doorgegeven van presynaptisch neuron naar
post-synaptisch neuron (A, sensorisch systeem)
convergentie: informatie wordt doorgegeven van meerdere presynaptische
neuronen naar 1 post-synaptisch neuron (C, somatosensorisch systeem)
divergentie: informatie wordt doorgegeven van 1 presynaptisch neuron naar
meerdere post-synaptische neuronen > verspreiding van informatie (C, auditief
systeem)
parallelle verwerking: verschillende neuronen verwerken dezelfde informatie op
eenzelfde tijdstip > meerdere responsen op 1 moment (C, auditief systeem)
inhibitoire circuits
➢ feedback inhibitie: een excitatoir post-synaptisch neuron exciteert een
inhibitoir interneuron, dat het presynaptisch neuron inhibeert
○ negatief terugkoppelingssysteem
➢ feed-forward inhibitie: een excitatoir presynaptisch neuron exciteert een
inhibitoir neuron en het post-synaptisch neuron (reuk systeem)
➢ laterale inhibitie: excitatoir presynaptisch neuron exciteert naastliggende
inhibitoir post-synaptische neuronen (tactiel en visueel systeem)
5. codering van informatie
karakteristieken van stimulus die moeten worden gecodeerd met actiepotentialen
1. modaliteit
➢ klasse van stimuli (licht/geluid/smaak)
➢ na opvanging juiste stimuli juiste receptorcel > actiepotentialen
➢ submodaliteiten: staafjes/kegeltjes in retina
➢ 'labeled line': modaliteit stimulus ligt vast in verbinding tussen zintuig en CZS
2. locatie
➢ waar bevindt stimulus zich in de ruimte
➢ bepaalde set receptorcellen wordt geactiveerd > afhankelijk van locatie
➢ bv. huid met receptoren met receptief veld
3. timing
➢ wanneer is de stimulus
➢ bij naald op huid ontstaan actiepotentialen > na langere periode steeds minder
actiepotentialen
4. intensiteit
6. hoe kun je perceptie bestuderen en meten?
➢ wordt uitgedrukt in aantal actiepotentialen per seconde
➢ grotere druk geeft grotere depolarisatie
psychofysica: verband meten tussen intensiteit fysische prikkel en grootte van
➢ maximaal aantal actiepotentialen/seconde: 1kHz
psychologische gewaarwording
➢ kan ook gecodeerd worden in aantal gestimuleerde receptorcellen (huid)
drempelbepaling: grens tussen het waarneembare en het niet-waarneembare
➢ absolute drempel: minimale fysische energie die nodig is om tot sensorische
ervaring te leiden
○ drempel is gedefinieerd als het wordt 50% van de gevallen waargenomen
➢ verschildrempel: het kleinste fysische verschil tussen twee stimuli dat nog
opgemerkt wordt
van perceptie tot bewustzijn Pagina 2
,drempelbepaling: grens tussen het waarneembare en het niet-waarneembare
➢ absolute drempel: minimale fysische energie die nodig is om tot sensorische
ervaring te leiden
○ drempel is gedefinieerd als het wordt 50% van de gevallen waargenomen
➢ verschildrempel: het kleinste fysische verschil tussen twee stimuli dat nog
opgemerkt wordt
○ wet van Weber: hoe groter de initiële stimulus, hoe groter de verandering moet
zijn om het te kunnen waarnemen
signaaldetectietheorie: onderscheidt interessante stimulus (signaal) van oninteressante
stimulus (ruis)
➢ hit: er is een signaal en dat wordt waargenomen
➢ miss: er is een signaal maar dat wordt niet waargenomen
➢ false alarm: er is geen signaal maar er wordt wel iets waargenomen
➢ correct rejection: er is geen signaal en er wordt niets waargenomen
sensorische receptoren transformeren hun stimulus in een elektrisch signaal
chemoreceptoren
➢ geurreceptoren reageren op chemische moleculen
➢ second-messenger systeem
➢ vuursnelheid afhankelijk van concentratie
fotoreceptoren
➢ staafjes en kegeltjes in de retina reageren op licht
➢ fotopigment rhodopsin → verandert in configuratie bij opname licht van
verschillende golflengtes
mechanoreceptoren
van perceptie tot bewustzijn Pagina 3
,hc2 somatosensorisch systeem
dinsdag 4 juni 2024 10:56
somatosensorisch systeem is betrokken bij tast-, pijn-, temperatuur- en proprioceptieve prikkels
➢ tast zorgt voor waarneming aanraking/druk op huid
➢ haptische waarneming: object blind identificeerbaar als huid kan functioneren (zonder laag ertussen)
2. sensorische receptorcellen
afferente mechanoreceptoren op de gladde huid (vingertoppen)
merkel-lichaampjes
➢ in epidermis
➢ langzaam-adapterend
➢ kleine receptieve velden
➢ detecteren van vorm en textuur, gevoelig voor puntjes
meissner-lichaampjes
➢ in dermis, vlak onder epidermis
➢ snel-adapterend
➢ kleine receptieve velden, maar mindere spatiele resolutie dan merkelcellen
➢ detecteren van beweging tussen huid en oppervlak, textuur en grip
ruffini-lichaampjes
➢ in dermis, liggen in stretches van de huid
➢ langzaam-adapterend
➢ grote receptieve velden
➢ detecteren van oprekken van huid > bewustzijn van positie vinger en hand
pacini-lichaampje: zenuwuiteinde met kapsel
➢ diep in derm
➢ is
➢ snel-adapterend
➢ grote receptieve velden
➢ detecteren van vibraties
snel-adapterend: reageren als een stimulus wordt opgemerkt, maar verminderen als de stimulus
aanhoudt > beweging
langzaam-adapterend: reageren bij een blijvende stimulus > detecteren van grootte en vorm van objecten
3. transductie
pacini-lichaampje bevat kanalen die in rusttoestand gesloten zijn
➢ hogere concentratie natrium buiten het neuron
➢ door druk (tast) worden de kanalen open getrokken > natrium stroomt cel in > depolarisatie
4. transmissie: signaal perifeer zenuwstelsel > centraal zenuwstelsel
zenuwbanen + relay stations (synaptisch contact)
➢ hoog genoege depolarisatie zorgt voor actiepotentialen verderop in
afferent neuron
➢ afferent neuron gaat via hersenstam naar medulla > synaptisch contact >
ventral posteriolaterale nucleus van de thalamus > synaptisch contact >
primaire somatosensorische cortex
dermatoom = huidvlak dat wordt voorzien van één ruggenmergzenuw (spinale
zenuw)
➢ gordelroos: infecteert zenuwuiteinde in dermatoom
codering
intensiteit
➢ wordt bepaald door hoeveel actiepotentialen per seconde door receptoren
➢ hoeveelheid receptoren die vuren
timing: wanneer komt stimulus op huid en wanneer stopt het
➢ langzaam-adapterend: merkel- en ruffini-lichaampjes
➢ snel-adapterend: meissner- en pacini-lichaampjes
submodaliteit: vibratiefrequentie
➢ lage frequentie: grof schuurpapier
➢ hoge frequentie: fijn schuurpapier
➢ submodaliteiten zijn het meest gevoelig voor verschillende frequenties
locatie: receptieve velden in mechanoreceptoren en relay stations
➢ kleine receptieve velden: merkel- en meissner-lichaampjes
➢ grote receptieve velden: ruffini- en pacini-lichaampjes
5. perceptie: verwerking gewaarwording tot waarneming
stimulus op de huid zorgt voor actiepotentialen
➢ in medulla treedt divergentie op
➢ actieve gedeelte wordt nog breder
➢ laterale inhibitie: neuronen in relay nucleus projecteren naar (zwarte)
inhibitoire neuronen
➢ uiteindelijk actief middelste neuron
somatosensorische cortex
➢ elk gedeelte cortex representeert stuk van huid
two-point discrimination
➢ in vingers kunnen 2 punten dicht bij elkaar liggen > detecteerbaar
➢ in benen moeten 2 punten verder uit elkaar liggen > detecteerbaar
somatotopie wordt bepaald door
➢ grootte receptieve velden
➢ hoe dicht de receptieve velden bij elkaar liggen
van perceptie tot bewustzijn Pagina 4
, ➢ in benen moeten 2 punten verder uit elkaar liggen > detecteerbaar
somatotopie wordt bepaald door
➢ grootte receptieve velden
➢ hoe dicht de receptieve velden bij elkaar liggen
organisatie van de cortex
3a: proprioceptieve informatie
3b (primaire somatosensorische cortex) en 1: tactiele informatie huid
2: tactiele informatie + informatie spieren en gewrichten
5: secundaire somatosensorische cortex
thalamus projecteert naar 3a, 3b, 1 en 2
3a, 3b, 1 en 2 projecteren naar elkaar
corticale lagen (laag 1 meest buitenste, laag 6 meest diepe)
➢ thalamus projecteert voornamelijk naar stellate celen van laag 4
➢ stellate cellen laag 4 > pyramidaal cellen laag 2, 3, 4 en 5
corticale kolommen
➢ SR: slowly adapting receptoren
➢ RA: rapid adapting receptoren
➢ D = digit = vingers
neuronen kunnen richtingsgevoelig/oriëntatiegevoelig/vormgevoelig zijn
plasticiteit = veranderingen in organisatie van brein als gevolg van ervaring
➢ gebied dat gebied op huid representeert kan groter/kleiner worden
➢ barrel cortex muizen gebied voor sensatie snorharen
○ snorharen weggehaald behalve D1 > grotere activiteit D1
➢ reorganisatie hersenen kan ook bij mensen > verlies van lichaamsdeel
➢ aanraken ander lichaamsdeel kan sensatie veroorzaken in
fantoomledemaat > op sensorische map hersenen zitten hand en gezicht
dicht bij elkaar > hand kwijt, geen informatie, dus neuronen wang
uitbreiden
➢ fantoompijn: hersenen verhogen zelf activiteit
van perceptie tot bewustzijn Pagina 5
, zoet: G-eiwit gekoppelde receptoren
hc3 reuk- en smaakzin ➢ bestaat uit 2 dimeren: tastreceptoren
dinsdag 4 juni 2024 10:56 ➢ 2 combinaties waarmee je suiker waarneemt
○ TAS1R2 + TAS1R3
○ TAS1R3 + TAS1R3
SMAAK ➢ second messenger IP3 → afgifte calcium → neurotransmitter ATP
sensorisch systeem opgebouwd op 2 manieren umami: G-eiwit gekoppelde receptoren
➢ across fiber patterns: geïntegreerde sensorische ➢ bestaat uit 2 dimeren
data (bijvoorbeeld gezichtsherkenning) ➢ 1 combinatie waarmee umami wordt waargenomen
○ menging eigenschappen ○ TAS1R1 + TAS1R3
➢ labeled lines: ruwe sensorische data (bijvoorbeeld ➢ affiniteit voor glutamaat
tonotopie tast)
○ in periferie neem je iets waar
○ rechtstreekse lijn naar hersenen
bitter: G-eiwit gekoppelde receptoren
smaak: waarneming van ➢ veel verschillende receptorcombinaties
➢ zout: natrium en mogelijk andere zouten ➢ detecteren van gif
➢ zuur: waterstof, koolstofdioxide, vetzuren
➢ zoet: suikers zout: ionkanaal receptoren
➢ umami (hartig): eiwit ➢ in knaagdieren appetatieve en aversieve component
➢ bitter
zuur: ionkanaal receptoren
➢ zuurgevoelige cellen werken via kalium-kanalen → 1 kaliumkanaal
ervaren van smaken die geen smaken zijn gevoelig voor lagere pH in cel → kanaal gaat dicht
➢ capsaïcine in pepers → binden aan warmte ➢ in membraan zuurcellen wordt eiwit tot expressie gebracht →
temperatuurreceptoren gasvormige CO2 in water dissocieert eerder in protonen → dus lokaal
○ lipofiel molecuul dus water helpt niet want lost veel meer protonen aan celmembraan → meer zuur
het niet in op → melk wel vanwege vetzuren ○ waarom?: vergisting van fruit detecteren
➢ wasabi → bindt aan pijnreceptoren → verdampt in
mond → schiet in keel
➢ menthol → bindt aan kou temperatuurreceptoren
tong → 1 papillae → heel veel smaakknopjes → type l/ll/lll cellen
➢ type1: soort gliacellen
○ ongeveer 50%
➢ type2: belangrijkste → bitter, umami, zoet, bitter+umami
○ ongeveer 33%
➢ type3: zout
○ ongeveer 2-20%
cellen depolariseren → activeren afferente neuronen → hersenen
labeled line zou betekenen: elke cel is gevoelig voor 1 smaak en elke cel voedt 1
neuron
➢ elke neuron gevoelig voor 1 smaak (uitzondering bitter+umami)
➢ meeste bitterreceptoren zijn specialisten voor 1 bittere stof
○ maar, je kan niet leren de smaken van elkaar te onderscheiden → dus alles
bitter
○ dus: labeled line met classificatiesysteem
across-fibre pattern zou betekenen: meerdere smaken per cel / cellen gevoelig voor
verschillende smaken stimuleren eenzelfde afferent neuron
➢ binnen perifere smaakknopje is communicatie tussen cellen
○ cola heel zuur → zuurcellen worden geactiveerd → maken serotonine aan →
serotonine werkt inhiberend op type2 cellen → voor maskering zuur toevoeging van
suiker → heel veel suiker want zuur inhibeert zoet
dus: duidelijke labeled lines, maar ook samenwerking
transmissie
hersenstam → thalamus → smaakcortex met tonotopie → frontaalkwab
➢ de ervaring van smaak is afhankelijk van combinatie van smaak, geur, textuur en uiterlijk
GEUR
retronasale geurperceptie: perceptie van geur tijdens het kauwen
verschil met smaak
➢ mens bevat 400 verschillende geurreceptoren - maar 5 voor smaak
➢ we kunnen een triljoen geuren van elkaar onderscheiden - alles van bitter = bitter
onderscheiding van geur
➢ bij visuele verschillende plaatjes → er is een verschil: DIT is het verschil
➢ bij verschillende geuren → er is een verschil: wat is het verschil?
➢ herkennen van geuren tegen achtergronden
olfactorische receptoren
➢ niet elke geur kan 1 receptor hebben → te veel geuren
➢ mogelijk reageren receptoren op 1 bepaald chemisch component
○ maar: dan reageert 1 receptor op heel veel verschillende geuren
○ dus: elke cel is gevoelig voor verschillende chemische componenten → op die manier: heel
veel verschillende codes → unieke representaties → deze coding is multidimensionaal
400 geurreceptoren → G-eiwit gekoppelde receptoren
➢ selectiedruk afgenomen → polymorfisme → niet alle coderende genen werken nog
➢ kwantiteit geur: hoe hoger de concentratie, hoe meer de neuron gaat vuren → grote coding range
➢ kwaliteit geur: hoeveelheid verschillende olfactorische receptorcellen die geactiveerd worden
signaaltransductie
geurmolecuul activeert G-eiwit gekoppelde receptor → G-eiwit Golf komt vrij → activeert
cAMP → activeert calcium-natrium kanaal → calcium influx → calcium + CAM activeert
chloride kanaal → chloride efflux → depolarisatie cel → calcium cel weer uit en natrium cel in
met natrium/calcium pomp
waarnemen van geuren tegen achtergrond in → adaptatie in olfactorische receptorcellen
➢ heel snel geadapteerd
○ calcium + CAM → activatie fosfodiesterase (PDE) → breekt second messenger
cAMP af → adaptatie → bestaande geur verdwijnt naar achtergrond
van perceptie tot bewustzijn Pagina 6
, ○
cAMP af → adaptatie → bestaande geur verdwijnt naar achtergrond
olfactorische receptoren bevinden zich in reukepitheel → nieuw:
elke 4 weken
➢ nieuwe axonen groeien door bot → direct contact met
olfactorische bulb
➢ 1 receptorcel → expressie 1 receptor
➢ odotope kaart: axonen van cellen die zelfde receptor tot
expressie brengen → axonen convergeren in blaasjes
olfactorische bulb: olfactorische glomeruli
periglomerulaire cellen: inhibitoire neuronen die olfactorische glomeruli met
elkaar verbinden
interneuronen (afferente neuronen)
➢ tufted neuronen
➢ mitrale neuronen
➢ onderling verbonden → inhibitoire granule neuronen
in olfactorische bulb → recurrent netwerk: excitatoire cel die inhibitoire cel
activeert → terugkoppeling (oscil→ hersengolven bij reuk
verhoging van concentratie geur zorgt voor meer actieve glomeruli → waarom?
➢ ambiguïteit kwaliteit en kwantiteit
van perceptie tot bewustzijn Pagina 7
