Inhoud
Hoorcollege 2: Synaptopathy/schizofrenie ............................................................................................. 2
Hoorcollege 3 synaptopathie/autisme .................................................................................................. 14
Hoorcollege 4: Pre-synaptopathien: ..................................................................................................... 26
Hoorcollege 5: Human malfunctions of cortical development ............................................................. 39
Hoorcollege 6 Human malformations of cortical development (probleem indeling). .......................... 49
Hoorcollege 7 deel 3Human malformations of cortical development (MCDs) ..................................... 61
Hoorcollege 8 parkinsons ...................................................................................................................... 71
Hoorcollege 9 ziekte van Alzheimer Correte Wierenga ........................................................................ 81
Hoorcollege 10 myeline disorders......................................................................................................... 93
,Hoorcollege 2: Synaptopathy/schizofrenie
Sensorische cortex:
Je hebt van je hele lichaam soort plattegrond
in je sensorische cortex.
Gekeken met elektrodes en vinger stimuleren
kun je kijken waar de activiteit is in het brein.
Je kun onderzoek doen naar hoe plastisch de
sensorische cortex is:
Bij amputatie van vinger (vinger 3 afb). de
cellen krijgen geen input meer, worden niet
meer gestimuleerd. Cellen die signalen van
vinger 3 verwerkten, die hebben zich
aangepast en reageren nu op signalen van
vinger 2 of 4. Ze merken dat ze geen imput
meer krijgen en somatosensorische cortex
heeft zich gereorganiseerd
Aap steeds vinger 2 en 3 gestimuleerd, gebieden voor vinger 2 en 3 zijn veel groter geworden
➔ De cortex is heel plastisch en past zich aan, aan wat nodig is.
Cellen die input verliezen en input verandert, daar vind synaptische plasticiteit plaats
Synaptische plasticiteit is versterken of verzwakken van bestaande synaptische verbindingen. Je kunt
ook nieuwe synapsen aanmaken en oude afbreken.
Synaptische transmissie:
Celdepolarisatie → Ca+ kanalen open → snare eiwitten fuseren → synapitsche vesicles fuseren
membraan → neurotransmitters in synaptische spleet → postsynaptische cel receptoren waaaraan
neurotransmitters kunnen binden.
➔ Dit kan veranderen op veel manieren.
o Meer receptoren in postsynaptisch membraan zetten
o Kunt de calciumkanalen veranderen
o Je kunt de vesicles veranderen
o Grootte synaps veranderen
Hieronder tekstboek manier uitgelegd, andere manieren gebeuren ook ‘’on top of it’’.
,Platiciteit van synapsen:
Synapts kan LTP (long term potentiation) ondergaan of LTD (long term depression) ondergaan.
Plasticiteit van synapsen wordt beschouwd als de basis van leren en geheugen in onze hersenen.
Gevoelige/kritische periode:
➔ Periode waar brein erg plastisch is
Verschillende delen hersenen hebben op verschillende tijden de kritische periode en zijn ze extra
gevoelig voor leren.
Kinderen extra gevoelig voor leren.
- Babys eerst erg gevoelige periode voor sensorische input. → sensorische cortex
- Vervolgens is motorcortex en spraak gevoelig. → motorcortex.
o Vaak snappen kinderen taal al wel maar ze kunnen het motorisch nog niet
produceren.
- Daarna vrij lange periode voor hoge cognitieve functies (plannen, risico inschatten, sociale
interacties). → prefrontale cortex
Prenatale taalontwikkeling:
Pasgeboren babys kunnen geluiden heel goed horen. Ze kunnen omgevingsgeluiden horen in de
baarmoeder. Ze herkennen de stem van hun moeder en omgeving. Ze herkennen zelfs al de taal van
hun omgeving.
Onderzoek:
- Babys 0-3dagen, EG van afgenomen.
Ze hebben engels tegen baby gesproken en Tagalog (fillepijnse taal). Aan het EG signaal van babys
kunnen ze zien dat er een verschil is in horen van eigen taal en andere taal.
Hersenen hebben externe input nodig:
Brein heeft omgevingsfactoren nodig om zicht te ontwikkelen.
Onderzoek gekeken naar de visuele cortex in de rat en kijkt geeft visuele input contralaterale oog
(oog andere kant) en ipsilaterale oog → kijkt wat respons is. Meerder deel van de cellen reageren
wel op het contralaterale oog en niet ipyslaterale oog. Linker hersenhelft verwerkt rechter input en
andersom.
➔ Één oog dominant over andere oog.
➔ Je hebt een soort bias naar het contralaterale oog.
Deze dominantie is echter niet genetisch aangelegd.
Als je een rat in het donker laat opgroeien dan zie je dat de contra-ipsi ratio 1 is. Ogen reageren
gelijk.
➔ Schuiven van alles naar contralaterale oog, ontstaat doordat die zijn hersenen gebruikt.
,Omgevingsfactoren beïnvloeden hersenfunctie:
Muizen die geboren wordt in donker en dan in licht zet kunnen minder goed zien.
Visual aquity = hoe goed/scherp kun je zien
Je kunt een EEG meting doen = VEP(visual evoked potentials). Je kunt de visuele cortex stimuleren
met zwart-witte balkjes die je steeds smaller maakt. Als er veel licht is heb je groot signaal en weinig
licht weinig signaal. Elke keer maak je de balkjes smaller zodat de amplitude steeds smaller wordt.
Als je dit dan plot: relative freq tegen amplitude, dan wordt deze op gegeven moment 0 en ziet die
het verschil eigenlijk niet meer.
- Bij freq van 0.6 kan die dus contrast niet meer zien
- Controle ratten hebben een visual aquity van ongeveer 1 en ratten die in het donker zijn
opgegroeid 0.6, dan hebben ze een lagere visual aquity, ze kunnen minder scherp zien.
Ratten opgroeien in enriched environment opgroeien (veel speeltjes en contacten andere ratten),
hebben een veel betere visual acuity.
Verlies aan visuele input kun je compenseren door andere sensoren te prikkelen
Ervaringen vormen de hersenen:
Ze hebben katten laten opgroeien in een stereotype omgeving.
Bakken met alleen maar verticale of horizontale strepen.
Als je kijkt in visuele cortex van de kat, dan kijk je welke stimulus katten reageren in visuele cortex.
Katten die verticaal zijn opgegroeid die cellen reageren veel meer op verticale stimuli en veel minder
op verticale stimuli en andersom.
Als je met horizontale stimuli opgroeit raak je bijna
blind voor verticale stimuli.
Ook bij muizen gedaan:
Muizen bril opgezet waar speciale glazen in zitten
die horizontale stimuli doorlaten en verticale stimuli
die blurred die.
Muizen bril opgezet toen ze klein waren. Je ziet in
cortex van muis dat er meer cellen zijn die reageren
op horizontale strepen en minder op verticale
strepen.
Niet zo extreem dat die echt geen verticale dingen
kan herkent, maar de cortex heeft zich wel
aangepast.
, Visuele cortex:
- Dark rearing heeft dus invloed op hoe
visuele cortex is ingericht.
- Ander onderzoek is Molecular
deprivasion: één oog dichtgeplakt etc
zodat je er niet door kan zien. Dan verlies
je de dominantie van ene oog over de
ander verlies je.
o Normaal sterker resposn op
contraoog dan ipsi ook, maar dat
sterke respons voor contra die
verlies je als je oog dichtplakt.
Informatie verwerking hersenen:
Om soms wel of niet te reageren met er een soort balans/coördinatie zijn tussen exitatie en inhibitie.
Als er teveel excitatie is dan reageert de cel teveel en inhibitie te weinig → verstoring van de balans,
verstoorde werking van visuele cortex.
Om goed te begrijpen wat er gebeurd in ontwikkeling moet je zowel naar excitatie als inhibitie kijken.
Corticaal netwerk:
Excitatie schema willekeurige corticale laag:
- Sensorische input gaat eerst naar thalamus →komt voornamelijk binnen op
laag 4 → laag 4 via 2-3 naar laag 5 → laag 5 is de output, soortvan de
simpele circuit en zijn aantal subcircuitjes die daarop kunnen reageren.
Inhibatoire loop:
- Reguleert de excitatie loop.
- Er zijn veel verschillende soorten inhibatoire cellen die de informatie flow
reguleren en controleren.
Balans tussen excitatie en inhibitie:
Meet welke excitoire in inhibatoire input die binnen krijgt. Dat kun je doen op
verschillende leeftijden. Wordt gemeten met verschillende stimulus sterkten. De
harder je stimuleert des te meer excitatoir en inhibatoire inputs je krijgt op bepaald niveau en als je
niveau gaat plotten over tijd, dan zie je dat jonge cellen nog niet zoveel input krijgen want die
hebben nog niet zoveel synapsen gemaakt. Op gegevenmoment stabiliseert dat na een week of 5.
Ratio inhibitie en excitatie: die volgt heel netjes de ontwikkeling van de inhibitie.
Door Dark rearing wordt de ontwikkeling van inhibitie verstoort.
Eerst 5 weken in donker opgroeien en daarna 2
dagen in licht, die 2 dagen input van licht is al
genoeg om het te herstellen (jonge ratten erg
plastisch).
NR = normal rearing (normaal opgegroeid)
DR = Dark rearing
Als je kijkt naar de inhibitoire en excitatoire
input tussen DR en NR dan zie je dat de
excitatoire input niet zoveel veranderd maar de
inhibatoire input blijft achter. Door DR heb je te
weinig inhibitie → de balans is verstoord, de
coördinatie is verstoord als je geen goede
visuele input geeft.
Hoorcollege 2: Synaptopathy/schizofrenie ............................................................................................. 2
Hoorcollege 3 synaptopathie/autisme .................................................................................................. 14
Hoorcollege 4: Pre-synaptopathien: ..................................................................................................... 26
Hoorcollege 5: Human malfunctions of cortical development ............................................................. 39
Hoorcollege 6 Human malformations of cortical development (probleem indeling). .......................... 49
Hoorcollege 7 deel 3Human malformations of cortical development (MCDs) ..................................... 61
Hoorcollege 8 parkinsons ...................................................................................................................... 71
Hoorcollege 9 ziekte van Alzheimer Correte Wierenga ........................................................................ 81
Hoorcollege 10 myeline disorders......................................................................................................... 93
,Hoorcollege 2: Synaptopathy/schizofrenie
Sensorische cortex:
Je hebt van je hele lichaam soort plattegrond
in je sensorische cortex.
Gekeken met elektrodes en vinger stimuleren
kun je kijken waar de activiteit is in het brein.
Je kun onderzoek doen naar hoe plastisch de
sensorische cortex is:
Bij amputatie van vinger (vinger 3 afb). de
cellen krijgen geen input meer, worden niet
meer gestimuleerd. Cellen die signalen van
vinger 3 verwerkten, die hebben zich
aangepast en reageren nu op signalen van
vinger 2 of 4. Ze merken dat ze geen imput
meer krijgen en somatosensorische cortex
heeft zich gereorganiseerd
Aap steeds vinger 2 en 3 gestimuleerd, gebieden voor vinger 2 en 3 zijn veel groter geworden
➔ De cortex is heel plastisch en past zich aan, aan wat nodig is.
Cellen die input verliezen en input verandert, daar vind synaptische plasticiteit plaats
Synaptische plasticiteit is versterken of verzwakken van bestaande synaptische verbindingen. Je kunt
ook nieuwe synapsen aanmaken en oude afbreken.
Synaptische transmissie:
Celdepolarisatie → Ca+ kanalen open → snare eiwitten fuseren → synapitsche vesicles fuseren
membraan → neurotransmitters in synaptische spleet → postsynaptische cel receptoren waaaraan
neurotransmitters kunnen binden.
➔ Dit kan veranderen op veel manieren.
o Meer receptoren in postsynaptisch membraan zetten
o Kunt de calciumkanalen veranderen
o Je kunt de vesicles veranderen
o Grootte synaps veranderen
Hieronder tekstboek manier uitgelegd, andere manieren gebeuren ook ‘’on top of it’’.
,Platiciteit van synapsen:
Synapts kan LTP (long term potentiation) ondergaan of LTD (long term depression) ondergaan.
Plasticiteit van synapsen wordt beschouwd als de basis van leren en geheugen in onze hersenen.
Gevoelige/kritische periode:
➔ Periode waar brein erg plastisch is
Verschillende delen hersenen hebben op verschillende tijden de kritische periode en zijn ze extra
gevoelig voor leren.
Kinderen extra gevoelig voor leren.
- Babys eerst erg gevoelige periode voor sensorische input. → sensorische cortex
- Vervolgens is motorcortex en spraak gevoelig. → motorcortex.
o Vaak snappen kinderen taal al wel maar ze kunnen het motorisch nog niet
produceren.
- Daarna vrij lange periode voor hoge cognitieve functies (plannen, risico inschatten, sociale
interacties). → prefrontale cortex
Prenatale taalontwikkeling:
Pasgeboren babys kunnen geluiden heel goed horen. Ze kunnen omgevingsgeluiden horen in de
baarmoeder. Ze herkennen de stem van hun moeder en omgeving. Ze herkennen zelfs al de taal van
hun omgeving.
Onderzoek:
- Babys 0-3dagen, EG van afgenomen.
Ze hebben engels tegen baby gesproken en Tagalog (fillepijnse taal). Aan het EG signaal van babys
kunnen ze zien dat er een verschil is in horen van eigen taal en andere taal.
Hersenen hebben externe input nodig:
Brein heeft omgevingsfactoren nodig om zicht te ontwikkelen.
Onderzoek gekeken naar de visuele cortex in de rat en kijkt geeft visuele input contralaterale oog
(oog andere kant) en ipsilaterale oog → kijkt wat respons is. Meerder deel van de cellen reageren
wel op het contralaterale oog en niet ipyslaterale oog. Linker hersenhelft verwerkt rechter input en
andersom.
➔ Één oog dominant over andere oog.
➔ Je hebt een soort bias naar het contralaterale oog.
Deze dominantie is echter niet genetisch aangelegd.
Als je een rat in het donker laat opgroeien dan zie je dat de contra-ipsi ratio 1 is. Ogen reageren
gelijk.
➔ Schuiven van alles naar contralaterale oog, ontstaat doordat die zijn hersenen gebruikt.
,Omgevingsfactoren beïnvloeden hersenfunctie:
Muizen die geboren wordt in donker en dan in licht zet kunnen minder goed zien.
Visual aquity = hoe goed/scherp kun je zien
Je kunt een EEG meting doen = VEP(visual evoked potentials). Je kunt de visuele cortex stimuleren
met zwart-witte balkjes die je steeds smaller maakt. Als er veel licht is heb je groot signaal en weinig
licht weinig signaal. Elke keer maak je de balkjes smaller zodat de amplitude steeds smaller wordt.
Als je dit dan plot: relative freq tegen amplitude, dan wordt deze op gegeven moment 0 en ziet die
het verschil eigenlijk niet meer.
- Bij freq van 0.6 kan die dus contrast niet meer zien
- Controle ratten hebben een visual aquity van ongeveer 1 en ratten die in het donker zijn
opgegroeid 0.6, dan hebben ze een lagere visual aquity, ze kunnen minder scherp zien.
Ratten opgroeien in enriched environment opgroeien (veel speeltjes en contacten andere ratten),
hebben een veel betere visual acuity.
Verlies aan visuele input kun je compenseren door andere sensoren te prikkelen
Ervaringen vormen de hersenen:
Ze hebben katten laten opgroeien in een stereotype omgeving.
Bakken met alleen maar verticale of horizontale strepen.
Als je kijkt in visuele cortex van de kat, dan kijk je welke stimulus katten reageren in visuele cortex.
Katten die verticaal zijn opgegroeid die cellen reageren veel meer op verticale stimuli en veel minder
op verticale stimuli en andersom.
Als je met horizontale stimuli opgroeit raak je bijna
blind voor verticale stimuli.
Ook bij muizen gedaan:
Muizen bril opgezet waar speciale glazen in zitten
die horizontale stimuli doorlaten en verticale stimuli
die blurred die.
Muizen bril opgezet toen ze klein waren. Je ziet in
cortex van muis dat er meer cellen zijn die reageren
op horizontale strepen en minder op verticale
strepen.
Niet zo extreem dat die echt geen verticale dingen
kan herkent, maar de cortex heeft zich wel
aangepast.
, Visuele cortex:
- Dark rearing heeft dus invloed op hoe
visuele cortex is ingericht.
- Ander onderzoek is Molecular
deprivasion: één oog dichtgeplakt etc
zodat je er niet door kan zien. Dan verlies
je de dominantie van ene oog over de
ander verlies je.
o Normaal sterker resposn op
contraoog dan ipsi ook, maar dat
sterke respons voor contra die
verlies je als je oog dichtplakt.
Informatie verwerking hersenen:
Om soms wel of niet te reageren met er een soort balans/coördinatie zijn tussen exitatie en inhibitie.
Als er teveel excitatie is dan reageert de cel teveel en inhibitie te weinig → verstoring van de balans,
verstoorde werking van visuele cortex.
Om goed te begrijpen wat er gebeurd in ontwikkeling moet je zowel naar excitatie als inhibitie kijken.
Corticaal netwerk:
Excitatie schema willekeurige corticale laag:
- Sensorische input gaat eerst naar thalamus →komt voornamelijk binnen op
laag 4 → laag 4 via 2-3 naar laag 5 → laag 5 is de output, soortvan de
simpele circuit en zijn aantal subcircuitjes die daarop kunnen reageren.
Inhibatoire loop:
- Reguleert de excitatie loop.
- Er zijn veel verschillende soorten inhibatoire cellen die de informatie flow
reguleren en controleren.
Balans tussen excitatie en inhibitie:
Meet welke excitoire in inhibatoire input die binnen krijgt. Dat kun je doen op
verschillende leeftijden. Wordt gemeten met verschillende stimulus sterkten. De
harder je stimuleert des te meer excitatoir en inhibatoire inputs je krijgt op bepaald niveau en als je
niveau gaat plotten over tijd, dan zie je dat jonge cellen nog niet zoveel input krijgen want die
hebben nog niet zoveel synapsen gemaakt. Op gegevenmoment stabiliseert dat na een week of 5.
Ratio inhibitie en excitatie: die volgt heel netjes de ontwikkeling van de inhibitie.
Door Dark rearing wordt de ontwikkeling van inhibitie verstoort.
Eerst 5 weken in donker opgroeien en daarna 2
dagen in licht, die 2 dagen input van licht is al
genoeg om het te herstellen (jonge ratten erg
plastisch).
NR = normal rearing (normaal opgegroeid)
DR = Dark rearing
Als je kijkt naar de inhibitoire en excitatoire
input tussen DR en NR dan zie je dat de
excitatoire input niet zoveel veranderd maar de
inhibatoire input blijft achter. Door DR heb je te
weinig inhibitie → de balans is verstoord, de
coördinatie is verstoord als je geen goede
visuele input geeft.
