RuG
Hersenen & Gedrag

Hersenanatomie

De onderdelen die aan bod komen zijn:
Hersendoorsnedes

Je kunt hersenen op verschillende manieren doorsnijden.
Hier volgen enkele verklarende woorden:
  • Rostraal (anterior) = bek/ neuszijde
  • Dorsaal = rugzijde
  • Ventraal = buikzijde
  • Caudaal (posterior)= staart
  • Lateraal = structuur verst verwijderd van de mediaal
  • Mediaal = structuur dichtst bij de mediaal


(klik op de plaatjes voor een grotere versie)
De zenuwstelsels

  • Autonoom zenuwstelsel:
  • Het autonome zenuwstelsel voert functies automatisch uit zonder invloed van de "vrije wil". Het heeft invloed op veel responsen en werkt relatief langzaam.
  • Het autonome zenuwstelsel kan weer onderverdeeld worden in het sympatische zenuwstelsel en het parasympatische zenuwstelsel:
    • Sympatisch zenuwstelsel:
    • Het sympatische zenuwstelsel heeft vooral invloed op functies die geactiveerd worden in de fight, flight, fright en sex situaties. Denk hierbij aan verhogen van de bloeddruk, onderdrukken van het verteringssysteem en mobiliseren van glucosereserves.
    • Parasympatisch zenuwstelsel:
    • Het parasympatische zenuwstelsel heeft vooral invloed op vertering, groei, immuun response en energieopslag. Denk hierbij aan het verlagen van de bloeddruk en het activeren van de vertering.
  • Bijna alle weefsels (behalve bloedvaten in de huid en de zweetklieren) ontvangen signalen van beide systemen.
  •  
  • Animaal zenuwstelsel:
  • Het animale zenuwstelsel regelt zowel de bewuste waarneming en de verwerking van de opgenomen informatie van de zintuigen, als de bewuste bewegingen van de skeletspieren en de houding van het lichaam.
  • Het animale zenuwstelsel kan weer onderverdeeld worden in het centrale zenuwstelsel en het perifere zenuwstelsel:
    • Centraal zenuwstelsel:
    • Het centrale zenuwstelsel bestaat uit het ruggenmerg en de hersenen. De hersenen bestaan op hun beurt weer uit de grote hersenen, kleine hersenen en de hersenstam.
    • Perifeer zenuwstelsel:
    • Dit zijn de zenuwen die de spieren en organen met het centrale zenuwstelsel verbinden.
    Het centrale zenuwstelsel


    (klik op het plaatje voor een grotere versie)

    Ruggenmerg
    Het ruggenmerg is verbonden met de hersenstam. Hij leidt informatie van de huid, gewrichten en spieren naar de hersenen en weer terug. Het ruggenmerg communiceert met het lichaam via ruggenmergzenuwen.

    Hersenstam
    De hersenstam is een complex netwerk van draden en cellen die informatie van de grote hersenen naar de kleine hersenen en het ruggenmerg doorgeeft, en andersom.
    Daarnaast is de hersenstam verantwoordelijk voor de regulatie van vitale functies als ademhaling, bewustzijn en lichaamstemperatuur. Een beschadiging van de hersenstam leidt vrijwel altijd direct tot de dood. Dit in tegenstelling tot beschadigingen van de grote en kleine hersenen.

    Kleine hersenen
    De kleine hersenen bestaan uit twee delen die beide zo groot zijn als een appel. Samen bevatten ze ongeveer 10% van het totale hersenvolume. Toch hebben ze evenveel neuronen als de grote hersenen.
    De kleine hersenen spelen een rol bij het plannen, coördineren en controle van bewegingen en de balans en rotaties van het lichaam. Het is een schakelcentrum voor de aansturing van de spieren.
    De linker kant van de kleine hersenen is betrokken bij bewegingen van de linker kant van het lichaam. De rechter kant van de kleine hersenen is betrokken bij bewegingen van de rechter kant van het lichaam.

    Grote hersenen
    De grote hersenen bestaan uit twee hemisferen die onderling verbonden zijn door het Corpus callosum. De grote hersenen verwerken impulsen die afkomstig zijn van zintuigcellen. Het is de plek waar cognitieve en emotionele processen (logisch redeneren, planning en emotie) plaatsvinden. Daarnaast regelen de grote hersenen de bewuste bewegingen. De rechter hemisfeer ontvangt prikkels van de linker kant van het lichaam. En de linker kant van de hemisfeer ontvangt prikkels van de rechter kant van het lichaam.
    De hersenschors

    De hersenschors wordt ook wel cortex of neocortex genoemd.
    De hersenschors (cortex cerebri) is het gebied in de hersenen waar informatie uit de rest van het lichaam ontvangen, verwerkt en geïnterpreteerd wordt. Deze ontvangen informatie wordt omgezet in acties (gedachten, beweging oid).
    De cortex is de buitenste laag van de grote hersenen. De schors bestaat uit gyri (hersenwindingen), die gescheiden worden door fissurae (diepe groeven) en sulci (ondiepe groeven).
    De hersenschors bestaat uit twee delen: de neocortex en de allocortex.
    Ook kan de schors in vier onderdelen verdeeld worden: de frontale kwab, de temporale kwabben, de pariëtale kwabben en de occipitale kwab.





    De vier hersenkwabben


    (klik op de plaatjes voor een grotere versie)

    Het patroon in de hersenen van bulten (gyri) en groeven (fissures) van de grote hersenen is bij elk individu vergelijkbaar.
    Dit patroon kan men onderverdelen in vier kwabben die elk hun eigen functie hebben:

    Frontale kwab
    De frontale hersenkwab bevindt zich aan de voorkant van beide hemisferen. Deze speelt een rol bij het aansturen van willekeurige bewegingen. Ook is hij betrokken bij mentale functies als beoordelingsvermogen, impulscontrole, sociaal gedrag, geheugen, taal en probleemoplossing.

    Temporale kwab
    De temporale kwab zit aan de onderkant van de grote hersenen. Hij speelt een rol bij het gehoor, visuele herkenning, verbale geheugen en taalfuncties.
    De temporale kwab kan worden aangetast door ziektes als Alzheimer, migraine en epilepsie waardoor een gedeelte van het gezichtsveld kan wegvallen.

    Pariëtale kwab
    De pariëtale kwab zit achter de frontale kwab en boven de temporale en occipitale kwab. Hij speelt een rol bij het integreren van zintuiglijke informatie en ruimtelijk denken.

    Occipitale kwab
    De occipitale kwab zit aan de achterkant van de hersenen. Hij is verantwoordelijk voor het verwerken van visuele informatie.



    Structuren in de grote hersenen

    Prefrontale cortex
    De prefrontale cortex is een gebied dat in de frontaal kwabben is gelegen. Het is betrokken bij cognitive en emotionele functies zoals beslissingen nemen, plannen, sociaal gedrag en impulsbeheersing. Ook speelt het een rol in het werkgeheugen. De prefrontale cortex wordt tot het limbisch systeem gerekend.

    Entorhinale cortex
    De entorhinale schors is een gebied dat ligt in de mediale temporale kwabben en grenst aan de hippocampus. Het gebied is belangrijk voor encodering en opslag van informatie in het lange termijn geheugen.

    Hippocampus
    In beide hersenhelften is een deel van de hippocampus aanwezig. De hippocampus maakt deel uit van het limbisch systeem en is betrokken bij het vormen van nieuwe herinneringen (declaratief geheugen) en het vormen van het lange termijn geheugen. Deze gebeurtenissen zullen vervolgens worden opgeslagen in het lange termijn geheugen dat ligt in de cortex (consolidatie). De precieze rol van de hippocampus bij leren en geheugen is nog niet helemaal bekend. Ook andere hersengebieden en neurotransmitters spelen hierbij een rol.
    Bij de ziekte van Alzheimer is de hippocampus een van de hersendelen die wordt aangetast. Ook bij schizofrenie en epilepsie is er een afwijking in bepaalde delen van de hippocampus.

    Hypothalamus
    De hypothalamus is betrokken bij de regulatie van het autonome zenuwstelsel (dmv. hormonen). Hij integreert somatische en inwendige responsen in overeenstemming met de hersenen. Daarnaast is hij betrokken bij de regulering van de bloeddruk, hartslag, dorst, seksuele opwinding en de slaap-waak cyclus. De hypothalamus ligt boven de hypofyse en stuurt deze door het afgeven van signalen of neurohormonen.

    Thalamus
    In elk deel van de hersenen ligt een thalami welke met elkaar verbonden zijn.
    De thalamus is het schakelstation tussen de sensorische input en hersenschors (cortex). Welke prikkels van buitenaf binnen komen, wordt gefilterd door de thalamus en vervolgens naar de cortex gestuurd. Het lijkt geen essentieële structuur aangezien hij bij sommige mensen afwezig is.


    (klik op het plaatje voor een grotere versie)

    Hypofyse
    De hypofyse is een klier in de middenhersenen (achter de neusrug) die hormonen als GH, TSH, ACTH, FSH, ADH, oxytocine en gonadotrope hormonen, reguleert en afscheidt. Deze hormonen reguleren op hun beurt weer de werking van andere endocriene klieren. De hypofyse is verbonden met de hypothalamus die meet hoeveel hormonen er in het bloed worden afgegeven. Als dit voldoende of te weinig is wordt dit terug gekoppeld naar de hypofyse.

    Amygdala
    De amygdala is betrokken bij angst en agressie. Hij is onderverdeeld in drie delen; de basolaterale nuclei, de corticomediale nuclei en de centrale nucleus. Informatie van alle sensorische systemen komen in de amygdala samen en informatie kan worden geïntegreerd.
    Een laesie van de amygdala veroorzaakt afgevlakte emoties. Elektrische stimulatie lijdt tot onrust en angst.



    Systemen in de hersenen

    Ventrikel systeem
    Ventrikels zijn holtes in de hersenen waarin zich het hersenvocht bevindt. Deze holtes zijn onderling met elkaar verbonden. Het hersenvocht wordt gevormd in de plexus choroideus en doorloopt alle vier de ventrikels waarnaar het wordt afgevoerd via het vierde ventrikel en wordt afgebroken in de subarachnoide ruimte door de arachnoid villi.



    Limbische systeem
    Het limbische systeem bestaat uit een groep structuren die betrokken zijn bij emotie, emotioneel geheugen, motivatie en genot. De structuur bestaat uit een ring-vorm rond de hersenstam en het corpus callosum. De belangrijke onderdelen van het limbische systeem zijn: Amygdala, Cingulate gyrus, Fornix, Hippocampus, Hypothalamus, Olfactorische bulbus en de Thalamus


    (klik op de plaatjes voor een grotere versie)

    Serotonerge systeem
    Serotoninebevattende neuronen liggen geclusterd in de negen Raphe nuclei. Elke kern projecteert op een ander gedeelte van de hersenen. De RN zijn het meest actief gedurende de lichtperiode als men actief is. De RN en de Locus coeruleus zijn deel van een systeem dat betrokken is bij het activeren van de voorhersenen.
    De serontonerge neuronen spelen een belangrijke rol bij de regulatie van stemmingen, emotie en slaap (en waarschijnlijk ook bij agressie).

    De neurotransmitter serontonine (5-HT) wordt gegenereerd uit het aminozuur tryptofaan. De belangrijkste bron van tryptofaan is voedsel (granen, melkproducten en vlees). Verlaagde serotonine niveaus hebben vaak een depressie (of agressief gedrag) tot gevolg.


    (klik op het plaatje voor een grotere versie)

    Noradrenerge systeem
    Noradrenaline grijpt aan op de neuronen van de Locus coeruleus (LC). In elk van de hemisferen ligt er één. Elke Locus couruleus heeft 12.000 neuronen en elke neuron kan 250.000 synapsen maken. Er zijn twee hoofd-axonen vanuit de LC, één gaat naar de cortex van de grote hersenen, de andere naar de cortex van de kleine hersenen.
    De axonen lopen naar alle verschillende delen van de hersenen waaronder: de cerebrale cortex, thalamus en hypothalamus, olfactory bulb, middenhersenen en het ruggenmerg.

    De LC cellen zijn betrokken bij de regulatie van attentie, opwinding, slaap- waakritme, leren en geheugen, angst, pijn, stemming en hersenmetabolisme.
    Dit lijkt erop dat de LC bij alle processen betrokken is. Ze zorgen over het algemeen voor een betere respons en efficiëntere informatie verwerking.

    Noradrenaline wordt gemaakt uit het aminozuur tyrosine. Tyrosine is de voorloper van drie verschillende neurotransmitters nl. dopamine, noradrenaline en adrenaline samen heten ze catecholamines. Deze catecholamines zijn betrokken bij de regulatie van bewegingen, stemmingen, attentie en orgaanfuncties.


    (klik op het plaatje voor een grotere versie)

    Cholinerge systeem
    Cholinerge interneuronen komen voor in delen van de hersenen als het striatum en de cortex. Er zijn twee grote verspreidingssystemen, het basale forebrain complex en het pontomesencephalotegmental complex.
    Het basale forebrain complex projecteert axonen op de hippocampus en de neocortex.
    Wat de precieze functie van dit complex is weet men nog niet. Waarschijnlijk heeft het invloed op het leren en geheugen. Wel is het opmerkelijk dat de cellen het eerst dood gaan bij de ziekte van Alzheimer.
    Het pontomesencephalotegmental complex projecteert axonen op de thalamus waar het samen met het noradrenerg- en serotonergsysteem de prikkelbaarheid van de zintuigkernen reguleert.

    Acetylcholine (Ach) komt van het acetylcoenzym A (acetyl CoA). Een product van cellulaire respiratie in mitochondria en choline. ACh wordt gesynthetiseerd in alle motorneuronen.
    Acetylcholine is een veelvoorkomende neurotransmitter in spieren en synapsen van het autonome zenuwstelsel en postganglionaire synapsen van het parasympatische zenuwstelsel.


    (klik op het plaatje voor een grotere versie)

    Dopaminerge systeem
    Er zijn verschillende gebieden in de hersenen waar dopamine bevattende neuronen liggen. Bijvoorbeeld in de retina, olfactorische bulb en een deel van de hypothalamus.
    Twee ander gebieden liggen in de middenhersenen, de Substatia nigra en de ventral tegmentele area.
    Vanuit de Substatia nigra lopen axonen naar het striatum. Deze hebben invloed op het maken van vrijwillige bewegingen. Degeneratie van deze cellen leidt tot Parkinson.
    Vanuit de Ventral tegmentele area lopen axonen naar de frontale cortex en delen van het limbische systeem. Deze projectieroute wordt ook wel mesocorticolimbisch dopamine systeem genoemd. Er zijn aanwijzingen dat dit systeem betrokken in bij beloning en verslaving.

    Dopamine wordt gemaakt uit het aminozuur tyrosine. Tyrosine is de voorloper van drie verschillende neurotransmitters nl. dopamine, noradrenaline en adrenaline samen heten ze catecholamines. Deze catecholamines zijn betrokken bij de regulatie van bewegingen, stemmingen, attentie en orgaanfuncties.





    Lateralisatie

    Lateralisatie is de fase in de ontwikkeling waarbij de linker- of rechterhesenhelft dominant wordt. Dit bepaalt of je links- of rechtshandig wordt.



    Sexe-verschillen

    Verschillen in het brein van man en vrouw zorgen voor:
    • Verschillen in reproductie
    • Geslachtsidentiteit (het gevoel vrouw of man te zijn)
    • Sexuele geaardheid (heterosexueel, homosexueel)
    • Kansen op psychiatrische en neurologische aandoeningen
    • Leeftijds-afhankelijke neurodegeneratie
    Structurele verschillen in het brein uiten zich vooral in de volgende structuren:
    • De "Sexually Dimorphic Nucleus of the preoptic area" (SDN-POA)
    • De SupraOptische Nucleus en ParaVentriculaire Nucleus (SON en PVN)
    • De SupraChiasmatische Nucleus (SCN)
    • De Bed Nucleus of the Stria Terminalis (BNST)
    Ook in het autobiografisch geheugen zijn er verschillen tussen man en vrouw. Mannen gebruiken meer hun ruimtelijk geheugen en vrouwen gebruiken meer het tijdsverband tussen de losse herinneringen.



    De biologische klok (SCN)

    De biologische klok is een aangeboren mechanisme dat er voor zorgt dat bepaalde functies in een bepaalde periode plaatsvinden (denk aan het slaap-waakritme).
    De klok wordt aangestuurd door een groep neuronen in de hypothalamus: de nucleus suprachiasmaticus (suprachiasmatische nucleus; SCN). Als deze kern verwijderd wordt, blijken proefdieren een verstoord bioritme te ontwikkelen.

    Deze site is gemaakt door Lotte, Lillian, Cyril en Anja, in opdracht van de docenten van het vak Hersenen & Gedrag, in het kader van de cursus Ontwerpen aan de RuG.