De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

0 Inleiding Biofysica John van Opstal Deel 1: De Biofysica van het Neuron (wkn 1-4) Neurale Communicatie en Leren (5) Deel 2: Lineaire Systeemtheorie Toepassing.

Verwante presentaties


Presentatie over: "0 Inleiding Biofysica John van Opstal Deel 1: De Biofysica van het Neuron (wkn 1-4) Neurale Communicatie en Leren (5) Deel 2: Lineaire Systeemtheorie Toepassing."— Transcript van de presentatie:

1 0 Inleiding Biofysica John van Opstal Deel 1: De Biofysica van het Neuron (wkn 1-4) Neurale Communicatie en Leren (5) Deel 2: Lineaire Systeemtheorie Toepassing op Oogbewegingen (wkn. 6-8) Bio- Moleculen NetwerkSystemenMembraanNeuron nanometerschaalmicrometerschaal millimeterschaalcentimeterschaal Coll 1 Coll 2Coll 3-4Coll 5Coll 6-8

2 1 Collegestof: Syllabi: zie Blackboard onder Course Documents (deel 1 en deel 2) Uit ‘Neuroscience’ 3 rd/ 4 th/5th edition, Purves et al., Sinauer Assoc., MA, USA Hoofdstukken 1-5, 13 en 19 (pdf file van Ed. 3 boek evt. te downloaden) brainfacts.pdf een Neuroscience Primer Werkcollege opgaven (‘Assignments’ in BB) Inleveren werkcollege opgaven levert in totaal maximaal 1 extra bonuspunt op. Werkcolleges Maandag 15:45-17:30 of Vrijdag 10:45-12:30 Vrijdagen 12:45-13:45 vragenuur bij docent (kamer 0.10 afdeling Biofysica)

3 2 Basiskennis van de ‘topografie’ van het menselijk brein

4 3 het menselijk brein: verschillende regio’s

5 4 Coördinaten in relatie tot het menselijk brein

6 5 Denkbeeldige vlakken door het menselijk brein

7 6 Dwarsdoorsnede (mid-sagittale sectie) van het menselijk brein

8 7 Dwarsdoorsnede (coronale sectie) van het menselijk brein

9 8 Dwarsdoorsnede (andere coronale sectie) van het menselijk brein

10 9 Neocortex is gelaagd (I t/m VI). Lagen IV en V vormen input en output van de neocortex; de overige lagen vormen intra-corticale locale circuits. Ondanks de vele gespecialiseerde gebieden (Brodmann’s areas), is de locale circuitstructuur bijna overal hetzelfde.

11 10 De bouwstenen van het brein: - astrocyten - gliacellen - neuronen (vele verschillende typen)

12 11 Een aantal verschillende typen neuronen: Cerebrale cortexCerebellum Retina-III Retina-IIRetina-I hersenstam

13 12 Axon + myelineDe onderdelen v/e neuron

14 13 De onderdelen v/e neuron Synapsen en myeline

15 14 De onderdelen v/e neuron De dendrieten

16 15 De onderdelen v/e neuron Het cellichaam

17 16 De onderdelen v/e neuronAxon met myeline en knoop van Ranvier

18 17

19 18

20 19

21 20

22 21

23 22 Structuur en functie: verschillende corticale gebieden zijn betrokken bij verschillende functies. Bijvoorbeeld: verwerking en representatie van sensorische input. Hier de primaire somatosensorische cortex. Concept: het receptieve veld van een neuron. = dié verzameling stimuli die het neuron doen vuren de homunculus de somatosensorische map

24 23 Receptief veld van een neuron

25 24

26 25 De transmissie van visuele informatie door het CZS Ocular dominance kolommen (L,R) LR V1

27 26 De visuele wereld wordt in multipele kaarten afgebeeld: V1 – V4 V1 V2 V3V4 Achterste deel van het humane brein

28 27 Meting van het receptieve veld van een neuron in de primaire visuele hersenschors (V1). Dit neuron is gevoelig voor de oriëntatie van lijnelementen in een bepaald deel van de visuele omgeving (het visuele receptieve veld). De oriëntatiegevoeligheid varieert op een systematische manier tussen naburige ‘kolommen’ in de visuele cortex, en is constant binnen een kolom. Hubel & Wiesel filmpjes

29 28 Meting van het receptieve veld van een neuron in de auditieve hersenschors. Hier zijn neuronen gevoelig voor de frekwentie van een aangeboden toon. Naburige kolommen coderen op een systematische manier frekwentie, binnen een kolom is de frekwentiegevoeligheid constant (tonotopische representatie van geluid, ofwel een ‘Fourieranalyse’)

30 29

31 30

32 31 Meting aan neurale circuits met micro-electroden: Individuele membraanpotentialen

33 32

34 33 Membraan scheidt het intracellulaire medium van de buitenwereld. Membraan is semipermeabel voor specifieke ionen (Na +, K +, Cl -, Ca 2+ ). Membraan is volledig permeabel voor watermoleculen. Tussen binnen- en buitenzijde van het membraan heerst een concentratieverschil voor de verschillende ionen. Wat is hiervan het fysische gevolg? Hoofdstuk 2: Fysische modelbeschrijving van de electrische potentiaal over het celmembraan

35 34 De vier belangrijkste ionen voor neuronen:

36 35 De Wet van Fick voor diffusie van deeltjes in een inhomogene oplossing ∃ Concentratiegradiënt in x-richting; c(x) = N(x)/(YZL) Flux: D = diffusieconstante = L 2 /(2Δt) Flux ≡ #deeltjes per tijdseenheid (∆t) door oppervlakte-eenheid (YZ) N(x) N(x-L)

37 36 ( ζ = wrijvingscoëfficiënt vd vloeistof) Wordt op het vragenuur behandeld

38 37 De Nernst vergelijking Electrische energie v/e ion (valentie z) in electrisch veld (potentiaal V): Boltzmann: in evenwicht is de kans om een ion in gebied i met potentiaal V i te vinden: Membraan: twee gebieden. Binnen (i) en buiten (o). De Nernst evenwichtspotentiaal (Doen we op vragenuur)

39 38 De Nernst evenwichtspotentiaal INOUT V=0, c=20 mM/l V=-58 mV, c=400 mM/l K+K+ K+K+ INOUT V=+50 mV, C=440 mM/l V=0 mV, C=50 mM/l Na + Electrostatische kracht Entropische kracht Electrostatische kracht Entropische kracht

40 39 Stel dat het membraan alleen K+ doorlaatbaar is (oranje). Welk potentiaalverschil ontstaat er dan a.g.v. een concentratieverschil? De Wet v Nernst: Geen netto K+ flux netto K+ flux van 1 naar 2 Potentiaalverschil heft K+ flux op

41 40 En andersom: de membraanpotentiaal beïnvloedt de ionconcentraties: -58 mV is de evenwichtspotentiaal Netto K+ flux van 1 naar 2 Geen netto K+ flux Netto K+ flux van 2 naar 1

42 41 Bij een actiepotentiaal verandert de membraanpotentiaal heel snel, en dientengevolge ook de geleiding voor de Na en K ionen. Het mechanisme hiervan komt in volgende college aan bod.

43 42

44 43 Deze week: Bestudeer: Purves: Hoofdstuk 1, Neuroscience Primer Syllabus: t/m pag. 24 Maak: Werkcollege: Opg pag. 17/18 Opg pag. 32


Download ppt "0 Inleiding Biofysica John van Opstal Deel 1: De Biofysica van het Neuron (wkn 1-4) Neurale Communicatie en Leren (5) Deel 2: Lineaire Systeemtheorie Toepassing."

Verwante presentaties


Ads door Google