Neurologische krachten en begrippenEen verzameling van begrippen-met-korte-uitleg van de neurologie als neurowetenschap of neurofysiologie (en niet neuroziekte), concentrerende op het functionele belang van de items - onderstaande verzameling is een onderbouw van psychologische
De begrippenlijst is
tevens een introductie in de neurologie in de zin van "werking van de hersenen",
middels de aangegeven hiërarchische nummering -
voor een indeling naar die nummering, ook te zien in de lijst rechts, klik hier
Gebruik voor de meer gedetailleerde illustraties de Leeshulp, zie rechtsboven.
Dit is een hiërarchische indeling van grotere naar kleinere structuren (1 t/m 5)
en specifiekere naar algemenere processen (7 t/m 9)
- voor een alfabetische indeling, klik hier
Gebruik voor de meer gedetailleerde illustraties de Leeshulp, zie rechtsboven. Acetylcholine Acetylcholine is de onbekendste van de basaal-gedrag regulerende neurotransmitters
Acetylcholine wordt opgewekt in een gebied bovenin de hersenstam Meer over de rol van acetylcholine Amygdala De amygdala
(groen in de illustratie rechts),
onderdeel van de emotionele hersenen
De emotionele hersenen hebben ook een nieuw en meer flexibel geheugen dan het reflexensysteem, en zijn op die manier in staat in het eigen leven opgedane ervaringen te gebruiken voor de evaluatie van huidige. Als die ervaringen een negatief oordeel inhouden, kan de amygdala andersom werken en de overige emotie-organen, de hersenstam en de rest van het lichaam aansturen. De meest zichtbare vorm van directe aansturing loopt via de caudate nucleus (geel in de illustratie), deel van de basale ganglia Bij beide vormen van waarschuwing gaat er ook een boodschap naar de rest van de hersenen en het lichaam. Dit is onder andere de neurotransmitter Op een nog hoger niveau hergebruiken ook de rationele hersenen, de cortex Naast het negatieve oordeel over scenario's is er natuurlijk ook een positief oordeel - dat verloopt via andere organen, zie de nucleus accumbens Basal forebrain Niet te verwarren met forebrain
Basale ganglia De
"basale ganglia" is de term voor één
van de standaard hoofdindelingen van hersenonderdelen, zijnde een aantal
onderdelen direct boven en in de hersenstam
De
deelstructuren van de basale ganglia zelf zijn dusdanig met elkaar verweven dat een enkele afbeelding
dit niet kan weergeven - een schetsmatige staat rechts (van hier
Een belangrijk kenmerk van de basale ganglia is dat ze voornamelijk uit afvuren-remmende of inhiberende Onder de functies van de basale ganglia worden vele zaken geschaard, met als meeste frequent genoemd zaken gerelateerd aan beweging. Op deze website wordt gepostuleerd dat de basale ganglia complete handelingspatronen (scenario's) samenstellen uit de door de hersenstam voorverwerkte waarnemingen Meer over de basale ganglia hier Biochemie De werking van de hersenen is gebaseerd of de werking van
biochemie. De signaaluitwisseling verloopt via biochemische moleculen,
neurotransmitters
Van de stofwisseling, de verwerking van voedsel, is bekend dat het gebeurt in stappen - ketens. Het opbouwen van (neuro-) moleculen gebeurd ook in ketens. Een probleem ergens in die keten veroorzaakt algemene neurologische problemen. Veel van de zwaardere neurologische kwalen zitten in problemen met de opbouw-keten, de bekendste zijnde Parkinson, met als uiting een gebrek aan dopamine Minder ernstige neurologische kwalen kunnen ook een biochemische component hebben. Door een relatief klein probleem in de opbouwketens kan bijvoorbeeld van een bepaalde neurotransmitter een beperktere hoeveelheid beschikbaar zijn. Bij normale omstandigheden kan dit voldoende zijn, maar bij extra belasting van het systeem te weinig. Leidende tot één of andere vorm van disfunctioneren. Deze biochemische overbelasting kan ook een niet-biochemische oorzaak hebben. Als er een zwaar beroep gedaan wordt op één neurologisch proces dus één soort moleculen dus één opbouwketen, kan een andere keten die deels gebruik maakt van dezelfde grondstof een tekort ontwikkelen. Enzovoort. De biochemie kan ook extern gemanipuleerd worden, door stoffen bekend als "drugs". Verschillende soorten drugs beïnvloeden verschillende ketens op verschillende punten - één van de soorten is die van nicotine, die de keten van dopamine beïnvloedt. Recent (schrijvende 2016) onderzoek heeft laten zien dat LSD, dat zowel de dopamine- als serotonine-keten beïnvloedt, de hele hersenen in verhoogde staat van activiteit brengt Veel van de werking van drugs en verdere biochemie vindt plaats in de synaps Brein "Brein" of "brain" (van veel termen wordt de Engelse
benaming gegeven ten einde het zoeken op het internet te vergemakkelijken - voor
een overzicht van locatie-terminologie, zie hier
Een tweede indeling en naamgeving is gebaseerd op de embryonale groei van het zenuwstelsel dat natuurlijk begint als een klein aantal cellen dat zich steeds verder uitbreidt en opdeelt - de basisterm is "encephalon", en de vele onderverdelingen zijn uitgelegd in de illustratie hier Cerebellum Het cerebellum of de kleine hersenen zijn veruit de grootste structuur na de
grote hersenen of cortex
Maar binnen dat vel dient zich een zeer significant verschil aan: het vel van het cerebellum heeft een structuur bestaande uit drie lagen van neuronen, en de cortex respectievelijk vijf (cingulate-) en zes voor de neocortex. Ook hoort het cerebellum tot de hersenstam Toch doet de overeenkomstige structuur een overeenkomstige
functionaliteit vermoeden. De functionaliteit van de neocortex, naast een
gedeeltelijke herhaling van diverse lichaamsfuncties, is die van het leren en
nadenken - op alle mogelijke niveaus. De hier aangenomen en enigszins voor de
hand liggende veronderstelling is dat ook het cerebellum een leer-functie heeft,
en wel het leren van de fijne coördinatie van bewegingen en de combinatie van
bewegingen en waarnemingen. Dat blijkt onder andere uit de grote bundels
verbindingen naar en van het cerebellum van diverse kernen betrokken bij
beweging en waarneming in de hersenstam.Dat er sprake is van een leerproces aangaande de fijne coördinatie van beweging is evident, als je kijkt naar hoe jonge dieren en kinderen bewegen. Ook is evident dat dit leerproces vrij lang duurt, en dat het een essentieel deel uitmaakt van de ontwikkeling tot een volwassen dier. En dat de mate van ontwikkeling hierin een groot deel van het overlevingssucces van het specifieke individu bepaalt. Allemaal overeenkomend met de fysiologische positie van het cerebellum. Meer over het cerebellum en met name de structuur van haar neurale netwerk hier Cingulate cortex Bij zoogdieren is de cortex gesplitst in twee delen: de cingulate cortex aan de
onderkant en de neocortex erboven. Komende hoger op de evolutionaire ladder
wordt de neocortex steeds groter en belangrijker, tot hij bij de soort homo een
explosieve groei vertoont tot aan zijn huidige dominante omvang. Binnen de
neocortex wordt een groot deel van de functionaliteit van de meer basale
structuren van hersenstam en emotionele hersenen gerepliceerd, zij het dat het
meestal iets tot veel langer duurt - dat langer duren heet "nadenken". Dat
betekent vermoedelijk ook dat een flink deel van de originele functies van de
cingulate cortex is overgenomen en deze andere functies moet hebben gekregen.
Voor wat betreft de anterieure cingulate cortex, het voorste deel, is deze wel
redelijk bekend: die coördineert en bemiddelt bij conflicten tussen uitkomsten van de lagere
hersenstructuren en de neocortex
Cortex De cortex
(bij dieren ook cerebrum geheten) is het hoogste van de drie hoofdonderdelen van het brein, de andere
zijnde ruggemerg plus hersenstam en de emotie-organen. Het is tevens veruit het
grootste, en datgene dat de mens doet onderscheiden van de overige diersoorten
en hem vergeleken met de mensapen zijn hoge voorhoofd geeft.Binnen de cortex bestaan er twee tweedelingen die het verdelen in vieren: een beneden-boven verdeling tussen de cingulate cortex Meer over de cortex hier Depressie Depressie is een kwaal die bij ruim 1 miljoen Nederlanders behandeld wordt met medicijnen, oftewel als zijnde een biochemische Voor alle belangrijke neurotransmitter-circuits geldt vermoedelijk dat er naast de reguliere naar evenwicht Bij te sterke prikkeling van de "negatieve" circuits in de combinatie met meer algemene processen wordt het hele eraan verbonden activiteitenpatroon "uitgezet" - bij algemene processen via het reticular activating system" (RAS) De vormen van behandeling van depressie worden besproken bij therapie Dopamine Dopamine is de eerste van het tweede paar basaal-gedrag regulerende neurotransmitters
Dopamine is vermoedelijk de bekendste van alle neurotransmitters, omdat het in de hogere hersendelen wordt geassocieerd met plezier, in alle mogelijk variaties. Dat heeft de bedoeling vruchtbaar/effectief gedrag te versterken en te doen herhalen, maar iedereen is bekend met het verschijnselen van verslaving aan gedrag. Alle vormen van verslaving zijn het gevolg van overactiviteit van dopamine - de verslavende stoffen als heroïne (het gedrag is het innemen van die stoffen) wekken dopamine op. Dit geldt ook voor alle vormen van voorkeur, zoals bijvoorbeeld religieuze en ideologische: alle meer dan gematigde vormen daarvan zijn het gevolg van de overstimulering door dopamine: het vrijmaken van dopamine doet de behoefte aan het vrijmaken van meer dopamine stijgen, en er is op ieder moment een potentieel gevaar voor zelfversterking. EEG EEG is een afkorting van elektro-encefalogram, maar de afkorting is gebruikelijker en bekender dan de naam,
die betekent: elektrisch diagram van het brein. Een EEG wordt gemaakt door de hele schedel te omhullen met elektrodes die de elektische activiteit
van hele hele brein opvangen, leidende tot plaatjes zoals rechts. Meestal
toont men onder elkaar diverse diagrammen, komende van periodes van waken en
periodes van slaap, van welke laatste er diverse blijken te zijn,
kenmerkende voor soorten van slaap. De diagrammen met de meest zichtbare
golfstructuur blijken samen te vallen met perioden van slaap waarin de ogen
snelle bewegingen maken, afgekort als REM (rapid eye movement) slaap.Men zou dus kunnen denken: grote golven, dus meest hersenactiviteit, maar in dit is het EEG misleidend want het omgekeerde is het geval: hoe meer acitviteit, hoe meer ongecoördineerde golven binnen het brein, en veel ongecoördineerde golven middelen uit tot nul (bergen tegenover dalen, enzovoort). In moderne tijden is het EEG min of meer verouderd, omdat veel gedetailleerde opnames van hersenacitviteit gemaakt kunnen worden met de fMRI-techniek. Emotie-organen De
"emotie-organen" is een concept dat niet gebruikt wordt in de standaard
neurologie, waar men "limbische systeem"
Deze keuze is gemaakt op basis van functionaliteit. De emotie-organen handelen de tweede laag van beslissingen af, na het "vechten, vluchten, bevriezen of eropaf gaan" van de hersenstam De term "emoties" slaat op de door het bewustzijn waargenomen gevolgen van de reacties volgende op de evaluatie van scenario's door hersenstam en "emotie-organen": de vermijdings- en "niet-(meer)-doen" signalen worden vertaald als "angst", het "doe-zo-veel-mogelijk" als "vreugde". Enzovoort. Die signalen van de hersenstam worden overgebracht door de daar genoemde neurotransmitters Ook bij de emotie-organen is sprake van specialisatie in functionaliteit. Zo is de amygdala Meer over de emotie-organen hier Epilepsie Epilepsie, in zijn gebruik van verzamelnaam voor alle verschijnselen van
tijdelijke spasmatisch-achtige verschijnselen al dan niet van lichamelijke aard
("aanvallen"), is de meest voorkomende neurologische aandoening - in zijn
ernstigste vorm bij 1 procent van de bevolking. Dat betekent automatisch dat het
verband houdt met een fundamenteel proces in het brein, en gezien de
verschijnselen, onder andere ook betrekking hebben op willekeurige
lichaamsfuncties als speekselafscheiding, op een neurologisch basaal niveau. Dat
wil zeggen: minimaal de emotie-organen maar ook de hersenstam zijn er bij
betrokken. De epileptische aanval is in een EEG, zie rechtsboven, zichtbaar als
een storm van golven die de hele hersens "overwoekert", zie het onderste
patroon.De tweede aanwijzing voor de aard van het proces is dat het opgewekt kan worden door periodieke lichtsignalen - dit is dusdanig veelvoorkomend dat in Engelse nieuwsuitzendingen wordt gewaarschuwd als in een reportage beelden verschijnen met "flash photography" - kort achter elkaar de lichtflitsen van de camera's van persfotografen. Hierbij geldt de denkmethode van "adaequatio" Ervaringen met patiënten met ernstige vormen van epilepsie Forebrain Dit is gewoonlijk de Engelstalige term voor het Latijnse pro-encephalon of prosencenphalon, zie hier Hersenstam De
hersenstam ligt in het directe verlengde van het ruggenmerg, en wordt soms
daarmee tezamen genomen. Ruwe indelingen zijn medulla oblongata (onder, zie de
inkeping in de illustratie) en pons (boven), of tectum (midden) en tegmentum
(boven). Ruggemerg en hersenstam handelen de allereerste laag
van beslissingen te nemen in het kader van het overleven af - ook wel het
reflexmatige systeem geheten. Die beslissingen zijn van de soort "vechten,
vluchten, bevriezen of eropaf gaan". Het ruggemerg werd door de natuur van dusdanig belang "geacht", dat het al in een vroeg stadium van de evolutie van het zenuwstelsel in de wervelkolom wordt verstopt ten eind het te beschermen: schade aan het ruggemerg betekent schade aan het bewegingsapparaat en een makkelijke prooi voor de andere bewegers. De hersenstam is minstens net zo belangrijk, maar op dat punt werden de neuronknopen zo groot dat er geen plaats was in de wervelkolom. De kernen of anderszins groeperingen van de medulla coördineren de bewegingen met het waarnemingsstelsel. In de pons en erboven liggen ook de kernen van de ingewikkeldere functies voor het instandhouden van het lichaam, ademen, temperatuurregeling enzovoort. Hier samengenomen met de hersenstam is het cerebellum Ruggemerg en hersenstam sturen ook de basale functies van het hele lichaam inclusief alle organen aan, verdeeld in twee mogelijke levenssituaties: alarmsituaties ("vechten" en "vluchten") waarin het gaat om maximale inzet van waarnemingsorganen en bewegingsapparaat, dat wil zeggen: maximaal energieverbruik, en de "rust"-situaties, waarin het gaat om maximale energieopname (voedselvoorziening) en reproductie. Het eerste heet het (ortho)sympatische zenuwstelsel het tweede het parasympatische. De bovenkant van de hersenstam bevat ook de eerste laag van beoordeling van handelingen en de omgeving waarin die gebeuren. In de hersenstam is dit grotendeels beperkt tot de keuze "vechten, vluchten, bevriezen of eropaf gaan" - die derde wordt vaak vergeten maar is essentieel voor latere ontwikkelingen De beoordeling van handelingen en de omgeving gebeurt, net als de rest van de werking van neuronen Deze vier neurotransmitters komen in een viertal als opvolgers van het tweetal dat de neuronen direct onderling gebruiken Op deze aansturing van gedrag door de vier neurotransmitters uit de hersenstam hebben de emotie-organen Meer over de hersenstam hier Hippocampus De
stap in functionaliteit van de
hersenstam
De eerste- en basisvoorwaarde voor het leren van gedragspatronen is het kunnen opslaan van die patronen - oftewel: het bestaan van een geheugen. De hippocampus, groen in de illustratie rechts, is bekend als hebbende een sleutelrol in de geheugenfuncties. Kennis als eerste ontleend van een "toevallig" proefpersoon bij wie in verband het hevige epileptische aanvallen de hippocampi (links en rechts) werden verwijderd Uit dat laatste valt direct af te leiden dat de hippocampus niet het geheugen zelf is, en hoogstens een zeer-korte-termijn-geheugenfunctie heeft. Het uit ervaringen en experimenten bekende korte-termijn-geheugen van circa 20 minuten tot een halfuur en het lange-termijn van in principe het gehele leven liggen dus elders. Meer over de tijdsafloop van de werking van het geheugen hier Voor wat betreft het kortetermijn-geheugen, ligt het voor de hand om te veronderstellen dat ligt in structuren voor of naast het niveau van de hippocampus. De hier gepostuleerde en redelijk voor de hand liggende optie is die van de basale ganglia
Voor een vastgelegd scenario plus evaluatie, "ervaring", te kunnen gebruiken
voor actuele scenario's, moeten er overeenkomsten gevonden
worden tussen die scenario's. Dat is vermoedelijk de eerste functie van de
hippocampus. Dat doet de hippocampus door de gedragingen te analyseren in
concepten - de meeste daarvan zijnde ongeveer hetzelfde als mensen in het bewustzijn
gebruiken om zaken in te delen: "man" en "vrouw", en dergelijke.
In plaats van
dat hele scenario's moeten worden vergeleken, worden dan eerst een klein aantal
algemenere en dan steeds meer specifiekere kenmerken afgewerkt tot een (vrijwel)
zekere match is gevonden - wat veel sneller gaat dat een complete "stukje voor
stukje" vergelijking. Zo kunnen de meeste mensen (delen van) de tekst rechts lezen, zonder
dat de volledige letters er staan, doordat het interpretatieproces eerst de ruwe
kenmerken van de diverse letters nagaat, en voor alles gescand is al weet welke
volledige letter er gaat komen. De hippocampus heeft vermoedelijk voor dit doel als hoofdfunctie
het ontleden van scenario's in concepten, en mogelijkerwijs niets meer dan dat
Om die functie te vervullen, heeft de hippocampus, vaak samengenomen met
aanliggende onderdelen tot het hippocampus-complex, de
lagenstructuur van een neuraal netwerk
Na het ontleden van het scenario en het vergelijken, is er
nog een derde functionaliteit noodzakelijk voor dit alles om nuttig te worden:
het evalueren. Nu is bekend dat de evaluatiefuncties gedaan worden door de emotie-organen, met name de amygdala
Er zijn sterke aanwijzingen dat het hippocampus-circuit minstens twee zaken niet doet: het verwerken van de waarnemingen van geur en smaak - dit vindt plaats in het circuit van de basale ganglia Meer over de hippocampus hier Hormonen Hormonen zijn signaalstoffen van het zenuwstelsel, neurotransmitters Hypofyse Een van de "klieren", structuren die hormonen in de bloedbaan pompen, zie hypothalamus Hypothalamus De hypothalamus
(de wat onregelmatige structuur bovenin het groene gedeelte in de illustratie) is evolutionair een beetje een buitenbeentje, want ze stamt van
het diencephalon
Inhiberen/inhibitie Door de nadruk op de basale activiteit van neuronen Daarnaast is er een "logisch" probleem: veel van de neuronale circuits voeren schakelfuncties uit waaraan "gerekend" moet worden. Het is een wet uit de logica dat je wel alle soorten logische- of reken-circuits kan maken uit een omkerende schakelaar, maar niet uit een niet-omkerende, af te leiden uit dat +1 * +1 = +1, en –1 * – 1 = +1 . In de neurologie is dat weerspiegeld in dat de meeste activerende neurotransmitters De essentiële rol van inhibirende neuronale interacties
blijkt uit het feit dat vrijwel alle verbindingen binnen de basale ganglia
Dit wordt op veel grotere schaal weerspiegeld in het feit dat er zeer veel psychologische processen zijn die moeilijk verklaarbaar zijn met elkaar exciterende of met elkaar communicerende denkmodules, maar zeer makkelijk met het geïnhibeerd zijn van de verbindingen tussen modules. Zo lijkt alles wat met vaststaande denkbeelden te maken heeft, zoals religie en ideologie, te leiden tot uitkomsten die eigenlijk alleen verklaarbaar zijn met de aanname dat bepaalde denkmodules, met name een aantal behorende tot het rationele denken, geblokkeerd oftewel geïnhibeerd zijn - aanleiding gevende tot het begrip compartimentalisatie Meer over inhibitie hier Limbische systeem Het
limbische systeem (limbic system) is een van de hoofdindelingen van de
onderdelen van de hersenen, bestaande uit een aantal fysiologisch opvallende
elementen in het gebied tussen de vaak meer bolvormige van het emotionele
systeem in het midden zoals de thalamus
Het idee van een aantal samenhangende "randsystemen" is misschien wel nuttig, en de hier gepostuleerde functie ervan is die van een informatiestroom aangaande het evaluatiesysteem, en eveneens gepostuleerd, een rol bij het omschakelen van bewustzijn naar slaap. Verder wordt het begrip hier vervangen door dat van de "emotie-organen" Neocortex De neocortex is het meest moderne en in zijn omvang ten opzichte van de rest van het dierenrijk
meest
menselijke hersendeel. Het bestaat uit een groot vel dat in vele diepe windingen
gevouwen is, bijna allemaal van links naar rechts, aanleiding gevende tot de
naam hersenlobben. De achterste lobben vervullen functies voor het waarnemen en
beweging, de meer naar voren liggende de steeds abstractere functies. De hoogste
functies als strategisch denken en vooruitdenken plaatst men in de windingen achter
het voorhoofd: de prefrontale cortex
Qua innerlijke structuur bestaat de neocortex uit een vrijwel homogeen zeslagig neuraal netwerk In anatomische preparaten zijn de verbindingen lichter getint dan de neuronenlaag zelf - de laatste wordt daarom wel donkere stof en de eerste witte stof genoemd. Zeer significant is dat de witte stof, de verbindingen, tweederde van het volume van de neocortex, het gedeelte tussen het vel aan de buitenkant en de onderliggende cingulate cortex, in beslag neemt. Oftewel: het denken zit meer in de verbindingen dan in de schakelelementen. Dat laatste blijkt er ook uit dat bij schade aan die schakelelementen, sommige functies soms door andere hersendelen kunnen worden overgenomen. Bij schade aan het verbindingenstelsel is dat veel zeldzamer. Netwerk, globaal Het globale netwerk is dat tussen
de grotere hersensstructuren, dat wil zeggen alle structuren boven het
niveau van losse neuronen. Een ander onderscheid: globale netwerken lopen
over de axonen
Het meest basale deel van het globale netwerk is de verzameling zenuwbundels, de verbindingen vormend tussen het centrale zenuwstelsel en de organen. Die lopen van de hersenstam en er zijn er twaalf van. Het tweede niveau is dat tussen de onderdelen van het ruggemerg, de aansturende en regulerende delen in de hersenstam, en de structuren erboven, zie een schetsmatig deel ervan rechts. Het derde niveau is dat binnen de drie aparte delen van het brein: ruggemerg/hersenstam, emotie-organen en cortex. Het vierde niveau is dat binnen de structuren. Deze indeling heeft een overkoepelende organisatievorm die hetzelfde is als die van het menselijke internet, die van het "stermodel" De kennis over deze netwerken verloopt sterk, afnemend in de gegeven structurele volgorde. Over doel en functioneren van de zenuwen is zeer veel kennis, over hoe het toegaat binnen de structuren van weinig tot nihil. Netwerk, neuraal De term "neuraal netwerk" wordt tegenwoordig meer gebruikt in de betekenis "een kunstmatig netwerk van schakelelementen dat een neuraal netwerk nabootst". Hier gaat om de oorspronkelijke biologische versie. Een biologisch neuraal netwerk is een groepering van neuronen De eerste en kleinere zijn
te vinden in de hersenstam
Het eerste grote neurale netwerk is dat van de kleine hersenen (of cerebellum Dan volgen er een aantal weer kleinere structuren gezamenlijk vormende de emotie-organen
Maar het meest
prominente neurale netwerk is dat de grote hersenen of cortex
Het extra van de lagenstructuur is de mogelijkheid om systematische verbindingen te leggen tussen de neuronen binnen en tussen de lagen, leidende tot detectie van patronen in de te verwerken signalen - dit gebeurt bijvoorbeeld in het neurale netwerk van het oog, het netvlies Maar het belangrijkste extra dat een neuraal netwerk biedt, is de mogelijkheid tot aanpassing aan de verwerkte signalen, aan de hand van de uitkomsten door de verwerking door het netwerk - oftewel door terugkoppeling Voor de beschrijving van een mogelijke relatie tussen het technische en biologische neurale netwerk zie hier Neuronen Neuronen zijn lichaamscellen die zich gespecialiseerd hebben in het versturen van
elektrochemische signalen, waartoe ze ook lange uiteinden of dendrieten
("vertakkingen") hebben
ontwikkeld om verbindingen te maken met andere cellen, zie de twee neuronen in
de illustratie rechts (van/via Cary Rhode
De elektrochemische activiteit van een neuron is die van de "ontlading" of ook wel aangeduid als "afvuren": bij voldoende hoge of vele wat lagere ingangssignalen komende van de dendrieten verandert de interne chemische toestand plotseling, waardoor er een elektrochemisch signaal gaat door de andere dendrieten en met name het axon, dat daardoor andere neuronen of cellen kan activeren - zie de illustratie rechts, waarin de rode pijltjes staan voor de elektrochemische impuls door het axon - het rode cirkeltje bevat een "synaps" De stoffen die neuronen gebruiken voor de signaaloverdracht heten neurotransmitters Merk op dat een ander neuron inhiberen, overeenkomt met een omkering: exciteren van de een veroorzaakt niet-exciteren van de volgende. In wiskundige termen is dit equivalent aan een omkering in een negatieve waarde, en net als in de wiskunde veroorzaken twee negatieve waardes weer een positie: als het geïnhibeerde tweede neuron op zich weer een derde inhibeert, staat het inhiberen van de tweede gelijk aan het exciteren van de derde. Dit is geen ingewikkeld-doenerij, maar de manier waarop vele neuronale circuit werken - de basale ganglia De werking van deze basale neurotransmitters kan weer beïnvloed worden met andere neurotransmitters, zie ook hersenstam Meer over het ontstaan en waarom van neuronen hier Neurotransmitters Neurotransmitters zijn de stoffen die betrokken zijn bij de overdracht van
signalen tussen neuronen
De tweede laag van neurotransmitters wordt aangemaakt in de hersenstam De andere twee zijn dopamine De functie van de eerste twee is redelijk bekend: noradrenaline doet wat in het zenuwstelsel wat adrenaline doet in de rest van het lichaam: het in staat van alertheid en alarm brengen. Serotonine doet het omgekeerde: brengt de zaak weer tot rust ("alarm" is paniek en kost energie - en die moet je sparen). Van dopamine is ook bekend wat het doet: het leidt tot herhalen van gedrag - in menselijke termen en bij overmaat bekend als "verslaving". Men mag veilig aannemen dat acetylcholine het omgekeerde doet: het vermijden van (bepaald) gedrag (als "negatieve" actie natuurlijk veel moeilijker waar te nemen en meten). Het is dus ook aannemelijk dat er voor alle vier een verband is met basale vormen van gedrag, die gewoonlijk genoemd worden als "vechten of vluchten", maar in feite ook bestaan in vieren: "vechten, vluchten, afwachten, eropaf gaan". De methode van verspreiding van deze neurotransmitters is die van direct transport van de neuronen in de respectievelijke broncentra via de axonen (uitgangen) van de neuronen naar (bijna) overal in het brein. Merk op dat deze vier neurotransmitters algemeen werkende stoffen zijn, dus niet bepaalde kwalen behandelen - de drugs en medicijnen, verspreid via de bloedbaan, hebben daarom altijd minder of meer ernstige bijwerkingen omdat ze ook voor de kwaal niet-relevante processen beïnvloeden, zie biochemie Er is nog een vijfde, losse, neurotransmitter op dit niveau, histamine, opgewekt in de hypothalamus - de hypothalamus wordt wel eens anders ingedeeld, maar hoort evolutionair tot de hersenstam. Histamine heeft geen tegenhanger, omdat de betrokken kern in de hypothalamus, de tuberomammilary nucleus of TMN, (mede) de overgang naar de slaap regelt, en dat is geen evenwichtsproces maar een aan-uit proces. De voorgaande neurotranmitters horen in de evolutie bij de fase van vissen en reptielen. De neurotransmitters van de hersenstam worden ook gebruikt en beïnvloed door de emotie-organen Oxytocine werd bekend als het "liefdeshormoon", nadat de rol ervan bij romantische interacties was gebleken Vasopressine speelt een dergelijke rol, maar dan voornamelijk bij mannelijke dieren en de binding tot de seksuele partner Oxytocine en soortgenoten besturen groepsgedrag boven basaal zwermgedrag (jij-naar-links-ik-naar-links), en zijn kenmerkend voor zoogdieren oftewel zorgdieren. Hun invloed is net vervangend maar aanvullend. Of er speciale neurotransmitters zijn voor de ontwikkelingen richt homo is net bekend maar niet zo waarschijnlijk. - het menselijke denken lijkt meer een kwestie van software dan van hardware. Het voorgaande gaat over signaaloverdracht direct tussen neuronen die aan elkaar vastzitten. Neurotransmitters worden ook gebruikt voor meer algemene signalen, die dan via de bloedbaan verstuurd worden: de hormonen. Soms ietwat gewijzigd zoals bij adrenaline (zonder nor-) en soms dezelfde stof zoals bij oxytocine. De hormonen worden in de bloedbaan gepompt door de endocriene klieren ("glands"), met als voornaamste de hypofyse ("pituitary gland"). De rol van de secundaire en hogere neurotransmitters is van "gedragsaanstuurders". Voor de secundaire basaal gedrag, maar dit wordt niet vervangen, maar aangevuld: de hogere hersendelen maken gebruik van dezelfde neurotransmitters om gedrag te sturen, zij het "aangelengd" en aangevuld. Dit gebeurt in kringprocessen waarin alle onderdelen aan elkaar gekoppeld zijn, om een bepaald eindresultaat te bereiken, bij mensen "bewust gedrag". Maar juist omdat het krings- oftewel terugkoppelingprocessen Hiermee is het grensgebied van neurologie en psychologie bereikt, en deels overschreden. Meer detail van het waarom van deze indeling hier Noradrenaline Noradrenaline (ook wel norepinephrine geheten) is een neurotransmitter
Noradrenaline wordt afgegeven als resultaat van het constateren van het waarnemingssysteem dat er gevaar dreigt en dient ervoor het systeem op een hoger en sneller (en energetisch en qua grondstoffengebruik duurder) niveau van reageren te zetten. De eerste en in hogere levensvormen primitievere reactie is die van de vlucht: de ledematen worden sneller en krachtiger aangestuurd. De primitiefste tekenen van gevaar zijn aanraking en de detectie van afvalvormen van de eigen levensvorm, later bekend geworden als "geur". Hogere levensvormen kunnen het systeem ook gebruiken voor zichtbare waarneming, dat wil zeggen: de herkenning aan de hand van uiterlijke vormen als een "roofdier". Levensvormen met een ontwikkeld systeem van emotie-organen kunnen meer gevarieerd reageren op signalen van gevaar, en noemen het directe teken van gevaar overeenkomend met het vrijkomen van noradrenaline "angst". Nog hogere levensvormen die aan de hand van huidige waarnemingspatronen een gevaarlijke toestand in de toekomst kunnen voorzien, dat wil zeggen: vormen van bewustzijn hebben, gebruiken het nordrenalinesysteem om voor dit gevaar te waarschuwen, ondanks het feit dat het gevaar er nog niet is. Bij veelvuldig aanspreken ervan, reëel of ingebeeld, met het bijbehorende kostbare energie- en grondstoffengebruik, gaat het individu lijden aan wat het bewustzijn noemt "stress" - wat niet anders is dan een ander woord voor "schadelijk overgebruik van energie en grondstoffen". Vanwege de schadelijkheid van de toestand van hoge alertheid en omdat de natuur bijna altijd werkt in evenwichten, heeft noradrenaline een tegenhanger in serotonine Nucleus accumbens "Nucleus
accumbens" (NAcc) betekent "aanliggende kern", zie rechts, en
verwierf faam met de ontdekking dat bij ratten die een elektrode ingebracht
kregen in de kern met de trap op een pedaaltje elektrisch konden stimuleren,
dusdanig verslaafd raakten dat ze niets anders meer deden dan op het
pedaaltje trappen, zonder nog oog te hebben voor voedsel.Het "aanliggend" wordt normaal gezien als aan de emotie-organen in het centrum, en daarmee geassocieerd. Hier wordt ze gezien als deel van de basale ganglia, om meerdere redenen: ze ligt naast de kop van de caudate nucleus, ze wordt in vakliteratuur ook genoemd als (deel van) het ventrale striatum dus deel van het striatum en het striatum zijn allemaal onderdelen van de basale ganglia, en als ventraal striatum is ze ook verbonden met het geurcentrum via de olfactory tubercle, een zeer basale functie. Dat laatste laat meteen de functie ervan zien: het is een beoordelingscentrum - "geur" is een beoordelingscriterium, en wel voor chemische stoffen in de lucht. Daarnaast zijn de basale ganglia via de caudate nucleus direct verboden met de amygdala, het centrum voor de verwerking van waarschuwings- en angstsignalen, en de NAcc is bekend als het centrum van stimulering en pleziersignalen, makende de basale ganglia een compleet systeem voor basale besturing. Het is bekend welke neurotransmitter De nucleus accumbens maakt de dopamine niet zelf, maar die komt uit de hersenstam, uit twee gebieden aan de bovenkant ervan: substantia nigra compacta ("zwarte substantie") en het ventral tegmental area of VTA. De neuronen in die gebieden synthetiseren de dopamine en transporten het via hun axonen. Zodat de dopamine heel gericht terecht komt alleen op de plaatsen waar het bedoeld is - dit dus in tegenstelling tot inname via spijsvertering en/of bloedbaan. De verbinding van hersenstam naar nucleus accumbens en verder heet de mesolimbic pathway Meer over de nucleus accumbens en met name zijn praktische rol hier Oog Het oog heeft net als alle andere
waarnemingsorganen
De signalen komen van de miljoenen cellen, "staafjes" en "kegeltjes", die detecteren dat er licht op ze valt. En dat circa 25 keer per seconde opnieuw gedaan. Daarin zit ontzettend veel detail dat in eerste instantie onbelangrijk is: wie een vlieg wil vangen moet niet geïnteresseerd zijn in de kleur van zijn vleugels en hoeveel poten hij heeft - het gaat alleen om zijn baan door de lucht. Maar bij het uitzoeken van een partner, wat je op je gemakje doet, is bijna het omgekeerde het geval. En dit dient dus allemaal geregeld te worden Voor het filteren van de belangrijke informatie zorgt het netvlies aan achterkant van het oog. Ten eerste neemt dat in eerste instantie alleen licht-donker overgangen waar, de contouren, en ten tweede alleen degene die zich verplaatsen - staande voor beweging. Dat doet het door "rekenkundige" operaties, en het netvlies doet dus rekenkundige operaties - het netvlies is een neuraal netwerk De andere neurale netwerken zijn vermoedelijk qua structuur op die van het netvlies geschoeid - om te beginnen met de plek waar de signalen geïnterpreteerd gaan worden, in eerste instantie in de hersenstam, waar de door het oog gecodeerde signalen weer gedecodeerd worden, en dat decodeernetwerk lijkt natuurlijk in aanzienlijke mate op het coderende. Dit gebeurt bijvoorbeeld in wat bij dieren het tectum heet, en bij dieren een belangrijk deel van de hersenen uitmaakt en wel belangrijker naarmate de soort lager op de evolutionaire ladder staat. Bij mensen zijn dit de "superior colliculi" Meer over de evolutie van het oog hier Oxytocine Oxytocine is een neurotransmitter
De ontdekking van de rol van oxytocine is redelijk recent, niet meer dan twintig jaar terug op het monent van schrijven, 2017, en omdat men ontdekte dat het vrijkwam bij nieuwe moeders en bij liefdevol contact, werd het het "knuffel-hormoon" gedoopt. Later ontdekt men dat het veel algemener voorkomt tezamen met andere vormen van binding, en dat het dus, (dus! - dit is logica: wie een grens trekt, definieert een "buitenkant"), ook een ander kant heeft: die van buitensluiting. Wetenschappelijk geformuleerd: oxytocine is de neurotransmitter en bijbehorend hormoon Omdat oxytocine het eerst ontdekt is bij moeder-kind relaties, is het aanvankelijk exclusief toegewezen aan het vrouwelijk geslacht. Een aantal jaren later bleek er ook een "mannelijke" tegenhanger: vasopresssine. Die zorgt voor binding bij mannelijke individuen aan een vrouwelijk exemplaar, dan aan te duiden als "partner" - het zorgt voor monogame relaties en de bijbehorende nestzorg bij de mannelijke partner. De werking en sterkte van vasopressine verschilt meer tussen de soorten en is dus makkelijker bestudeerbaar. Wat men om die reden dus niet doet bij mensen, vanwege het feit dat de betrokken andere variabele die van etnie is. Pijn Pijn,
formeel: nociceptie,
is mogelijkerwijs de meest primitieve vorm van gewaarwording, zelfs
voorafgaande aan het begrip waarneming, want pijn gaat alleen over het eigen
lichaam. Er zijn diverse soorten aanleiding die leiden tot de gewaarwording van
"pijn", met vermoedelijk als de meest primitieve die van temperatuur en
weefselschade. Temperatuur speelt op alle niveaus van het leven: een hoge
temperatuur doet de levensmoleculen uiteenvallen, en dit is tevens de definitie
van "hoog". Dit geldt dus zeker al voor eencelligen, en als je als eencellige te
maken krijgt met een hoge temperatuur, is het recept "wegwezen" - waar eencelligen
ook toe toegerust werden, zie de afbeelding. Waarneming van schade heeft geen
zin als je die schade niet kan vermijden, vandaar dat bomen geen
waarnemingsapparaat hebben. Bij de ontwikkeling van een zenuwstelsel zal het proces van "Schade? Wegwezen!" ongetwijfeld integraal zijn overgenomen. De pijnafhandeling bij de mens zal dus ook in eerste instantie plaats vinden in het ruggemerg: Hitte? Hand weg! Bij de mens gaat dat gepaard met meldingen richting hogere niveaus van het zenuwstelsel: "Dit gedrag? Schade! Niet meer doen!" Waarna het bewustzijn registreert: "Pijn!". In de levenscyclus van het leven, komt dit waarschijnlijk op plaats drie, na reproductie en voedsel. Overeenkomstig aan dit belang zijn er in het huidige zenuwstelsel twee circuits voor het afhandelen van pijn, oftewel schadesignalen: een langzaam en een snel circuit. Waaruit je twee dingen kan afleiden: snelheid kost energie dus voedsel (anders zou je alles langs hetzelfde snelle circuit laten lopen), en er is een vorm van prioritering (idem), waarbij geldt: hoe urgenter, hoe lager afgehandeld. En omdat schade ook op een snellere termijn afgehandeld moet worden dan de voedselvoorziening, heeft het pijnsignaal voorrang op het voedsel-signaal. Veronderstel bij het voedselsignaal een positieve gewaarwording en bij het pijnsignaal een negatieve, en meteen is verklaard waarom negatieve signalen ook in het emotionele systeem De implementatie is hier verder eigenlijk niet belangrijk: de gewaarwording komt van receptoren aan het oppervlakte, de huid, en de circuits van neuronen werken min of meer mechanisch, in het ruggemerg. Vermeldenswaardig is nog dat de signalen in de hersenstam Placebo Placebo is het
mysterieuze verschijnsel dat nepmedicijnen (groten)deels hetzelfde effect hebben als de
versie met de bedoelde werkzame stof. Dit is een neurologisch effect, omdat
het draait om het bewustzijn - onbewust neemt een mens de hele dag door als
medicijn onwerkzame stof in. Het mysterie hierin is veroorzaakt door de onbewuste aanname van een eenduidig één-staps oorzaak-gevolg proces. Het mysterie verdwijnt bij de constatering dat de meeste fysiologische en vooral neurologische processen bestaan uit ketens van stappen, en met name bij de constatering dat zeer veel neurologische processen tevens terugkoppelde of kringprocessen zijn. Als aan een effect E een keten van stappen voorafgaat te benoemen als A → B → C → D → E , dan maakt het voor E niet uit of de keten begonnen is met A of met C. Waarbij A dus kan staan voor het medicijn, en C voor een tussenstap die ook door een proces in het bewustzijn, zeg F veroorzaakt kan worden. De placebo-route is dan: F → C → D → E. En weg is het grootste deel van het mysterie. Het bewustzijn komt hierin met de constatering dat de cortex, zetel van het bewustzijn, deel uitmaakt van zeer veel besturingsprocessen, zoals aangegeven in het schema rechtsboven omtrent beweging bekend van de ziekte van Parkinson. Natuurlijk komt het proces in alle mogelijk gradaties voor, en, in dit geval even natuurlijk, zijn er ook vormen die bepaalde processen tegenwerken of anderszins negatief uitwerken. Dit heet "nocebo" Proprioceptie Proprioceptie is de Latijnse term voor "zelfwaarneming", en wordt in de neurologie gebruikt om het proces aan te duiden dat waarbij ledematen of de spieren in die ledematen "weten" waar ze zich ongeveer bevinden aan de hand van de gevoelszenuwen. Het zenuwstelsel kan de kracht benodigd voor de verdere beweging, dan bijsturen, aan de hand van het effect van de voorgaande fase: schiet de beweging niet genoeg op, dan worden er sterkere signalen naar de spieren gestuurd - en gaat het juist te snel of te ver, dan worden de signalen verzwakt of zelfs omgekeerd. Dit maakt soepele en effectieve bewegingen mogelijk, waarbij de aanvankelijk snelheid van beweging van de ledemaat snel is om dicht bij het doel te geraken, en dan langzamer wordt om preciezer te kunnen sturen. Kortom: de afwezigheid van proprioceptie is wat de bewegingen van alle hedendaagse en voorgaande robots zo houterig maakt. Maar ook iets als "een volle maag" kan dus gezien worden als proprioceptie. Enzovoort. Veel van de proprioceptische processen worden afgehandeld op het meest basale niveau: in het ruggemerg, in de zenuwknopen of ganglia. Die knopen zijn vermoedelijk ontstaan uit de behoefte om de signalen van de verschillende onderdelen van de ledematen en de proprioceptische informatie aan elkaar te koppelen, voor een effectievere beweging. Een ander deel gaat naar het cerebellum Proprioceptie is dus een vorm van terugkoppeling Ruggemerg Het ruggemerg is evolutionair gezien het begin van de ontwikkeling van een centraal zenuwstelsel, na het tot stand komen van losse neuronen. Vermoedelijk gebeurde dat in langwerpige levensvormen die tentakels en later ledematen ontwikkelden, waarna de langgerekte structuur van besturende neuronen dusdanig belangrijk werd dat het voordelig was deze te verstoppen in de inmiddels ook in ontwikkeling zijnde wervelkolom. Leidende tot de dominante klasse van de gewervelde dieren. Voor latere ontwikkelingen werden steeds grotere neurale structuren nodig, die niet meer in de wervelkolom pasten - zo ontstond de hersenstam aan het uiteinde van de wervelkolom. De belangrijkste in deze ontwikkelingen is die van het oog. Serotonine Serotonine is een neurotransmitter
Dit is een dusdanig belangrijke en gevoelige functie dat ze verdeeld is over zeven gebieden, "kernen", in de hersenstam Bij de behandeling van mensen met overdadige stress gebruikt men geen serotonine, maar stoffen die in de synapsen Slaap De slaap, de toestand van verminderd bewustzijn tijdens de nacht, heeft meerdere functies, maar de vermoedelijke hoofdfunctie is het verwerken van en het leren van de ervaringen opgedaan gedurende de dagperiode. Een aanwijzing daarvoor is dat bij een groter aantal gebeurtenissen en ingrijpender gebeurtenissen, de behoefte aan slaap gemiddeld toeneemt. Een andere aanwijzing is het belang dat slaap heeft: varkens die vele dagen uit de slaap werden gehouden, werden krankzinnig. Deze functie van slaap volgt ook min of meer automatisch als je het omgekeerde pad bewandelt, uitgaande van de functie-eisen te stellen aan een lerend neuraal netwerk Deze behoefte bestaat kennelijk al op een redelijk basaal niveau van de ontwikkeling van het zenuwstelsel, want de circuits die de start en stop van de slaapperiode regelen
Het leren door een neuraal netwerk kan principieel opgesplitst worden in twee
fasen: het leren herkennen van correcte patronen, en het leren
niet-herkennen van incorrecte patronen - de eerste verruimt de criteria, het
tweede vernauwt ze weer. Andere technische processen laten zien dat dit het
best in meerdere periodes kan worden opgesplitst ten einde de correcties
klein te houden. Dit is allemaal terug te vinden in het zogenaamde hypnogram
of "sleep cycle", zie rechts: de ene fase is de REM-slaap, de andere de
diepe slaap die meerdere onderfasen kent. Meer over slaap hier Synaps De
synaps is de constructie waar de uitloper van het ene neuron
Het doorgeven van elektrische signalen door de neuronen kan niet op de door de mens geconstrueerde manier: in een metaaldraad - de natuur moet werken met biochemische moleculen. Dat kost veel meer energie, en de geschikte moleculen moeten gemaakt worden wat ook energie vergt. En hoe sneller het biochemisch-elektrische signaal moet gaan, hoe meer energie. Wat de natuur heeft opgelost door het geheel op een rekbaar evenwicht in te stellen dat snel genoeg is voor de meeste omstandigheden, (sterk) versneld kan worden indien nodig, maar dan weer zo snel mogelijk tot rust gebracht moet worden. Allemaal uitgevoerd met biochemische signalen dat wil zeggen: biochemische moleculen. De neurotransmitters Essentieel voor het begrip ervan is de kennis dat moleculen op en met elkaar reageren afhankelijk van hun ruimtelijke vorm, of nog preciezer: de ruimtelijke verdeling van de elektrische lading gevoeld aan hun buitenkant. Komen de plus-minpatronen overeen, kunnen de moleculen hechten en eventueel atomen en/of lading uitwisselen - zo niet, dan stoten ze elkaar af. Om het regelproces te doen plaatsvinden, moet er een plaats zijn waar al die moleculen elkaar kunnen beïnvloeden. Dat gebeurt in de synaps, de kleine opening tussen het uiteinde van het ene neuron en het aanhechtpunt op het andere neuron (4). De neurotransmitters (2) losgelaten door neuron A worden ontvangen door de receptoren (5) van neuron B indien die receptoren de bijpassende moleculen hebben om die specifieke neurotransmitters te ontvangen. Te bepalen door de genoemde ladingsverdelingen. Clou nummer één is: het is een slot-en-sleutelsysteem. Om zeker te zijn van het signaal gebeurt de afgifte in enige overdaad. Om energie te besparen wordt de niet gebruikte neurotransmitter weer heropgenomen in de uitloper van A middels eigen receptoren (6). Clou nummer twee is: de sterkte van het signaal is een evenwicht Clou nummer drie is: het signaal-overdrachtproces wordt geregeld door het beïnvloeden van dit evenwicht, door middel van andere biochemische stoffen, dat wil zeggen: andere neurotranmsitters, die op een andere manier in de synaps terechtkomen. Clou nummer vier is: omdat de moleculen alleen letten op hun onderlinge ladingsverdeling, kunnen dit ook andere stoffen zijn dan de ervoor bedoelde neurotransmitters. Deze stoffen staan bekend als "medicijnen" als ze een gewenste uitwerking hebben, als "gif" bij ongewenste, en "drugs" indien ze een zelfversterkend proces oproepen, dat wil zeggen: ook leiden tot een extra afgifte van de stimulerende neurotranmitter dopamine. Vanwege de beperkte hoeveelheid kennis van het gehele proces en het probleem van het afleveren van de juiste stof op de juiste plaats, hebben vrijwel alle huidige medicijnen, de psychofarmaca, matige tot ernstige bijwerkingen. Terugkoppeling Terugkoppeling
Daarbij lijkt het zo ingericht te zijn dat de eerste of tweede laag neurotransmitters Aanwijzingen en meer uitleg hier Thalamus De thalamus heeft een eigenaardige positie in het brein, liggende op het
grensvlak tussen hersenstam
De meest genoemde rol van de thalamus is die van doorgeefluik
van signalen vanaf hersenstam en emotie-organen richting cortex - en deels
omgekeerd. Daartoe komen onder andere de meeste door de hersenstam voorverwerkte
waarneming- en besturingssignalen aan in de thalamus - zie de
afbeelding rechts (gewijzigde versie van Wikipedia
De rol van de thalamus als doorgeefluik is begrijpelijk en zelfs noodzakelijk, als men uitgaat van het op deze website gehanteerde model dat vanaf de basale ganglia De waarschijnlijkheid van een dergelijke rol wordt versterkt door de structuur van de thalamus: ieder van de belangrijkste bewegingsgroepen van het lichaam en en de waarnemingsorganen hebben hun eigen kern binnen de thalamus. De thalamus combineert dat tot een geheel, met een mogelijkheid tot benadrukken of onderdrukken van bepaalde waarnemingen uitgevoerd door de reticulaire kern. Het resultaat komt samen in de centromediane kern in het midden. Deze zendt output naar de basale ganglia, die er vermoedelijk scenario's van maakt door ruimte- en tijdervaringen erin te stoppen. Daarna kan er evaluatie plaatsvinden. Zodat dan de thalamus de start is van het pad thalamus → basale ganglia → hippocampus En ook maakt het mogelijk nog een verdere raadseloplossende suggestie te doen, namelijk de rol van de primitieve cortex Dat op een gegeven moment, bij voldoende capaciteit van het cerebrum, het cerebrum de rol van de emotie-organen grotendeels kan overnemen doordat het beter gesitueerd is qua structuur om van ervaringen te leren, is dan een automatisch verlopend, evolutionair, proces. Therapie Deze verzameling laat zien dat het functioneren van de hersenen een zaak is met zeer vele systemen en zeer veel detail, beginnende met het feit dat er in vele omstandigheden de drie hoofdsystemen van het brein Een voorbeeld is het zeer veel gebruikte "anti-depressivum" paroxetine, ook bekend als seroxat, pexil en diverse andere bedrijfsnamen. Dit remt de heropname van serotonine (zie synaps De ingewikkeldheid van de breinstructuur kan echter soms ook een hulp zijn. In het gehoors- en zicht-systeem zijn er meerdere kernen achter elkaar die de signalen verwerken, voordat het bewustzijn er aan te pas komt. Zeg het signaal gaat van oor naar A (auditory nucleus) naar B (inferior colliculus) naar C (thalamus) naar bewustzijn. En het bewustzijn registreert een ruis: oorsuizen. Dan kan dat komen van het oor - zeg: kapotte trilhaartjes. Maar ook van kern A, B, of C. Voor het bewustzijn maakt dat allemaal niets uit - het enige dat dit merkt is wat er komt van kern C - het weet "niets" direct van kern A of B, of dus het oor zelf. Dat betekent ook dat als je een remedie hebt voor het suizen, het er ook niet toe doet waar je dit toepast - en dat er dus meerdere mogelijkheden voor remedie zijn. En hier komt de ingewikkeldheid nogmaals van pas. Want de meeste processen in de hersenen zijn kringprocessen Dit geldt voor heel veel hersenprocessen. Op vele plaatsen is het dus in principe mogelijk om vanaf de cortex, het bewustzijn, de ondergelegen lagen te beïnvloeden. Bekend hiervan is het placebo: niet werkzame nep-medicijnen die toch de werking hebben van het medicijnen dat ze vervangen: het bewustzijn denkt dat het een bepaald medicijn krijgt, en dit signaal wordt gegeven aan een kring waarin ook het te bestrijden symptoom zit, en dan doet het niet toe of het signaal komt van een echt medicijn of van de cortex. Waar het dus moeilijk is om neurologische kwalen met medicijnen te behandelen want te algemeen, is het dus best wel denkbaar om neurologische kwalen te behandelen door ingrijpen via de cortex - met bewuste gedachten. Een soort geïnduceerde placebo. Door de betrokkene zelf, of met behulp van een therapeut. Waarbij kennis van de structuur van de hersenen een belangrijk hulpmiddel is. Waarvoor deze begrippenverzameling en de bronnen eromheen kunnen dienen. Meer details en voorbeelden hier Tijdsdynamiek In het ontwerpen van een computer is het zorgen van een correct tijdsverloop binnen de verschillende onderdelen van cruciaal belang - en dit geldt natuurlijk voor ieder complexer informatieverwerkend systeem dus ook voor het brein. De informatie vanuit oog en evenwichtsorgaan wordt eerst voorverwerkt op verschillende manieren, en moet daarna gecoördineerd worden. Dat laatste kan alleen als in dat coördinatieorgaan de evenwichts- en zichtsignalen van hetzelfde tijdstip binnenkomen, dus als het verwerken van de oogsignalen meer tijd vergt, moet dat van het evenwichtsorgaan bijpassend vertraagd worden. Dit geldt in versterkte mate voor de diverse evaluatiecircuits, verderop in het brein, omdat daarin de verwerkingstijden veel langer zijn. Met daarbij: in het geheugen moeten de waargenomen gebeurtenissen opgeslagen worden tezamen met de beoordelingen uit de evaluatiecircuits horende bij dezelfde tijd. In de emotie-organen
Deze taak van synchronisatie wordt sterk vergemakkelijkt als er sprake zou
zijn van een gemeenschappelijk ritme van verwerking, in een reeks van
"frames" als bij een film. Dat biedt bijvoorbeeld aan het einde van het
frame alle beoordelingcircuits en alle neurotransmitter-niveaus weer op de
evenwichtswaarde in te stellen, gereed voor de volgende cyclus - leidende
tot een tijdsverloop van de algemene vorm als in de illustratie rechts,
bekend als een "zaagtand"-vorm
Een verwerkingsproces bestaande uit een sequentie van "frames" is ook een oplossing voor een opslag van de tijdscomponent van gebeurtenissen in het geheugen: de frames worden achter elkaar opgeslagen en hoe verder weg in de reeks, hoe ouder. Een sequentieel verwerkingsproces maakt het evolutie- en leerproces nader te specificeren: de gebeurtenissen en de reacties van het zenuwstelsel daarop zijn vuurpatronen van neuronen onder aansturing van de processen in de synapsen van de neuronen Waarbij in speciale gevallen de geleidelijke fase overgeslagen kan worden en de neuronen in één keer "omgezet", maar dat is dan het geval van "shock". Waarna er ook een langere periode nodig om de afvalproducten van de neuronale processen af te voeren en de evenwichtstoestand te herstellen. Merk daarbij op dat dit proces door de druk van de evolutie en de bijbehorende predatie in hoge mate geoptimaliseerd zal zijn voor snelheid van reactie, in combinatie met de (tegenstrijdige) eis van zo laag mogelijk energie dus voedselgebruik. Van de globale stappen in de tijdsdynamiek staat een interactief schema hier Vasopressine Vasopressine is de tweede
neurotransmitters
De werking van vasopressine bleek eenduidig onderzoekbaar Waarnemingsorganen Bij een systematische behandeling van het zenuwstelsel, werkende van de meest algemene naar de meest gedetailleerde zaken, is ook een rubriek "waarnemingsorganen" nodig. Dat is namelijk nummer twee naast de hersenen, die het leeuwendeel van de aandacht krijgen. De hersenen vormen het verzamelpunt voor de informatie verkregen door de waarnemingsorganen, en zonder de laatste geen eerste. De waarnemingsorganen zetten de fysiologische, sensorische, informatie om in neurologische informatie - het meest duidelijk is dat bij het oog De waarnemingsorganen kunnen ingedeeld worden naar hun ingewikkeldheid of informatiedichtheid of hun evolutionaire ontstaan, wat grotendeels op hetzelfde neerkomt - met als volgorde van de klassieke vijf: reuk, smaak, tast, gehoor, en zicht De hiërarchie van de waarnemingsorganen volgt uit de plaats waar ze verbonden zijn aan het zenuwstelsel: pijn, tast en proprioceptie aan het ruggemerg - evenwichtsorgaan, oor en oog aan de hersenstam Zenuwen In de neurologie heeft de term "zenuwen" ("nerves" of "cranial nerves") normaliter de meer beperkte betekenis van de twaalf zenuwbundels die lopen tussen de hersenstam "Zenuwen" zijn geen aparte "constructie" van het zenuwstelsel: het zijn gewoon de signaaldragende uiteinden van neuronen Naar Neurologie, organisatie |