1 / 31

Inleiding Biofysica John van Opstal

Coll 2. Coll 3-4. Coll 5. Coll 6-8. Coll 1. Bio- Moleculen. Membraan. Neuron. Netwerk. Systemen. millimeterschaal. centimeterschaal. nanometerschaal. micrometerschaal. Inleiding Biofysica John van Opstal Deel 1: De Biofysica van het Neuron (wkn 1-4)

wyman
Download Presentation

Inleiding Biofysica John van Opstal

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Coll 2 Coll 3-4 Coll 5 Coll 6-8 Coll 1 Bio- Moleculen Membraan Neuron Netwerk Systemen millimeterschaal centimeterschaal nanometerschaal micrometerschaal 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)

  2. Collegestof: • Syllabi: zie Blackboard onder Course Documents • (deel 1 en deel 2) • Uit ‘Neuroscience’ 3rd/4th/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. Basiskennis van de ‘topografie’ van het menselijk brein

  4. Dwarsdoorsnede (mid-sagittale sectie) van het menselijk brein

  5. Dwarsdoorsnede (coronale sectie) van het menselijk brein

  6. Dwarsdoorsnede (andere coronale sectie) van het menselijk brein

  7. 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.

  8. De bouwstenen van het brein: - astrocyten - gliacellen - neuronen (vele verschillende typen)

  9. Een aantal verschillende typen neuronen: Retina-I Retina-II Retina-III hersenstam Cerebrale cortex Cerebellum

  10. De onderdelen v/e neuron Axon + myeline

  11. Synapsen en myeline De onderdelen v/e neuron

  12. De onderdelen v/e neuron Axon met myeline en knoop van Ranvier

  13. 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 somatosensorische map de homunculus

  14. Receptief veld van een neuron

  15. De transmissie van visuele informatie door het CZS L R Ocular dominance kolommen (L,R) V1 V1

  16. De visuele wereld wordt in multipele kaarten afgebeeld: V1 – V4 Achterste deel van het humane brein V4 V3 V1 V2

  17. 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

  18. Hoofdstuk 2: Fysische modelbeschrijving van de electrische potentiaal over het celmembraan Membraan scheidt het intracellulaire medium van de buitenwereld. Membraan is semipermeabel voor specifieke ionen (Na+, K+, Cl-, Ca2+). 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?

  19. De vier belangrijkste ionen voor neuronen:

  20. De Wet van Fick voor diffusie van deeltjes in een inhomogene oplossing N(x-L) N(x) ∃Concentratiegradiënt in x-richting; c(x) = N(x)/(YZL) Flux ≡ #deeltjes per tijdseenheid (∆t) door oppervlakte-eenheid (YZ) D = diffusieconstante = L2/(2Δt) Flux:

  21. ( ζ = wrijvingscoëfficiënt vd vloeistof) Wordt op het vragenuur behandeld

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

  23. De Nernst evenwichtspotentiaal Electrostatische kracht Entropische kracht Entropische kracht Electrostatische kracht Na+ K+ Na+ K+ IN OUT IN OUT V=-58 mV, c=400 mM/l V=0, c=20 mM/l V=0 mV, C=50 mM/l V=+50 mV, C=440 mM/l

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

  25. 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

  26. 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.

  27. Deze week: • Bestudeer: • Purves: Hoofdstuk 1, • Neuroscience Primer • Syllabus: t/m pag. 24 • Maak: • Werkcollege: Opg. 1 + 2 pag. 17/18 • Opg. 1 - 3 pag. 32

More Related