Deel 1 Neurotransmitters_tekst_DEF.pdf

# Structuur en complexiteit van het zenuwstelsel Het zenuwstelsel kenmerkt zich door een enorme complexiteit op zowel cellulair als netwerkniveau, met een specifieke architectuur en talrijke functionele gebieden. ### 1.1 Cellen en verbindingen in het zenuwstelsel #### 1.1.1 Neuronen en gliacellen De menselijke hersenen bevatten naar schatting ongeveer 86 miljard neuronen. Aanvankelijk werd aangenomen dat er tien keer zoveel gliacellen waren als neuronen, wat leidde tot het misverstand dat we slechts een fractie van onze hersencapaciteit zouden benutten. Recent onderzoek suggereert echter een verhouding van ongeveer 1:1 tussen neuronen en gliacellen. De totale som van neuronen en gliacellen benadert daarmee het aantal sterren in de Melkweg, dat wordt geschat op 200 miljard [3](#page=3). * **Neuronale structuur:** SanƟago Ramón y Cajal, een pionier in de neurowetenschappen, leverde baanbrekend werk aan de structuur van neuronen, inclusief de identificatie van dendriƟc spines als belangrijke contactpunten [2](#page=2). * **Gliacellen:** Deze cellen, waarvan de naam afkomstig is van het Latijnse 'glue' (lijm), zijn essentieel voor de ondersteuning en werking van neuronen, met name bij synaptische functies [3](#page=3) [4](#page=4). #### 1.1.2 Synapsen en neurotransmitters De complexiteit van de hersenen wordt verder vergroot door de triljoenen synapsen die neuronen met elkaar vormen. Via deze synapsen worden boodschapperstoffen (neurotransmitters en neuropepƟden) uitgewisseld. Er zijn momenteel meer dan 100 gekende neurotransmiƩers/neuropepƟden, die ook als co-transmiƩers kunnen worden vrijgesteld. Deze stoffen werken in op receptoren, die zelf ook een hoge complexiteit kennen door hun diverse subunits [4](#page=4). > **Tip:** Het aantal neuronen en de grootte van de hersenen zijn niet de enige factoren die cognitieve capaciteiten bepalen; binnen primaten speelt de relatieve grootte van het brein wel een rol in evolutie [3](#page=3). ### 1.2 Functionele lokalisatie en netwerken #### 1.2.1 Brodmann-gebieden Begin 20e eeuw identificeerde de Duitse anatoom Korbinian Brodmann ongeveer 52 genummerde gebieden in de hersenschors, de zogenaamde Brodmann areas. Deze identificatie was gebaseerd op de microscopische cytoarchitectuur van de cortex en dient als een anatomisch kader voor het lokaliseren en bespreken van functionele gebieden [4](#page=4). #### 1.2.2 Grootschalige hersennetwerken Meer recent onderzoek beschrijft hersennetwerken op grote schaal, die essentieel zijn voor diverse cognitieve functies: * **Default Mode Network (DMN):** Actief tijdens interne processen zoals zelfreflecƟe, gedachten die afdwalen, herinneringen aan het verleden en visualisaties van de toekomst [5](#page=5). * **Central ExecuƟve Network (CEN):** Betrokken bij doelgericht gedrag, werkgeheugen en complexe besluitvorming [5](#page=5). * **Salience Network (SN):** Fungeert als moderator, verschuift de aandacht tussen interne en externe toestanden en focust op opvallende sƟmuli. Een 'salient sƟmulus' is een prikkel die opvallend, prominent of betekenisvol is in de omgeving, waardoor deze de aandacht trekt [5](#page=5). * **Dorsal AƩenƟon Network (DAN):** Richt de aandacht op externe sƟmuli voor doelgerichte taken en negeert irrelevante afleidingen [5](#page=5). * **Sensomotor Network (SM):** Bestuurt motorische funcƟes en verwerkt sensoriële input [5](#page=5). * **Visual Network (VIS):** Verwerkt visuele informaƟe van de ogen en bevindt zich in de occipitale kwab [5](#page=5). * **Limbic Network (Limbic):** Reguleert en verwerkt emoƟes, geheugen en moƟvaƟe [5](#page=5). ### 1.3 Anatomische indeling van de middenhersenen #### 1.3.1 Tegmentum en tectum Het mesencephalon (middenhersenen) kan anatomisch worden onderverdeeld in het tectum en het tegmentum [17](#page=17). * **Tectum:** Dit is het dorsale deel van het mesencephalon, gelegen posterieur van de aqueductus cerebri (Slyvius). Het omvat de colliculi superiores, die deel uitmaken van het visuele systeem, en de colliculi inferiores, die betrokken zijn bij het audiƟeve systeem [17](#page=17). * **Tegmentum:** Dit deel verloopt doorheen de hersenstam. Ter hoogte van het mesencephalon omvat het tegmentum twee areas die naar hun kleur zijn genoemd: de nucleus ruber (rood) en de periaqueductal grey maƩer (PAG) [17](#page=17). > **Example:** De oorsprong van de namen 'tectum' (dak) en 'tegmentum' (bedekking/vloerkleed) is Latijn, wat verwijst naar de relatieve posities van deze hersenstructuren [17](#page=17). * * * # Neurotransmissie: mechanismen en criteria Neurotransmissie is het proces van chemische signalering in het zenuwstelsel, waarbij specifieke criteria gelden voor stoffen die als neurotransmitters fungeren, variërend van klassieke small molecule transmitters tot gasvormige transmitters en neuropeptiden [7](#page=7). ### 2.1 Algemeen overzicht van neurotransmissie De primaire vorm van communicatie tussen neuronen of tussen neuronen en effectororganen in het zoogdierzenuwstelsel is de afgifte van chemische neurotransmitters die excitatie of remming op de postsynaptische doelwitten induceren. Neuromodulatoren zijn chemische stoffen die door neuronen worden vrijgesteld, maar die op zichzelf weinig tot geen directe effecten hebben; hun rol is het wijzigen van de effecten van neurotransmitters [7](#page=7). Veel neurotransmitters delen gemeenschappelijke kenmerken in hun werking, waaronder: * Opname van een precursor in het zenuwuiteinde [7](#page=7). * Biosynthese van de neurotransmitter [7](#page=7). * Opslag in synaptische vesikels [7](#page=7). * Vrijlating in de synaptische spleet als reactie op depolarisatie van het presynaptische neuron [7](#page=7). * Binding aan receptoren op de postsynaptische membraan [7](#page=7). * Beëindiging van de activiteit door diffusie, heropname in het neuron, of enzymatische afbraak [7](#page=7). Er zijn drie hoofdklassen van chemische stoffen die als neurotransmitters en neuromodulatoren dienen: * **Small molecule transmitters:** Omvatten aminozuren (zoals glutamaat, γ-aminoboterzuur (GABA) en glycine), acetylcholine en monoamines (zoals noradrenaline, adrenaline, dopamine en serotonine) [7](#page=7). * **Large molecule transmitters:** Omvatten neuropeptiden (zoals substance P en enkefaline). Neuropeptiden co-lokaliseren vaak met small molecule transmitters [7](#page=7). * **Gas transmitters:** Voorbeelden zijn stikstofmonoxide (NO) en koolstofmonoxide (CO) [7](#page=7). Vijf gemeenschappelijke thema's met betrekking tot de werking van liganden op receptoren zijn geïdentificeerd [7](#page=7): 1. **Brede receptorinteractie:** Elke chemische mediator kan op meerdere subtypen van receptoren inwerken, wat de mogelijke effecten vermenigvuldigt en selectiever maakt. Noradrenaline kan bijvoorbeeld inwerken op α1, α2, β1 en β2 adrenerge receptoren in de hersenen [7](#page=7). 2. **Pre- en postsynaptische receptoren:** Veel neurotransmitters hebben receptoren zowel presynaptisch als postsynaptisch. Presynaptische receptoren, vaak autoreceptoren genoemd, remmen doorgaans verdere vrijlating van de neurotransmitter als feedbackcontrole (bv. noradrenaline op presynaptische α2 receptoren). Presynaptische heteroreceptoren worden beïnvloed door een ligand dat verschilt van de vrijgestelde neurotransmitter. Sommige presynaptische receptoren faciliteren de afgifte van neurotransmitters [8](#page=8). 3. **Receptorfamilies:** Receptoren worden ingedeeld in twee hoofd families: * **Ligand-gated channels (ionotrope receptoren):** Een membraankanaal opent zich bij binding van een ligand, wat leidt tot een snelle toename van ionengeleiding (enkele tot tientallen milliseconden). Deze zijn cruciaal voor snelle synaptische transmissie [8](#page=8). * **Metabotrope receptoren (G-protein-coupled receptors - GPCRs):** Dit zijn 7-transmembranaire GPCRs. Ligandbinding initieert de productie van een second messenger die spanningsafhankelijke kanalen op neuronale membranen moduleert [8](#page=8). 4. **Receptorconcentratie:** Receptoren zijn geconcentreerd in clusters op het postsynaptische membraan, dicht bij de zenuwuiteinden die specifieke neurotransmitters afscheiden [8](#page=8). 5. **Desensitisatie:** Bij langdurige blootstelling aan hun liganden reageren de meeste receptoren niet meer en ondergaan ze desensitisatie [8](#page=8). ### 2.2 Ontdekking van de neurotransmitter Het concept van neurotransmitters als signaalstoffen tussen zenuwcellen werd voor het eerst beschreven door fysioloog Otto Loewi in 1921. Hij observeerde dat stimulatie van de nervus vagus een stof (later geïdentificeerd als acetylcholine) vrijmaakte die de hartslag vertraagde. Loewi deelde de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde in 1936 met Sir Henry Hallett Dale voor hun baanbrekende werk [9](#page=9). > **Tip:** De experimenten van Loewi toonden aan dat chemische stoffen betrokken waren bij neuronale communicatie door de effecten van vagusstimulatie op een ander hart te demonstreren via het badvocht [9](#page=9). ### 2.3 Criteria voor neurotransmitter substantiës In 1966 werden criteria opgesteld waaraan een chemische stof moet voldoen om als neurotransmitter beschouwd te worden (Werman criteria). Hoewel deze criteria vandaag de dag niet altijd strikt worden toegepast, zijn ze nog steeds relevant voor klassieke neurotransmitters [10](#page=10). De criteria zijn: 1. **Neuronale oorsprong:** De stof moet worden gesynthetiseerd in het presynaptische neuron of axonale uiteinde. De noodzakelijke enzymen voor synthese moeten daar aanwezig zijn en kunnen worden gedetecteerd met immunocyto- of histochemische technieken [10](#page=10). 2. **Accumulatie presynaptisch en exocytose:** De stof moet in voldoende hoeveelheden worden vrijgelaten uit het presynaptische neuron, typisch via exocytose [10](#page=10). 3. **Nabootsting van effecten:** Exogene toediening van de stof moet de effecten van natuurlijke stimulatie nabootsen. Dit houdt verband met de farmacologie, waarbij agonisten (stoffen die lijken op de neurotransmitter) specifieke effecten kunnen hebben [10](#page=10). 4. **Blokkering van postsynaptische receptoren:** Blokkering van postsynaptische receptoren moet de effecten van de stof onderdrukken. Antagonisten blokkeren het effect van de stof, wat een link legt met neurofarmacologie [11](#page=11). 5. **Specifieke mechanismen voor klaring (clearance):** Het signaal moet onmiddellijk worden uitgeschakeld nadat de neurotransmitter zijn werk heeft gedaan om te voorkomen dat de hersenen te traag worden. Dit gebeurt via afbraakprocessen of heropname (re-uptake) door neuronen of gliacellen (bv. serotonine via neuronaal, glutamaat via gliaal). Dit is een belangrijk doelwit voor neurofarmacologie, zoals het gebruik van SSRI's bij depressie of remming van acetylcholine-afbraak bij de ziekte van Alzheimer [11](#page=11). **Niet-klassieke neurotransmitters die niet altijd aan alle criteria voldoen:** * **ATP:** Kan via een non-vesiculair mechanisme worden vrijgelaten [11](#page=11). * **Cannabinoïden:** Worden postsynaptisch gesynthetiseerd en functioneren als retrograde neurotransmitters [11](#page=11). * **NO (stikstofmonoxide):** Bindt niet op een receptor [11](#page=11). ### 2.4 Syntheseoverzicht klassieke neurotransmitters De negen "klassieke" neurotransmitters voldoen over het algemeen aan de criteria van Werman. Deze omvatten acetylcholine, adrenaline, noradrenaline, dopamine, serotonine, histamine, glutamaat, GABA en glycine. De meeste van deze klassieke neurotransmitters worden gesynthetiseerd uit aminozuren [12](#page=12). **Chemische klassen binnen de klassieke neurotransmitters:** * **Acetylcholine (ACh):** Bekend van de neuromusculaire junctie. Synthese is cruciaal afhankelijk van het enzym acetyltransferase [13](#page=13). * **Biogene amines:** * Synthese start vanuit een aminozuur met zowel een amine- als een carboxylgroep [13](#page=13). * Decarboxylatie zet het aminozuur om in een amine [13](#page=13). * **Catecholamines:** Afgeleid van het aminozuur tyrosine, waaronder dopamine, noradrenaline en adrenaline [13](#page=13). * **Serotonine:** Afgeleid van het aminozuur tryptofaan [13](#page=13). * **Histamine:** Afgeleid van het aminozuur histidine [13](#page=13). * Deze neurotransmitters zijn monoamines; er bestaan ook polyamines [13](#page=13). * **Aminozuren:** * **Glutamaat:** De belangrijkste excitatoire neurotransmitter, speelt ook een rol in het cellulaire metabolisme [13](#page=13). * **Glycine:** De kleinste neurotransmitter [13](#page=13). * **GABA (γ-aminoboterzuur):** Wordt gevormd door decarboxylatie van glutamaat. Het blijft een aminozuur omdat glutamaat twee carboxylgroepen bezit [13](#page=13). > **Tip:** Begrijpen hoe neurotransmitters worden gesynthetiseerd uit precursors (vaak aminozuren) en de rol van specifieke enzymen is essentieel voor het begrijpen van hun werking en de impact van medicatie die deze processen beïnvloedt [13](#page=13). * * * # Acetylcholine en cholinerge systemen Acetylcholine is een cruciale neurotransmitter die betrokken is bij een breed scala aan hersenfuncties, waaronder slaap-waakregulatie, perceptie, aandacht en geheugen, en waarvan een tekort geassocieerd wordt met neurodegeneratieve ziekten zoals Alzheimer [14](#page=14). ### 3.1 Synthese en vrijgave van acetylcholine Acetylcholine wordt gesynthetiseerd in de zenuwuiteinden van cholinerge neuronen uit choline en acetyl-CoA, gekatalyseerd door het enzym choline acetyltransferase (ChAT). Choline wordt via een cholinetransporter (CHT) uit de extracellulaire ruimte opgenomen in het zenuwuiteinde. Vervolgens wordt acetylcholine door een vesicle-associated transporter (VAT) naar synaptische vesicles getransporteerd. Een zenuwimpuls leidt tot een instroom van $\\text{Ca}^{2+}$ door spanningsgevoelige $\\text{Ca}^{2+}$\-kanalen, wat de fusie van vesicles met het presynaptische membraan veroorzaakt en de vrijgave van acetylcholine in de synaptische spleet triggert. Dit proces omvat ook synaptosome-associated proteins (SNAP's) en vesikel-associated membrane proteïnes (VAMP's) en kan worden geremd door botulinetoxine [14](#page=14) [15](#page=15). ### 3.2 Acetylcholinereceptoren Acetylcholinereceptoren worden, op basis van hun farmacologische eigenschappen, ingedeeld in twee hoofdtypen: muscarine G-proteïne-gekoppelde receptoren en nicotine-ionotrope receptoren [14](#page=14). #### 3.2.1 Nicotine receptoren (N) Nicotine receptoren zijn ionotrope receptoren wat betekent dat hun activatie leidt tot de opening van een ionenkanaal. Er worden twee subtypes onderscheiden [14](#page=14) [23](#page=23): * **Neuromusculaire nicotine receptor (Nm)**: Deze receptor bevindt zich op de neuromusculaire junctie. Het is een pentameer, bestaande uit twee alfa-, één bèta-, één gamma- en één deltasubunit (heteropentameer). Twee moleculen acetylcholine binden aan deze receptor, wat leidt tot de opening van een kanaal dat permeabel is voor $\\text{Na}^{+}$ en $\\text{K}^{+}$. Dit resulteert in een excitatoir postsynaptisch potentiaal (EPSP) en depolarisatie van het postsynaptische neuron. Een antagonist van de Nm receptor is tubocurarine [23](#page=23) [25](#page=25). * **Neuronale nicotine receptor (Nn)**: Deze receptor is te vinden in de hersenen. Het is ook een ionotrope receptor en vormt in de hersenen een pentameer met verschillende subunit-samenstellingen (homomeer of heteromeer). Er kunnen meer dan twee bindingsplaatsen voor acetylcholine zijn. Nicotine stimuleert Nn receptoren en gaat gepaard met dopaminevrijgave [24](#page=24) [25](#page=25). #### 3.2.2 Muscarine receptoren (M) Muscarine receptoren zijn metabotrope receptoren, gekoppeld aan G-proteïnen en vormen een GPCR die linkt aan een metabole cascade. Ze zijn monomeer en bestaan uit 7 transmembraandomeinen. Er zijn vijf subtypes (M1 tot M5), waarvan M1 het best bekend is in de hersenen. De effecten kunnen via second messengers zoals cAMP en $\\text{IP}\_3$ pathways optreden, met ook effecten op ionkanalen. Muscarine is een agonist voor deze receptoren en werd geïsoleerd uit de vliegenzwam (Amanita muscaria). Atropine is een antagonist voor muscarine receptoren [14](#page=14) [24](#page=24) [25](#page=25). Acetylcholine kan dus optreden als een 'fast' neurotransmitter via de nicotine receptor en als een 'slow' neurotransmitter via de muscarine receptor [24](#page=24). ### 3.3 Cholinerge systemen in de hersenen Centrale cholinerge synapsen zijn betrokken bij de regulatie van slaap-waaktoestanden, perceptie, leren en geheugen. Er zijn twee belangrijke cholinerge systemen in de hersenen [15](#page=15): 1. **De nucleus basalis van Meynert**: Deze is gelegen in de basale voorhersenen. De cholinerge neuronen hieruit projecteren diffuus naar meerdere neocorticale regio's en ook naar de hippocampus en amygdala. Sommige projecteren rechtstreeks naar de thalamus. De nucleus basalis van Meynert degenereert vroegtijdig bij de ziekte van Alzheimer (#page=15, page=16) [15](#page=15) [16](#page=16). 2. **De cholinerge neuronen van de tegmentale nuclei**: Deze neuronen projecteren onder andere naar de thalamus, waar acetylcholine een rol speelt in het faciliteren van sensorische transmissie. Er zijn ook projecties naar de voorhersenen [16](#page=16). ### 3.4 Functies van het cholinerge systeem Het cholinerge systeem speelt een centrale rol in diverse hersenfuncties: * **Regulatie slaap/waak en arousal**: Acetylcholine speelt een belangrijke rol in het wekken en handhaven van alertheid (arousal). Het draagt bij aan het openen van de "poort" van de thalamus voor sensorische informatie (#page=15, page=19) [15](#page=15) [18](#page=18) [19](#page=19). * **Aandacht**: Het helpt bij het selectief richten van perceptuele en cognitieve middelen op relevante sensorische input [18](#page=18). * **Sensorische perceptie**: Acetylcholine modificeert de corticale activiteit, wat leidt tot een verbetering van de signaal-ruisverhouding en een verhoogde sensorische perceptie [18](#page=18). * **REM slaap**: Corticale activatie tijdens REM slaap gaat gepaard met droomactiviteit [18](#page=18). * **Geheugen en leren**: Cholinerge activiteit is essentieel voor het beter vastleggen van informatie in het geheugen en voor cognitie (het vermogen tot kennisverwerving) [18](#page=18). ### 3.5 Rol in de thalamus en sensorische transmissie De thalamus fungeert als een belangrijk schakelstation voor de meeste sensorische waarnemingen (#page=15, page=19). De thalamus kent verschillende soorten kernen, waaronder relay-kernen, de reticulaire kern en intralaminaire kernen [15](#page=15) [19](#page=19) [22](#page=22). * **Relay-kernen**: Het grootste deel van de sensorische input passeert via deze kernen en projecteert naar de sensorische cortex [22](#page=22). * **Thalamische reticulaire nucleus**: Dit netwerk heeft een remmend effect op de thalamische relay-kernen. Wanneer je wakker bent, wordt deze reticulaire nucleus geïnhibeerd door acetylcholine uit het RAS, waardoor de thalamus "poort" openstaat voor sensorische informatie. Tijdens de slaap is deze nucleus niet onderdrukt en remt deze de relay-kernen, waardoor sensorische informatie minder wordt doorgelaten (#page=22, page=23) [22](#page=22) [23](#page=23). * **Intralaminaire kernen**: Deze kernen zijn relevant voor pijnsystemen [23](#page=23). ### 3.6 Acetylcholine en ziekte van Alzheimer De ziekte van Alzheimer wordt gekenmerkt door de accumulatie van toxische proteïnefragmenten (beta-amyloïde en neurofibrillaire tangles) en een verlies van cholinerge neuronen in de nucleus basalis van Meynert. Dit laatste leidt tot een tekort aan acetylcholine, wat geheugenverlies en cognitieve achteruitgang veroorzaakt (#page=15, page=26) [15](#page=15) [26](#page=26). * **Behandeling**: Cholinesterase-inhibitoren met centrale werking kunnen een bescheiden en tijdelijk gunstig effect hebben bij patiënten met lichte tot matige Alzheimer door de concentratie van acetylcholine in de synaptische spleet te verhogen (#page=14, page=26). Acetylcholine zelf is niet bruikbaar als medicijn vanwege niet-specifieke effecten en snelle afbraak [14](#page=14) [26](#page=26). > **Tip:** Bij Alzheimer is het verlies van cholinerge neuronen een belangrijk pathologisch proces. Behandelingen proberen de concentratie van acetylcholine te verhogen om de symptomen te verlichten, aangezien de verloren neuronen niet kunnen worden hersteld. > **Example:** Medicijnen die acetylcholinesterase blokkeren, zoals donepezil of galantamine, worden gebruikt om de afbraak van acetylcholine te verminderen en zo de neurotransmissie in cholinerge synapsen te verbeteren bij patiënten met de ziekte van Alzheimer (#page=14, page=26) [14](#page=14) [26](#page=26). * * * # De thalamus als poort naar de hersenschors De thalamus fungeert als een cruciale schakel tussen sensorische input en de hersenschors, waarbij het sensorische informatie filtert en doorgeeft op basis van de activiteitstoestand van de hersenen [19](#page=19) [22](#page=22). ### 4.1 Anatomie en algemene functie van de thalamus De thalamus is opgebouwd uit meerdere neuronale celgroepen die betrokken zijn bij motorische, sensorische en limbische functies. Het projecteert via thalamocorticale vezels naar diverse corticale gebieden en ontvangt reciproque input via corticothalamische vezels. Hierdoor wordt de thalamus beschouwd als de functionele 'gateway' naar de cerebrale cortex [20](#page=20). De thalamus wordt aan de laterale zijde omgeven door de externe medullaire lamina, die clusters van neuronen bevat die de thalamische reticulaire nucleus vormen. De mediale zijde grenst aan het derde ventrikel. De interne medullaire lamina verdeelt de thalamus in vier hoofdgroepen: anterieure, mediale, laterale en intralaminaire kernen. Daarnaast zijn er midline thalamische nuclei en het corpus geniculatum mediale en laterale aan het caudolaterale uiteinde [20](#page=20). ### 4.2 Thalamische kernen en hun specifieke rollen #### 4.2.1 Indeling van thalamische kernen Thalamische kernen kunnen functioneel worden ingedeeld in drie categorieën: * **Relay-kernen**: Deze kernen verwerken het overgrote deel van de sensorische input en projecteren naar specifieke sensorische corticale gebieden [22](#page=22). * **Reticulaire kern**: De thalamische reticulaire nucleus (TRN), die meer een netwerk dan een individuele nucleus is, speelt een rol in het reguleren van de thalamische activiteit. Deze kern remt de relay-kernen [22](#page=22). * **Intralaminaire kernen**: Deze kernen liggen ingebed in de interne medullaire lamina en vertonen diffuse projecties naar de cerebrale cortex. Twee prominente voorbeelden zijn de nucleus centromedianus en de nucleus parafascicularis. Deze kernen worden later besproken in relatie tot pijnsystemen [20](#page=20) [22](#page=22) [23](#page=23). #### 4.2.2 Specifieke kernen en hun functies * **Nucleus anterior**: Deze kern vormt een wig in de interne medullaire lamina en is een belangrijk synaptisch station in het limbisch systeem [20](#page=20). * **Mediale deel**: Omvat de dorsomediale nucleus [20](#page=20). * **Laterale thalamische nuclei**: * **Dorsale groep**: Omvat de nucleus lateralis dorsalis, nucleus lateralis posterior, en de grotere pulvinar [20](#page=20). * **Ventrale groep**: Bestaat uit de nucleus ventralis anterior (VA), nucleus ventralis lateralis (VL) en de nucleus ventralis posterior (VP) [20](#page=20). * De nucleus ventralis posterior (VP) is onderverdeeld in de nucleus ventralis posterolateralis (VPL) en de nucleus ventralis posteromedialis (VPM) [20](#page=20). * De VPL en VPM zijn belangrijke schakelstations voor somatosensoriële (inclusief nociceptieve) informatie uit de contralaterale lichaamshelft naar de cortex, respectievelijk afkomstig van de romp/ledematen en het hoofd [20](#page=20). * De nucleus ventralis intermedius (VIM) bevindt zich tussen VPL en VL [20](#page=20). * **Corpus geniculatum mediale en laterale**: Deze zijn specifiek betrokken bij respectievelijk het auditieve en visuele systeem [20](#page=20). ### 4.3 De thalamus als filter voor sensorische informatie Alle sensorische input passeert de thalamus, met uitzondering van olfactorische input die ook zonder de thalamus de cortex kan bereiken. De thalamus fungeert als een poort die controleert welke sensorische informatie wordt doorgelaten naar de hersenschors [19](#page=19) [22](#page=22). #### 4.3.1 Rol van de reticulaire nucleus en activatietoestand * Wanneer je wakker bent, wordt sensorische informatie door de thalamus doorgelaten. Acetylcholine van het reticulair activerend systeem (RAS) inhibeert de thalamische reticulaire nucleus (TRN). De TRN oefent op zijn beurt een remmende invloed uit op de thalamische relay nuclei. Wanneer de TRN geïnhibeerd wordt, staat de "poort" van de thalamus open voor sensorische informatie [16](#page=16) [22](#page=22). * Tijdens de slaap is de TRN niet onderdrukt en oefent deze een rem uit op de thalamische relay nuclei. Hierdoor wordt de transmissie van sensorische informatie geblokkeerd, waardoor men slaperig minder gewaar is van prikkels [22](#page=22) [23](#page=23). * Stimuli die een bepaalde drempel overschrijden, kunnen de TRN onderdrukken en de poort van de thalamus openen, waardoor de stimulus toch waargenomen wordt [22](#page=22). #### 4.3.2 Invloed van cholinerge systemen Cholinerge neuronen uit de nucleus basalis van Meynert en de tegmentale nuclei projecteren naar de thalamus. Acetylcholine speelt een belangrijke rol in het faciliteren van sensorische transmissie binnen de thalamus [16](#page=16). > **Tip:** Begrijp de dynamische interactie tussen de activiteitstoestand van de hersenen (waakzaamheid, slaap) en de activiteit van de thalamische reticulaire nucleus als de sleutel tot het functioneren van de thalamus als sensorische poort. > **Voorbeeld:** Als je slaapt, is de thalamische poort gesloten doordat de thalamische reticulaire nucleus actief is en de relay-kernen remt. Een lichte aanraking wordt dan niet waargenomen. Een harde kneep kan echter sterk genoeg zijn om de reticulaire nucleus te onderdrukken, waardoor de poort opengaat en de prikkel wordt waargenomen. * * * ## Veelgemaakte fouten om te vermijden * Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens * Let op formules en belangrijke definities * Oefen met de voorbeelden in elke sectie * Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |------|------------| | NeurotransmiƩer | Een chemische stof die wordt vrijgegeven door een neuron en dient als boodschapper tussen neuronen of tussen een neuron en een effectororgaan om excitatie of inhibitie te induceren. | | Neuromodulator | Een chemische stof die door neuronen wordt vrijgegeven en de effecten van neurotransmitters kan wijzigen, zonder zelf directe effecten te hebben. | | Synaps | De functionele verbinding tussen twee neuronen, of tussen een neuron en een effectorcel, waar de signaaloverdracht plaatsvindt, meestal via chemische boodschappers. | | Presynaptisch neuron | Het neuron dat aan het begin van een synaps staat en de neurotransmitter vrijgeeft in de synaptische spleet. | | Postsynaptisch neuron | Het neuron dat zich aan het einde van een synaps bevindt en de neurotransmitter ontvangt op zijn receptoren, wat leidt tot een respons. | | Synaptische spleet | De kleine ruimte tussen het presynaptische en postsynaptische neuron waar neurotransmitters diffunderen om de communicatie te faciliteren. | | Vesikels | Kleine, membraanomsloten blaasjes binnen een neuron die neurotransmitters bevatten voor afgifte in de synaptische spleet. | | Exocytose | Het proces waarbij vesikels fuseren met het celmembraan en hun inhoud (neurotransmitters) in de extracellulaire ruimte vrijgeven. | | Ligand-gated channels (ionotrope receptoren) | Membraanreceptoren die fungeren als ionenkanalen; wanneer een ligand bindt, opent het kanaal en laat ionen door, wat leidt tot snelle synaptische transmissie. | | Metabotropic receptors (G-protein-coupled receptors - GPCRs) | Membraanreceptoren die, na ligandbinding, een cascade van intracellulaire gebeurtenissen initiëren via G-eiwitten en second messengers, wat leidt tot langzamere, meer langdurige effecten. | | Autoreceptor | Een receptor die zich op het presynaptische membraan bevindt en reageert op de neurotransmitter die door hetzelfde neuron wordt afgegeven, vaak om verdere afgifte te remmen (feedback controle). | | Heteroreceptor | Een receptor op het presynaptische membraan die reageert op een neurotransmitter die niet door dat specifieke neuron wordt afgegeven, maar door een naburige neuron. | | Desensitisatie | Een fenomeen waarbij receptoren na langdurige blootstelling aan hun liganden minder gevoelig worden of stoppen met reageren. | | Acetylcholine | Een belangrijke neurotransmitter die betrokken is bij neuromusculaire transmissie, autonome functies, slaap-waakcycli, aandacht en geheugen. | | Cholinerge synaps | Een synaps die acetylcholine gebruikt als neurotransmitter. | | Nucleus basalis van Meynert | Een belangrijke cholinerge kern in de basale voorhersenen die diffuus projecteert naar de neocortex en betrokken is bij arousal, aandacht en leren; degeneratie hiervan is geassocieerd met de ziekte van Alzheimer. | | Tegmentale nuclei | Een groep kernen in de hersenstam die cholinerge neuronen bevatten die projecteren naar de thalamus en betrokken zijn bij sensorische transmissie. | | Thalamus | Een centraal hersengebied dat fungeert als een belangrijk relaisstation voor sensorische informatie op weg naar de hersenschors, en ook betrokken is bij motorische controle en bewustzijn. | | Relay-kernen (thalamus) | Thalamische kernen die primair sensorische informatie doorgeven aan specifieke corticale gebieden. | | Reticulaire kern (thalamus) | Een thalamische kern die het signaal van andere thalamische kernen naar de hersenschors moduleert, mede door inhibitie. | | Intralaminaire kernen (thalamus) | Thalamische kernen die diffuse projecties hebben naar de cerebrale cortex en betrokken zijn bij arousal, pijnsystemen en integratie van informatie. | | Default Mode Network (DMN) | Een hersennetwerk dat actief is tijdens interne mentale processen zoals zelfreflectie, dagdromen en het herinneren van het verleden. | | Central Executive Network (CEN) | Een hersennetwerk betrokken bij doelgericht gedrag, werkgeheugen en complexe besluitvorming. | | Salience Network (SN) | Een hersennetwerk dat dient als moderator, de aandacht verschuift tussen interne en externe toestanden en zich richt op opvallende stimuli. |