DEEL 1 Hoofdstuk 8: controle van beweging 8.1 reflexmatige controle van beweging 8.1.1 de monosympathische stretch reflex = eenvoudigste functionele neurologische baan in het lichaam Tijdsinterval tussen aanraking pees en begin van strekken duurt ongeveer 50 milliseconden de kort voor betrokken van hersenen Monosympathische strek reflex: een reflex waarin een spier samentrekt in antwoord op het snel uitrekken. Het betreft een sensorisch en een motor neuron met 1 synaps ertussen o o Circuit: beginnend aan de spiergroep worden afferente impulsen naar de eind knoppen in de grijze massa van het ruggenmerg geleid. Deze eindknoppen maken een synaps op een alfa motor neuron welke de spiervezels van extrafusal van de zelfde spier stimuleert slechts één synaps bevindt zich tussen de receptor en de effector Functie: controle van houding ( evenwichtspunt moeten we boven onze voeten houden)+ als er gewicht op hand geplaatst wordt, gaat arm naar beneden, door deze reflex kan je arm weer optrekken 8.1.2 gamma motor systeem 8.1.3 polysynaptische rexlexen Spinale reflexen bestaan niet in isolatie, normaal worden ze gecontroleerd door de hersenen. Meeste reflexen bevatten duizenden neuronen. elk axon maakt meestal een synaps op vele neuronen en elk neuron ontvangt synapsen van vele axonen De afferente axonen van het golgi pees orgaan dienen als detectors van spier uitrekking. 2populaties van afferente neuronen o De meer gevoelige afferente axonen vertellen de hersenen hoe hard de spier trekt. o De minder gevoelige hebben een bijkomende functie. Hun eindknoppen maken een synaps op ruggenmerg interneuronen. De interneuronen maken een synaps maken een synaps op alfa motor neuronen welke dezelfde spier dienen. De eindknoppen geven glycine vrij en produceren inhiborische postsynaptische potentialen op de motor neuronen Functie: verminderen van de kracht van spier samentrekking wanneer er gevaar is voor beschadiging aan de pezen of beenderen met welke de spier verbonden is Clasp- knife reflex: een reflex welke optreedt wanneer kracht toegevoegd wordt om het lidmaat van een dier te buigen of uit te rekken, vertoont een stijfheid. De weerstand wordt vervangen door plotse ontspanning Monosympathische reflex is basis voor polysympathische reflex o Agonist: beweegt het lidmaat in de richting dat bestudeerd wordt/ een spier wiens contractie een bepaalde beweging produceert of vergemakkelijkt o Antagonist: beweegt het lidmaat terug in tegengestelde richting/ een spier welke zijn contractie een bepaalde beweging tegenwerkt of omkeert Afferente axonen van de spierbundels zenden eindknoppen naar de alfa motor neuronen en naar de hersenen. Daarnaast maken ze ook een synaps op inhibitorische interneuronen. De eindknoppen van deze interneuronen maken een synaps op de alfa motorneuronen om de antagonistische spier te stimuleren 1
een stretch reflex wekt de agonist op en inhibeert de antagonist zo dat het lidmaat kan bewegen in de richting die gecontroleerd wordt door de gestimuleerde spier 8.2 controle van beweging door de hersenen Bewegingen kunnen uitgevoerd worden omwille van verschillende betekenissen Omdat er meerdere oorzaken van beweging zijn kunnen we geen algemeen startpunt vinden in onze zoektocht naar de neurologische mechanismen welke beweging controleren Hersenen en ruggenmerg bevatten verschillende motor systemen, welke elk symultaan bepaalde bewegingen controleren 8.2.1 organisatie van de motorische cortex De primaire motorische cortex ligt op de precentrale gyrus, juist rostaal aan de sulcus centralis. Somatotpisch georganiseerd: Activatie van de neuronen gelegen in bepaalde plaatsen van de primaire motorische cortex, veroorzaakt bewegingen van bepaalde lichaamsdelen De primaire motorische cortex is georganiseerd in termen van particuliere bewegingen van particuliere delen van het lichaam. Elke beweging kan tot stand komen door de contractie van verschillende spieren Complexe neurale circuits bevinden zich tussen individuele neuronen in de primaire motorische cortex en motor neuronen in het ruggenmerg welke er voorzorgen dat motor eenheden samentrekken. Belkangrijkste input voor de primaire motorische cortex is de frontale associatieve cortex (ligt rostraal tov motorische cortex).2 regio s grenzen aan motorische cortex: o Supplementary motor area (SMA): bevindt zich op het mediale oppervlakte van de hersenen, juist rostraal aan de primaire motorische cortex o Premotor cortex: bevindt zich op het laterale oppervlakte, ook juist rostraal tov de primaire motorische cortex Naast het krijgen van input van de premotorische cortex en de supplementary motor area, krijgt de primaire motorische cortex ook projecties van de aangrenzende primaire somato sensorische cortex (ligt juist over de sulcus centralis) Neuronen in de primaire somatosensorische cortex welke antwoorden op stimuli die van toepassing zijn op bepaalde lichaamsdelen, zenden axonen naar neuronen in de primaire motorische cortex welke spieren bewegen in het zelfde lichaamsdeel 8.2.2 corticale controle van beweging: de dalende weg Neuronen in de primaire motorische cortex controleren bewegingen door twee groepen van dalende banen. o Laterale groep (corticospinale baan, corticobulbaire baan, rubrospinale baan) Betrokken bij de controle van onafhankelijke bewegingen van ledenmaten, vooral hand en vingers. (linker en rechter ledenmaat maken andere bewegingen, of één van de twee blijft stil terwijl de ander beweegt) Corticospinale baan: bestaat uit axonen van corticale neuronen die eindigen in de grijze massa van het ruggenmerg (bevinden zich voornamelijk in primaire motorische cortex) De axonen verlaten de cortex en reizen door de subcorticale witte massa naar de ventrale middenhersenen waar ze de cerebrale penducles binnengaan. Ze verlaten de penducles in de medulla en vormen de pyramidal baan. Op het niveau van de caudal medulla, gaan de meeste vezels kruisen en dalen door het controlaterale ruggenmerg om zo de laterale corticospinale baan te vormen. De rest van de vezels dalen door 2
o het ipsilaterale (aan dezelfde kant) ruggenmerg om zo de ventrale corticospinale baan te vormen. Meeste axonen van de laterale corticospinale baan vinden hun oorsprong in de regio s van de primaire motorische cortex en supplementary motor area welke de distale delen van de ledenmaten controleren. Ze vormen synapsen (direct of via interneuronen) met motorneuronen in de grijze massa van het ruggenmerg. De axonen in de ventrale corticospinale baan vinden hun oorsrpong in de boven benen en schacht gebieden van de primaire motorische cortex. Ze dalen naar de samenhorende regio van het ruggenmerg en delen, om eindknoppen te zenden in beide zijden van de grijze massa Corticobulbaire baan: projecteert op de medulla Gelijkaardig aan corticospinale weg, uitgezonderd dat het eindigt in de motorische kernen van de 5 e, 7 e,9 e, 10 e, 11 e, en 12 de craniale zenuw Rubrospinale baan Vind oorsprong in de nucleus ruber van de middenhersenen. Nucleus ruber krijgt meeste input van de motorische cortex via de corticorubrale baan en het cerebellum. Vetromediale groep (vestibulospinale baan, tectospinale baan, ventrale corticospinale baan) Controleert meer automatische bewegingen. Controleren motorneuronen in het ventromediale gedeelte van de grijze massa van het ruggenmerg Neuronen van deze 3 banen krijgen input via de porties van primaire motorische cortex welke bewegingen van de schacht en proximale spieren controleren Reticulaire massa krijgt een vergelijkbare hoeveelheid input van de premotorische cortex en van verschillende subcorticale regio s. Tectospinale baan Cel lichamen zijn gelegen in de superior colliculus en hebben betrekking op de coördinatie van hoofd en schacht bewegingen met oogbeweging. Cellichamen van de reticulospinale baan bevinden zich in de vele kernen in de hersenstam en reticulaire massa van de middenhersenen. Ze controleren verschillende automatische functies (bv. ademen, niezen,..) maar spelen ook een rol in gedrag welke onder direct neocorticale controle staan (bv. Wandelen) 8.2.3 bewegingen plannen en uitvoeren: rol van de motorische associatieve cortex De supplementary motorische regio en de premototrische cortex zijn betrokken in de planning van beweging en ze voeren deze plannen uit door hun connecties met de primaire motorische cortex o Krijgen info van de associatieve regio s van de pariëtale en temporale kwab Motorische associatieve cortex is ook betrokken bij het imiteren van iemand anders zijn gedrag Visueel associatieve cortex o Ventrale stroom: eindigt in de inferieure temporale cortex, speelt een rol in herkenning van objecten o Dorsale stroom: eindigt in de posterieure pariëtale kwab, betrokken bij perceptie van locatie. o Pariëtale kwab is betrokken met het organiseren van visueel gegidste bewegingen o Naast het krijgen van visuele info over de ruimte, krijgt de pariëtale cortex info over ruimtelijke locatie van de somatosensorische, vestibulaire en auditieve systemen. Integreert deze info met de visuele info 3
Algemeen: de supplementaire motorische cortex is betrokken in leren en uitvoeren van gedrag welke bestaat ui sequenties van bewegingen. Premotorische cortex is betrokken in het imiteren van responsen van andere mensen en in het begrijpen en voorspellen van deze acties. 8.2.3.1 the suplmentary motor area Spelt een critische rol in gedragssequenties. Schade aan deze regio verstoort de mogelijkheid om goed geleerde sequensen van reacties uit te voeren waarin de performantie van de ene reactie fungeert als het signaal dat de volgende reactie gemaakt moet worden. Tijdens het uitvoeren van een geleerde sequentie van knop duwen, was er een verhoogde activatie te zien in de posterieure SMA SMA speelt een rol in het plannen van de elementen die nog moeten komen in sequenties van bewegingen. (de echte uitvoering van de bewegingen wordt geregeld door primaire motorische cortex) Pre- SMA wordt actief net voor het uitvoeren van spontane bewegingen Belangrijkste input voor SMA komt van de pariëtale lobben o Informatie verkregen van de pariëtale lobben staan het pre- SMA toe om te detecteren dat een beslissing om te bewegen gemaakt is Mensen met prefrontale letsels zullen reageren op gebeurtenissen, maar vertonen gebreken in het initiëren van gedrag 8.2.3.1 premotorische cortex Betrokken bij het leren en uitvoeren van complexe handelingen welke gegidst worden door sensorische informatie Arbitraire info: informatie die niet direct gerelateerd is aan de beweging dat het signaleert Non- arbitraire info: de visuele info geleverd door de locatie van het object specifieert juist waar we onze beweging naar toe moeten richten premotorische cortex is betrokken in het gebruik van arbitraire stimuli om aan te duiden welke beweging gemaakt moet worden 8.2.4 imiteren en begrijpen van bewegingen: rol van de Spiegel neuronen system Mirror neuronen bevinden zich in de ventrale premotorische cortex, welke verbonden is met de inferieure pariëtale lob. Hersenen bevatten ook een circuit van mirror neuronen in de inferieure pariëtale lob en de ventrale premotorische cortex Ze worden geactiveerd door de performantie van een actie en het zien van iemand anders die de actie vertoont en door geluiden die het optrede van een gelijkaardige actie aankondigen 8.2.5 beschadigingen van aangeleerde bewegingen: de apraxis Schade aan de frontale of pariëtale cortex aan de linker kant van de hersenen kunnen een scala aan gebreken opleveren= apraxis Apraxia verwijst naar het onvermogen om bewegingen te imiteren / produceren als reactie op verbale instructies of het onvermogen om handelingen te demonstreren die verricht zouden worden in het gebruik van gekende objecten 4 verschillende types o Limb apraxia: problemen met de beweging van arm, hand en vingers Beweging van verkeerde deel van lidmaat, onjuiste beweging van juiste deel, juiste beweging maar in onjuiste sequentie 4
o o o Meest moeilijke bewegingen: bepaalde bewegingen uitbeelden zonder de objecten die er normaal bij betrokken zijn (je moet de boodschap die iemand zegt begrijpen en je moet de het missende object kunnen inbeelden en de jusite handeling kunnen doen) Eenvoudigere taken zijn bewegingen die de onderzoeker uitvoert en je moet nabootsen Makkelijkste taak is het gebruiken van de objecten Schade aan de linker (MAAR niet aan de rechter) pariëtale hemisfeer kan limb apraxie veroorzaken in beide handen. ( komt doordat rechter hemisfeer betrokken is met de extrapersoonlijke ruimte, en de linker hemisfeer met het eigen lichaam) Frontale cortex blijkt een grote rol te spelen in het herkennen van de betekenis van gebaren Orale apraxia: problemen met bewegingen die gebruikt worden in spraak Apraxic agraphia: specifiek type van schrijf afwijkingen Constructional apraxia : moeite met tekenen of construeren van objecten Veroorzaakt door letsel van de rechter hersen hemisfeer, vooral van de pariëtale lob Problemen met het tekenen of het samenvoegen van objecten door gebruik te maken van elementen zoals blokken en met andere taken inzake spatiale perceptie De belangrijkste stoornis is de mogelijkheid geometrische relaties in te beelden en te op te merken 8.2.6 basale ganglia Maakt deel uit van een belangrijk deel van de motorische cortex. Beschadiging leidt tot verschillende motorische gebreken Bestaat uit: nucleus cuadatus, putamen, globus pallidus. Krijgen de meeste input van alle regio s van de cerebrale cortex ( maar meer in het bijzonder van de primaire motorische en primaire somatosensorische cortex) en de substantia nigra belangrijke outputs: primaire motorische cortex, supplementary motorische cortex, premotorische cortex (via thalamus) en motorische nuclei van de hersenstam welke bijdragen tot de ventromediale baan de frontale, pariëtale en temporale cortex zenden axonen naar de cuadate nucleus en de putamen, welke een verbinding vormen met de globus pallidus. De globus pallidus zend de info terug naar de motorische cortex via de ventrale anterieure en ventrolaterale kernen van de thalamus, om de lus compleet te maken info is somatotopisch gerepresenteerd andere belangrijke input komt van de substantia nigra van de middenhersenen. Degeneratie van de domaminergische weg van de substantia nigra veroorzaakt parkinson complexiteiten van de corticale- basale lus o de verbindingen bestaan uit exitatorische en inhibitorische neuronen o caudate nucleus krijgen exitatorische input van de cerebrale cortex. Ze zenden inhibitorische axonen naar de externe en interne divisies van de globus pallidus. (GPi en GPe) directe weg: neuronen in ge GPi zenden inhibitorische axonen naar de ventrale anterieure en ventrolaterale thalamusn elke exitatorische projecties zenden naar de motorische cortex (netto effect is exitatorisch) indirecte weg: neuronen in de GPe zenden inhibitorische input naar de subthalamische nucleus, welke exitatorische input naar de GPi zend ( uiteindelijke effect is inhibitorisch) 5
8.2.6.1 parkinson primaire sumptomen : musculaire rigiditeit, traagheid van bewegingen, blijvende tremor en posturele instabiliteit. Tremor: vriberende bewegingen van armen en handen. Gaat gepaard met rigiditeit (gewrichten tonen stijf aan) MAAR tremor en rigiditeit zijn niet oorzaak van de vertraagde bewegingen Normale bewegingen vergen een balans tussen direct en indirecte banen. (zie blz. 287-288) 8.2.6.2 huntington Veroorzaaakt door degeneratie vand e caudate nucleus en putamen, in het bijzonder van de GABAenergic en acetylcholinergic neuronen Veroorzaakt ongecontroleerde bewegingen, vooral schokkerige ledenmaten bewegingen Progressief verloop Sumptomen beginnen meestal op 30 à 40 (soms vroeger) Eerste tekenen van neurale degeneratie treden op in de caudate nucleus en putamen Het verlies van inhibitie geleverd door de GABA- secreterende neuronen, toen de activiteit van GPe toenemen, welke de subthalamische nucleus inhiberen. Als gevolg neemt het activiteit niveau van de GPi af en excessieve bewegingen treden op 8.2.7 cerebellum Output projecteerd om elke belangrijke motorische structuur van de hersenen. Wanneer het beschadigd is, worden bewegingen schokkerig, ongecoördineerd en onregelmatig. Bestaat uit 2 hemisferen welke verschillende diepere kernen bevatten welke gesitueerd zijn onder de gekreukelde en gevouwen cerebrale cortex. Flocculonodular kwab: bevindt zich aan het cuadale einde van het cerrebellum, krijgt input van het vestibulaire systeem en projecteert axonen op de vestibulaire kernen Vermis: bevindt zich op de middenlijn, krijgt auditieve en visuele info van de tectum en decutaneous en kinetische info van het ruggenmerg. Zend output naar fastigial nucleus Neuronen van de fastigial nucleus zenden axonen naar de vestibulaire nucleus en de motorische kernen in de reticular formation. (dus: beïnlvoeden gedrag door de vestibulospinale en reticulospinale banen) De rest van de cerebellaire cortex krijgt input van de cerebrale cortex De intermediaire zone van de cerebellaire cortex projecteerd op de interposed nuclei, welke op zijn beurt projecteerd op de rode nucleus. De laterale zone van het cerebellum is betrokken in de controle van onafhankelijke bewegingen van ledenmaten, in het bijzonder snelle, bekwame bewegingen Zowel de frontale associatieve cortex en de primaire motorische cortex zenden info over bedoelde bewegingen naar de laterale zone van het cerrebellum via de pontine nucleus. Laterale zone krijgt ook info van het somatosensorische systeem. Wanneer het cerebellum info krijgt dat de motorische cortex begonnen is aan een beweging, verwerkt het de contributie dat verschillende spieren moete maken om de beweging tot stand te brengen. Het resultaat van deze verwerking wordt gestuurd naar de dentate nucleus Letsels in verschillende regio s veroorzaken verschillende problemen (zie Blz. 291 voor concrete voorbeelden) Letsels van de laterale zone van cerebellaire cortex tast de timing van snelle ballistische bewegingen aan. Ballistische bewegingen vinden te snel plaats om gemodificeerd te worden door feedback ( we kunnen niet op feedback steunen om de beweging te stoppen als we het doel bereikt hebben- in plaats daarvan wordt de beweging getimed) Cerebellum integreert ook succesvolle sequensen van bewegingen welke juist achter elkaar uitgevoerd moeten worden 6
8.2.8 the reticular formation Bestaat uit grote aantallen kernen welke zich bevinden in de kern van de medulla, pons en middenhersenen Controleert de activiteit van het gamma motor systeem en reguleert spier tonus. De pons en medulla bevatten verschillende kernen met specifieke motorische functies Speelt ook een rol in de locomotion. Stimulatie van de mesencephalic locomotor regie, welke zich ventraal bevindt tov de inferieure colliculus, zorgt dat een kat aftastende bewegingen maakt 7
Hoofdstuk 9 9.1 een psychologische en gedragsbeschrijving van slaap 9.1.1 stadia van slaap Electromyogram (EMG): spier activiteit meten Electro- oculogram (EOG): oog beweging meten Andere electroden kunnen gebruikt worden om automatische metingen te detecteren zoals hartslag, ademhaling en veranderingen in de mogelijkheid van de huid om elektriciteit af te leiden Alfa activiteit: bestaat ui regelmatige medium frequente golven van 8 tot 12 HZ. o Persoon rust zachtjes, niet specifiek in arousal of opgewonden en niet betrokken in inspannende mentale activiteit. Beta activiteit: onregematige, meestal lage amplitude golven van 13 tot 30 HZ. o Vertoont dechroniciteit ( wijst op het feit dat vele verschillende neurale circuits in de hersenen actief informatie aan het verwerken zijn) persoon is alert en aandachtig voor gebeurtenissen in de omgeving of is actief aan het denken. o stadium 1 van slaap : theta activiteit wijst op activering van neuronen in de neocortex wordt meer gesynchroniseerd. overgang tussen slapen en waakzaamheid Stadium 2 slaap (na 10 minuten): EEG is onregelmatig maar bevat perioden van theta activiteit, K comlexen en slaap spindles. o Slaap spindles: korte uitspattingen van golven van 12 tot 14 HZ elke optreden tussen twee en vijf keer per minuut gedurende stadium 1 tot 4 van de slaap o K complexen: plotselinge, scherpe golfvormig welke meestal optreden tijdens stadium 2 van de slaap. (ongeveer 1 per minuut, maar kan ontlokt worden door geluid). Voorloper van de delta golven welke optreden in de diepste slaap Stadium 3 (15 minuten later): aanwezigheid van delta acitiviet (hoge amplitude)!verschil tussen stadium 3 en 4 is niet zo duidelijk ( stadium 3 bevat 20-50 % delta activiteit, stadium 4 meer dan 50%) Slow wave slaap: stadium 3+4. Bevat trage schommelingen van 1 HZ. o Down state: Eerste deel van de golf. Periode van inhibitie waarin neuronen in de neocortex volledig stil zijnneocorticale neuronen kunnn rusten o Up state: periode van exitatie waarin neuronen vuren aan hoge snelheid o Andere componenten van slow wave slaap (K complexen, slaap spindles, delta golven) zijn synchroon aan deze schommelingen o De schommelingen spelen grote rol in leren en geheugen Stadium 4: REM slaap: meeste desynchonisatie, met theta golven (gelijkaardig aan stadium 1). Ogen bewegen snel achter gesloten oogleden. o EMG wordt stil ( bijna geen spier tonus dus geparalyseerd) maar hersen activiteit hoog o Diepste stadium van de slaap Tijdens de rest van de nacht bevindt men zich wisselend in REM slaap en non- REM slaap o Elke cyclus duurt ongeveer 90 min. o o Meeste slow wave vindt plaats in de eerste helft van de nacht De cyclische natuur van REM slaap blijkt gecontroleerd te worden door een klok in de hersen welke ook de activiteits cyclus controleert tijdens lopen 9.1.2 mentale activiteit tijdens slaap Ook tijdens slaap zijn we bewust (maar op andere manier dan wanneer we waakzaam zijn) De hoeveelheid cerebrale bloed stroom in de hersenen gedurende REM slaap is hoog in de visueel associatieve cortex maar laag in de primaire visuele en prefrontale cortex Oogbewegingen zijn gelijk aan wat we kunnen verwachten als men dromen echt ziet. Meeste verhaal achtige dromen vinden plaats tijden REM, maar de ergste nachtmerries gebeuren tijdens slow wave sleep 8
9.2 slaapstoornissen 9.2.1 insomnia Moet gedefinieerd worden in relatie tot iemands normale slaap behoefte Afhankelijk van zelf rapportage ( meeste mensen onderschatten de hoeveelheid slaap die ze hebben) geen direct klinische evidentie Sleep apnea: veroorzaakt door onvermogen om te slapen en ademen op hetzelfde moment o Gedurende een periode van slaap apnea stimuleert het niveau van carbon dioxide in het bloed de chemoreceptoren en de persoon wordt wakker, naar adem happend 9.2.2 nacrolepsy Neurologische afwijking die gekarakteriseerd wordt door slaap op ongepaste momenten symptomen: o slaapaanval (overwelmende nood om te slapen. Kan op elk moment gebeuren, maar meestal tijdens monotone, saaie condities o kataplexie: spierzwakte (het geparalyseerd zijn tijdens REM slaap treedt op op een ongepast moment) o slaap verlamming: onvermogen om te bewegen juist voor het begin van slaap of juist voor wakker worden o hypnagotische hallucinaties: de persoon droomt terwijl hij wakker en geparalyseerd is wordt geproduceerd door hersen abnormaliteit welke de neurale mechanismen verstoort die verschillende aspecten van slaap en arousal controleren. Patiënten hebben problemen met wakker blijven. Ze slaan vaak de slow wave slaap over en gaan direct naar REM. Met als gevolg dat hun slaap vaak gefragmenteerd is. 9.2.3 REM slaap gedragsstoornissen Het gedrag van deze patiënten komt overeen met wat ze dromen (MAAR niet gelijk aan slaapwandelen!) Neurodegeneratieve stoornis. kan veroorzaakt worden door hersen schade Symptomen zijn tegenover gestelde van kataplexie: ze worden niet geparalyseerd tijdens REM 9.2.4 problemen geassocieerd met slow wave sleep Bv. Bedplassen, slaapwandelen, plots wakker schrikken Geen van deze fenomenen is gerelateerd aan REM slaap Slaap gerelateerde eet stoornis: eten gedurende de nacht terwijl ze slapen 9.3 waarom slapen we 9.3.1 functies van slow wave slaap Slaap is essentieel om te overleven Effecten van slaap deprivatie o De primaire rol van slaap is niet om het lichaam rust en herstel te gunnen, maar heeft invloed op cognitieve mogelijkheden o Als slaap verstoort gaat men de volgende nacht langer slapen (stage 4 en REM slaap zijn belangrijkst om in te halen) o Zowel cerebrale metabolische hoeveelheid en cerebrale bloed stoom dalen tijdens slow wave slaap. De regio s met de hoogste activiteit terwijl we wakker zijn, vertonen de hoogste niveaus van delta golven en de laagste niveaus van metabolische activiteit tijdens SWS o Tijdens SWS laat de lage metabolische activiteit toe om vrije radicale te vernietigen en hun schadende effecten te voorkomen o Fatale familiale insomnia: ( zie blz. 307 voor uitleg) 9
Effect van oefenen op slow wave slaap o Als de functie van slaap is om het effect van het lichaam van fysieke activiteit te herstellen, dan kunnen we verwachten dat slaap en oefening gerelateerd zijn, maar verband is niet zo eenduidig. Effect van hersen activiteit op slow wave slaap o Primaire functie van SWS is de hersenen laten rusten en herstellen we kunnen verwachten dat men langer in SWS zit na een dag van intense cerebrale activiteit o Taken die mentale alertheid en mentale activiteit vereisen doen glucose metabolisme in hersenen toenemen. Meest significante toename vindt men in frontale lobben 9.3.2 functies van REM slaap Rebound fenomeen: na een verstoring van de slaap gaan mensen bij normale slaap langer in REM fase blijven Hoeveelheid REM slaap varieert gedurende levensloop (wordt minder met ouder worden) Als REM zou helpen bij hersen ontwikkeling, waarom hebben volwassenen dan REM? 9.3.3 slaap en leren Slaap helpt bij consolidatie van lange termijn geheugen SWS en REM hebben andere rol in de consolidatie van expliciet en impliciet geheugen o REM vergemakkelijkt de consolidatie van impliciete geheugen o SWS vergemakkelijkt de consolidatie van expliciet geheugen 9.4 psychologische mechanismen van slaap en wandelen 9.4.2 neurale controle van arousal Moeheid heeft een effect op waakzaamheid Neuronen circuits welke minstens 5 verschillende neurotransmitters produceren spelen een rol in sommige aspecten van het niveau van waakzaamheid en moeheid (= Arousal) Acetylcholine (Ach) o Verschillende groepen Gelegen in de pons. Produceren activatie en corticale desynchroniteit wanneer ze gestimuleerd worden Gelegen in de basale voorhersenen. Produceren activatie en corticale desynchroniteit wanneer ze gestimuleerd worden Gelegen in de mediale septum. Controleert de activiteit van de hippocampus o Acetylcholinerge agonisten doen de EEG tekenen van corticale arousal toenemen en acetylcholinerge antagonisten doen ze dalen. o Niveau van Ach is ook tijdens waakzaamheid en REM maar laag tijdens SWS+ meeste neuronen in basale voorhersenen vertonen hogere graad van activering tijdens wakker zijn en REM en lage graad tijdens SWS Norepinephrine o Noradrenergische systeem of locu coeruleus (LC): gelegen in de dorsale pons. Neuronen van de LC stichten axonen die breed vertakken, welke norepinephrine vrijgeven door de neocortex, hippocampus, thalamus, cerebellaire cortex, pons en medulla. o Activatie niveau was hoog tijdens wakker zijn, laag tijdens SWS en bijna nul tijdens REM Serotonin o Meeste serotonine neuronen bevinden zich in raphe nuclei, welke zich bevindt in de medullaire en pontine regio s van reticulaire massa o Stimulatie van de raphe nuclei veroorzaakt motoriek en corticale arousal. PCPA (een medicijn dan de synthese van serotonine tegengaat), verminderd de corticale arousal o Hun activiteit daalt tijden SWS en wordt bijna nul tijdens REM. Eens de periode van REM gedaan is, worden de neuronen tijdelijk weer zeer actief 10
Histamine o = component gesynthetiseerd van histidine (aminozuur) o Cellichamen bevinden zich in tuberomammillary nucleus (TMN) o De axonen van deze neuronen projecteren primair op de cerebrale cortex, thalamus, basale ganglia, basale voorhersenen en hypothalamus. o De projecties op de cerebrale cortex doen de corticale activatie van arousal onmiddellijk stijgen en projecties op acetylcholinerge neuronen van de basale voorhersenen en dorsale pons doen het indirect, door de vrijgave van acetylcholine te doen toe nemen in de cerebrale cortex o Activatie van histamine neuronen is hoog tijdens wakker zijn en laag tijdens SWS en REM Orexin o Oorzaak van nacrolepsy is een degeneratie van orexinergische neuronen. o Cellichamen bevinden zich in hypothalamus. Hun axonen projecten op bijna elk deel van de hersenen o Neuronen vuren aan hoge snelheid tijdens alertheid of actieve wakker zijn en zijn laag tijdens rustig wakker zijn, SWS en REM 9.4.3 neurale controle van slow wave slaap Wanneer we wakker en alert zijn, zijn de meeste neuronen in onze hersenen actief, wat ons toelaat om aandachtig te zijn voor sensorische info en de info te verwerken. Niveau van activiteit wordt grotendeels gecontroleerd door de 5 sets van arousal neuronen, maar wat controleert de activiteit van de arousal neuronen? Preoptic regio: betrokken bij controle van slaap. o Bevat neuronen waarvan de axonen inhibitorische synaptische verbindingen vormen met de arousal neuronen van de hersenen o Wanneer de perioptic neuronen actief worden, onderdrukken ze de activiteit van de arousal neuronen en vallen we in slaap Merendeel van de slaap neuronen bevinden zich in Ventrolaterale preoptic gebied (vipoa), sommige bevinden zich in median preoptic nucleus (MnPN). o Schade aan vipoa neuronen onderdrukt slaap, de activiteit van deze neuronen neemt toe gedurende slaap (wordt gemeten door niveaus van FOS proteïne) o Activiteit van neuronen in 5 regio s (laterale hypothalamus, dorsale pons, locus coeruleus, raphe nucleus, tuberomammillary nucleus) veroorzaken corticale activatie en gedrags arousal. Inhibitie van deze regio s is noodzakelijk om te slapen o Slaapneuronen krijgen inhibitorische input van sommige van dezelfde regio s waar ze inhiberende invloed op hebben. Dus ze worden geinibiheerd door histamine, serotonine en norepinehrine Reciproque inhibitie karakteriseert ook een elektronisch circuit, gekend als flip- flop welke 1 of 2 statussen kan aannemen o Dus: ofwel kunnen de slaapneuronen actief zijn en een inhiberende functie hebben op de wakende neuronen OF de wakende neuronen zijn actief en inhiberen de slaap neuronen o Het is onmogelijk voor neuronen in beide regio s om tegelijkertijd actief te zijn o Belangrijk voordeel: kan snel overschakelen van ene staat naar de andere o Nadeel: kan onstabiel zijn o Veronderstelling: Belangrijke functie van orexinergic neuronen is om te helpen de slaap / wakende flip flop te stabiliseren door hun exitatorische connecties met wakende neuronen MAAR onderzoek met muizen toont aan dat dit hormoon geen directe invloed heeft in regel van totale hoeveelheid tijd gespendeerd in deze stadia s o Vermoeidheid wordt gecontroleerd door twee factoren: tijdstip en hoe lang de hersenen al wakker en actief zijn. 11
o Interne clock, welke zich bevindt in de hypothalamus, controleert de dagelijkse ritmes van slaap en waakzaamheid. Adenosine wordt geproduceerd wanneer neuronen metabolisch actief zijn en de accumulatie van adenosine zorgt voor vermoeidheid en slaap. Het niveau van adenosine neemt toe tijdens waakzaamheid en neemt af tijdens slaap. o Maar adenosine receptoren vind men in bijna elk hersengebied. Dus is het onwaarschijnlijk dat alle slaap promotende effecten van adenosine de neuronen van vipoa bevatten. Veroudering heeft nadelige gevolgen op de kwaliteit van slaap: slaap wordt gefragmenteerd, tijd van wakker zijn neemt toe en de hoeveelheid delta activeit daalt. Honger gerelateerde signalen activeren orexinergic neuronen en voldoening gerelateerde signalen inhiberen ze. Orexinergic neuronen krijgen inhibitorische input van vipoa 9.4.4 neurale controle van REM slaap REM bestaat uit degechroniseerde EEG activiteit, spier paralysatie, snelle oog bewegingen en toegenomen genitale activiteit. REM wordt gecontroleerd door flip flop welke stadia van REM en SWS controleert Acetylcholinergic neuronen spelen belangrijke rol in cerbrale activatie tijdens waakzaamheid, ze zijn betrokken in de neocorticale activatie welke REM vergezeld. o ACH neuronen in de dorsale pons vuren op hoog niveau tijdens zowel REM en actieve waakzaamheid of tijdens REM alleen o REM- ON cel: vuurt op hoog niveau tijdens REM. o! recent onderzoek toont aan dat REM gecontroleerd wordt door flip flop welke geen ACH neuronen bevat Sublaterodorsale nucleus (SLD): Regio van de dorsale pons, juist ventraal aan de locus coeruleus, welke REM ON neuronen bevat Ventrolaterale periaquedectal grijze stof (vipag): bevat REM OFF neuronen REM ON en REM OFF neuronen zijn met elkaar verbonden door inhibitorische GABA neuronen o Stimulatie van de REM ON regio lokt meeste elementen van REM uit, terwijl inhibitie van deze regio met GABA agonisten REM verstoord o Stimulatie van de REM OFF onderdrukt REM, schade aan deze regio of infusie van GABA agonisten in deze regio, laat REM dramatisch toenemen o De onderlinge inhibitie van deze regio s betekend dat ze functioneren als een flip flop Wanneer de slaap/ waak flip flop switcht naar de slaap fase dan begint SWS. De activiteit van de exitatorische orginergic, noradrenergic en serotonergic inputs voor de REM OFF regio s nemen af. Uiteindelijk gaat de REM flip flop switchen naar de ON status en REM begint Eens slaap begint, neemt de activiteit van orexinergische neuronen af, welke een bron van exitatorische input van REM OFF regio afneemt. Naarmate slaap vordert neemt de activiteit van noradrenergic en serotonergische neuronen gradueel af. Met als gevolg dat meer exitatorische input naar de REM OFF regio weg is. De REM flip flop gaat naar ON en REM slaap begint. Degeneratie van orexinergische neuronen veroorzaakt nacrolepsy: Zonder de invloed van orexin, wordt de slaap/ waak flip flop onstabiel. De vrijlating van orexin door REM OFF houdt normaal de REM flip flop in de OFF status. Het verlies aan orexinergische neuronen zorgen emotionele episodes (door activatie van amygdala) dat REM flip flop naar ON gaat met als resultaat een aanval van kataplexie 12
Hoofdstuk 10 10.1 seksuele ontwikkeling 10.1.1 productie van gameten en bevruchting Seksueel dimorphic gedrag: een gedrag dat verschillende vormen heeft of dat met verschillende waarschijnlijkheden/ onder verschillende omstandigheden optreed in mannen en vrouwen De productie van gameten ( zaad en eicellen) houdt een speciale vorm van verdeling in o Ze bevatten elk een enkelvoudige set van 23 chromosomen. o Als een eicel en zaadcel samen komen, delen ze hun chromosomen om 23 paar chromosomen te ontwikkelen ( bevruchting) o Geslacht wordt bepaald op moment van bevruchting Geslachts chromosomen: bepalen het geslacht o Vrouwen hebben 2 X chromosomen o Mannen hebben een X en een Y chromosoom ( man bepaalt geslacht) 10.1.2 ontwikkeling van geslachtsorganen Al de chromosomen bevatten de informatie die nodig is om het lichaam van beide geslachten te ontwikkelen Het Y chromosoom controleert de ontwikkeling van de klieren welke de mannelijke seks hormonen produceren 10.1.2.1 gonads Er zijn 3 ruwe categorieën van geslachtsorganen: gonads, interne geslachtorganen en externe genitaliën Gonads ( eierstokken en testikels): produceren eicellen en sperma en scheiden hormonen af Beide geslachten hebben een paar identieke ongedifferentieerde gonads, welke het potentieel hebben om te ontwikkelen in testikels of eierstokken Een gen op het Y chromosoom ( SRY= seks- determining region Y) produceert een proteïne dat zich bindt aan het DNA van cellen in de ongedifferentieerde gonads en zorgt ervoor dat ze uitgroeien tot testikels o Als SRY gen niet aanwezig is, veranderen de gonads in eierstokken o XX mannen: wanneer SRY gen getransloceerd wordt van het Y chromosoom naar het X chromosoom tijdens de productie van het sperma Naast SRY gen zijn er nog 2 andere genen noodzakelijk voor het voltooien van het proces van gondale differentiatie Eens de gonads ontwikkeld zijn, wordt een serie van gebeurtenissen in gang gezeg welke het geslacht bepalen. Deze gebeurtenissen wordt geregeerd door hormonen o Tijdens prenatale ontwikkeling hebben ze organisationele effecten: beïnvloeden de ontwikkelen van geslachtorganen en hersenen permanente effecten o Activatie effect: treden later in leven op, nadat geslachtsorganen gevorm zijn (geslachtshormonen hebben verschillende activationele effecten in beide geslachten) 10.1.2.2 interne geslachtsorganen Vroeg in de embryonale ontwikkeling zijn de interne geslachtorganen biseksueel. Tijdens de derde maand van rijping, worden ze mannelijk of vrouwelijk Müllerian systeem: de voorloper van de vrouwelijke geslachtsorganen. Ontwikkeld in fimbriar, baarmoeder, eileider, binnenste gedeelte van de vagina. Wolffian systeem: voorloper van de mannelijke interne geslachtorganen. Ontwikkeld in de bijbal, zaadleider en zaadblaasjes. 13
Geslacht van de interne geslachtsorganen wordt bepaald door de af-/ aanwezigheid van hormonen, uitgescheiden door de testes. Als de hormonen aanwezig zijn, zal het Wolffian systeem ontwikkelen o Cellen van wolffian systeem hebben stimulatie nodig van hormonen om te ontwikkelen, cellen van müllerian systeem hebben dit niet nodig Testikels produceren 2 hormonen o Anti Müllerian systeem: zorgt dat Müllerian systeem niet kan ontwikkelen (heeft defeminizng effect) o Androgenen stimuleren de ontwikkeling van Wolffian systeem (masculinizing effect) Testosteron Dihydrotestosterone Het feit dat geslachtorganen in het begin biseksueel zijn, kan resulteren in genetische ziektebeelden o o o Androgeen insesitief syndroom: ongevoelig voor androgenen Oorzaak: genetische mutatie dat de vorming van functionele androgeen receptoren tegengaat Gevolg: de mannelijke interne geslachtsorganen kunnen niet ontwikkelen en het Müller systeem wordt ook nog steeds afgeremd. (externe genitaliën zijn vrouwelijk, interne genitaliën ontbreken) Aanhoudend Müllerian duct syndroom 2 oorzaken Falen in het produceren van anti- Müllerian hormonen Afwezigheid van de receptoren voor dit hormoon Wanneer dit plaats vindt in genetische mannen hebben androgenen hun masculinerend effect maar defeminization vindt niet plaats. Dus men wordt geboren met zowel mannelijke als vrouwelijke interne geslachtsorganen Turner syndroom: slecht 1 geslachtschromosoom (X) aanwezig Meestal komt het aanwezig X chromosoom van de mama, dus de fout zit in het sperma Geen Y chromosoom aanwezig, dus geen ontwikkeling van testes Ook geen eierstokken ( want daar zijn twee X en voor nodig) Ze hebben geen gonads, maar ontwikkelen wel in vrouwen met normale vrouwelijke interne en externe geslachtsorganen 10.1.2.3 externe genitaliën Het geslacht van de externe genitaliën wordt bepaald door de af-/ aanwezigheid van androgenen Zie figuur 10.5 blz. 335 10.1.3 seksuele rijpheid Primaire geslachts karakteristieken (aanwezig vanaf de geboorte): gonads, interne geslachtsorganen, externe genitaliën Secundaire geslachts kenmerken ( verschijnen pas tijdens puberteit) Het begin van puberteit begint wanneer cellen in de hypothalamus GnRH ( gonadotropin releasing hormone) produceren. Dit stimuleert de productie van LH en FSH door de hypofysevoorkwab o Bij de vrouw stimuleert FSH de groei van follikels en LH het behoud van follikels o Bij de man stimuleren deze hormonen de testikels op sperma te produceren en testosteron uit te scheiden 14
Leptine: stuurt een belangrijk signaal naar de hersenen betreffende hoeveel vetweefsel in het lichaam. Wanneer lichaamsvet toeneemt, neemt het niveau van leptine in het bloed toe en signaleert de hersenen om honger te reduceren. Leptine heeft ook een rol in het bepalen van het begin van de puberteit in meisjes In antwoord op de gonadotropische hormonen, gaan de gonads steroïde gelsachtshormonen uitscheiden o Eierstokken produceren estradiol ( een hormoon uit de klasse van oestrogenen) o Testikels produceren testosteron o Gonads steroïdes hebben invloed op vele lichaamsdelen Tabel 10.1 blz. 337! 10.2 hormonale controle van seksueel gedrag Hormonen hebben organizationele en activationele effecten op de interne geslachtsorganen, genitaliën en secundaire geslachtsorganen. Ze hebben ook effect op gedrag door direct in interactie te treden met zenuwsysteem. Androgenen die aanwezig zijn tijdens prenatale ontwikkeling hebben invloed op de ontwikkeling van het zenuwstelsel 10.2.1hormonale controle van de vrouwelijke reproductie cyclus Menstruele cyclus: reproductieve cyclus van vrouwen Oestrogene cyclus:reproductieve cyclus van andere zoogdieren o Belangrijkste verschil tussen deze 2 zit hem in de maandelijkse groei en verlies van de binnenkant van de baarmoeder. Cyclus begint met de secretie van gonadotropen door de hypofyse achterkwab/ deze hormonen stimuleren de groei van de follikels. (= smalle ruimten van epitheel cellen rond de eicel) Wanneer de follikels rijpen, geven ze estradiol vrij, welke zorgt dat de binnenste laag van de baarmoeder groeit in voorbereiding op inplanting van een bevrucht eitje. Feedback van het toegenomen niveau estradiol, lokt de vrijgave van LH uit door de hypofyse achterkwab. LH toename veroorzaakt ovulatie ( eitje breekt en komt vrij) Door de voortdurende invloed van LH wordt het gebroken eitje het corpus luteum welke estradiol en progesteron afgeeft Progesteron promoot zwangerschap. Het zorgt dat de binnenkant van de baarmoeder dikker blijft en dat er geen nieuwe eitjes rijpen Eitje gaat naar eileider waar ze bevrucht kan worden, om dan in te nestelen in baarmoeder Als er geen bevruchting plaats vindt, zal het corpus luteum geen estradiol en progesteron meer vrijgeven, en de binnenkant van de baarmoeder zal terug dunner worden. Waarna er menstruatie optreed 10.2.2 organizationele effecten van androgenen op gedrag: meer man worden en minder vrouw Wanneer de hersenen van een knaagdier niet blootgesteld worden aan androgenen in een kritische periode in de ontwikkeling, zal het dier vrouwelijk seksueel gedrag stellen als volwassene Als een knaagdier blootgesteld wordt aan androgenen tijdens ontwikkeling gebeuren er 2 zaken o Gedrags defeminization: organisatorisch effect van androgenen dat er voor zorgt dat het dier geen vrouwelijk gedrag vertoont als volwassene o Gedrags masculinisatie: organisatorisch effect van androgenen dat ervoor zorgt dat het dier mannelijk gedrag stelt als volwassene 15
10.2.3 effecten van pheromones Hormonen transporteren informatie van het ene lichaamsdeel naar het andere Pheromones transporteren info van het ene dier naar het andere Ze worden vrijgelaten door een dier en beïnvloeden direct het gedrag van een ander dier Ze kunnen reproductieve gedrag beïnvloeden Lee-Boot effect: wanneer een groep van vrouwelijke muizen samen wonen, zal hun estrous cyclus afnemen en zelfs stoppen Whitten effect: wanneer een groep van vrouwen blootgesteld worden aan de geur van een man, beginnen de cycli terug en worden ze synchroon Vandenbergh effect: versnelling van het begin van de puberteit in een vrouwelijk knaagdier door de geur van een man Bruce effect: wanneer een recent geïmpregneerde vrouwelijke muis een normale mannelijke muis ontmoet verschillend van de muis met wie ze paarde, zal de zwangerschap falen. (wordt veroorzaakt door substantie uitgescheiden in de urine van intacte mannetjes Sommige van de effecten van de pheromones op de reproductieve cyclus blijkben bemiddeld te worden door een ander sensorisch orgaan o Vomeronasal orgaan (VNO): bestaat uit een kleine groep van sensorische receptors rond een zakje verbonden met een kanaal naar het nasale deel = een sensorisch orgaan dat de aanwezigheid van specifieke chemicaliën detecteert, specifiek wanneer een vloeistof actief gesnoven wordt. Het medieert de effecten van sommige pheromones. Is vooral sensitief voor vluchtige componenten die gevonden worden in urine of andere substanties Essentieel voor de mogelijkheid van een kanagdier om het geslacht van een ander individu te herkennen o VNO projecteert op aanbehorende reuk kwab ( ligt vlak achter reuk kwab) Als we deze kwab zouden wegnemen, gaat het Lee-Boot effect, het Whitten effect, het Vandenbergh effect en het Bruce effect weg. (VNO is essentieel voor deze systemen) De hoofd reuk kwab stimuleert onderzoeks gedrag wanneer de aanwezigheid van een andere muis opgemerkt wordt en informatie vertrekt door het VNO bepaalt het geslacht, estrous conditie en identiteit van het andere dier o Aanbehorende reuk kwab zend axonen naar de mediale kern van de amygdala, welke op zijn beurt projecteert op de preoptic area en anterieure hypothalamus en de ventromediale nucleus van de hypothalamus Preoptic area, mediale amygdala, ventromediale nucleus van de hypothalamus en de mediale preoptic area spelen belnagrijke rol in reproductief gedrag Sommige pheromonen gerelateerde fenomenen vinden plaats in mensen o Vrouwen die lange tijd samen blijven hebben gesynchroniseerde cycli o Vrouwen die regelmatig tijd spenderen met mannen, hebben kortere cycli dan vrouwen die zelden omgaan met mannen o Delen van de oksels van vrouwen die genomen waren rond de tijd van ovulatie deed de menstruele cycli van andere vrouwen toenemen. Werden de stalen later genomen, dan verkorte de cycli van andere vrouwen 2 onderdelen in menselijk zweet hebben verschillend effect op mannen en vrouwen o AND (androstadienone) doet alertheid toenemen in vrouwen, maar doet positieve gemoedstoestand afnemen in mannen 16
Vrouwen vertoonde hogere cortisol niveaus na het ruiken van AND, rapporteerde een meer positieve gemoedstoestand en meer seksuele arousal AND activeerd de preoptic area en ventromediale hypothalamus in vrouwen maar niet in mannen o Estrateraene (EST) Activeert de paraventriculaire kern en dorsomediale hypothalamus in mannen maar niet bij vrouwen Menselijk reproductief gedrag wordt beïnvloed door pheromones, maar deze chemische signalen worden gedetecteerd door het standaard reuk orgaan, en niet door VNO 10.3 menselijke seksueel gedrag blijken Menselijke seksueel gedrag wordt beïnvloed door activationale effecten van de gondal hormonen en door organisationele effecten 10.3.1 activatie effecten van seks hormonen in vrouwen Het seksuele gedrag van de meeste vrouwelijke zoogdieren wordt gecontroleerd door de ovariële hormonen estradiol en progesteron Deze hormonen controleren niet enkel de bereidheid om te paren maar ook de mogelijkheid om te paren. ( mannelijke ratten kunnen niet copuleren met een vrouwelijk rat die niet in de vruchtbare periode zit) In hogere primaten ( inclusief mens) wordt de mogelijkheid om te paren niet gecontroleerd door ovariële hormonen, maar ze kunnen wel nog een invloed hebben op seksuele interesse Veranderingen in seksuele interesse en arousability worden niet altijd gereflecteerd in veranderingen in seksueel gedrag. (bv. Monogaam huwelijk, als vrouw geen zin heeft, kan ze toch seks hebben) Ovariële hormonen kunnen een vrouws seksuele interesse beïnvloeden, maar het gedrag wordt ook beïnvloed door andere factoren (bv. Geboorte controle middelen) Vrouwelijke seksuele interesse kan gestimuleerd worden door androgenen o 2bronnen van androgenen in vrouwelijk lichaam: eierstokken en bijnieren Eierstokken produceren ook testosteron Bijnieren produceren androstenedione en andere adrenocorticale steroïden 10.3.2. activatie effecten van seks hormonen in mannen Met normale niveaus zijn mannen potent en vruchtbaar, zonder testosteron, sperma productie ophouden worden ze impotent Vermindering van seksuele activiteit na castratie is variabel Testosteron beïnvloed niet alleen seksuele activiteit maar wordt er zelf ook door beïnvloed ( of door het denken aan seks) 10.4 seksuele oriëntatie Als homoseksualiteit een fysiologische oorzaak heeft, is het zeker niet een variatie in het niveau van geslachts hormonen tijdens volwassenheid. Meer mogelijke biologische oorzaak is een subtiel verschil in hersen structuur veroorzaakt door verschillen in de hoeveelheid prenatale blootstelling aan androgenen 17
10.4.1 prenatale androgenization van genetische vrouwen Prenatale andorgenen kinnen menselijk sociaal gedrag en seksuele oriëntatie en anatomie beïnvloeden. Congenitale adrenale hyperplasie (GAH): bijnieren produceren abnormale hoeveelheid androgenen o Jongens ontwikkelen normaal o Meisjes hebben vergrote clitoris en schaamlippen zijn gedeeltelijk samen gegroeid. Ze zijn vaker lesbisch ( mogelijke verklaring: androgenen beïnvloeden de ontwikkeling van de hersenen) Biologie speelt een grote rol in de natuur van keuzes tussen mannelijk en vrouwelijk gedrag (bv. Welk soort speelgoed) 10.4.2 falen van androgenization van genetische mannen Genetische mannen met androgeen in sensitiviteit syndroom ontwikkelen als vrouw met vrouwelijke externe genitaliën, maar ook met testikels zonder baarmoeder of eileiders Vrouwen met dit syndroom rapporteren gemiddelde seks drives, inclusief normale frequentie van orgasmes tijdens geslachtsgemeenschap De afwezigheid van androgene receptoren blijkt zowel de masculinizing en defeminizing effecten van androgenen op iemands seksuele interesse tegen te gaan 10.4.3 effecten op het opvoeden op seksuele identiteit en oriëntatie van prenatale androgenized genetische mannen Iemands seksuele identiteit en oriëntatie is sterk bepaalt door biologische factoren en kan niet makkelijk veranderd worden door de opvoeding Cloacal exstrophy ( ontwikkelingsstoornis): resulteert in de geboorte van een jonge met normale testikels maar met urogenitale abnormaliteiten, vaak inclusief de afwezigheid van een penis. 10.4.4 seksuele oriëntatie en hersenen Hersenen is een seksueel dimorf orgaan Verschillen in hersenen tussen man en vrouw ( zie blz. 348 rechts onderaan) Meeste onderzoekers geloven dat de seksuele dimorfie van de hersenen het resultaat is van verschillende blootstelling aan androgenen tijdens prenatale en vroege postnatale periode Verschillen in de grootte van 3 regio s in de hersenen tussen hetero- en homoseksuelen o De subprachiasmatische nucleus ( SCN) o Een seksueel dimorfe nucleus vna de hypothalamus o Anterieure commissuur ( zenuw bundel welke delen van de rechter en linker lobben met elkaar verbindt) Hersenen van heteroseksuele mannen en vrouwen reageren verschillende op de geur van AND en EST ( 2 chemicaliën doe kunnen fungeren als menselijke pheromones). De reactie van homoseksuele mannen was gelijkaardig aan die van heteroseksuele vrouwen De grootte van een specifiek deel van de voorhersenen ( de centrale subdivisie van de bed nucleus of the stria termindalis (BNST)) is groter bij mannen dan bij vrouwen de grootte is gerelateerd aan seksuele identiteit en niet aan seksuele oriëntatie! de observatie dat verschillen in lichaams of hersen structuur gerelateerd zijn aan seksuele oriëntatie, verondersteld dat blootstelling aan prenatale hormonen een effect heeft op de natuur van iemands seksualiteit 18