Experimentatie - Hodgkin & Huxley en Neurofarmacologie

Experimentation - Hodgkin & Huxley and Neurofarmacology

Studiewijzer 2025/2026

Globale inhoud

Experimentatie bestaat uit meerdere practicumvakken. In deze practicumreeks maak je kennis met verschillende onderzoeksmethoden binnen de psychobiologie, en pas je de kennis en vaardigheden die je in eerdere vakken hebt opgedaan verder toe tijdens je eigen experimenten. Het zelf ontwerpen, uitvoeren en analyseren van deze experimenten bereidt je voor op je bachelorstage en een eventuele masteropleiding.

In de cursus Experimentatie – Neurofysiologie II ontwerp je jouw eerste wetenschappelijke onderzoek, waarbij je een overkoepelende onderzoeksvraag vanuit verschillende invalshoeken onderzoekt – een aanpak die ook in de praktijk meestal wordt toegepast.

De wetenschappelijke basis van je onderzoek zijn de bevindingen van Hodgkin en Huxley, die verklaren hoe een actiepotentiaal ontstaat door de (kinetiek van) de activatie en inactivatie van voltage-afhankelijke natrium- en kaliumkanalen en de bekende verschillen in ionconcentraties over het membraan. Dit nauwkeurig afgestelde proces is essentieel voor een goed functionerend zenuwstelsel. Wanneer het verstoord raakt, kunnen ernstige hersenziekten, zogenoemde channelopathies, zoals epilepsie, ontstaan.

Om je onderzoeksvraag te beantwoorden, maak je gebruik van zowel simulatie experimenten, waarmee je alle relevante parameters gedetailleerd kunt controleren, als experimenten met reuzenaxonen van de regenworm, waarop je specifieke geneesmiddelen of stimulusprotocollen kunt testen. Deze combinatie van theoretische simulatie-experimenten en praktische elektrofysiologische experimenten stelt je in staat om je onderzoeksvraag beter te beantwoorden.

Studiemateriaal

Syllabus

• zie canvas

Software

• zie canvas

Leerdoelen

• De student begrijpt de door Hodgkin en Huxley (H&H) voorgestelde principes om de voltage-afhankelijke kanalen te karakteriseren en kan deze in een computationeel model toepassen.
• De student begrijpt hoe 'real-life' situatie gemodelleerd kunnen worden en kan de met een computationeel model verkregen resultaten vertalen naar toepassingen in de echte wereld.
• De student begrijpt hoe het rustmembraanpotentiaal tot stand komt door de eigenschappen van ionkanalenpermeabiliteit en kan dit fenomeen in een computationeel model toepassen.
• De student kan veranderingen in membraan potentiaal gedurende een actiepotentiaal uitleggen aan de hand van (de kinetiek van) de activatie en inactivatie van voltage afhankelijke natrium en kalium kanalen en de bijbehorende drijvende krachten achter deze processen.
• De student kan veranderingen in ionstromen gedurende een potentiaalverandering uitleggen aan de hand van (de kinetiek van) de activatie en inactivatie van voltage afhankelijke natrium en kalium kanalen en de bijbehorende drijvende krachten achter deze processen.
• De student kan uitleggen hoe een bepaalde drug zijn target (bv. ionkanalen) beïnvloedt en interpreteren wat de invloed van de stof zal zijn op (de voortgeleiding van) actiepotentialen.
• De student kan verschillende invalshoeken integreren (in silico en ex vivo) om een overkoepelende onderzoeksvraag te beantwoorden
• De student kan zelfstandig literatuur en kennis integreren tot een onderzoeksvraag, hypothese en een realistisch onderzoeksplan waarbij de student inspeelt op factoren die invloed kunnen hebben
• De student voert een zelfgeschreven onderzoeksplan uit en kan praktische problemen tijdens het onderzoeksproces inventief oplossen
• De student kan neurofysiologische data verwerken, analyseren en kritisch interpreteren
• De student kan een wetenschappelijk figuur ontwerpen waar methode en resultaten duidelijk en compleet gepresenteerd worden.
• De student kan op wetenschappelijke manier een presentatie geven in het Engels
• De student kan op een wetenschappelijke manier een verslag schrijven in het Engels
• De student kan efficiënt samenwerken aan een wetenschappelijk project.
• De student toont een professionele academische houding

Onderwijsvormen

• Werkcollege
• Laptopcollege
• Presentatie/symposium
• (Computer)practicum
• Zelfstudie

Verdeling leeractiviteiten

Aanwezigheid

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

• Deelname aan alle practica, computerpractica, veldwerk en werkcolleges in het curriculum is verplicht. Eventueel aanvullende eisen worden per onderdeel in de studiewijzer omschreven. Hier staat ook beschreven wat de eventuele consequenties zijn van het niet nakomen van deze verplichting.

Aanvullende eisen voor dit vak:

Alle werkgroepen en practica zijn verplicht.

Toetsing

Inzage toetsing

Toetsing kan op verzoek bij de coördinator ingezien worden.

Opdrachten

Je werkt in groepen van 2 (bij uitzondering 3), zie canvas voor instructies en beoordeling

Fraude en plagiaat

Dit vak hanteert de algemene 'Fraude- en plagiaatregeling' van de UvA. Hier wordt nauwkeurig op gecontroleerd. Bij verdenking van fraude of plagiaat wordt de examencommissie van de opleiding ingeschakeld. Zie de Fraude- en plagiaatregeling van de UvA: http://student.uva.nl

Weekplanning

Eindtermen

Deze cursus draagt bij aan de volgende eindtermen van de opleiding Psychobiologie:

1) Kennis en Inzicht

De afgestudeerde

• 1a) kan de basisprincipes uit de vakgebieden ‘genetica en evolutie’, ‘celbiologie’, ‘biochemie’, ‘fysiologie’, ‘embryologie’, ‘anatomie’ en ‘evolutie en gedrag’ uitleggen.
• 1b) kan de ontwikkeling en werking van het brein op alle niveaus – van molecuul tot de menselijke geest – binnen Psychobiologie, voornamelijk de deelgebieden ‘perceptie tot bewustzijn’, ‘leren en geheugen’, ‘emotie’, ‘motivatie’, ‘neuroanatomie’ en ‘neurofysiologie’ uitleggen.
• 1c) kan de pathofysiologie en bijbehorende diagnostische methoden en mogelijke therapieën uitleggen.
• 1d) kan uitleggen welke onderzoekstechnieken nodig zijn voor het ontwikkelen van kennis en dat kennis nodig is voor het ontwikkelen van onderzoekstechnieken.
• 1h) kan uitleggen wat de bijdragen en beperkingen zijn van de kennis op elk niveau - van molecuul tot de menselijke geest - aan het wetenschapsgebied Psychobiologie.
• 1k) kan grensverleggende ontwikkelingen in het wetenschapsgebied Psychobiologie herkennen.

2) Toepassen Kennis en Inzicht

De afgestudeerde

• 2a) kan onderbouwen welke onderzoekstechnieken nodig zijn om onderzoeksvragen binnen het wetenschapsgebied Psychobiologie te beantwoorden.
• 2b) kan ondersteunende disciplines zoals wis-, natuur- en scheikunde en programmeren* toepassen.
• 2c) kan de empirische cyclus zelfstandig doorlopen bij het uitvoeren van een onderzoek.
• 2d) kan op een wetenschappelijke manier lopende experimenten documenteren.
• 2e) kan algemene laboratoriumvaardigheden uitvoeren.
• 2f) demonstreert te kunnen werken met proefpersonen, relevante (proef)dieren en materiaal van biologische oorsprong en demonstreert te kunnen werken met de aldus verkregen gegevens.
• 2g) kan voor de psychobiologie relevante computerprogramma’s en/of programmeertalen gebruiken.
• 2h) kan ruwe data interpreteren en een geschikte (kwantitatieve) analysemethode toepassen.
• 2i) kan werken volgens algemene milieu- en veiligheidsnormen.
• 2j) kan redeneren en argumenteren en meerdere standpunten benoemen en onderbouwen.

* Deze eindterm geldt voor studenten die gestart zijn vanaf studiejaar 2014/2015

3) Oordeelsvorming

De afgestudeerde

• 3a) kan relevante literatuur verzamelen, verwerken en interpreteren.
• 3b) kan de implicaties van onderzoeksresultaten voor de maatschappij overzien.
• 3c) kan onderzoeksresultaten binnen de Psychobiologie en/of binnen een discipline- overstijgende context interpreteren.
• 3d) kan de ethische aspecten van beroepsmatige omgang met levende organismen en weefsel overwegen.

4) Communicatie

De afgestudeerde

• 4a) kan kennis, bevindingen in wetenschappelijk Nederlands en Engels schriftelijk rapporteren en mondeling presenteren.
• 4b) kan een bijdrage leveren aan wetenschappelijke discussies.
• 4c) kan op basis van begrip en respect communiceren.
• 4d) kan onderzoeksgegevens communiceren volgens de regels van wetenschappelijke integriteit.

5) Leervaardigheden

De afgestudeerde

• 5a) kan een zelfstandige en wetenschappelijke werkwijze en houding ontwikkelen.
• 5b) kan zich zelfstandig kennis eigen maken.
• 5c) kan nieuwe kennis integreren met aanwezige kennis en tot inzichten komen.
• 5d) kan een constructieve en synergetische manier van samenwerken ontwikkelen.
• 5e) kan zich in een zelfgekozen deelgebied verdiepen of verbreden.
• 5f) kan zich nieuwe technische vaardigheden eigen maken.
• 5g) kan feedback geven en verwerken.
• 5i) kan reflecteren op eigen gedrag en dit gedrag desgewenst verbeteren.

Contactinformatie

Coördinator

• dr. Julia Dawitz