Neuroanatomie en neurofysiologie

Neuroanatomy and neurophysiology

Eigenaar	Bachelor Psychobiologie
Coördinator	dr. J.A. Gorter
Onderdeel van	Bachelor Psychobiologie, jaar 1

Studiewijzer 2017/2018

Globale inhoud

Deze cursus is gemaakt voor eerstejaarsstudenten Psychobiologie en duurt 8 weken (met 1 week onderbreking). Tijdens de cursus worden de basisprincipes van de anatomie en fysiologie van de hersenen behandeld. Bij de anatomie wordt ook speciale aandacht geschonken aan de anatomische structuren die betrokken zijn bij de regulatie en aansturing van de motoriek. Tevens wordt er een aantal voorbeelden gegeven van homeostatische processen (dag‐nacht ritme, eetgedrag en hormoonafgifte).

Neuroanatomie: Allereerst zal stilgestaan worden bij de globale opbouw van de hersenen bij vertebraten. Hierbij worden zowel de macrostructuur als enkele belangrijke transmittersystemen binnen de hersenen besproken. Naast een inleidend theoretisch kader zal de stof vooral ook praktisch worden verwerkt. Hiervan maken een snijpracticum, microscopisch practicum en computer ondersteunend onderwijs deel uit.

Neurofysiologie: Er wordt kennis opgedaan van de natuurkunde achter de biologie, met name m.b.t. elektriciteit, ionstromen en celmembranen, het voortgeleiden van een actiepotentiaal, synaptische integratie en neuronale netwerken.Normale hersenactiviteit wordt geïllustreerd aan de hand van leer en geheugen processen; pathologische activiteit aan de ziekte epilepsie. Naast de neurotransmissie zal ook de signalering via hormonen en homeostatische regulatie van processen behandeld worden. De bijbehorende practica behelzen een computermodel over membraanpotentialen, actiepotentiaal en synaptische potentialen en een nat prakticum waarin aktiepotentialen gemeten worden van een reuzenaxon uit de regenworm.

Motoriek: De organisatie van het motorisch systeem staat centraal. Zowel de centrale aansturing als de aansturing van de spieren zullen aan bod komen waarbij de betrokkenheid van de motor cortex, de basale ganglia, de hersenstamcentra, het cerebellum en het ruggenmerg zullen worden behandeld. Daarnaast zal aandacht worden besteed aan de neuronale netwerken die betrokken zijn bij de uitvoering van de motorpatronen. Als pathofysiologie van het motorisch systeem komen de ziekte van Parkinson en de ziekte van Huntington aan de orde. Er zijn twee dagdelen gewijd aan een practicum.

Homeostase: Regulatie van processen door negatieve terugkoppeling. Speciale aandacht wordt geschonken aan de hersenstructuren die betrokken zijn bij temperatuurregulatie, dag-nacht ritme, eetgedrag en hormoonafgifte. De verstoorde hormoonafgifte wordt uitgelegd aan de hand van de stress response. Vele ziekten ontstaan door een verstoring van homeostatische processen (bv obesitas).

Studiemateriaal

Literatuur

• Verplicht boek: Neuroscience, 5th edition Purves et. al. Sinauer, 2012 (ISBN: 978-0-87893-695-3)
• Facultatief boek: Sesam Atlas van de anatomie / 3 Zenuwstelsel en zintuigen. W. Kahle. Thieme Meulenhoff. Op de practicumzalen zijn atlassen beschikbaar.

Syllabus

• Syllabus met achtergrondinformatie en practicumopdrachten voor het anatomiepracticum, de laptoppractica fysiologie en het wormenpracticum.

Practicummateriaal

• Labjas

Software

• Matlab 2012 of hoger

Overig

• CANVAS

Leerdoelen

Aan het eind van het vak kan de student:

• de algemene principes van de bouw van het centraal zenuwstelsel (CZS) benoemen en een vergelijking maken van het CZS tussen mens en rat
• een aantal technieken benoemen die gebruikt worden bij hersenonderzoek en uitleggen hoe deze technieken bij kunnen dragen aan ons begrip van hoe de hersenen werken
• de belangrijkste principes van de elektriciteitsleer samenvatten
• uitleggen hoe de evenwichtspotentiaal en de membraanpotentiaal tot stand komen
• de wetten van Ohm, Nernst en Goldman uitleggen en de juiste formules hanteren om membraanpotentialen uit te rekenen
• de globale werking van het spanningsafhankelijke natrium- en kalium kanaal uitleggen
• de belangrijke fases van een actiepotentiaal beschrijven aan de hand van de dynamiek van de ionkanalen
• samenvatten hoe de actiepotentiaal voortgeleiding werkt
• het principe en de werking van neuron-neuron communicatie (synaptische en elektrische transmissie) samenvatten
• de werking en functie van de belangrijkste neurotransmitters uitleggen
• het verschill tussen ionotrope en metabotrope receptoren uitleggen
• uitleggen wat synaptische integratie inhoudt
• de cellulaire mechanismen van leer en geheugenprocessen kunnen uitleggen
• mogelijke oorzaken en cellulaire mechanismen van epilepsie kunnen noemen en uitleggen hoe de ziekte bestreden kan worden
• de organisatie van de aansturing en de uitvoering van motoriek benoemen en voorbeelden en effecten geven van stoornissen binnen het motorisch circuit (Parkinson, Huntington)
• De principes van homeostatische processen uitleggen (eetgedrag, temperatuurregulatie en hormoonafgifte) en de hersengebieden benoemen die daarbij betrokken zijn
• uitleggen hoe biologische ritmes gereguleerd worden en welke hersengebieden daarin een rol spelen en hoe dit bepalend is voor gedrag
•  
• elektrische signalen van een reuzenaxon afleiden en deze signalen juist interpreteren
• meetgegevens verzamelen en grafisch verwerken
• respectvol omgaan met dierlijk materiaal
• samenwerken met medestudent
• feedback geven aan medestudent

Onderwijsvormen

• Hoorcollege
• (Computer)practicum
• Zelfstudie
• Laptopcollege

·         Hoorcolleges

·         Laptoppracticum (verplicht). Er wordt aan de hand van computermodellen uitgelegd hoe de membraanpotentiaal, de aktiepotentiaal en de synaptische potentiaal werken

·         Practica (verplicht);
Anatomie: er wordt met gefixeerd dierlijk hersenmateriaal gewerkt (microscopie).
In het fysiologie snijpracticum wordt aan het reuzenaxon van de regenworm gemeten.

 

Verdeling leeractiviteiten

Academische vaardigheden

Er wordt in de laptopcolleges en het nat practicum geoefend met de stof die gedoceerd wordt in de hoorcolleges (potentialen, EEG en anatomische structuren en methodes)

Aanwezigheid

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

• Deelname aan alle practica, computerpractica, veldwerk en werkcolleges in het curriculum is verplicht en de student dient zich op deze bijeenkomsten terdege voor te bereiden.

Aanvullende eisen voor dit vak:

Aanwezigheid bij de hoorcolleges wordt sterk aanbevolen. Voor de practica (inclusief LC) geldt een strikte aanwezigheidsplicht. Je mag gedurende het hele programma geen practicum missen. Er is voor de eerste deeltoets nog een mogelijkheid om maximaal 2 practica onderdelen in te halen.Voor de 2e deeltoets kan het motoriek practicum ingehaald worden.

Toetsing

Onderdeel en weging	Details
Eindcijfer
1 (50%) Deeltoets 1
1 (50%) Deeltoets 2

Halverwege en aan het eind van de cursus wordt er een deeltentamen afgenomen. Elk deeltentamen bestaat uit 22 meerkeuzevragen en 2 open vragen. Tijdens de anatomiepractica worden de vaardigheden van de student enkele malen beoordeeld. Een voldoende beoordeling is voorwaarde voor de toekenning van het eindcijfer van de cursus. Studenten die een onvoldoende beoordeling hebben voor het practicum kunnen het practicum pas herkansen in het volgende studiejaar. Deel van de practicumstof wordt ook behandeld tijdens de colleges en wordt ook getoetst in de deeltentamens.

Inzage toetsing

De manier van inzage wordt via de digitale leeromgeving gecommuniceerd.

Opdrachten

thuiswerkopdrachten

• Voor het anatomie practicum rat moeten thuiswerkopdrachten (vragen) gemaakt worden die in de syllabus en op CANVAS staan. Iedere thuiswerkopdrachtserie moet tijdens het desbetreffende anatomiepracticum ingeleverd worden. Indien je de vragen niet van te voren hebt gemaakt kun je van het practicum uitgesloten worden.

  Tijdens het practicum wordt beoordeeld

  • Of je de thuiswerkopdracht(en) gemaakt hebt

Of je de tekenopdrachten hebt gemaakt

Of je de invulopdrachten allemaal hebt gemaakt

Of je goed samenwerkt met je medestudent (tijdens wormenpracticum)

Onderstaande opdrachten komen aan bod in deze cursus:

•    Naam opdracht 1 : beschrijving 2
•    Naam opdracht 2 : beschrijving 1
•    ....

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: www.uva.nl/plagiaat

Weekplanning

Rooster

Het rooster van dit vak is in te zien op DataNose.

Eindtermen

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

1) Kennis en Inzicht

De bachelor:

• 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.
• 1e) kan de kennis opgedaan bij een zelfgekozen vak uitleggen.
• 1f) kan de basisprincipes uit de beroepsethiek en wetenschapsfilosofie uitleggen.
• 1g) kan mogelijke vervolgopleidingen benoemen.
• 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.
• 1i) kan op alle niveaus de werking van het brein van dieren en mensen vergelijken.
• 1j) kan onderbouwen hoe de pathofysiologie bijdraagt aan het begrip van de ontwikkeling en werking van het brein op alle niveaus.
• 1k) kan grensverleggende ontwikkelingen in het wetenschapsgebied Psychobiologie herkennen.
• 1l) kan uitleggen dat een standpunt wordt beïnvloed door context.

2) Toepassen Kennis en Inzicht

De bachelor:

• 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) kan onderzoek doen met proefpersonen en relevante proefdieren.
• 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.

3) Oordeelsvorming

De bachelor:

• 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.
• 3e) kan informatie analyseren aan de hand van kwaliteitscriteria en er een eigen oordeel over vormen.
• 3f) kan alternatieven en tegenargumenten overwegen bij het vormen of herzien van een oordeel.

4) Communicatie

De bachelor:

• 4a) kan kennis, bevindingen en standpunten 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.
• 4e) kan een standpunt overbrengen.

5) Leervaardigheden

De bachelor:

• 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.
• 5j) kan geleerde principes generaliseren en toepassen in een andere context.

Aanvullende informatie

Dit vak sluit aan op Introductie Psychobiologie, Neurofilosofie en Cognitieve Psychologie en Celbiologie

De colleges over hormoonregulatie en homeostase worden ook geillustreerd aan de hand van een aantal boekhoofdstukken die op CANVAS beschikbaar zijn.

Voor het anatomie practicum moeten huiswerkopdrachten gemaakt worden die via de klapper en CANVAS beschikbaar zijn voor de cursus. De huiswerkopdrachten moeten tijdens het anatomiepracticum ingeleverd worden. Er wordt van je verwacht dat je goed voorbereid op de practica verschijnt. Bij Neurofysiologie worden werkgroepen of practica gegeven, waarin de studiestof geïllustreerd wordt. Bij deze practica/werkgroepen is aanwezigheid verplicht en er worden verplichte opdrachten gemaakt. De toetsing van de leerdoelen vindt plaats tijdens het schriftelijke tentamen.

Contactinformatie

Coördinator

• dr. J.A. Gorter