Neurologische krachten en begrippen, uitgebreiderEen verzameling van begrippen-met-korte-uitleg van de neurologie als neurowetenschap (en niet neuroziekte), concentrerende op het functionele belang van de items - onderstaande verzameling is een onderbouw van psychologische
, sociologische
, en economische
begrippen. Voor nadere uitwerkingen verwijzen de items naar
artikelen en bronnen elders op de site.
De begrippenverzameling is
tevens een introductie in de neurologie in de zin van "werking van de hersenen",
middels aangegeven hierarchisch nummering - klik hier
voor een indeling naar die nummering.Gebruik voor de meer gedetailleerde illustraties de Leeshulp, zie rechtsboven.
Dit is een hiërarchische indeling van grotere naar kleinere structuren (1 t/m 5)
en specifiekere naar algemenere processen (6 t/m 8)
- klik hier
om terug te gaan naar een alfabetische indeling.Gebruik voor de meer gedetailleerde illustraties de Leeshulp, zie rechtsboven. Acetylcholine Acetylcholine is de onbekendste van de basaal-gedrag regulerende neurotransmitters
opgewekt in de hersenstam
, en dat
lijkt eigenaardig want acetylcholine is de
tegenhanger van dopamine
en dopamine is de bekendste. Dopamine zorgt voor
het herhalen van gedrag, en acetylcholine dus voor het vermijden ervan. En
niet-gedrag valt natuurlijk veel minder op. Niettemin is het net
zo belangrijk voor het overleven. En waar een overmaat en overstimulering
van dopamine leidt tot verslaving aan gedrag in vele soorten, leidt een
overmaat en overstimulering van acetylcholine tot inertie in vele soorten.
Vermoedelijk speelt acetylcholine een belangrijke rol in depressie -
depressie is ongeveer net zo veel voorkomend als verslaving, en moet dus een
net zo fundamenteel proces aan ten grondslag liggen.Acetylcholine wordt opgewekt in een gebied bovenin de hersenstam maar nog onder dat van
dopamine, met name de ponto-pedunculaire nucleus (PPN). Je zou bijna zeggen:
het is dus nog belangrijker.Meer over de rol van acetylcholine 
.Amygdala  De amygdala
(groen in de illustratie rechts),
onderdeel van de emotionele hersenen
, is het knooppunt voor de verwerking van de waarschuwingssignalen binnen de
hersenen. In de standaardliteratuur wordt dit meestal geformuleerd als dat
de angsten de amygdala aansturen, maar op zijn minst deels is het precies
andersom: de reflexen vanuit de hersenstam horende bij "vechten, vluchten,
bevriezen of op af gaan" sturen onder andere de amygdala en de bijbehorende emoties aan - de voornaamste zijnde die van de angst.
Als de waarnemingsorganen iets onverwachts waarnemen, treedt het reflexensysteem
meteen in werking, komt zonodig in actie, en waarschuwt de rest van de
hersenen via de amygdala.De emotionele hersenen hebben ook een nieuw en meer flexibel geheugen dan het reflexensysteem, en zijn op die manier in staat in het eigen leven opgedane ervaringen te gebruiken voor de evaluatie van huidige. Als die ervaringen een negatief oordeel inhouden, kan de amygdala andersom werken en de overige emotie-organen, de hersenstam en de rest van het lichaam aansturen. De meest zichtbare vorm van directe aansturing loopt via de caudate nucleus (geel in de illustratie), deel van de basale ganglia
- die uitloper of staart bestaat uit verbindingen oftewel
bundels van axonen van neuronen
, wat vermoedelijk (hoofdzakelijk) ingangen zijn. De amygdala is ook op
minder zichtbare wijze verbonden met de ernaast liggende kop van de hippocampus
,
maar niet op de afhankelijke wijze die vele
illustraties veronderstellen.Bij beide vormen van waarschuwing gaat er ook een boodschap naar de rest van de hersenen en het lichaam. Dit is onder andere de neurotransmitter
adrenaline die dan door de hypofyse in het bloed wordt gepompt, en dan een
hormoon
wordt genoemd. Het bewustzijn constateert en rapporteert dit proces als
"angst" voor de potentieel komende gebeurtenis.Op een nog hoger niveau hergebruiken ook de rationele hersenen, de cortex ,
die een nog hoger niveau van evaluatie hanteren, dit systeem. Maar daar waar sommige uitspraken lijken te
veronderstellen dat er directe verbindingen zijn tussen amygdala en cortex,
lijken met name de anatomische gegevens, zie de illustratie bij dit item en die van de
emotionele hersenen
, dat tegen te spreken: de amygdala is een duidelijk afgescheiden orgaan, dat
alleen verbonden is met haar omgeving via de uitloper van de caudate nucleus.
Vandaar kan het signaal wel verder via de thalamus
.Naast het negatieve oordeel over scenario's is er natuurlijk ook een positief oordeel - dat verloopt via andere organen, zie de nucleus accumbens en
septal nuclei.Basal forebrain  Niet te verwarren met forebrain
. Basal forebrain is de enig bekende verzamelnaam voor de structuren van
de emotionele hersenen
die liggen voor de basale ganglia
richting voorhoofd, en het grootste deel van de rest van de emotie-organen
beslaan. Net als voor het limbische systeem is er aanzienlijke variatie in de
systemen die er al dan niet toe gerekend worden, maar gewoonlijk gaat het met
name om de septal nuclei, de basal nucleus, de amygdala
, de
substantia innominata en de nucleus accumbens
. Van de amygdala en de nucleus
accumbens is de functie redelijk bekend, als zijnde centra voor respectievelijk
de waarschuwings- of vermijdingssignalen en de stimulerende of herhalingssignalen. Van de overige structuren is de functie minder duidelijk, hetgeen ten
duidelijkste blijkt bij het "substantia innominata", betekenende "structuur zonder
naam". Wel bekend is dat die groep een belangrijk producent is van de
neurotransmitter
acetylcholine, naast de pontopendicular nucleus (PPN) bovenin de hersenstam
.Basale ganglia  De
"basale ganglia" is de term voor één
van de standaard hoofdindelingen van hersenonderdelen, zijnde een aantal
onderdelen direct boven en in de hersenstam
, zie de afbeelding rechts
- ook het uitsteeksel links dat bestaat uit hypothalamus
en hypofyse
wordt er normaliter toe gerekend. Het
gebied in de hersenstam dat er normaliter ook bij zit, is de substantia
negra ("zwarte stof"), omdat het de belangrijkste bron is van de neurotransmitter
dopamine - op deze website nemen we dit er niet bij en zien de
hersenstam als collectieve leverancier van alle vier van de secundaire neurotransmitters.
Ook
hypothalamus plus hypofyse lijken eigenlijk een onafhankelijke functie te hebben,
en worden er op deze website niet bij gerekend. Hetgeen overlaat de thalamus,
globus pallidus (of dorsal pallidum), putamen en caudate nucleus.  De
deelstructuren van de basale ganglia zelf zijn dusdanig met elkaar verweven dat een enkele afbeelding
dit niet kan weergeven - een schetsmatige staat rechts (van hier
, grotere versie hier
), en meer afbeeldingen hier
. Functioneel gezien is
het uitgangspunt de thalamus
, soms ertoe gerekend maar ook
wel gezien als laatste
element van of tussenelement naar de hersenstam, samen met de subthalamische kern (STN) - de thalamus vormt een soort halve bol bovenop de hersenstam (dit dan nu
en verder in twee stuks in de linker en
rechter hersenhelft) en de STN ligt daar direct onder. Om de "bol" ligt eerst de schil van de binnenste
globus
pallidus ("bleke bol"), dan een tweede schil daarvan, en vervolgens een derde halve bolschil
genaamd putamen ("pruimenpit") en daaraan verbonden een kern met staart genaamd
caudate nucleus (hetgeen betekent: "kern met staart"). Putamen en
caudate nucleus worden ook wel tezamen genomen vanwege hun gestreepte
uiterlijk als striatum
("streepachtig") - putamen en globus pallidus ook wel als
lentiform nucleus. Dat gestreepte uiterlijk is vermoedelijk een
weerslag van interne laagstructuren, een laagstructuur zijnde het
kenmerk van een neuraal netwerk
.Een belangrijk kenmerk van de basale ganglia is dat ze voornamelijk uit afvuren-remmende of inhiberende (of "GABA-erge(tic)") neuronen bestaan, en
deel uitmaken
van regelcircuits die ook exciterende verbindingen bevatten, komende van de STN
wat betreft de globus pallidus en van de cortex wat betreft het striatum. De
gehele circuits onderhouden evenwichten bijgestuurd door de
regel-neurotransmitters zoals dopamine. Onder de functies van de basale ganglia worden vele zaken geschaard, met als meeste frequent genoemd zaken gerelateerd aan beweging. Op deze website wordt gepostuleerd dat de basale ganglia complete handelingspatronen (scenario's) samenstellen uit de door de hersenstam voorverwerkte waarnemingen , die verzameld worden door de thalamus
, en die lang genoeg vasthouden om ze te
kunnen evalueren en eventueel verder vast te leggen. Dat evalueren gebeurt
vermoedelijk in de amygdala
. De basale ganglia worden hier daarom ingedeeld samen met de hippocampus en de
met de hippocampus samenwerkende structuren tot de emotie-organen
.Meer over de basale ganglia hier .
Biochemie De werking van de hersenen is gebaseerd of de werking van biochemie. De signaaluitwisseling verloopt via biochemische moleculen, neurotransmitters , die herkend worden aan de hand van hun structuur, dat wil
zeggen, de manier waaorp ze uit atomen zijn opgebouwd. Die en alle andere
andere moleculen betrokken in de hersenwerking moet gebouwd worden uit
simpelere moleculen. Die bouwprocessen kosten energie, en die energie komt
van de rest van het lichaam, gebruik makende van het omgekeerde processen:
het afbreken van ingewikkelde moleculen (suikers, proteïnen) waardoor
energie vrijkomt - de "stofwisseling".Van de stofwisseling, de verwerking van voedsel, is bekend dat het gebeurt in stappen - ketens. Het opbouwen van (neuro-) moleculen gebeurd ook in ketens. Een probleem ergens in die keten veroorzaakt algemene neurologische problemen. Veel van de zwaardere neurologische kwalen zitten in problemen met de opbouw-keten, de bekendste zijnde Parkinson, met als uiting een gebrek aan dopamine . Veel andere ernstigere neurologische kwalen gaan ook
gepaard met lichamelijke veranderingen, bijvoorbeeld in gezichtsuitdrukking,
wijzende op een biochemische oorzaak.Minder ernstige neurologische kwalen kunnen ook een biochemische component hebben. Door een relatief klein probleem in de opbouwketens kan bijvoorbeeld van een bepaalde neurotransmitter een beperktere hoeveelheid beschikbaar zijn. Bij normale omstandigheden kan dit voldoende zijn, maar bij extra belasting van het systeem te weinig. Leidende tot één of andere vorm van disfunctioneren. Deze biochemische overbelasting kan ook een niet-biochemische oorzaak hebben. Als er een zwaar beroep gedaan wordt op één neurologisch proces dus één soort moleculen dus één opbouwketen, kan een andere keten die deels gebruik maakt van eenzelfde grondstof een tekort ontwikkelen. Enzovoort. De biochemie kan ook extern gemanipuleerd worden, door stoffen die men "drugs" noemt. Verschillende soorten drugs beïnvloeden verschillende ketens op verschillende punten - één van de soorten is die van nicotine, werkende op de keten van dopamine. Recent (schrijvende 2016) onderzoek heeft laten zien dat LSD, dat zowel de dopamine- als serotonine-keten beïnvloedt, de hele hersenen in verhoogde staat van activiteit breng .
Veel van de werking van drugs en verdere biochemie vindt plaats in de synaps
.Brein  "Brein" of "brain" (van veel termen wordt de Engelse
benaming gegeven ten einde het zoeken op het internet te vergemakkelijken - voor
een overzicht van locatie-terminologie, zie hier
) is
naast "hersenen" de meest gebruikte naam voor het geheel van het
zenuwstelsel boven het ruggemerg (spinal cord) - het ruggemerg gaande voornamelijk over
beweging. Er bestaan talloze vormen van onderverdeling, maar degene aangehouden
op deze website is: hersenstam
(brain stem), de eerste grote kernen en andere structuren boven het ruggemerg, de
emotie-organen
die alle dierlijke gedrag verzorgen, en de cortex
, die het menselijke in zich draagt. De illustratie rechts is een composiet van
die van de deelstructuren, met rechtsonder in ietwat donkerder groen het cerebellum
,
links daarvan en wit gebleven de hersenstam, boven de hersenstam en in wat lichtergroen de emotie-organen, links van
de emotie-organen en wit gebleven de orbifrontale cortex (boven de oogkas - daar zetelt het meest
abstracte denken), boven de emotie-organen en wit gebleven de doorsnede van de
hersenbalk die loodrecht op de doorsnede loopt en linker- en rechter hersenhelft
van de neocortex
verbindt, en dan tenslotte bovenin de grote
gekronkelde neocortex zelf. Meer over deze structuren in de bijgegeven
links.Een tweede indeling en naamgeving is gebaseerd op de embryonale groei van het zenuwstelsel dat natuurlijk begint als een klein aantal cellen dat zich steeds verder uitbreidt en opdeelt - de basisterm is "encephalon", en de vele onderverdelingen zijn uitgelegd in de illustratie hier .
Caudate nucleus De
caudate nucleus of "kern met staart" maakt deel uit van de basale ganglia
, en is de laatste van een reeks opeenvolgende kernen of netwerken beginnend bij de
thalamus
, en vastzittende aan de putamen
.
Net als de putamen heeft ze een enigszins gestreept uiterlijk, aanleiding
gevende tot de gemeenschappelijke aanduiding als striatum.De caudate nucleuss heeft dus vermoedelijk een deelfunctionaliteit binnen een hogere functie verschaft door de grotere samengestelde structuur. Die hogere functie is vermoedelijk een eerste analyse van de waarnemingservaringen, concentrerende op de eerste dus belangrijkste conclusies: die van gevaar en dergelijke. Dit circuit eindigt dan ook in de amygdala
, het centrum van alarm, angst, en dergelijke.Cerebellum  Het cerebellum of de kleine hersenen zijn veruit de grootste structuur na de
grote hersenen of cortex
, en bevat ongeveer de helft van alle neuronen
. Dat het cerebellum belangrijk is, is dus evident. Ook hebben kleine en grote
hersenen ruwweg dezelfde structuur: één groot vel bevattende een laag neuronen
van over het hele oppervlak ongeveer homogene samenstelling, een neuraal
netwerk
, dat vanwege de
omvang in een groot aantal kronkels is gevouwen om het in een klein volume te
kunnen proppen.Maar binnen dat vel dient zich een zeer significant verschil aan: het vel van het cerebellum heeft een structuur bestaande uit drie lagen van neuronen, en de cortex respectievelijk vijf (cingulate-) en zes voor de neocortex. Ook hoort het cerebellum tot de hersenstam
, dat wil zeggen: tot de onderdelen die de meer primitieve functies vervullen -
de neocortex vervult juist de meest geëvolueerde. Toch doet de overeenkomstige structuur een overeenkomstige
functionaliteit vermoeden. De functionaliteit van de neocortex, naast een
gedeeltelijke herhaling van diverse lichaamsfuncties, is die van het leren en
nadenken - op alle mogelijke niveaus. De hier aangenomen en enigszins voor de
hand liggende veronderstelling is dat ook het cerebellum een leer-functie heeft,
en wel het leren van de fijne coördinatie van bewegingen en de combinatie van
bewegingen en waarnemingen. Dat blijkt onder andere uit de grote bundels
verbindingen naar en van het cerebellum van diverse kernen betrokken bij
beweging en waarneming in de hersenstam.Dat er sprake is van een leerproces aangaande de fijne coördinatie van beweging is evident, als je kijkt naar hoe jonge dieren en kinderen bewegen. Ook is evident dat dit leerproces vrij lang duurt, en dat het een essentieel deel uitmaakt van de ontwikkeling tot een volwassen dier. En dat de mate van ontwikkeling hierin een groot deel van het overlevingssucces van het specifieke individu bepaalt. Allemaal overeenkomend met de fysiologische positie van het cerebellum. Meer over het cerebellum en met name de structuur van haar neurale netwerk hier
.Cingulate cortex  Bij zoogdieren is de cortex gesplitst in twee delen: de cingulate cortex aan de
onderkant en de neocortex erboven. Komende hoger op de evolutionaire ladder
wordt de neocortex steeds groter en belangrijker, tot hij bij de soort homo een
explosieve groei vertoont tot aan zijn huidige dominante omvang. Binnen de
neocortex wordt een groot deel van de functionaliteit van de meer basale
structuren van hersenstam en emotionele hersenen gerepliceerd, zij het dat het
meestal iets tot veel langer duurt - dat langer duren heet "nadenken". Dat
betekent vermoedelijk ook dat een flink deel van de originele functies van de
cingulate cortex is overgenomen en deze andere functies moet hebben gekregen.
Voor wat betreft de anterieure cingulate cortex, het voorste deel, is deze wel
redelijk bekend: die coördineert en bemiddelt bij conflicten tussen uitkomsten van de lagere
hersenstructuren en de neocortex
.Cortex  De cortex
(bij dieren ook cerebrum geheten) is het hoogste van de drie hoofdonderdelen van het brein, de andere
zijnde ruggemerg plus hersenstam en de emotie-organen. Het is tevens veruit het
grootste, en datgene dat de mens doet onderscheiden van de overige diersoorten
en hem vergeleken met de mensapen zijn hoge voorhoofd geeft.Binnen de cortex bestaan er twee tweedelingen die het verdelen in vieren: een beneden-boven verdeling tussen de cingulate cortex en de
neocortex
, geel respectievelijk groen in de illustratie rechts, en een links-rechts
tussen twee hersenhelften - merk op dat in de afbeeldingen op internet de
cingulate cortex nogal variërend onderscheiden is, de keuze alhier is niet
zeker, met name in het achterste gedeelte. Tussen cingulate cortex en
neocortex bestaat een structureel en een functioneel verschil: de cingulate cortex is kleiner en ligt
direct boven de emotie-organen en onder de neocortex, en bestaat grotendeels uit
vijf-lagige neurale netwerken. De neocortex ligt bovenop de cingulate cortex, is
veruit het grootst en het mens-onderscheidende deel, en bestaat uit zes-lagige netwerken. Kortom: alles wijst erop dat de cingulate cortex een lager
ontwikkelde en "oudere" versie is. De meest bekende functionaliteit van de
cingulate cortex is het maken van afwegingen tussen de impulsen komende de
emotie-organen en die van de cortex. De neocortex is de zetel van het menselijke
rationele denken, en zijn abstracte vaardigheden.Meer over functies bij de genoemde onderdelen cingulate cortex en de
neocortex
.
Dopamine Dopamine is de eerste van het tweede paar basaal-gedrag regulerende neurotransmitters
opgewekt in de hersenstam
, het eerst paar
zijnde die van de hoge-versnelling en terug
naar rust: noadrenaline
en serotonine
. Het tweede paar gaat nog een stapje hoger: die bepalen
welk gedrag de voorrang krijgt, en welk naar achter wordt geschoven.
Dopamine regelt de voorrang, en er is dus een tegenhanger, acetylcholine
,
die het omgekeerde doet. Dopamine is vermoedelijk de bekendste van alle neurotransmitters, omdat het in de hogere hersendelen wordt geassocieerd met plezier, in alle mogelijk variaties. Dat heeft de bedoeling vruchtbaar/effectief gedrag te versterken en te doen herhalen, maar iedereen is bekend met het verschijnselen van verslaving aan gedrag. Alle vormen van verslaving zijn het gevolg van overactiviteit van dopamine - de verslavende stoffen als heroïne (het gedrag is het innemen van die stoffen) wekken dopamine op. Dit geldt ook voor alle vormen van voorkeur, zoals bijvoorbeeld religieuze en ideologische: alle meer dan gematigde vormen daarvan zijn het gevolg van de overstimulering door dopamine: het vrijmaken van dopamine doet de behoefte aan het vrijmaken van meer dopamine stijgen, en er is op ieder moment een potentieel gevaar voor zelfversterking. Emotie-organen  De
"emotie-organen" is een concept dat niet gebruikt wordt in de standaard
neurologie, waar men "limbische systeem"
en "basale ganglia"
hanteert. In "emotie-organen"
is alles van de basale ganglia inbesloten, en van het limbisch systeem alles
behalve de cingulate cortex
en de onderdelen van de hersenstam,
en de structuren vallende onder basal forebrain
. Dat laat in "emotie-organen"
alle structuren tussen thalamus
en cingulate cortex.
Deze keuze is gemaakt op basis van functionaliteit. De emotie-organen handelen de tweede laag van beslissingen af, na het "vechten, vluchten, bevriezen of eropaf gaan" van de hersenstam
. In geval van de keuze voor "bevriezen" of "inactie" bestaat er de optie om de
omgevingsfactoren en eerdere ervaring met soortgelijke omgevingen af te wegen:
het eerste vallen van een schaduw over het oog kan op meer merites beoordeeld
worden dan alleen dat van "potentieel gevaar"De term "emoties" slaat op de door het bewustzijn waargenomen gevolgen van de reacties volgende op de evaluatie van scenario's door hersenstam en "emotie-organen": de vermijdings- en "niet-(meer)-doen" signalen worden vertaald als "angst", het "doe-zo-veel-mogelijk" als "vreugde". Enzovoort. Die signalen van de hersenstam worden overgebracht door de daar genoemde neurotransmitters (dopamine enzovoort), en de emotie-organen voegen er voor haar
meer gedetailleerde oordelen nog een aantal aan toe, zoals oxytocine,
vasopressine, orexine enzovoort.Ook bij de emotie-organen is sprake van specialisatie in functionaliteit. Zo is de amygdala
voornamelijk geassocieerd met vermijding en straf, en de nucleus accumbens
met stimulans en beloning.Meer over de emotie-organen hier
.Epilepsie  Epilepsie, in zijn gebruik van verzamelnaam voor alle verschijnselen van
tijdelijke spasmatisch-achtige verschijnselen al dan niet van lichamelijke aard
("aanvallen"), is de meest voorkomende neurologische aandoening - in zijn
ernstigste vorm bij 1 procent van de bevolking. Dat betekent automatisch dat het
verband houdt met een fundamenteel proces in het brein, en gezien de
verschijnselen, onder andere ook betrekking hebben op willekeurige
lichaamsfuncties als speekselafscheiding, op een neurologisch basaal niveau. Dat
wil zeggen: minimaal de emotie-organen maar ook de hersenstam zijn er bij
betrokken. De epileptische aanval is in een EEG, zie rechtsboven, zichtbaar als
een storm van golven die de hele hersens "overwoekert", zie het onderste
patroon.De tweede aanwijzing voor de aard van het proces is dat het opgewekt kan worden door periodieke lichtsignalen - dit is dusdanig veelvoorkomend dat in Engelse nieuwsuitzendingen wordt gewaarschuwd als in een reportage beelden verschijnen met "flash photography" - kort achter elkaar de lichtflitsen van de camera's van persfotografen. Hierbij geldt de denkmethode van "adaequatio" 
: voor het ene proces om het andere te beïnvloeden, moeten de twee redelijk op
elkaar lijken. Oftewel: als een flitserig en periodiek signaal iets doet in de
hersenen, dan beïnvloedt dat iets dat vermoedelijk van zichzelf ook al flitserig
en/of periodiek is - in vaktaal: het ene proces induceert het andere.Ervaringen met patiënten met ernstige vormen van epilepsie
wijzen op de essentiële rol die de hippocampus
speelt in dit proces. Op deze website wordt aangenomen dat binnen de hippocampus
een filterfunctie van begrippen plaatsvindt
, dat aangestuurd wordt door zichzelf versterkend golfproces - een zichzelf
versterkend doorgeven van excitaties van neuronen. Dat proces werkt op bijna
maximale kracht omdat snel begrip van de omgeving noodzakelijk is voortbestaan.
Dit proces, omdat het op bijna maximale kracht staat, kan dus relatiefmakkelijk
uit evenwicht worden gebracht. Waarna de overvloed aan neuronale excitaties
opgewekt in de hippocampus een flink deel van de rest van het brein tijdelijk
platlegt. De automatische neuronale hersteloperaties met
neurotransmitters
als serotonine en cortisolen herstellen daarna de toestand weer naar evenwicht.Forebrain Dit is gewoonlijk de Engelstalige term voor het Latijnse pro-encephalon of prosencenphalon, zie hier
, dat wil zeggen: slaande op bijna alles boven de hersenstam. Maar soms wordt het
ook gebruikt als afkorting van basal forebrain
, een deel van de
emotionele hersenen
.
Globus pallidus Letterlijk betekent dit "bleke bol", maar hier is alleen sprake van een gebied of neuraal netwerk met een lichte bolling, deel uitmakende van de basale ganglia
, liggende in een reeks opeenvolgende netwerken en het dichtst bij de
thalamus
. Dit netwerk heeft ook twee lagen, genaamd "intern" en "extern", "intern"
grenzende aan de thalamus en "extern" aan de putamen
. De globus pallidus is bleker dan putamen en verdere netwerken, duidende op een andere neuronale structuur - de gebruikelijke verklaring voor dit verschijnsel is de grotere hoeveelheid axonen, lange-afstand neuron-uitgangen , die een "wittig" omhulsel hebben. Oftewel: het netwerk bevat anderssoortige neuronen. De globus pallidus heeft dus vermoedelijk een deelfunctionaliteit binnen een hogere functie verschaft door de grotere samengestelde structuur. Die hogere functie is vermoedelijk een eerste analyse van de waarnemingservaringen, concentrerende op de eerste dus belangrijkste conclusies: die van gevaar en dergelijke. Dit circuit eindigt dan ook in de amygdala
, het centrum van alarm, angst, en dergelijke.Hersenstam  De
hersenstam ligt in het directe verlengde van het ruggenmerg, en wordt soms
daarmee tezamen genomen. Ruwe indelingen zijn medulla oblongata (onder, zie de
inkeping in de illustratie) en pons (boven), of tectum (midden) en tegmentum
(boven). Ruggemerg en hersenstam handelen de allereerste laag
van beslissingen te nemen in het kader van het overleven af - ook wel het
reflexmatige systeem geheten. Die beslissingen zijn van de soort "vechten,
vluchten, bevriezen of eropaf gaan". Het ruggemerg werd door de natuur van dusdanig belang "geacht", dat het al in een vroeg stadium van de evolutie van het zenuwstelsel in de wervelkolom wordt verstopt ten eind het te beschermen: schade aan het ruggemerg betekent schade aan het bewegingsapparaat en een makkelijke prooi voor de andere bewegers. De hersenstam is minstens net zo belangrijk, maar op dat punt werden de neuronknopen zo groot dat er geen plaats was in de wervelkolom. De kernen of anderszins groeperingen van de medulla coördineren de bewegingen met het waarnemingsstelsel. In de pons en erboven liggen ook de kernen van de ingewikkeldere functies voor het instandhouden van het lichaam, ademen, temperatuurregeling enzovoort. Hier samengenomen met de hersenstam is het cerebellum of kleine hersenen.
Dit is een groot ineengevouwen vel met een drie-tot vierlagige neuronstructuur
of neuraal netwerk
, waarvan de vermoedelijke functie de fijncoördinatie is. Kennelijk kan die niet
aangeboren worden, of is het efficiënter die pas later aan te leren.Ruggemerg en hersenstam sturen ook de basale functies van het hele lichaam inclusief alle organen aan, verdeeld in twee mogelijke levenssituaties: alarmsituaties ("vechten" en "vluchten") waarin het gaat om maximale inzet van waarnemingsorganen en bewegingsapparaat, dat wil zeggen: maximaal energieverbruik, en de "rust"-situaties, waarin het gaat om maximale energieopname (voedselvoorziening) en reproductie. Het eerste heet het (ortho)sympatische zenuwstelsel het tweede het parasympatische. De bovenkant van de hersenstam bevat ook de eerste laag van beoordeling van handelingen en de omgeving waarin die gebeuren. In de hersenstam is dit grotendeels beperkt tot de keuze "vechten, vluchten, bevriezen of eropaf gaan" - die derde wordt vaak vergeten maar is essentieel voor latere ontwikkelingen
- de vierde ("eropaf gaan") wordt nooit in dit rijtje genoemd. Voor het nemen en doorgeven van deze "beslissingen" is er
vermoedelijk ook een eigen structuur, en sterke kanshebber is het
periaqueductal (peri-aqueductal) grey of PAG ("rond het
hersenvloeistofkanaal liggende grijze gebied"), mede omdat het de pijnsignalen
vanuit het ruggemerg regelt, tot het niveau dat ze alle pijn kan blokkeren. De beoordeling van handelingen en de omgeving gebeurt, net als de rest van de werking van neuronen
, met elektrochemische signalen. De signaalstoffen of neurotransmitters
betrokken bij dit eerste
niveau van evaluatie zijn dopamine, acetylcholine, serotonine en noradrenaline of norepinefrine. Deze namen klinken bekend omdat ze hergebruikt
worden in het emotionele systeem. Door dat gebruik in het emotionele systeem
associeert men de stoffen met "emoties", maar het is natuurlijk andersom: de
emoties zijn geassocieerd met die stoffen. En die stoffen zijn niets anders dan
de opwekkers van vermijding van gedrag of de stimulans van gedrag.Deze vier neurotransmitters komen in een viertal als opvolgers van het tweetal dat de neuronen direct onderling gebruiken
: het exciterende glutamaat en het blokkerende GABA. Het stimuleren wordt
geregeld met een tweetal, en het vermijden wordt gereguleerd door een andere
tweetal. Dit weerspiegelt een algemene eigenschap van bijna alle natuurlijke
processen: ze bestaan uit een evenwicht
van twee tegengestelde "krachten". Dit omdat zo'n evenwicht zich het makkelijkst
en best aanpast aan veranderende omstandigheden.Op deze aansturing van gedrag door de vier neurotransmitters uit de hersenstam hebben de emotie-organen weer hun eigen aanvulling, maar als
ze eenmaal hun uitkomst hebben bepaald, gaat die naar de hersenstam-neurotransmitters en de bijbehorende circuits om het resultaat uit te
voeren.Meer over de hersenstam hier
- meer over het cerebellum hier
.Hippocampus  De
stap in functionaliteit van de
emotionele hersenen
boven die van de
hersenstam
is,
volgens alle achtergrondkennis van evolutionaire verschijnselen, die van het
gebruik van bij geboorte vastgelegde kennis naar tijdens het leven verworven
kennis. Met als vermoedelijke tussenstap een leerfunctie aangaande
complexe bewegingshandelingen in het cerebellum
.De eerste- en basisvoorwaarde voor het leren van gedragspatronen is het kunnen opslaan van die patronen - oftewel: het bestaan van een geheugen. De hippocampus, groen in de illustratie rechts, is bekend als hebbende een sleutelrol in de geheugenfuncties. Kennis als eerste ontleend van een "toevallig" proefpersoon bij wie in verband het hevige epileptische aanvallen de hippocampi (links en rechts) werden verwijderd - de sterkste aanvallen verdwenen, maar ook het
opslaan van ervaringen in het langetermijn-geheugen: alles voorbij circa 30
seconden werd niet meer opgeslagen. Maar alle eerdere ervaringen bleven bestaan.Uit dat laatste valt direct af te leiden dat de hippocampus niet het geheugen zelf is, en hoogstens een zeer-korte-termijn-geheugenfunctie heeft. Het uit ervaringen en experimenten bekende korte-termijn-geheugen van circa 20 minuten tot een halfuur en het lange-termijn van in principe het gehele leven liggen dus elders. Meer over de tijdafloop van de werking van het geheugen hier
.Voor wat betreft het kortetermijn-geheugen, ligt het voor de hand om te veronderstellen dat ligt in structuren voor of naast het niveau van de hippocampus. De hier gepostuleerde en redelijk voor de hand liggende optie is die van de basale ganglia
, zijnde de eerste structuren na het verzamelpunt van de thalamus
.
De waarnemingen verzameld en voorverwerkt door de hersenstam komen samen in
de thalamus, en de basale ganglia stellen die samen tot
gedragspatronen, scenario's
, en houden die lang genoeg vast om ze te kunnen
evalueren en eventueel verder vast te leggen. 
Voor een vastgelegd scenario plus evaluatie, "ervaring", te kunnen gebruiken
voor actuele scenario's, moeten er overeenkomsten gevonden
worden tussen die scenario's. Dat is vermoedelijk de eerste functie van de
hippocampus. Dat doet de hippocampus door de gedragingen te analyseren in
concepten - de meeste daarvan zijnde ongeveer hetzelfde als mensen in het bewustzijn
gebruiken om zaken in te delen: "man" en "vrouw", en dergelijke.
In plaats van
dat hele scenario's moeten worden vergeleken, worden dan eerst een klein aantal
algemenere en dan steeds meer specifiekere kenmerken afgewerkt tot een (vrijwel)
zekere match is gevonden - wat veel sneller gaat dat een complete "stukje voor
stukje" vergelijking. Zo kunnen de meeste mensen (delen van) de tekst rechts lezen, zonder
dat de volledige letters er staan, doordat het interpretatieproces eerst de ruwe
kenmerken van de diverse letters nagaat, en voor alles gescand is al weet welke
volledige letter er gaat komen. De hippocampus heeft vermoedelijk voor dit doel als hoofdfunctie
het ontleden van scenario's in concepten, en mogelijkerwijs niets meer dan dat
.
Om die functie te vervullen, heeft de hippocampus, vaak samengenomen met
aanliggende onderdelen tot het hippocampus-complex, de
lagenstructuur van een neuraal netwerk
, een constructie
zoals ook bekend van het netvlies
van het oog
,
het cerebellum
, en de
cortex
. Het netvlies vertaalt
met zijn neurale netwerk een grote verzameling losse lichtpunten in patronen zoals lijnen,
en de hippocampus zoekt patronen in scenario's. In
de afbeelding rechts (een dwarsdoorsnede loodrecht op het vlak van de eerste illustratie
- van hier
, groter hier
) is de lagenstructuur zichtbaar, opgerold in een vorm die de
hippocampus zijn naam heeft gegeven ("zeepaardje"). Deze illustratie laat ook de
diverse, vaak apart genoemde, onderdelen van het hele hippocampus-complex zien:
dentate gyrus, subiculum, entorhinal area of cortex, met linksboven de fimbria, een
bundel van verbindingen naar en/of van elders die overloopt in
de fornix. Een concreet model voor hoe het neurale netwerk van de hippocampus
zou kunnen functioneren staat hier
. Na het ontleden van het scenario en het vergelijken, is er
nog een derde functionaliteit noodzakelijk voor dit alles om nuttig te worden:
het evalueren. Nu is bekend dat de evaluatiefuncties gedaan worden door de emotie-organen, met name de amygdala
voor de "af te keuren" en te vermijden
gedragingen, en de nucleus accumbens
en septal nuclei voor "goedgekeurde" en de te herhalen en te
zoeken gedragingen. De hippocampus is verbonden met die organen via de fornix, getekend in geel in de illustratie
rechts die eenzelfde overzicht geeft als de eerste illustratie maar met putamen en omgeving
weggelaten - de fornix draait om de thalamus
en eindigt in kleine bolletjes: de
mammilary bodies, vanwaar het pad verder gaat richting andere emotie-organen
en "terug" naar de thalamus. In
losse illustraties van de fornix meestal weggelaten maar vaak toch wel genoemd
(Wikipedia) is de naar voren lopende zijtak (anterior fibers),
gaande naar de nucleus accumbens en de septal nuclei, leidende tot de suggestie
dat (mede) langs deze weg de beoordeling aan de geanalyseerde ervaring wordt
gekoppeld.Er zijn sterke aanwijzingen dat het hippocampus-circuit minstens twee zaken niet doet: het verwerken van de waarnemingen van geur en smaak - dit vindt plaats in het circuit van de basale ganglia
. Meer daarover hier
.Hormonen Hormonen zijn signaalstoffen van het zenuwstelsel, neurotransmitters , die
niet door zenuwcellen, neuronen
, direct naar elkaar worden verstuurd, maar die in de
bloedbaan worden gepompt als meer algemene signalen voor het hele lichaam. Dit geldt
voor een aantal van de bij neurotransmitters genoemde exemplaren bijvoorbeeld oxytocine en serotine, maar hier komen er een aantal nieuwe bij, met als
bekendste adrenaline, dat een staat van alertheid oproept, en de cortisolen, die
ontstekingsremmend zijn. De hormonen worden in de bloedbaan gepompt door de
endocriene klieren ("glands"), met als voornaamste de hypofyse ("pituitary
gland").Hypofyse Een van de "klieren", structuren die hormonen in de bloedbaan pompen, zie hypothalamus
. De hypofyse is de grootste en belangrijkste.Hypothalamus  De hypothalamus
(de wat onregelmatige structuur bovenin het groene gedeelte in de illustratie) is evolutionair een beetje een buitenbeentje, want ze stamt van
het diencephalon
,
dat bij de groei van het zenuwstelsel aanvankelijk
van dezelfde ordegrootte is als het mesencephalon dat de hersenstam wordt en
het telencephalon wat groeit naar de rest aan de bovenkant. Van het diencephalon
blijven alleen de thalamus, de hypothalamus en de eraan verbonden hypofyse (het
groene bolletje hangende onderaan de hypothalamus) en
(en nog een paar primitieve structuren) over. Maar waar de thalamus zichtbaar in
een linker- en rechter variant komt, overeenkomend met het "di-", is er zowel
van hypothalamus als hypofyse slechts een enkel exemplaar. Die ook een
primitieve en belangrijke functie vervullen: de communicatie van het
zenuwstelsel met de recht van te lichaam waar het het algemene metabolisme. Die
communicatie is, in tegenstelling tot de elektrochemie van het zenuwstelsel,
puur chemische, en gaat door het in de bloedbaan pompen van neurotransmitters,
deels dezelfde als bij inter-neuronale communicatie en deels andere - in die
hoedanigheid heten neurotransmitters "hormonen"
. De synthese ervan vindt plaats in zowel hypothalamus als hypofyse, het in de
bloedbaan pompen wordt gedaan door de hypofyse. De hormonen zorgen bijvoorbeeld
voor het alarmeren en extra exciteren van het lichaam in geval van gevaar,
middels bijvoorbeeld het bekende hormoon adrenaline.Inhiberen/inhibitie Door de nadruk op de basale activiteit van neuronen : elkaar exciteren, wordt wel
eens vergeten onmiddellijk erbij te vertellen dat minstens zo essentieel voor
het functioneren van een ingewikkelder zenuwstelsel is de mogelijkheid tot inhiberen, dat wel zeggen:
het verhinderen dat een ander neuron afvuurt. Kunnen
exciteren zonder inhiberen lijkt sterk op de situatie om met een auto wel
gas te kunnen geven, maar niet te remmen: het maakt een groot deel van het
functioneren als "auto" dusdanig moeilijk dat het als "transport" nauwelijks
functioneren kan.Daarnaast is er een "logisch" probleem: veel van de neuronale circuits voeren schakelfuncties uit waaraan "gerekend" moet worden. Het is een wet uit de logica dat je wel alle soorten logische- of reken-circuits kan maken uit een omkerende schakelaar, maar niet uit een niet-omkerende, af te leiden uit dat +1 * +1 = +1, en –1 * –1 = +1. In de neurologie is dat weerspiegeld in dat de meeste activerende neurotransmitters een overeenkomstige neurotransmitter hebben die hun werking
remt - naast het basale exciterende neurotransmitter glutamaat is er het remmende GABA - naast het activerende dopamine is er het tot-rustbrengende serotonine.
De combinatie van exciterende plus remmende invloed kan een stabiel evenwicht
vormen over een ruim bereik van waarden, waar dat bij een enkele kracht veel
moeilijk is.  De essentiële rol van inhibirende neuronale interacties
blijkt uit het feit dat vrijwel alle verbindingen binnen de basale ganglia
,
essentieel in de interactie tussen activiteiten en geheugen, van de inhiberende
of remmende soort zijn, zie bijvoorbeeld in het circuit rechts (ge-edite versie
van hier
, ook daar vervangen) waarin striatum en GPe
en GPi behoren tot de basale ganglia en alleen rode oftewel inhiberende
verbindingen hebben. (Dit circuit hoort tot dat van de besturing van de
bewuste beweging, en ontregeling ervan leidt tot trillingsverschijnselen bekend
als de ziekte van Parkinsin - het trillen ontstaat door het doorschieten van de
beweging door te weinig remming op het juiste moment)Dit wordt op veel grotere schaal weerspiegeld in het feit dat er zeer veel psychologische processen zijn die moeilijk verklaarbaar zijn met elkaar exciterende of met elkaar communicerende denkmodules, maar zeer makkelijk met het geïnhibeerd zijn van de verbindingen tussen modules. Zo lijkt alles wat met vaststaande denkbeelden te maken heeft, zoals religie en ideologie, te leiden tot uitkomsten die eigenlijk alleen verklaarbaar zijn met de aanname dat bepaalde denkmodules, met name een aantal behorende tot het rationele denken, geblokkeerd oftewel geïnhibeerd zijn - aanleiding gevende tot het begrip compartimentalisatie
.Meer over inhibitie hier
.Limbische systeem  Het
limbische systeem (limbic system) is een van de hoofdindelingen van de
onderdelen van de hersenen, bestaande uit een aantal fysiologisch opvallende
elementen in het gebied tussen de vaak meer bolvormige van het emotionele
systeem in het midden zoals de thalamus
, amygdala
en
nucleus accumbens
, en de
grote massa van de cortex aan de buitenkant - letterlijk betekent het "systeem
aan de rand", zoals de illustratie rechts aangeeft. Omdat dit een fysiologische
en geen functionele indeling is, is er verwarring gegroeid rond haar samenstelling,
die dusdanig groot is dat ook wel voorgesteld is het als begrip
af te schaffen. Op deze website wordt in ieder geval de cingulate cortex
die er gewoonlijk, en ook in de illustratie, wel bij zit, er niet toe gerekend.
Hetzelfde geldt voor een aantal onderdelen van de hersenstam bij, namelijk die
delen die een aantal basale neurotransmitters
als dopamine produceren.Het idee van een aantal samenhangende "randsystemen" is misschien wel nuttig, en de hier gepostuleerde functie ervan is die van een informatiestroom aangaande het evaluatiesysteem, en eveneens gepostuleerd, een rol bij het omschakelen van bewustzijn naar slaap. Verder wordt het begrip hier vervangen door dat van de "emotie-organen"
, met ietwat gewijzigde samenstelling dus.Neocortex  De neocortex is het meest moderne en in zijn omvang ten opzichte van de rest van het dierenrijk
meest
menselijke hersendeel. Het bestaat uit een groot vel dat in vele diepe windingen
gevouwen is, bijna allemaal van links naar rechts, aanleiding gevende tot de
naam hersenlobben. De achterste lobben vervullen functies voor het waarnemen en
beweging, de meer naar voren liggende de steeds abstractere functies. De hoogste
functies als strategisch denken en vooruitdenken plaatst men in de windingen achter
het voorhoofd: de prefrontale cortex
, en direct boven het oog: de orbifrontale
cortex. Qua innerlijke structuur bestaat de neocortex uit een vrijwel homogeen zeslagig neuraal netwerk
, hoewel qua functionele structuur onderverdeeld in talloze voornamelijk
onderling samenhangende gebieden - op deze website "modules" genoemd. De
communicatie tussen die onderdelen en die tussen wat verder uiteengelegen delen
van de grotere structureren loopt via de lange enkelvoudige uitgangen van de
neuronen: de axonen. Binnen de modules verloopt de communicatie tussen de
korte-afstands vertakkingen genaamd dendrieten. Neuronen met alleen dendrieten
worden ook wel interneuronen genoemd - deze verzorgen het meeste van het "logische
schakelen". Het menselijke leren, dat wil zeggen: "door ervaring of instructie
anders gaan denken", komt tot stand door bepaalde verbindingen te
activeren dan wel te blokkerenIn anatomische preparaten zijn de verbindingen lichter getint dan de neuronenlaag zelf - de laatste wordt daarom wel donkere stof en de eerste witte stof genoemd. Zeer significant is dat de witte stof, de verbindingen, tweederde van het volume van de neocortex, het gedeelte tussen het vel aan de buitenkant en de onderliggende cingulate cortex, in beslag neemt. Oftewel: het denken zit meer in de verbindingen dan in de schakelelementen. Dat laatste blijkt er ook uit dat bij schade aan die schakelelementen, sommige functies soms door andere hersendelen kunnen worden overgenomen. Bij schade aan het verbindingenstelsel is dat veel zeldzamer. Netwerk, globaal Het globale netwerk is dat tussen de grotere hersensstructuren, dat wil zeggen alle structuren boven het niveau van losse neuronen. Een ander onderscheid: globale netwerken lopen over de axonen => - de verbindingen binnen structuren lopen over de dendrieten. Het meest deel van het globale netwerk is de verzameling zenuwbudels, de verbingnen vormend tussen het centrale zenuwstelsel en de organen. Die lopen van de hersenstam en er zijn er twaalf van. Het tweede niveau is dat tussen de onderdelen van ruggemerg, de aansturende en regulerende delen van de hersenstam, en de structuren erboven, zie een schetsmatig deel ervan rechts. Het derde niveau is dat binnen de drie aparte delen van het brein: ruggemerg/hersenstam, emotie-organen en cortex. Het vierde niveau is dat binnen de structuren. Deze indeling heeft een overkoepelende organisatievorm die hetzelfde is als die van het menselijke internet, die van het "stermodel"
: een beperkt aantal globale hoofdknooppunten (in het internet: zeven) is
verbonden aan een beperkte aantal subknooppunten, en die weer aan een
beperkt aantal sub-subknooppunten, enzovoort. De kennis over deze netwerken verloopt sterk, afnemend in de gegeven structurele volgorde. Over doel en functioneren van de zenuwen is zeer veel kennis, over hoe het toegaat binnen de structuren van weinig tot nihil. Netwerk, neuraal De term "neuraal netwerk" wordt tegenwoordig meer gebruikt in de betekenis "een kunstmatig netwerk van schakelelementen dat een neuraal netwerk nabootst". Hier gaat om de oorspronkelijke biologische versie. Een biologisch neuraal netwerk is een groepering van neuronen
die gezamenlijk een specifieke functie vervullen. Zo geformuleerd vallen
bijvoorbeeld ook
de ganglia in het ruggemerg eronder, maar men bedoelt meestal erbij: hebbende een duidelijke lagenstructuur.
 De eerste en kleinere zijn
te vinden in de hersenstam
als "kernen", bijvoorbeeld de olivary nucleus (olijfvormige
kern), vaak min-of-meer (half-)bol-achtig, als "uiteinde" van de in-
en uitvoerende zenuwbundels, zie de afbeelding rechts (een composiet van een
tekening van zenuwbundels en een deel van de hippocampus
, de waarnemingsanalysator van het brein). Deze combinatie:
inputbundels(s)-netwerk-outputbundels, kan voor analyse van de structuur van
het brein qua globale functionaliteit beter gezien worden als het basiselement dan een
enkel neuron. Het eerste grote neurale netwerk is dat van de kleine hersenen (of cerebellum ) die er van buiten wel rondig iets uitzien, maar structureel
één groot platlagig vel is opgevouwen in
vele windingen. Met als vermoedelijke functie het coördineren van de fijne
bewegingen door het trainen van dit netwerk.Dan volgen er een aantal weer kleinere structuren gezamenlijk vormende de emotie-organen , met
diverse uiterlijke vormen maar die binnenin ook gelaagde netwerken kennen,
zoals in de hippocampus
.
Maar het meest
prominente neurale netwerk is dat de grote hersenen of cortex
, met dezelfde
globale structuur als
de kleine, maar dan met meer neuronlagen, tellende zes, zie de doorsnede rechts (van Ramon y Cajal
via hier
). Het extra van de lagenstructuur is de mogelijkheid om systematische verbindingen te leggen tussen de neuronen binnen en tussen de lagen, leidende tot detectie van patronen in de te verwerken signalen - dit gebeurt bijvoorbeeld in het neurale netwerk van het oog, het netvlies
. Ook kunnen signalen van meerdere bronnen gecombineerd worden, door invoer
via meerdere lagen - dit gebeurt bijvoorbeeld in de superior colliculus voor
de coördinatie van oogsigalen en oogbewegingen
.Maar het belangrijkste extra dat een neuraal netwerk biedt, is de mogelijkheid tot aanpassing aan de verwerkte signalen, aan de hand van de uitkomsten door de verwerking door het netwerk - oftewel door terugkoppeling - en wel meer en sneller
(als van "gedurende generaties" tot "gedurende uren") naarmate het netwerk meer lagen
bevat.Voor de werking van een basaal kunstmatig neuraal netwerk lijkende op dat van het oog, zie hier .Neuronen  Neuronen zijn lichaamcellen die zich gespecialiseerd hebben in het versturen van
elektrochemische signalen, waartoe ze ook lange uiteinden of dendrieten
("vertakkingen") hebben
ontwikkeld om verbindingen te maken met andere cellen, zie de twee neuronen in
de illustratie rechts (van/via Cary Rhode
). Vermoedelijk als eerste
met de primitieve waarnemingselementen van de eerste wezens met min-of-meer een
lichaam, en later ook gebruikt voor de aansturing van de bewegingselementen van
de eerste ledematen. Neuronen kunnen naast de dendrieten die zowel als ingang
en uitgang kunnen dienen maar meestal ingang zijn, ook een "lange afstands"-uitgang hebben genaamd "axon"
(met de rode pijltjes),
die speciaal elektrisch geïsoleerd moet zijn omdat anders de elektriciteit van
het neuron weglekt.De elektrochemische activiteit van een neuron is die van de "ontlading" of ook wel aangeduid als "afvuren": bij voldoende hoge of vele wat lagere ingangssignalen komende van de dendrieten verandert de interne chemische toestand plotseling, waardoor er een elektrochemisch signaal gaat door de andere dendrieten en met name het axon, dat daardoor andere neuronen of cellen kan activeren - zie de illustratie rechts, waarin de rode pijltjes staan voor de elektrochemische impuls door het axon - het rode cirkeltje bevat een "synaps" waar het ene neuron aan het andere vastzit. De stoffen die neuronen gebruiken voor de signaaloverdracht heten neurotransmitters . Daarvan zijn er twee hoofdsoorten: de exciterende ("excitory") en de
remmende (inhiberende
, "inhibiting"). Niet-exciteren is niet hetzelfde als "remmen", net zoals in een auto
het "geen gas geven" niet hetzelfde is als "remmen"- "remmen" is "geen gas geven
met ontzettende haast". De voornaamste exciterende neurotransmitter is glutamaat,
de belangrijkste remmer heet met een afkorting GABA.Merk op dat een ander neuron inhiberen, overeenkomt met een omkering: exciteren van de een veroorzaakt niet-exciteren van de volgende. In wiskundige termen is dit equivalent aan een omkering in een negatieve waarde, en net als in de wiskunde veroorzaken twee negatieve waardes weer een positie: als het geïnhibeerde tweede neuron op zich weer een derde inhibeert, staat het inhiberen van de tweede gelijk aan het exciteren van de derde. Dit is geen ingewikkeld-doenerij, maar de manier waarop vele neuronale circuit werken - de basale ganglia
bevatten grotendeels met elkaar verbonden inhiberende neuronen.De werking van deze basale neurotransmitters kan weer beïnvloed worden met andere neurotransmitters, zie ook hersenstam
.Meer over het ontstaan en waarom van neuronen hier
, en hun werking hier
.Neurotransmitters Neurotransmitters zijn de stoffen die betrokken zijn bij de overdracht van
signalen tussen neuronen
en de verdere vormen van beïnvloeding van die overdracht. Neurotransmitters
komen er in ruwweg drie niveaus van beïnvloeding: ten eerste zijn er twee
soorten die de signalen tussen twee verbonden neuronen direct aansturen: eentje
die het afvuren van het neuron veroorzaakt of dat doet samen met anderen ("excitory"),
blauw in de illustratie rechts (ge-edite versie van hier
, ook daar vervangen),
en eentje die het afvuren voorkomt of dat doet samen met anderen ("inhibitory"),
rood in de illustratie - de meestvoorkomende excitory is glutamaat, en de meestvoorkomende inhibitory
is GABA (afkorting). Het bestaan van een expliciet remmende neurotransmitter
naast de mogelijkheid om gewoon te stoppen met exciteren is dat de combinatie
essentieel voor het creëren van een flexibel evenwicht, zie inhiberen
.De tweede laag van neurotransmitters wordt aangemaakt bovenin de hersenstam
, en beïnvloedt groepen van neuronen. Er is een tweetal dat (voornamelijk) het
systeem voor alarmsituaties
("vechten" en "vluchten" - ook wel bekend als het (ortho)sympatische
zenuwstelsel)
beïnvloedt: noradrenaline (norepinephrine) als aanjager en serotonine als
remmer. En een tweetal dat (voornamelijk) het systeem voor "rustige" situaties
("afwachten" en "eropaf gaan" of ook wel het parasympathische zenuwstelsel)
beïnvloedt: dopamine als aanjager en acetylcholine
als remmer. Dopamine is bekend van de aanverwante stoffen als
heroïne die de aanmaak ervan stimuleren, serotonine is bekend van de aanverwante
stoffen die de aanmaak ervan stimuleren als zijnde rustgevende medicijnen. Merk op dat deze
vier neurotransmitters algemeen werkende stoffen zijn, dus niet bepaalde kwalen
behandelen - de genoemde drugs en medicijnen hebben daarom altijd minder of meer
ernstige bijwerkingen omdat ze ook voor de kwaal niet-relevante processen
beïnvloeden.Er is nog een vijfde, losse, neurotransmitter op dit niveau, histamine, opgewekt in de hypothalamus - de hypothalamus wordt wel eens anders ingedeeld, maar hoort evolutionair tot de hersenstam. Histamine heeft geen tegenhanger, omdat de betrokken kern in de hypothalamus, de tuberomammilary nucleus of TMN, (mede) de overgang naar de slaap regelt, en dat is geen evenwichtsproces maar een aan-uit proces. De neurotransmitters van de hersenstam worden ook gebruikt en beïnvloed door de emotie-organen
, die zelf weer nieuwe neurotransmitters introduceren. Twee van de bekendste
daarvan zijn oxytocine en vasopressine. De rol en het belang van oxytocine is
pas bekend geworden in de jaren rond 2000, en dat van het verwante vasopressine
en andere neurotransmitters van de emotie-organen is, schrijvende 2014, courant
onderzoek. Oxytocine werd bekend als het "liefdeshormoon", nadat de rol ervan bij romantische interacties was gebleken. In feite is het het "bindings"-hormoon: het is betrokken bij alle vormen van sociale binding, en groepsvorming. En oxytocine speelt dus ook een rol bij de contrastvorming tussen de eigen groep en niet-groepsleden, oftewel: het vermindert de binding met niet-groepsleden (dit natuurlijk tot schok van de politieke-correctheid
die denkt dat de natuur één groot liefdesnest is - wat dan ook zou gelden voor
mensen). Vasopressine speelt een dergelijke rol, maar dan voornamelijk bij mannelijke dieren en de binding tot de seksuele partner. Onderzoek naar diverse soorten marmotten
in Amerika heeft aangetoond dat hoe meer vasopressine, des te monogamer de
partnerrelatie.Dit betreft dus gedrag van dieren boven het niveau van reptielen - dat wil zeggen: subtieler gedrag dan dat van reptielen. Bij volgende evolutionaire stappen spelen dus weer andere neurotransmitters een rol, tot en met die van de zoogdieren. Of er speciale menselijke neurotransmitters zijn is nog niet bekend maar niet waarschijnlijk - het menselijke denken lijkt meer een kwestie van software dan van hardware. Het voorgaande gaat over signaaloverdracht direct tussen neuronen die aan elkaar vastzitten. Neurotransmitters worden ook gebruikt voor meer algemeen signalen, die dan via de bloedbaan verstuurd worden - dat zijn de hormonen. Dit geldt voor een aantal van de al genoemde: bijvoorbeeld oxytocine en serotonine, maar hier komen er weer een aantal nieuwe bij, met als bekendste adrenaline, dat een staat van alertheid oproept, en de cortisolen, die ontstekingsremmend zijn. De hormonen worden in de bloedbaan gepompt door de endocriene klieren ("glands"), met als voornaamste de hypofyse ("pituitary gland"). Meer detail van het waarom van deze indeling hier
, van hun uitwerking in de praktijk hier
, en meer detail over de fysiologie hier
.
Noradrenaline Noradrenaline (ook wel norepinephrine geheten) is een neurotransmitter van de
tweede soort, dat wil zeggen: eentje die basaal gedrag aanstuurt.
Noradrenaline wordt afgegeven door een gebied in de middelste hersenstam
,
bekend als locus coeruleus of "blauwe plek" (naar de aanwezigheid van
een melatonineachtige stof in de cellen die het synthetiseren).Noradrenaline wordt afgegeven als resultaat van het constateren van het waarnemingssysteem dat er gevaar dreigt en dient ervoor het systeem op een hoger en sneller (en energetisch en qua grondstoffengebruik duurder) niveau van reageren te zetten. De eerste en in hogere levensvormen primitievere reactie is die van de vlucht: de ledematen worden sneller en krachtiger aangestuurd. De primitiefste tekenen van gevaar zijn aanraking en de detectie van afvalvormen van de eigen levensvorm, later bekend geworden als "geur". Hogere levensvormen kunnen het systeem ook gebruiken voor zichtbare waarneming, dat wil zeggen: de herkenning aan de hand van uiterlijke vormen als een "roofdier". Levensvormen met een ontwikkeld systeem van emotie-organen kunnen meer gevarieerd reageren op signalen van gevaar, en noemen het directe teken van gevaar overeenkomend met het vrijkomen van noradrenaline "angst". Nog hogere levensvormen die aan de hand van huidige waarnemingspatronen een gevaarlijke toestand in de toekomst kunnen voorzien, dat wil zeggen: vormen van bewustzijn hebben, gebruiken het nordrenalinesysteem om voor dit gevaar te waarschuwen, ondanks het feit dat het gevaar er nog niet is. Bij veelvuldig aanspreken ervan, reeël of ingebeeld, met het bijbehorende kostbare energie- en grondstoffengebruik, gaat het individu lijden aan wat het bewustzijn noemt "stress" - wat niet anders is dan een ander woord voor "schadelijk overgebruik van energie en grondstoffen". Vanwege de schadelijkheid van de toestand van hoge alertheid en omdat de natuur bijna altijd werkt in evenwichten, heeft noradrenaline een tegenhanger in serotonine
, dat het systeem zo snel mogelijk weer tot rust brengt.
Nucleus accumbens  "Nucleus
accumbens" betekent "aanliggende kern", wat staat voor de positie van die kern,
buiten het hoofdgebied van de emotie-organen, aan de voorkant. Samengenomen met
de olfactory tubercle gebruikt men ook vaak de term ventral
striatum.De nucleus accumbens verwierf faam met de ontdekking dat bij ratten die een elektrode ingebracht kregen in de kern met de trap op een pedaaltje elektrisch konden stimuleren, dusdanig verslaafd raakten dat ze niets anders meer deden dan op het pedaaltje trappen, zonder nog oog te hebben voor voedsel. Later bleek dat de elektrode eerder bij de septal nuclei zat dan bij de nucleus accumbens, vandaar dat we ze hier maar even tezamen nemen - de septal nuclei zijn kernen aan de voorkant het gebied van de emotie-organen. Het is bekend welke neurotransmitter
de nucleus accumbens gebruikt om dit gedrag teweeg te brengen: dopamine. Het
rattenexperiment laat zien hoe sterk dopamine en de andere neurotransmitters
het gedrag bepalen: het is de meest pure vorm van dit gedrag. Bij mensen ligt het
aan de basis van vermoedelijk alle bekende verslavingen, met als meest bekende die
aan stoffen als heroïne enzovoort, die gelijksoortige stoffen zijn die het
vrijkomen van dopamine stimuleren. Ook mensen die verslaafd zijn, zijn ratten die
op een pedaaltje trappen. En hoogstwaarschijnlijk geldt dat ook voor gedrag dat
volgt uit overwegingen in de cortex: ook het aanhangen van ideologieën, zoals
religie, wekt uiteindelijk meer dopamine op.De nucleus accumbens maakt de dopamine niet zelf, maar die komt uit de hersenstam, uit twee gebieden aan de bovenkant ervan: substantia nigra compacta ("zwarte substantie") en het ventral tegmental area of VTA. De neuronen in die gebieden synthetiseren de dopamine en transporten het via hun axonen. Zodat de dopamine heel gericht terecht komt alleen op de plaatsen waar het bedoeld is - dit dus in tegenstelling tot inname via spijsvertering en/of bloedbaan. De verbinding van hersenstam naar nucleus accumbens en verder heet de mesolimbic pathway
(Wikipedia).Meer over de nucleus accumbens en met name zijn praktische rol hier
.Oog  Het oog heeft net als alle andere
waarnemingsorganen
een dubbele functie: de
fysiologische processen warmee ze invloeden van de buitenwereld waarnemen, en de
processen waarmee het voorgaande vertaald wordt in neurologische,
elektrochemische, signalen. Hier gaat het natuurlijk om dat laatste. Het oog is
daarin bijzonder omdat het veruit de grootste hoeveelheid van signalen moet
verwerken, en dus dat de neurologische precessen daar het ingewikkeld zijn. De signalen komen van de miljoenen cellen, "staafjes" en "kegeltjes", die detecteren dat er licht op ze valt. En dat circa 25 keer per seconde opnieuw gedaan. Daarin zit ontzettend veel detail dat in eerste instantie onbelangrijk is: wie een vlieg wil vangen moet niet geïnteresseerd zijn in de kleur van zijn vleugels en hoeveel poten hij heeft - het gaat alleen om zijn baan door de lucht. Maar bij het uitzoeken van een partner, wat je op je gemakje doet, is bijna het omgekeerde het geval. En dit dient dus allemaal geregeld te worden Voor het filteren van de belangrijke informatie zorgt het netvlies aan achterkant van het oog. Ten eerste neemt dat in eerste instantie alleen licht-donker overgangen waar, de contouren, en ten tweede alleen degene die zich verplaatsen - staande voor beweging. Dat doet het door "rekenkundige" operaties, en het netvlies doet dus rekenkundige operaties - het netvlies is een neuraal netwerk
, en wel vermoedelijk het simpelste, drielagige, neurale netwerk De andere neurale netwerken zijn vermoedelijk qua structuur op die van het netvlies geschoeid - om te beginnen met de plek waar de signalen geïnterpreteerd gaan worden, in eerste instantie in de hersenstam, waar de door het oog gecodeerde signalen weer gedecodeerd worden, en dat decodeernetwerk lijkt natuurlijk in aanzienlijke mate op het coderende. Dit gebeurt bijvoorbeeld in wat bij dieren het tectum heet, en bij dieren een belangrijk deel van de hersenen uitmaakt en wel belangrijker naarmate de soort lager op de evolutionaire ladder staat. Bij mensen zijn dit de "superior colliculi"
("bovenste uitsteeksels"- van de hersenstam). Waarna de informatie verder
verwerkt wordt in hogere delen van de hersenen.Meer over de evolutie van het oog hier
- meer over het neurale netwerk van het oog hier
- meer over de rekenmethodiek van het neurale netwerk hier
.
Oxytocine Oxytocine is een neurotransmitter
van het derde niveau, het eerste zijn dat van de directe aansturing van
onderdelen van het lichaam en dergelijke, en het tweede niveau (noradrenaline
enzovoort) dat aansturen van basaal gedrag, zoals, vechten enzovoort. Het
derde niveau bestuurt het onderlinge gedrag tussen individuen, datgene wat
mensen "sociaal gedrag" noemen. De eerste soort wordt opgewekt in de
neuronen zelf, de tweede in gespecialiseerde
neuronen in de hersenstam
, de zetel van basaal gedrag, die het verdelen naar
andere neuronen. De derde soort wordt gemaakt in de hypothalamus en de
hypofyse, liggende temidden van de emotie-organen
(volgens
standaard-indeling).De ontdekking van de rol van oxytocine is redelijk recent, niet meer dan twintig jaar terug op het monent van schrijven, 2017, en omdat men ontdekte dat het vrijkwam bij nieuwe moeders en bij liefdevol contact, werd het het "knuffel-hormoon" gedoopt. Later ontdekt men dat het veel algemener voorkomt tezamen met andere vormen van binding, en dat het dus, (dus! - dit is logica: wie een grens trekt, definieert een "buitenkant"), ook een ander kant heeft: die van buitensluiting. Wetenschappelijk geformuleerd: oxytocine is de neurotransmitter en bijbehorend hormoon (neurotransmitter in het bloed) van
groepsbinding. Van gedrag tussen individuen. Zie hier
.
Omdat oxytocine het eerst ontdekt is bij moeder-kind relaties, is het aanvankelijk exclusief toegewezen aan het vrouwelijk geslacht. Een aantal jaren later bleek er ook een "mannelijke" tegenhanger: vasopresssine. Die zorgt voor binding bij mannelijke individuen aan een vrouwelijk exemplaar, dan aan te duiden als "partner" - het zorgt voor monogame relaties en de bijbehorende nestzorg bij de mannelijke partner. De werking en sterkte van vasopressine verschilt meer tussen de soorten en is dus makkelijker bestudeerbaar. Wat men om die reden dus niet doet bij mensen, vanwege het feit dat de betrokken andere variabele die van etnie is. Pijn  Pijn,
formeel: nociceptie,
is mogelijkerwijs de meest primitieve vorm van gewaarwording, zelfs
voorafgaande aan het begrip waarneming, want pijn gaat alleen over het eigen
lichaam. Er zijn diverse soorten aanleiding die leiden tot de gewaarwording van
"pijn", met vermoedelijk als de meest primitieve die van temperatuur en
weefselschade. Temperatuur speelt op alle niveaus van het leven: een hoge
temperatuur doet de levensmoleculen uiteenvallen, en dit is tevens de definitie
van "hoog". Dit geldt dus zeker al voor eencelligen, en als je als eencellige te
maken krijgt met een hoge temperatuur, is het recept "wegwezen" - waar eencelligen
ook toe toegerust werden, zie de afbeelding. Waarneming van schade heeft geen
zin als je die schade niet kan vermijden, vandaar dat bomen geen
waarnemingsapparaat hebben. Bij de ontwikkeling van een zenuwstelsel zal het proces van "Schade? Wegwezen!" ongetwijfeld integraal zijn overgenomen. De pijnafhandeling bij de mens zal dus ook in eerste instantie plaats vinden in het ruggemerg: Hitte? Hand weg! Bij de mens gaat dat gepaard met meldingen richting hogere niveaus van het zenuwstelsel: "Dit gedrag? Schade! Niet meer doen!" Waarna het bewustzijn registreert: "Pijn!". In de levenscyclus van het leven, komt dit waarschijnlijk op plaats drie, na reproductie en voedsel. Overeenkomstig aan dit belang zijn er in het huidige zenuwstelsel twee circuits voor het afhandelen van pijn, oftewel schadesignalen: een langzaam en een snel circuit. Waaruit je twee dingen kan afleiden: snelheid kost energie dus voedsel (anders zou je alles langs hetzelfde snelle circuit laten lopen), en er is een vorm van prioritering (idem), waarbij geldt: hoe urgenter, hoe lager afgehandeld. En omdat schade ook op een snellere termijn afgehandeld moet worden dan de voedselvoorziening, heeft het pijnsignaal voorrang op het voedsel-signaal. Veronderstel bij het voedselsignaal een positieve gewaarwording en bij het pijnsignaal een negatieve, en meteen is verklaard waarom negatieve signalen ook in het emotionele systeem
een hogere prioriteit hebben dan positieve. Ze zijn inderdaad belangrijker.De implementatie is hier verder eigenlijk niet belangrijk: de gewaarwording komt van receptoren aan het oppervlakte, de huid, en de circuits van neuronen werken min of meer mechanisch, in het ruggemerg. Vermeldenswaardig is nog dat de signalen in de hersenstam
geëvolueerd worden, en eventueel kunnen worden onderbroken. Op de meest
volledige wijze, algehele pijnblokkering, gebeurt dat vermoedelijk in het
periaqueductal (peri-aqueductal) grey.Proprioceptie Proprioceptie is de Latijnse term voor "zelfwaarneming", en wordt in de neurologie gebruikt om het proces aan te duiden dat waarbij ledematen of de spieren in die ledematen "weten" waar ze zich ongeveer bevinden aan de hand van de gevoelszenuwen. Het zenuwstelsel kan de kracht benodigd voor de verdere beweging, dan bijsturen, aan de hand van het effect van de voorgaande fase: schiet de beweging niet genoeg op, dan worden er sterkere signalen naar de spieren gestuurd - en gaat het juist te snel of te ver, dan worden de signalen verzwakt of zelfs omgekeerd. Dit maakt soepele en effectieve bewegingen mogelijk, waarbij de aanvankelijk snelheid van beweging van de ledemaat snel is om dicht bij het doel te geraken, en dan langzamer wordt om preciezer te kunnen sturen. Kortom: de afwezigheid van proprioceptie is wat de bewegingen van alle hedendaagse en voorgaande robots zo houterig maakt. Maar ook iets als "een volle maag" kan dus gezien worden als proprioceptie. Enzovoort. Veel van de proprioceptische processen worden afgehandeld op het meest basale niveau: in het ruggemerg, in de zenuwknopen of ganglia. Die knopen zijn vermoedelijk ontstaan uit de behoefte om de signalen van de verschillende onderdelen van de ledematen en de proprioceptische informatie aan elkaar te koppelen, voor een effectievere beweging. Een ander deel gaat naar het cerebellum
.Proprioceptie is dus een vorm van terugkoppeling .
Putamen  De putamen of pruimenpit, deel uitmakende van de basale ganglia
, is een neuraal netwerk
met licht gebolde vorm met het formaat aangegeven door de naam liggende om
de globus pallidus
en wat donkerder van kleur dan deze. Bovendien heeft het een licht gestreept
uiterlijk, wijzende op een interne lagenstructuur. De putamen haalt een groot deel van zijn input dus uit de globus pallidus, en een flink deel van zijn output gaat naar een volgend neuraal netwerk dat eraan vastzit: de caudate nucleus. De putamen heeft dus vermoedelijk een deelfunctionaliteit binnen een hogere functie verschaft door de grotere samengestelde structuur. Die hogere functie is vermoedelijk een eerste analyse van de waarnemingservaringen, concentrerende op de eerste dus belangrijkste conclusies: die van gevaar en dergelijke. Dit circuit eindigt dan ook in de amygdala
, het centrum van alarm, angst, en dergelijke.Ruggemerg Het ruggemerg is evolutionair gezien het begin van de ontwikkeling van een centraal zenuwstelsel, na het tot stand komen van losse neuronen. Vermoedelijk gebeurde dat in langwerpige levensvormen die tentakels en later ledematen ontwikkelden, waarna de langgerekte structuur van besturende neuronen dusdanig belangrijk werd dat het voordelig was deze te verstoppen in de inmiddels ook in ontwikkeling zijnde wervelkolom. Leidende tot de dominante klasse van de gewervelde dieren. Voor latere ontwikkelingen werden steeds grotere neurale structuren nodig, die niet meer in de wervelkolom pasten - zo ontstond de hersenstam aan het uiteinde van de wervelkolom. De belangrijkste in deze ontwikkelingen is die van het oog. Serotonine Serotonine is een neurotransmitter
en de tegenhanger van noradrenaline
in het
waarschuwingsysteem van het zenuwstelsel, opgewekt in de hersenstam
. Noradrenaline is de primaire
reactie op het waarnemen van gevaar, en brengt het zenuwstelsel en lichaam
in een toestand van sterker en sneller reageren, wat gepaard gaat met een
hoger en kostbaar energie- en grondstoffengebruik. En, minstens zo
belangrijk: minder gelegenheid de afvalproducten van dit gebruik (allemaal
zijnde chemische processen) op te ruimen. Een overmaat van deze toestand van
hooggebruik ("stress") is dus schadelijk, en dient voorkomen te worden.
Daarvoor dient serotonine, om het systeem na een periode van noodzakelijk
overgebruik, weer zo snel mogelijk in de rusttoestand te krijgen, zodat een
eventuele overdaad aan afvalstoffen kan worden afgevoerd, en nieuwe energie-
en grondstoffenvoorraden aangelegd.Dit is een dusdanig belangrijke en gevoelige functie dat ze verdeeld is over zeven gebieden, "kernen", in de hersenstam , van beneden naar boven al naar gelang de
specifieke gebieden die ze bedienen, de onderste naar het ruggemerg,
enzovoort. Omdat het vlakke gebieden zijn aan de rand van de hersenstam daar
waar linker- aan rechterhelft zit, noemt men dit "raphe"- of rand-kernen.Bij de behandeling van mensen met overdadige stress gebruikt men geen serotonine, maar stoffen die in de synapsen de heropname van serotonine
remmen, bekend als SSRI's (selective serotonin re-uptake inhibitor,
bijvoorbeeld seroxat). Omdat langdurige overdadige stress ook kan lijden tot
depressie, worden deze stoffen ook gebruikt voor de behandeling daarvoor (al
dan niet terecht). Vanwege hun zeer algemene werking, hebben ze veelal
matige tot ernstige bijwerkingen.
Slaap De slaap, de toestand van verminderd bewustzijn tijdens de nacht, heeft meerdere functies, maar de vermoedelijke hoofdfunctie is het verwerken van en het leren van de ervaringen opgedaan gedurende de dagperiode. Een aanwijzing daarvoor is dat bij een groter aantal gebeurtenissen en ingrijpender gebeurtenissen, de behoefte aan slaap gemiddeld toeneemt. Een andere aanwijzing is het belang dat slaap heeft: varkens die vele dagen uit de slaap werden gehouden, werden krankzinnig. Deze functie van slaap volgt ook min of meer automatisch als je het omgekeerde pad bewandelt, uitgaande van de functie-eisen te stellen aan een lerend neuraal netwerk : dan is er automatisch een leerperiode nodig
waarin het netwerk niet voor dagelijks gebruik ter beschikking staat. En dat is
dan "natuurlijk" de slaapperiode.Deze behoefte bestaat kennelijk al op een redelijk basaal niveau van de ontwikkeling van het zenuwstelsel, want de circuits die de start en stop van de slaapperiode regelen , bevinden zich in de
hersenstam
en de
hypothalamus
.
Dit circuit veroorzaakt een scherpe aan-uit functie, waarbij tegelijkertijd het
bewustzijn en het bewegingsstelsel worden uitgeschakeld. Dat laatste om te
voorkomen dat de leerprocessen die zich tijdens die periode in de hersencircuits
afspelen en niet tot de normale realiteit behoren, niet tot potentieel
gevaarlijk gedrag leiden. Kleinere verstoringen in het uitschakelen van het
bewegingsapparaat staan bekend als "slaapwandelen".
Het leren door een neuraal netwerk kan principieel opgeplitst worden in twee
fasen: het leren herkennen van correcte patronen, en het leren
niet-herkennen van incorrecte patronen - de eerste verruimt de criteria, het
tweede vernauwt ze weer. Andere technische processen laten zien dat dit het
best in meerdere periodes kan worden opgesplitst ten einde de correcties
klein te houden. Dit is allemaal terug te vinden in het zogenaamde hypnogram
of "sleep cycle", zie rechts: de ene fase is de REM-slaap, de andere de
diepe slaap die meerdere onderfasen kent. Meer over de slaapschakelaar hier
, en over het slaapproces hier
.
Synaps  De
synaps is de constructie waar de uitloper van het ene neuron
(rechts: A) aan het andere
(B) vastzit - een
groot deel van de kenmerkende processen van de neuronwerking vindt plaats
daar. Het is ook een punt waar de neurologie grenst aan de biochemie
. Het doorgeven van elektrische signalen door de neuronen kan niet op de door de mens geconstrueerde manier: in een metaaldraad - de natuur moet werken met biochemische moleculen. Dat kost veel meer energie, en de geschikte moleculen moeten gemaakt worden wat ook energie vergt. En hoe sneller het biochemisch-elektrische signaal moet gaan, hoe meer energie. Wat de natuur heeft opgelost door het geheel op een rekbaar evenwicht in te stellen dat snel genoeg is voor de meeste omstandigheden, (sterk) versneld kan worden indien nodig, maar dan weer zo snel mogelijk tot rust gebracht moet worden. Allemaal uitgevoerd met biochemische signalen dat wil zeggen: biochemische moleculen. De neurotransmitters .Essentieel voor het begrip ervan is de kennis dat moleculen op en met elkaar reageren afhankelijk van hun ruimtelijke vorm, of nog preciezer: de ruimtelijke verdeling van de elektrische lading gevoeld aan hun buitenkant. Komen de plus-minpatronen overeen, kunnen de moleculen hechten en eventueel atomen en/of lading uitwisselen - zo niet, dan stoten ze elkaar af. Om het regelproces te doen plaatsvinden, moet er een plaats zijn waar al die moleculen elkaar kunnen beïnvloeden. Dat gebeurt in de synaps, de kleine opening tussen het uiteinde van het ene neuron en het aanhechtpunt op het andere neuron (4). De neurotransmitters (2) losgelaten door neuron A worden ontvangen door de receptoren (5) van neuron B indien die receptoren de bijpassende moleculen hebben om die specifieke neurotransmitters te ontvangen. Te bepalen door de genoemde ladingsverdelingen. Clou nummer één is: het is een slot-en-sleutelsysteem. Om zeker te zijn van het signaal gebeurt de afgifte in enige overdaad. Om energie te besparen wordt de niet gebruikte neurotransmitter weer heropgenomen in de uitloper van A middels eigen receptoren (6). Clou nummer twee is: de sterkte van het signaal is een evenwicht
tussen afgifte en opname.Clou nummer drie is: het signaal-overdrachtproces wordt geregeld door het beïnvloeden van dit evenwicht, door middel van andere biochemische stoffen, dat wil zeggen: andere neurotranmsitters, die op een andere manier in de synaps terechtkomen. Clou nummer vier is: omdat de moleculen alleen letten op hun onderlinge ladingsverdeling, kunnen dit ook andere stoffen zijn dan de ervoor bedoelde neurotransmitters. Deze stoffen staan bekend als "medicijnen" als ze een gewenste uitwerking hebben, als "gif" bij ongewenste, en "drugs" indien ze een zelfversterkend proces oproepen, dat wil zeggen: ook leiden tot een extra afgifte van de stimulerende neurotranmitter dopamine. Vanwege de beperkte hoeveelheid kennis van het gehele proces en het probleem van het afleveren van de juiste stof op de juiste plaats, hebben vrijwel alle huidige medicijnen, de psychofarmaca, matige tot ernstige bijwerkingen. Terugkoppeling Terugkoppeling
is een proces dat ook op vele
niveaus in de neurologie een essentiële rol speelt, vanwege zijn dubbele
functie: als meekoppeling omdat dit het zeer snel en intens reageren op
plotseling gebeurtenissen mogelijk maakt, en als tegenkoppeling omdat het
leidt tot stabiliteit en evenwicht. Terukoppeling is daar overal waar
cirkelprocessen te zien zijn, en zeer veel neurologische processen zijn
cirkelprocessen zorgende voor koppeling tussen de drie lagen van het
zenuwstelsel, zie rechts.Daarbij lijkt het zo ingericht te zijn dat de eerste of tweede laag neurotransmitters
zorgen voor de koppeling tussen de lagen, en respectievelijk de tweede of derde (of hogere) laag
neurotransmitters de sterkte van de terugkoppeling bepalen, én, essentieel:
of het mee- of tegenkoppeling betreft.Aanwijzingen en meer uitleg hier
.Thalamus  De thalamus heeft een eigenaardige positie in het brein, liggende op het
grensvlak tussen hersenstam
en emotie-organen
, ongeveer midden in het brein, zie de illustratie rechts. En zijnde de eerste structuur die uiterlijk in een linker- en rechtervariant
komt, maar nog niet heel overtuigend want bij 70 procent van de mensen zijn de
twee thalamussen verbonden. En ook evolutionair is het een buitenbeentje, want
ze stamt van het diencephalon
, bij de groei van het zenuwstelsel aanvankelijk
van dezelfde ordegrootte als mesencephalon dat de hersenstam wordt en
telencephalon wat groeit naar de rest aan de bovenkant. Van het diencephalon
blijven alleen de thalamus en een aantal primitieve structuren over, waaronder
de hypothalamus
en de hypofyse, die de hormonen
in de bloedbaan pompen.  De meest genoemde rol van de thalamus is die van doorgeefluik
van signalen vanaf hersenstam en emotie-organen richting cortex - en deels
omgekeerd. Daartoe komen onder andere de meeste door de hersenstam voorverwerkte
waarneming- en besturingssignalen aan in de thalamus - zie de
afbeelding rechts (gewijzigde versie van Wikipedia
- vergroting en compleet hier
) - 1 is de voorkant liggende tussen de takken van de Y zichtbaar in de eerste
illustratie, gevormd door witte(re) gebieden waar de verbindingen (de axonen van
de neuronen
) lopen. 10 en 11 zijn uitsteeksels aan de achterkant. 12 (kleiner) en 13
(groter) zijn kernen die zich middenin de thalamus bevinden en
midden in het witte gebied, de intralaminaire en centromediane kern, waarvan men
mag aannemen dat ze een centrale rol hebben. Niet getekend is de reticulaire
("netvormig uitziend") kern die grotendeels het buitenste oppervlak van de
thalamus vormt, en remmende signalen kan sturen naar de hier genummerde meer
naar binnen liggende kernen. De rol van de thalamus als doorgeefluik is begrijpelijk en zelfs noodzakelijk, als men uitgaat van het op deze website gehanteerde model dat vanaf de basale ganglia
de
waarnemingservaringen en bijbehorende gedrag behandeld worden als gehele
gebeurtenissen, in scenario's. Voor het kunnen maken van zo'n compleet en
samenhangend beeld is het noodzakelijk dat de waarnemingsimpressies op een
coherente manier worden gegroepeerd. Daarna kunnen elementen als ruimte- en
tijdservaringen er aan worden toegevoegd.De waarschijnlijkheid van een dergelijke rol wordt versterkt door de structuur van de thalamus: ieder van de belangrijkste bewegingsgroepen van het lichaam en en de waarnemingsorganen hebben hun eigen kern binnen de thalamus. De thalamus combineert dat tot een geheel, met een mogelijkheid tot benadrukken of onderdrukken van bepaalde waarnemingen uitgevoerd door de reticulaire kern. Het resultaat komt samen in de centromediane kern in het midden. Deze zendt output naar de basale ganglia, die er vermoedelijk scenario's van maakt door ruimte- en tijdervaringen erin te stoppen. Daarna kan er evaluatie plaatsvinden. Zodat dan de thalamus de start is van het pad thalamus → basale ganglia → hippocampus
→ emotie-kernen en geheugen. De rol van de
thalamus in de geheugenvorming blijkt uit het geheugenverlies bij de ziekte van
Korsakov, die gepaard gaat met schade aan mediaal dorsale kern (nummer 2). En ook maakt het mogelijk nog een verdere raadseloplossende suggestie te doen, namelijk de rol van de primitieve cortex
, of cerebrum zoals het bij dieren dan heet. Zoals het cerebellum
er is om het bestaande bewegingsapparaat aan te vullen met fijncontrole van
bewegingsapparaat aan de hand van in de praktijk opgedane ervaringen, is het
cerebrum er dan om de coördinatie in de thalamus behulpzaam te zijn aan de hand
van in de praktijk opgedane ervaringen. Waarbij de grofschalige uitkomst bepaald
wordt door de emotie-organen. Dat op een gegeven moment, bij voldoende capaciteit van het cerebrum, het cerebrum de rol van de emotie-organen grotendeels kan overnemen doordat het beter gesitueerd is qua structuur om van ervaringen te leren, is dan een automatisch verlopend, evolutionair, proces. Therapie Deze verzameling laat zien dat het functioneren van de hersenen een zaak is met zeer vele systemen en zeer veel detail, beginnende met het feit dat er in vele omstandigheden de drie hoofdsystemen van het brein : hersenstam, emotionele hersenen
en cortex, moeten gaan samenwerken of, erger, strijden om controle. Het behandelen van
specifieke neurologische kwalen is dan ook zeer moeilijk, en ook wordt hier
duidelijk dat behandelen met biochemische stoffen, "medicijnen", op zijn
best een paardenmiddel is vanwege hun veel te algemene werking. De ingewikkeldheid van de breinstructuur kan echter soms ook een hulp zijn. In het gehoors- en zicht-systeem zijn er meerdere kernen achter elkaar die de signalen verwerken, voordat het bewustzijn er aan te pas komt. Zeg het signaal gaat van oor naar A (auditory nucleus) naar B (inferior colliculus) naar C (thalamus) naar bewustzijn. En het bewustzijn registreert een ruis: oorsuizen. Dan kan dat komen van het oor - zeg: kapotte trilhaartjes. Maar ook van kern A, B, of C. Voor het bewustzijn maakt dat allemaal niets uit - het enige dat dit merkt is wat er komt van kern C - het weet "niets" direct van kern A of B, of dus het oor zelf. Dat betekent ook dat als je een remedie hebt voor het suizen, het er ook niet toe doet waar je dit toepast - en dat er dus meerdere mogelijkheden voor remedie zijn. En hier komt de ingewikkeldheid nogmaals van pas. Want de meeste processen in de hersenen zijn kringprocessen , om voor stabiliteit te zorgen, en indien
dit nodig lopende over de drie lagen van het brein
. Betekenende dat niet alleen de lagere
lagen de hogere beïnvloeden maar ook omgekeerd - de hersenstam
"beinvloedt"
de cortex
door haar geluid voor te toveren, maar de cortex kan via het
kringproces ook de hersenstam beïnvloeden door, zeg, het geluid te filteren.
Een van de bekende manieren waarop dat gebeurt is het proces van "aandacht":
afhankelijk van de urgentie, kan in "spannende" situaties signalen komende
van waarnemingsorganen uitgeschakeld worden om meer aandacht te kunnen geven
aan de meer urgente.Dit geldt voor heel veel hersenprocessen. Op vele plaatsen is het dus in principe mogelijk om vanaf de cortex, het bewustzijn, de ondergelegen lagen te beïnvloeden. Bekend hiervan is het placebo: niet werkzame nep-medicijnen die toch de werking hebben van het medicijnen dat ze vervangen: het bewustzijn denkt dat het een bepaald medicijn krijgt, en dit signaal wordt gegeven aan een kring waarin ook het te bestrijden symptoom zit, en dan doet het niet toe of het signaal komt van een echt medicijn of van de cortex. Waar het dus moeilijk is om neurologische kwalen met medicijnen te behandelen want te algemeen, is het dus best wel denkbaar om neurologische kwalen te behandelen door ingrijpen via de cortex - met bewuste gedachten. Een soort geïnduceerde placebo. Door de betrokkene zelf, of met behulp van een therapeut. Waarbij kennis van de structuur van de hersenen een belangrijk hulpmiddel is. Waarvoor deze begrippenverzameling en de bronnen eromheen kunnen dienen. Meer details en voorbeelden hier .
Tijdsdynamiek In het ontwerpen van een computer is het zorgen van een correct tijdsverloop binnen de verschillende onderdelen van cruciaal belang - en dit geldt natuurlijk voor ieder complexer informatieverwerkend systeem dus ook voor het brein. De informatie vanuit oog en evenwichtsorgaan wordt eerst voorverwerkt op verschillende manieren, en moet daarna gecoördineerd worden. Dat laatste kan alleen als in dat coördinatieorgaan de evenwichts- en zichtsignalen van hetzelfde tijdstip binnenkomen, dus als het verwerken van de oogsignalen meer tijd vergt, moet dat van het evenwichtsorgaan bijpassend vertraagd worden. Dit geldt in versterkte mate voor de diverse evalutiecircuits, verderop in het brein, omdat daarin de verwerkingstijden veel langer zijn. Met daarbij: in het geheugen moeten de waargenomen gebeurtenissen opgeslagen worden tezamen met de beoordelingen uit de evaluatiecircuits horende bij dezelfde tijd. In de emotie-organen
lijken de circuits van amygdala
en hippocampus
mede gericht te zijn op een proces van synchronistie.
Deze taak van synchronisatie wordt sterk vergemakkelijkt als er sprake zou
zijn van een gemeenschappelijk ritme van verwerking, in een reeks van
"frames" als bij een film. Dat biedt bijvoorbeeld aan het einde van het
frame alle beoordelingcircuits en alle neurotransmitter-niveaus weer op de
evenwichtswaarde in te stellen, gereed voor de volgende cyclus - leidende
tot een tijdsverloop van de algemene vorm als in de illustratie rechts,
bekend als een "zaagtand"-vorm
.Een verwerkingsproces bestaande uit een sequentie van "frames" is ook een oplossing voor een opslag van de tijdscomponent van gebeurtenissen in het geheugen: de frames worden achter elkaar opgeslagen en hoe verder weg in de reeks, hoe ouder. Een sequentieel verwerkingsproces maakt het evolutie- en leerproces nader te specificeren: de gebeurtenissen en de reacties van het zenuwstelsel daarop zijn vuurpatronen van neuronen onder aansturing van de processen in de synapsen van de neuronen . De
synapsprocessen zijn degene die beïnvloed worden door de secundaire
neurotransmitters
(dopamine, enzovoort). Dit kan nu in één frame worden
geplaatst: er gebeurt wat, er volgt een evalutie voorafgaande aan de reactie
in amygdala en hippocampuscomplex - de uitkomst gaat naar (de top van) de
hersenstam
, en de hersenstam geeft de neurotransmitters af die alle
relevante neuronale interacties versterken of verzwakken, al naar gelang
gebeurtenis, uitkomst en oordeel. En dit dan vermoedelijk op integrerende
wijze: bij ieder frame een klein stapje, en bij een aantal frames met
dezelfde uitkomst, een merkbaar effect.Waarbij in speciale gevallen de geleidelijke fase overgeslagen kan worden en de neuronen in één keer "omgezet", maar dat is dan het geval van "shock". Waarna er ook een langere periode nodig om de afvalproducten van de neuronale processen af te voeren en de evenwichtstoestand te herstellen. Merk daarbij op dat dit proces door de druk van de evolutie en de bijbehorende predatie in hoge mate geoptimaliseerd zal zijn voor snelheid van reactie, in combinatie met de (tegenstrijdige) eis van zo laag mogelijk energie dus voedselgebruik. Vasopressine Vasopressine is de tweede neurotransmitters
van de derde soort, dat wil zeggen: eentje die gedrag tussen individuen
stuurt. Vasopressine is de "mannelijke tegenhanger" van oxytocine
, dat aanvankelijk ontdekt is bij moeder-kind binding maar in feite een rol
speelt bij groepsbindig in het algemeen. Vasopressine zorgt voor (op zijn
minst) een speciaal soort binding: die tussen mannelijke en vrouwelijke
individuen. Het meest zichtbare en vermoedelijk ook belangrijkste effect is
dat van nestzorg bij de mannelijke partner. Het betekent een verdubbeling
van de zorg voor het nageslacht, met bijbehorende overleningsvoordelen.De werking van vasopressine bleek eenduidig onderzoekbaar bij
verschillende soorten van het geslacht "marmot" in Amerika. En ook eenduidig
manipuleerbaar. Gezien het feit dat de soort "mens" deze onderdelen van het
brein één-op-één overgeërfd heeft gekregen van met de marmot
gemeenschappelijk voorouders, staat het voor 100 procent vast dat bij de
mens en zijn ondersoorten, de etnieën, soortgelijke aspecten een rol spelen.
Maar vanwege de betrokkenheid van het verschil tussen etnieën en de hogelijk
voorspelbare uitkomst (de zwarte etnie scoort opvallend laag
), is dit onderzoek bij mensen nog niet gebeurt, en zal
ook niet snel gebeuren.
Ventral pallidum "Ventral pallidum" betekent letterlijk "aan de buikkant liggend bleek gebied", waarbij het eerste voor de staande mens hetzelfde is als "aan de voorkant", "gebied" slaat op een locatie binnen de ruimte van de emotie-organen , en "bleek" een aanduiding is van de uiterlijke structuur.
Dit laatste komt overeen komt een verschil in neuronale structuur tussen dit
soort gebieden en andere, in deze context met name het striatum, dat dus
minder bleek is. De normale oorzaak voor een blekere kleur van een neuronale
structuur is de grotere hoeveelheid axonen, lange-afstand neuron-uitgangen
,
die een "wittig" omhulsel hebben. Oftewel: anderssoortige neuronen.Het ventral pallidum is qua locatie de tegenhanger van het dorsal pallidum, letterlijk "aan de kant van de vinnen" en bij de staande mens "aan de achterkant". Dit gebied wordt meestal aangeduid als "globus pallidus", liggende naast putamen en caudate nucleus die tezamen het (dorsale) striatum vormen. Het ventral pallidum is qua locatie de tegenhanger van het "dorsal pallidum", letterlijk "aan de kant van de vinnen" en bij de staande mens aan de achterkant. Dit gebied wordt meestal aangeduid als "globus pallidus", liggende naast putamen en caudate nucleus die tezamen het (dorsale) striatum vormen. De ventrale tegenhanger van het ventrale pallidum is het ventrale striatum
. Dat is, volgens standaard beschrijvingen, een andere naam voor de
combinatie van nucleus accumbens
en olfactory tubicle
. Een niet-beschreven (of niet-gevonden) maar zeer vermoedelijke
soortgelijke overeenkomst is er tussen ventrale pallidum en septal
nuclei. Beide worden geplaatst in circuits met de nucleus accumbens en
met dezelfde soort functionaliteit, samengevat in "reward system"
of "reward circuit" oftewel "beloningscircuit". Dit wordt mede
ondersteund door het feit dat (een deel van) de output van het dorsale
striatum eindigt bij de amygdala
, het centrum van angst en dergelijke reflexen, dus de dorsale structuren
zijn tezamen te benoemen als het "strafcircuit". Ventral striatum Dat is een andere naam voor de combinatie van nucleus accumbens
en olfactory tubicle
, als combinatie dus de functie vervullend die in afkoring ook aan de
nucleus accumbens wordt toegeschreven - ventral striatum is meer
gebruikelijk in de wetenschappelijke literatuur. Waarnemingsorganen Bij een systematische behandeling van het zenuwstelsel, werkende van de meest algemene naar de meest gedetailleerde zaken, is ook een rubriek "waarnemingsorganen" nodig. Dat is namelijk nummer twee naast de hersenen, die het leeuwendeel van de aandacht krijgen. De hersenen vormen het verzamelpunt voor de informatie verkregen door de waarnemingsorganen, en zonder de laatste geen eerste. De waarnemingsorganen zetten de fysiologische, sensorische, informatie om in neurologische informatie - het meest duidelijk is dat bij het oog
. Waarnemingsorganen plus hersenen vormen dus het feitelijke basale
uitgangspunt, en niet de hersenen zelf. Het derde item op dit niveau zijn dus de zenuwen
, die de verbinding vormen tussen waarnemingsorganen en hersenen.De waarnemingsorganen kunnen ingedeeld worden naar hun ingewikkeldheid of informatiedichtheid of hun evolutionaire ontstaan, wat grotendeels op hetzelfde neerkomt - met als volgorde van de klassieke vijf: reuk, smaak, tast, gehoor, en zicht
. Naast deze vijf zijn er minstens nog dat van feromonen (een speciaal soort
geur met een eigen orgaan in de neus), pijn of nociceptie, evenwicht (liggend
bij het oor) en positieterugmelding of proprioceptie
.De hiërarchie van de waarnemingsorganen volgt uit de plaats waar ze verbonden zijn aan het zenuwstelsel: pijn, tast en proprioceptie aan het ruggemerg - evenwichtsorgaan, oor en oog aan de hersenstam
- reuk, smaak en feromonen aan de emotie-organen
. Evenwichtsorgaan, oor en oog doorlopen een keten van integrerende kernen
in de hersenstam, om uiteindelijk samen te komen in de thalamus
. Daar voegt de rest er zich bij.Zenuwen In de neurologie heeft de term "zenuwen" ("nerves" of "cranial nerves") normaliter de meer beperkte betekenis van de twaalf zenuwbundels die lopen tussen de hersenstam
en de rest van het lichaam - waar ze zich vertakken in vele uiteinden. De
zenuwbundels sturen de spieren aan, zoals de nummer 10 geheten "zwervende
zenuw" ("nervus vagus"), en versturen signalen van de
waarnemingsorganen, zoals nummer 2 of "optische zenuw" ("optic nerve").
Opvallend is dat drie zenuwen (3, 4, 6) gewijd zijn aan de beweging van de
oogbol, aangevende het belang van dat "apparaat"."Zenuwen" zijn geen aparte "constructie" van het zenuwstelsel: het zijn gewoon de signaaldragende uiteinden van neuronen
, de axonen, die voor dit speciale doel extra lang zijn, dus tot in de buurt van
de anderhalve meter. Een "zenuw" is een bundel axonen met gelijke functie,
meestal komende of gaande naar kernen verbonden aan de specifiek functie van
orgaan of bewegingsapparaat.
Naar Neurologie, organisatie ,
Neurologie, overzicht, globaal
,
Psychologie lijst
, Psychologie overzicht
, of site home
. |
