Het neuron, bouwsteen van de hersenen

Bouw van het neuron

 

Communicatie 

Neuronen vind je in grote aantallen in je hersenen en ruggenmerg maar ze lopen ook als draden, de perifere zenuwen, door het hele lichaam.
Bij alles wat er in de hersenen gebeurt draait het om de communicatie tussen de neuronen onderling. Er worden voortdurend miljarden elektrische (het gaat om millivolts) en chemische signalen rondgestuurd. Ook over grotere afstanden, helemaal tot in het puntje van je tenen. 
De hersenen van de mens zijn opgebouwd uit ongeveer 100 miljard neuronen. Deze zijn allemaal al bij de geboorte aanwezig.

 

 Steuncellen

De miljarden neuronen waaruit het zenuwstelsel bestaat hebben eigen steuncellen: de neuroglia of gliacellen. Ze zijn te vergelijken met het bindweefsel in andere organen. In tegenstelling tot de neuronen geven deze cellen geen elektrische signalen door. Hun taak is de neuronen te beschermen en te ondersteunen. Sommige steuncellen vernietigen bijvoorbeeld microben, andere zorgen voor de circulatie van het hersen- en ruggenmergvocht, weer andere vormen de myelinescheden. Het zenuwstelsel bevat meer steuncellen dan neuronen.



Complexe netwerken 

Al tijdens de zwangerschap wordt er bij het embryo een begin gemaakt met het leggen van verbindingen tussen de neuronen onderling. Deze zijn geschikt voor het uitvoeren van een aantal basisfuncties die vlak na de geboorte nodig zijn. Na de geboorte gaat het aanleggen van verbindingen door en dat leidt uiteindelijk tot een complex netwerk waarin miljarden neuronen met elkaar zijn verbonden. Juist door zijn complexiteit is dit netwerk in staat gelijktijdig grote hoeveelheden informatie te ontvangen, te verwerken en door te geven. Bijvoorbeeld: in de hersenschors van de kleine hersenen zitten sterk vertakte neuronen (de zogenaamde purkinjecellen) die door middel van dendrieten verbonden zijn met duizenden andere neuronen.

Om alle taken goed uit te kunnen voeren werken grote groepen neuronen nauw samen. Daardoor zijn er gespecialiseerde gebieden in de hersenen aanwezig zoals bijvoorbeeld voor waarneming of motorische functies.
Het netwerk is niet statisch maar voortdurend aan verandering onderhevig. Afhankelijk van de ervaringen en leerprocessen van ieder mens worden verbindingen aangepast.



Plasticiteit

De mogelijkheid tot veranderingen noemen we plasticiteit ofwel aanpassingsvermogen. Neuronen delen zich na de geboorte niet meer en vormen dus geen nieuwe cellen zoals dat bij andere cellen gebeurt. Hun aantal neemt om die reden in de loop van de jaren gestaag af, hoewel de inzichten hierover  aan het veranderen zijn. Zeker is dat ze in staat zijn steeds nieuwe onderlinge verbindingen te maken: de plasticiteit. 

Vlak na de geboorte is de plasticiteit het grootst. Onze hersenen worden razendsnel aangepast aan onze leefomgeving.
Maar ook op volwassen leeftijd blijft er nog  een zeker aanpassingsvermogen bestaan zodat we in staat blijven nieuwe dingen te leren. Hoe meer we ons ontwikkelen hoe meer nieuwe verbindingen aangelegd worden. Hoe vaker bepaalde 'routes' in de hersenen gebruikt worden, hoe sneller contact met die bepaalde gebieden gelegd wordt. Omgekeerd worden weinig gebruikte, dus onrendabele, routes opgeheven.

Dankzij dit aanpassingsvermogen is er ook een kans (meer of minder)  te herstellen van een beperkt hersenletsel. De complexiteit van het netwerk -er zijn veel meer verbindingen dan nodig zijn- maakt het mogelijk 'omwegen' aan te leggen als de 'rechtstreekse route' naar bepaalde hersengebieden afgesloten is. Reorganisatie, dat wil zeggen overname van functies door andere gebieden, en gebruik van onbenutte hersencapaciteit is dus mogelijk. 

Het doorgeven van signalen in het neuron

Bouw van het neuron

Cellichaam					Net als andere cellen hebben neuronen een cellichaam met een kern. Alle onderdelen die ook bij andere cellen zorgen voor de celhuishouding zijn aanwezig. Het voornaamste verschil is de vorm: het cellichaam van het neuron heeft een aantal uitlopers: de neurieten. Het aantal neurieten kan per neuron verschillen.  Ook kan het cellichaam zich niet delen en vermenigvuldigen. Als het cellichaam beschadigd wordt bestaat het risico dat het hele neuron afsterft.
Kern					In de kern is de genetische code, ofwel het DNA opgeslagen, die bepaalt hoe de cel zich ontwikkelt en werkt. Het DNA bevat de instructies voor alles wat er in de cel gebeurt met als gevolg duizenden chemische reacties. Zonder deze reacties zouden cellen hun taken niet kunnen uitvoeren.
Mitochondriën					De mitochondriën zijn de energiecentrales van de cel. In de mitochondriën worden vetten en suikers omgezet in ATP, de 'energiestof' van de cel. ATP is een chemische stof die de energie levert die voor een groot aantal celfuncties nodig is.
Neurieten					Er zijn twee soorten neurieten: axonen en dendrieten. Neurieten kunnen zich door weefsels heenwringen om met andere neuronen in contact te komen. Zo kan het neuron via de axonen en dendrieten met andere neuronen communiceren.
Axon					Ieder neuron heeft maar één axon. Het is  de langste neuriet die vanuit het cellichaam vetrekt: een kabel met meerdere eindvertakkingen. Een axon voert elektrische signalen vanuit het cellichaam weg naar andere neuronen.
Dendrieten					Ieder neuron heeft meerdere dendrieten. Dendrieten zijn korte twijgvormige uitlopers van het cellichaam. Deze uitlopers maken contact met de eindvertakkingen van de axonen van andere neuronen en ontvangen via hun receptoren de signalen die het axon aanvoert. Maar deze signalen kunnen niet zonder meer van het ene aan het andere neuron worden doorgegeven, omdat neuronen omgeven zijn door een vlies ofwel membraan.
Synaps					Het doorgeven van de elektrische signalen gebeurt op speciale verbindingspunten, waar de membranen van de neuronen elkaar heel dicht naderen: de synaps. Dit is dus de plek waar neuronen contact met elkaar maken. Dat gebeurt via chemische stoffen die neurotransmitters worden genoemd. Tussen de celmembranen van twee neuronen is een kleine opening die de  synapsspleet genoemd wordt.  Synapsen zijn contactpunten die op de eindvertakkingen van axonen zitten. Deze contactpunten bevatten blaasjes waarin de neurotransmitters zitten. Zodra een elektrisch signaal aankomt op het uiteinde van een axon worden er  neurotransmitters vrijgemaakt, die 'uitgestort' worden in de synapsspleet, deze 'oversteken' en het ontvangende neuron activeren.
Neurotransmitter					Een neurotransmitter zorgt voor de signaaloverdracht tussen de neuronen onderling. Vrijgemaakte neurotransmitters binden zich tijdelijk aan de receptoren van het ontvangende neuron. Via een ingewikkeld chemisch proces wordt er dan een nieuw elektrisch signaal opgewekt. De receptoren geven dit signaal weer af en sturen het door. Daarna wordt de neurotransmitter weer losgekoppeld en afgebroken of gaat terug naar het neuron waar hij vandaan kwam.
					Segment van de myelineschede
Myelineschede					De myelineschede, ofwel mergschede, bestaat uit gespecialiseerde steuncellen. Deze vormen een rol witte vetachtige stoffen, met name fosfolipiden en eiwitten, die om een groot aantal axonen gewikkeld zit. De myelineschede zorgt voor isolatie en bescherming van de axonen en voorkomt dat signalen van het ene neuron op het andere kunnen overspringen. Daarnaast verhoogt de vettige myeline de snelheid en de nauwkeurigheid waarmee signalen worden doorgegeven. Wanneer de myeline beschadigd raakt ontstaan er problemen met het transport van de elektrische signalen. Elke myelineschede is ongeveer een millimeter lang.

Insnoering van Ranvier

De myelineschede is opgebouwd uit segmenten die van elkaar gescheiden zijn door de 'insnoeringen' van Ranvier. Deze insnoeringen zorgen voor versterking van de passerende signalen. Louis Ranvier (1835-1922) was een Frans anatoom en histoloog die veel onderzoek aan het zenuwstelsel heeft gedaan.

Lichaampjes van Nissl

De lichaampjes van Nissl zijn korrels die eiwitten aanmaken. Deze eiwitten houden het neuron gezond. Franz Nissl (1860-1919) was een bekend Duits neuropatholoog.

Augustus  2005
Redactie Natuurinformatie Naturalis
Illustraties Bas Blankevoort