1.4 Hoe wordt de impulsgeleiding versneld?

Elektrische signalen verplaatsen zich doorheen zenuwcellen. Dat dit snel gaat, heb je wellicht al eens aan den lijve ondervonden: bij een luide knal duik je ineen, of bij het aanraken van een gloeiend heet voorwerp trek je je hand bliksemsnel terug. Hoe snel gaat informatie doorheen neuronen? 1 Onderzoeksvraag Wat is de snelheid van de impulsgeleiding? 2 Hypothese Noteer een hypothese. 3 Benodigdheden … meetlint … smartphone 4 Werkwijze 1 Maak groepjes van vier à vijf leerlingen. 2 Scan de QR-code om de test te openen. 3 De leerlingen geven elkaar de hand. De laatste leerling bedient de smartphone. 4 Alle leerlingen behalve de eerste en de laatste sluiten de ogen. 5 De laatste leerling start de test met een klik en sluit de ogen. 6 Zodra de eerste leerling het scherm groen ziet worden, knijpt de leerling in de hand van de tweede leerling. 7 Zodra de tweede leerling iets voelt, knijpt hij in de hand van de derde leerling enzovoort. 8 Als de laatste leerling iets voelt, klikt hij op het scherm van de smartphone. 9 Herhaal de proef vijf keer. OPDRACHT 8 TEST JE REACTIESNELHEID©VAN IN

5 Waarneming a Noteer de resultaten in de tabel en bereken het gemiddelde.

Proef t (s)

1 2 3 4 gemiddelde b Meet bij elke leerling de weg die de impuls aflegt (bijvoorbeeld van de hand tot de hersenen en van de hersenen tot de andere hand). Noteer in de tabel en bereken de totale lengte. Leerling s (cm) 1 2 3 4 5 6 totale lengte 6 Verwerking Door de afgelegde afstand (Δs) van de impuls te delen door de reactietijd (Δt), kun je de snelheid berekenen: v = Δs / Δt. a Hoe groot is de snelheid in centimeter per seconde? 5 b Hoe groot is de snelheid in meter per seconde? ©VAN IN

7 Besluit

De berekende snelheid (v) van de impulsgeleiding is:

8 Reflectie a De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat: b Vergelijk je hypothese met je besluit. c Zal de berekende snelheid een overschatting of een onderschatting zijn van de werkelijke snelheid? d Wat vond je betrouwbaar aan dit experiment? e Wat vond je onbetrouwbaar aan dit experiment? f Hoe zou je het experiment kunnen verbeteren? In de vorige opdracht berekende je hoe snel de elektrische signalen doorheen neuronen gaan. De werkelijke snelheid ligt veel hoger omdat de weg die het elektrisch signaal zal afleggen veel langer is dan de afstand die jij hebt gemeten: in de verwerkingscentra loopt de impuls doorheen tientallen neuronen en legt dus daar een langere afstand af. Hoe kunnen zeer hoge snelheden van impulsgeleiding worden bereikt? In opdracht 9 ga je na of de snelheid van de impulsgeleiding verhoogd kan worden. ©VAN IN

Bekijk het filmpje. Daarin werd de proefopstelling met dominoblokjes gebouwd zoals op afbeelding 59.

In welke rij zijn de blokjes het snelst omgevallen? Verklaar.

Afb. 59

Net zoals bij de dominostenen, kan de snelheid van de impulsgeleiding verhoogd worden door sprongen te maken over het axon. Door de aanwezigheid van een isolerende myelineschede kunnen geladen deeltjes niet doorheen het membraan. De ionen kunnen alleen ter hoogte van de insnoeringen doorheen het membraan passeren. De actiepotentiaal verplaatst zich dan van insnoering naar insnoering. We spreken van een sprongsgewijze impulsgeleiding. De impulsgeleiding gaat daardoor veel sneller dan bij axonen zonder myelineschede, tot 150 m/s. Op die manier kan een blauwe vinvis – het grootste zoogdier op onze planeet – zijn staart bewegen zodra hij iets hoort of ziet, ook al ligt de staart op bijna 25 meter van de kop.

VERGELIJK DE GELEIDINGSSNELHEID BEKIJK DE VIDEO

insnoering gemyeliniseerd axon actie- potentiaal

100 tot 150 m/s ongemyeliniseerd axon cellichaam actiepotentiaal 0,5 tot 10 m/s©VAN IN myelineschede depolarisatie

cellichaam