A tanulási és emlékezési zavarok pathofiziológiája. Szeged,

Hasonló dokumentumok
Nemszinaptikus receptorok és szubmikronos Ca2+ válaszok: A két-foton lézermikroszkópia felhasználása a farmakológiai vizsgálatokra.

Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan

Mikroelektródás képalkotó eljárások Somogyvári Zoltán

Az agykéreg és az agykérgi aktivitás mérése

Pszichiátriai zavarok neurobiológiai alapjai

Egy idegsejt működése

IONCSATORNÁK. I. Szelektivitás és kapuzás. III. Szabályozás enzimek és alegységek által. IV. Akciós potenciál és szinaptikus átvitel

A sejtek közöti kommunikáció formái. BsC II. Sejtélettani alapok Dr. Fodor János

Az idegsejtek kommunikációja. a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció

Idegrendszer egyedfejlődése. Az idegszövet jellemzése

Tanulás az idegrendszerben. Structure Dynamics Implementation Algorithm Computation - Function

a. Szinaptikus jelátvitel b. Receptorok c. Szignál transzdukció neuronokban d. Neuromoduláció. Szinaptikus jelátvitel.

Limbikus rendszer Tanulás, memória

Magasabb idegrendszeri folyamatok

II. félév, 8. ANATÓMIA elıadás JGYTFK, Testnevelési és Sporttudományi Intézet. Idegrendszer SYSTEMA NERVOSUM

A sejtmembrán szabályozó szerepe fiziológiás körülmények között és kóros állapotokban

Eredmény: 0/199 azaz 0%

AZ IDEGRENDSZER PLASZTICITÁSA TANULÁS. EMLÉKEZÉS (memória)

Droghasználat korai és késői hatásainak észlelése különböző pszichiátriai rendszerekben

A FÉLELEM NEUROBIOLÓGIÁJA

Bevezetés a kognitív idegtudományba

Egy idegsejt működése. a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál

a. Nyugalmi potenciál b. Transzport proteinek c. Akciós potenciál. Nyugalmi potenciál. 3 tényező határozza meg:

Tanulás az idegrendszerben. Structure Dynamics Implementation Algorithm Computation - Function

Sejt - kölcsönhatások az idegrendszerben

Asztroglia Ca 2+ szignál szerepe az Alzheimer kórban FAZEKAS CSILLA LEA NOVEMBER

Agyi régiók finomszerkezete, neuronhálózatok. A pszichológia biológiai alapjai II. 4. előadás

AZ IDEGSZÖVET Halasy Katalin

A pályázat célul tűzte ki a gerincvelői nociceptív ingerületfeldolgozást végző érző és a gerincvelői szintű motoros működéseket irányító mozgató

Limbikus rendszer Tanulás, memória

Az idegi működés strukturális és sejtes alapjai

AZ ÖSZTROGÉN ÉS A DEHIDROEPIANDROSZTERON SZEREPE A SZINAPTIKUS ÁTRENDEZŐDÉSBEN

A kémiai szinapszis (alapok)

A somatomotoros rendszer

PhD vizsgakérdések április 11. Próbálja meg funkcionális szempontból leírni és példákon bemutatni az intralimbikus kapcsolatok jelentőségét.

Új szignalizációs utak a prodromális fázisban. Oláh Zita

Asztrociták: a központi idegrendszer sokoldalú sejtjei Dr Környei Zsuzsanna

Agy a gépben gép az agyban:

Az agy betegségeinek molekuláris biológiája. 1. Prion betegség 2. Trinukleotid ripít betegségek 3. ALS 4. Parkinson kór 5.

PÉCSI TUDOMÁNYEGYETEM

Tanulás és memória. A tanulás és a memória formái, agyi lokalizációjuk és celluláris mechanizmusok. Pszichofiziológia ea.

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Az idegrendszer és a hormonális rednszer szabályozó működése

Dr. Cserépné Dr. Szabadits Eszter

Hippocampalis principális sejtek és interneuronok szinaptikus kapcsolatrendszerének kvantitatív elemzése

A striatalis kapcsolatrendszerek vizsgálata a tanulással és motivációval összefüggésben

Dr. Lendvai Balázs Preszinaptikus moduláció megfigyelése 2-foton képalkotással A téma címe:.. A kutatás időtartama: Témavezető neve:..

Bevezetés a központi idegrendszer élettanába. Témák

A-téma: Hippokampális gátlósejttípusok szinaptikus kapcsolatainak jellemzése 1) Az agykéregben található gátlósejtek aktivitási szintje jelentősen

Kolin-acetiltranszferáz

Opponensi vélemény Bevezetés

A neurogliaform sejtek szerepe az agykéregben

Hiperlipidémia okozta neurodegeneratív és vér-agy gát-elváltozások ApoB-100 transzgenikus egerekben

Homeosztázis és idegrendszer

KÉSZÍTETTE: BALOGH VERONIKA ELTE IDEGTUDOMÁNY ÉS HUMÁNBIOLÓGIA SZAKIRÁNY MSC 2015/16 II. FÉLÉV

A sejtek membránpotenciálja (MP)

NEURÁLIS ÉS SZOCIÁLIS HÁLÓZATOK: SZERKEZET ÉS DINAMIKA

Tanulás az idegrendszerben. Structure Dynamics Implementation Algorithm Computation - Function

1. Propriospinalis axon - gerincvelői motoneuron párok korrelatív fiziológiai, morfológiai vizsgálata és számítógépes modellezése

GLUTAMINSAV-GABA CSEREFOLYAMAT A KÖZPONTI IDEGRENDSZERBEN

Viselkedésélettan: tanulás és memória. Zachar Gergely Semmelweis Egyetem, Anatómiai Intézet

AsztroGlia - neuron interakció

Szabályozó rendszerek. Az emberi szervezet különbözı szerveinek a. mőködését a szabályozás szervrendszere hangolja

IDEGSZÖVET 1. neuronok felépítése, típusai, végszervei 2. gliasejtek típusai és funkciója

megerősítik azt a hipotézist, miszerint az NPY szerepet játszik az evés, az anyagcsere, és az alvás integrálásában.

Synchronization of cluster-firing cells in the medial septum

Érzékelési folyamat szereplői. Az érzékelés biofizikájának alapjai. Receptor felépítése. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

A központi idegrendszer funkcionális anatómiája

OTKA ZÁRÓJELENTÉS Magasabbrendű talamikus magvak serkentő és gátló kontrollja

Jegyzőkönyv. dr. Kozsurek Márk. A CART peptid a gerincvelői szintű nociceptív információfeldolgozásban szerepet játszó neuronális hálózatokban

Doktori (Ph.D.) értekezés tézisei. Dobszay Márton

Mozgás, mozgásszabályozás

7. előadás Asszociációs kéreg, mentális működések

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

Sejt - kölcsönhatások. az idegrendszerben és az immunrendszerben

Nusser Zoltan. Celluláris Idegélettani Laboratórium MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet Budapest

Ph.D. értekezés tézisei. Báldi Rita. Témavezető: Tamás Gábor, Ph.D., D.Sc. Biológia Doktori Iskola

FUSARIUM TOXINOK IDEGRENDSZERI HATÁSÁNAK ELEMZÉSE

szabályozásában Gulyás Attila

FÁJDALOMCSILLAPÍTÓ HATÁSÚ NR2B ALTÍPUSSZELEKTÍV NMDA ANTAGONISTÁK KUTATÁSA. Borza István

Szaglás ősi modalitás

NMDA-receptor függő nitrogén-monoxid jelátvitel a hippokampusz GABAerg szinapszisaiban

Fényreceptorok szem felépítése retina csapok/pálcikák fénytör közegek

Megállapítottuk, hogy a normális időre született gyermekekben illetve a születés utáni 2-8. években (hasonlóképpen mint felnőttkorban), csak

Az agykérgi gátló idegsejt hálózatok konvergens és divergens elemeinek a vizsgálata. Ph.D. tézisek. Szabadics János

Agyi jutalmazó kör, függőség kialakulása, kábítószerek hatása, típusai

SZABÁLYOZÁS visszajelzések

dc_349_11 MTA Doktori Értekezés Tézisei A hippocampus gátló neuronhálózatainak átalakulása temporális lebeny eredetű epilepsziában Maglóczky Zsófia

Témavezetők: Ph.D. értekezés tézisei. Lőrincz Andrea. Összehasonlító Élettani Tanszék, Szegedi Tudományegyetem, Szeged

Mit tud az emberi agy?

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

A látás alapjai. Látás Nyelv Emlékezet. Általános elv. Neuron idegsejt Neuronális hálózatok. Cajal és Golgi 1906 Nobel Díj A neuron

Speciális működésű sejtek

Idegrendszer 1. systema nervosum. Általános jellemzés, idegszövet

Érzékelési folyamat szereplői. Az érzékelés biofizikájának alapjai. Inger Modalitás Receptortípus. Az inger jellemzői MILYEN? HOL? MENNYI? MEDDIG?

Ex vivo elektrofiziológia. Élettani és Neurobiológiai Tanszék

A membránpotenciál. A membránpotenciál mérése

MAGYAR NYELVŰ ÖSSZEFOGLALÁS

AZ IDEGSEJTEK KÖZTI SZINAPTIKUS KOMMUNIKÁCIÓ Hájos Norbert. Összefoglaló

AZ ELŐADÁS CÍME. Stromájer Gábor Pál

Átírás:

A tanulási és emlékezési zavarok pathofiziológiája Szeged, 2015.09.09

Szerkezet, működés, információáramlás, memória, tanulás: 1. Neokortex 2. Limbikus rendszer

Limbikus rendszer és a memória Paul Broca nevezte el: limbus = széle, határa A memória működésének szerkezeti alapjai

Neurotranszmitterek Kolinerg rendszer

Glutamáterg rendszer Glu GABA

GABAerg rendszer GABA Dopaminerg rendszer Dopamin Glicinerg rendszer Glicin

Hippocampus

A hippokampusz néhány strukturális és funkcionális jellemzője Filogenetikailag ősi terület. A deklaratív memória és a kognitív tulajdonságok egyik legfontosabb központja; Szekvenciális információ feldolgozás (EK GD CA3 CA1 Sub EK); A neokortikális sűrű mintázat átalakítása hippokampális ritka mintázattá; A neuronális hálózatokban tárolt információ-mintázatok interferenciájának csökkentése; EK GD CA3 CA1 vonal végig glutamáterg szinapszisokat tartalmaz!

A hippokampusz jellemzői: más kéregrésszel nem pótolható! speciális, egyszerű szerkezetű kéregrész (archikortex); miért egy ilyen egyszerű szerkezetű agyterület szabályozza az egyik legmagasabb rendű funkciót, pl. komplex ingeregyüttesek kapcsolatainak memorizálása, pontos térbeli tájékozódás; képes átkódolni a neokortikális sűrű kódot hippokampális ritka kóddá, csökkentve ezáltal az emléknyomok közti interferenciát! Hogyan teszi mindezt? új emléknyom régi emléknyom összehasonlítóként működik (főleg a CA1-es régió)! LTP = long term potentiation; nagyfrekvenciás ingerlés hatására a posztszinaptikus neuron aktiválódik, amely később egy kisebb ingerlés hatására is képes lesz aktiválódni, annak ellenére, hogy ez a kis frekvenciájú jel más esetben csak helyi potenciálváltozást váltana ki a posztszinaptikus neuronon! Gátló interneuronok: 1. Piramis és szemcse sejtek sejttestjeit, vagy a nyúlványok tövét beidegző sejtek; 2. Dendriteket beidegző sejtek; 3. Más gátló sejteket beidegző sejtek.

EK GD CA3 CA1 vonal végig glutamáterg szinapszisokat tartalmaz! GD Ortogonizáló (mintázat szétválasztó) funkció! Jól szétválasztható kódot társít az EK-ből érkező inger-kombinációkhoz. 90% szemcsesejt: egyszerű izgató sejtek, amelyek egymással nincsenek kapcsolatban; axonja a moharost, amelyek kötege 400 µm-es sávban fut a CA3-hoz; végződései a moharost terminálisok, 3-5 µm (!) átmérővel; a nagy átmérőjű moharost terminálisok a CA3 régió piramissejtjeit idegezik be, akár több is végződhet egy sejten; a kis átmérőjű moharost terminálisok gátló sejteken végződnek, egy szinapszis egy sejten; VAN NEUROGENÉZIS! 10% GABAerg gátló sejtek Hilus 50% izgató sejt (nagy, egyedi tüskékkel felületnövelés); 50% GABAerg gátló sejt; CA3 Autóasszociatív régió; nagyrészt piramis sejt; kisrészt GABAerg gátló sejt; a nem serkentett piramis sejtek gátlódnak, az autóasszociáció miatt CA2 nagyszámú gátló sejt, stresszre nagyon ellenálló régió!

A hippokampális formáció neuronális körei, A deklaratív memória és a kognitív tulajdonságok elsődleges központja; Szekvenciális információ feldolgozás (EK GD CA3 CA1 Sub EK); A neokortikális sűrű kód (dense coding) átalakítása hippokampális ritka kód -dá (sparse coding); A neuronális hálózatokban tárolt információ-mintázatok interferenciájának csökkentése; EK GD CA3 CA1 Sub EK vonal végig glutamáterg szinapszisokat tartalmaz! Agykérgi bemenet (pl. asszociációs kortikális területek; limbikus rendszer) EK perforáns rostok: II III GD MS CA3 Kimenet az agykéreg felé EK perforáns rostok: V-VI Sub CA1 MS = mediális szeptum (kolinerg rendszer) = glutamáterg kapcsolatok (Glu/Zn 2+ ürítés)

A neokortex és a hippokampusz összehasonlítása I. Neokortexben Hippokampuszban 150 20 Hz 150 100 50 ~15x 10 Hz 20 15 10 5 ~400x 0,05 0 Alapaktivitás Ingerléskor 0 Alapaktivitás Ingerléskor Jel-zaj viszony rossz! Sok sejt kódol egy körben; Kevésbé sérülékeny az emléknyom; Van interferencia; Jel-zaj viszony jó! Kevés sejt kódol egy körben; Sérülékenyebb az emléknyom; Nincs interferencia; Nagyobb tárkapacitás. Serkentő sejt Kisebb tárkapacitás. Serkentő sejt Serkentő sejtet 10x Gátló sejtet 1x Egymást gátló interneuronok is vannak, van diszinhibició (gátlástalanítás)! Serkentő sejtet 1x Gátló sejtet 5x Egymást nem gátló interneuronok, nincs diszinhibició (gátlástalanítás), de van erős visszagátlás!

A neokortex és a hippokampusz összehasonlítása II. Piramidális neuron Szemcsesejt (GD) moharost 1 szinapszis / célsejt! ~ sok szinapszis / célsejt! Több ezer beidegzés ~ néhány beidegzés Egymást gátló interneuronok is vannak; van diszinhibició (gátlástalanítás)! 1 szinapszis általában kevés a kisütéshez! Egymást nem gátló interneuronok; nincs diszinhibició (gátlástalanítás), de van erős visszagátlás a szemcsesejtekre! A CA3 régió piramidális neuronjainak biztos kisütése! A CA3 régió nem serkentett szomszédos piramis sejtjei gátlódnak!

Neurogenezis

Neurodegeneratív betegségek A középagyi-törzsdúci (striátum) régió dopaminhiánya áll! Prion = protein only; 1 millió/1 ember; 50-70 éves kórban, néhány hónap alatt halálos; piramis és extrapiramiális pályák károsodása A halál többnyire félrenyelést követő légúti fertőzés miatt következik be.

http://w3.ouhsc.edu/pathology/deptlabs/images/alz-prev.gif

Szinaptogenezis, agenezis és szinaptodegeneráció Szeged, 2015.09.09

In silico In vitro Ex vivo In vivo Neudegenerative disease: fundamental research and drug development Cell lines, signal transduction Acute brain slices, organotypic cell culture Primary culture, organotypic cell culture Acute brain slices Rat, transgenic mouse

Relevancy A Different levels in neuronal investigations In vivo Treatments of rats (ex. REM phases and brain derived estrogen deprivation sporadic Alzheimer s disease model) Efficiency = relevancy and quickness Ex vivo In vitro

A szinapszis

http://images.search.yahoo.com/search/images

A glutamáterg szinapszis dimenziói: a beteljesedés helyszíne 1. Preszinaptikus események 2. A szinaptikus rés eseményei 3. Posztszinaptikus események Az agyunk 70%-a ilyen típusú szinapszist tartalmaz! Maximum 150 nm 3 3-5000 Glu molekula/vezikulum Preszinaptikus aktív zóna Szinaptikus hálózat: Kadherinek Integrinek Szinaptoszóma A szinaptikus rést tanulmányozni olyan, mint az esőerdő ökológiáját vizsgálni egy távirányításos robot kameráján keresztül! Glu/Zn 2+ Glu/Zn 2+ Glu/Zn 2+ Glu receptorok Ø 0,5-3 µm Posztszinaptikus tömörülés ~ 20 ms 10-30 nm

A glutamáterg szinapszisok szerkezete Aszimmetrikus szinapszis: nagy sűrűség a posztszinaptikus membránon excitatorikus neurotranszmisszió gömb alakú vezikulumok piramidális neuronok dendritjén végződik Maximum 150 nm 3 3-5000 Glu molekula/vezikulum Preszinaptikus aktív zóna Szinaptikus hálózat: Kadherinek Integrinek Szinaptoszóma Szimmetrikus szinapszis: azonos sűrűség a pre- és posztszinaptikus membránon gátló neurotranszmisszió lapos, nyúlt alakú vesikulumok általában sejttesteken végződik Glu/Zn 2+ Glu/Zn 2+ Glu/Zn 2+ Glu receptorok Ø 0,5-3 µm Posztszinaptikus tömörülés ~ 20 ms 10-30 nm

Disztrofizált neuronok közelében keletkezik a plakk! Glu-system! Oligomer vs plakk ellentét feloldása: amorf-plakk

Dendrittüske