Bevezetés a központi idegrendszer élettanába. Témák

Hasonló dokumentumok
Mikroelektródás képalkotó eljárások Somogyvári Zoltán

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:

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

Bevezete s a ha ló zatók vila ga ba

Látás Nyelv - Emlékezet. ETE47A001/2016_17_1/

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

A sejtmembrán szabályozó szerepe fiziológiás körülmények között és kóros állapotokban

Az agykéreg és az agykérgi aktivitás mérése

Neurovaszkuláris csatolás

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

FEJEZETEK AZ ÉLETTAN TANTÁRGYBÓL

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

Az idegsejtek diverzitása

Nusser Zoltan. Celluláris Idegélettani Laboratórium MTA Kísérleti Orvostudományi Kutatóintézet Budapest

Az idegi működés strukturális és sejtes alapjai

Az egyedi neuronoktól az EEG hullámokig Somogyvári Zoltán

A somatomotoros rendszer

AZ IDEGSEJTEK KÖZTI SZINAPTIKUS KOMMUNIKÁCIÓ Hájos Norbert. Összefoglaló

Mit látnak a robotok? Bányai Mihály Matemorfózis, 2017.

Élettan írásbeli vizsga (PPKE BTK pszichológia BA); 2014/2015 II. félév

Gyógyszerészeti neurobiológia. Idegélettan

Idegrendszer egyedfejlődése. Az idegszövet jellemzése

Adatelemzési eljárások az idegrendszer kutatásban Somogyvári Zoltán

TÚL A TANÓRÁN MŰVÉSZETEK ÉS A FEJLŐDŐ, KIBONTAKOZÓ EMBER. Csépe Valéria

Sejtek közötti kommunikáció:

Asztrociták: a központi idegrendszer sokoldalú sejtjei Dr Környei Zsuzsanna

A tanulási és emlékezési zavarok pathofiziológiája. Szeged,

Sáry Gyula SZTE ÁOK Élettani Intézet

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

Egy csodálatos elme modellje

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

Tanulás az idegrendszerben. Structure Dynamics Implementation Algorithm Computation - Function

Szinaptikus folyamatok

Kódolás az idegrendszerben

AZ IDEGRENDSZER PLASZTICITÁSA TANULÁS. EMLÉKEZÉS (memória)

-Két fő korlát: - asztrogliák rendkívüli morfológiája -Ca szignálok értelmezési nehézségei

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

Transzportfolyamatok a biológiai rendszerekben

Az agy sejtszerkezeti és működési vizsgálata. Élettani és Neurobiológiai Tanszék

A posztszinapszis és a PSD (posztszinaptikus. szinaptikus plaszticitásban játszott szerepük

Akt1 Akt kinase activity Creb signaling CCTTACAGCCCTCAAGTACTCATTC GGCGTACTCCATGACAAAGCA Arc Actin binding

Az adenozin Adenozin receptorok:

Biológiai perspektíva 2: Biológiai folyamatok és személyiség

Humán asztrociták. Nagyobb és komplexebb. idegrendszeri fejlődésben jelentős szerepű

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

Észlelés. Az észlelésről általánosan

Betekintés a komplex hálózatok világába

szabályozásában Gulyás Attila

Pszichiátriai zavarok neurobiológiai alapjai

SZABADALMI LEÍRÁS. (21) A bejelentés ügyszáma: P (22) A bejelentés napja: (30) Elsõbbségi adatok: P

Szabályozás - összefoglalás

Magasabb idegrendszeri folyamatok

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

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

Nagyon köszönöm a disszertáció alapvetően pozitív megítélését és a gondos bírálatot. A következőkben válaszolok a feltett kérdésekre.

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

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

EEG, alvás és ébrenlét

Az agyi plaszticitás szerepe heveny agykárosodást követő rehabilitációs folyamat során

A GLIASEJTEK ÉS AZ EPILEPTIKUS AKTIVITÁS KAPCSOLATA GÁSPÁR ATTILA GLIA SEJTEK ÉLETTANA EA

Intelligens Rendszerek Elmélete. Biológiai érzékelők és tanulságok a technikai adaptáláshoz. Az érzékelés alapfogalmai

FUSARIUM TOXINOK IDEGRENDSZERI HATÁSÁNAK ELEMZÉSE

A központi idegrendszer funkcionális anatómiája

Bevezetés a kognitív idegtudományba

Neurofiziológia I. Schlett Katalin Élettani és Neurobiológiai Tanszék. tel: 8380 mellék

SZABÁLYOZÁS visszajelzések

Általános Pszichológia. Érzékelés Észlelés

Tanulmány. Életminőség és idegrendszer. Berényi Marianne Katona Ferenc. Berényi Katona Életminőség és idegrendszer

Egyes központi idegrendszeri funkciók agykérgi szabályozása

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

Funkcionális konnektivitás vizsgálata fmri adatok alapján

Az alvás biológiája. Lőrincz Magor

A tanulás élettana fakultatív tantárgy bevezetése az Állatorvostudományi Egyetemen. Dr. Tóth István

Szocializációs mechanizmusok

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

NANOPARTIKULUMOK BEJUTÁSA AZ IDEGRENDSZERBE: A VÉR-AGY GÁT SZEREPE

Az egyensúlyszabályzás anatómiája, élettana és patofiziológiája. Dr. Mike Andrea Pécs, november 28.

Egy idegsejt működése

Tanulás az idegrendszerben. Structure Dynamics Implementation Algorithm Computation - Function

A kémiai szinapszis (alapok)

TANULÓI KÍSÉRLET (45 perc)

IONCSATORNÁK. Osztályozás töltéshordozók szerint: pozitív töltésű ion: Na+, K+, Ca2+ negatív töltésű ion: Cl-, HCO3-

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Méréstechnika és Információs rendszerek Tanszék. Neurális hálók. Pataki Béla

APROPÓ HÁLÓZAT ÉS IRODALOM. Mészáros Márton

A fizikai világ modelljének felfedezése az agyban. Orbán Gergő. CSNL Lendület Labor MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont.

URL: Óravázlatok a

A kutyafélék összehasonlító neurobiológiája- Szenzoros képességek

Tanulás az idegrendszerben. Structure Dynamics Implementation Algorithm Computation - Function

Idegrendszer és Mozgás

Az emberi információfeldolgozás modellje. Az emberi információfeldolgozás modellje. Alakészlelés. Más emberek észlelése.

Fontos tudnivalók a Pszichológia pótvizsgához 9. évfolyamos tanulók számára

Orvosi élettan. Bevezetés és szabályozáselmélet Tanulási támpontok: 1.

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

SZERVRENDSZER TOXIKOLÓGIA

Fényreceptorok szem felépítése retina csapok/pálcikák fénytör közegek

Limbikus rendszer Tanulás, memória

OTKA ZÁRÓJELENTÉS Magasabbrendű talamikus magvak serkentő és gátló kontrollja

A membránpotenciál. A membránpotenciál mérése

Látás Nyelv - Emlékezet. ETE47A001/ /

Átírás:

Bevezetés a központi idegrendszer élettanába Dr Berényi Antal Szegedi Tudományegyetem Élettani Intézet 2019. Április 1. 1 Témák I. rész: Az idegtudomány keretrendszere II. rész: Idegsejthálózatok kapcsolatrendszere III. rész: Kommunikáció az idegsejthálózatokban IV. rész: Klinikai vonatkozások 2 1

Az idegtudomány területei 3 http://mcin.colostate.edu/research.html Az alapvető kérdések 4 http://www.imperial.ac.uk/neurotechnology/about/ 2

Az alapvető kérdések Mi a tudat / öntudat? Mely fajok rendelkeznek tudattal? Mitől tudatos egy agy/egyed? Mennyire stabil a tudat? Egy összetett rendszer megjelenő tulajdonsága (Emergent property of an extremely complex system) Struktúra ÉS működés! 5 A tudat megtestesülése Internalizáció Tudat / Öntudat Élőlény Inger Bemenet (Érzékszervek) Észlelet (percept) Interpretációs keretrendszer Akarat/szándék (will) Tett Kimenet (Motor rendszerek) Memória (Korábbi tapasztalatok) 6 3

A systems neuroscience területei Szenzoros rendszerek (Látás, hallás, ízérzékelés, szaglás) Motoros rendszerek (skeletomotor, beszéd, visceromotor) Érzelmek idegtudománya Vegetatív idegrendszer Memoria és térbeli tájékozódás Tudat és alvás 7 8 4

Diffusion MRI 9 http://www.humanconnectome.org http://www.informatik.uni leipzig.de 10 5

x 11 Xiao et al. Neur. Reg. Res., 2015 12 www.healthcare.siemens.com 6

Retikuláris teória Camillo Golgi 13 Santiago Ramón y Cajal 14 7

15 Neuron doktrina (Cajal vs Golgi 1906) 16 8

Immunhisztokémia N terminal EF hand calcium binding protein 1. 17 Immunhisztokémia 18 9

Brainbow 19 Weissman et al, Nature, 2007 20 wired.co.uk 10

21 wired.co.uk Hogyan jelölhetőek az idegpályák? 22 11

23 24 Ohara et al, Front Neurosci, 2009 12

Intakt agyszövet leképezése: Clarity 25 Mi az a connectome? 26 13

27 Connectomics 28 14

Hálózattudomány (Network science) 29 30 15

31 32 http://www.submarinecablemap.com/ 16

33 34 17

Redundancia 35 Melyik az optimális arhitektúra? 36 18

Small world networks (kisvilág hálózatok) Skálafüggetlen hálózatok Szabályos Small world Véletlenszerű hálózat network hálózat Véletlenszerűség Gazdaságtalan Gazdaságos Gazdaságtalan L (távolság) log N 37 Small world networks (kisvilág hálózatok) Skálafüggetlen hálózatok Hat lépés távolság (1929 Karinthy Frigyes) A nehezebb feladatot: egy szögecselő munkást a Ford művek műhelyéből, ezek után magam vállaltam, és négy láncszemmel szerencsésen meg is oldottam. A munkás ismeri műhelyfőnökét, műhelyfőnöke magát Fordot, Ford jóban van a Hearst lapok vezérigazgatójával, a Hearst lapok vezérigazgatójával tavaly alaposan összeismerkedett Pásztor Árpád úr, aki nekem nemcsak ismerősöm, de tudtommal kitűnő barátom csak egy szavamba kerül, hogy sürgönyözzön a vezérigazgatónak, hogy szóljon Fordnak, hogy Ford szóljon a műhelyfőnöknek, hogy az a szögecselő munkás sürgősen szögecseljen nekem össze egy autót, éppen szükségem lenne rá. Karinthy: Láncszemek Milgram kísérlet Microsoft Facebook Erdős szám (Erdős Pál): 38 19

Kis világok az agyban 39 Kis világok az agyban 40 Chan et al, 2014, PNAS 20

III. rész: Hogyan kommunikálnak egymással ezek az alhálózatok? 41 Többféle idegsejt típus létezik 42 21

Szentágothai János Kérgi kolumna 43 A hippocampusz interneuronjai Klausberger and Somogyi, Science, 2008 44 22

Kémiai szinapszis Idegsejtek interakciói Serkentés Gátlás Neuromoduláció Elektromos szinapszis Ephaptikus kapcsolás 45 Kémiai szinapszis Szimmetrikus és aszimmetrikus szinapszis 46 23

A gátló interneuronok szerepe 47 Feed forward és feed back inhibíció 48 24

A: Axo somatic B: Axo axonic A szinapszisok helye Pre synaptic inhibition C: Axo dendritic D: Dendro somatic E: Dendro dendritic Retina, olfactory bulb 49 A dendriteken nagyszámú tüskének (spine) nevezett kinövés található 50 25

A dendrittüskék önálló microcomputerek Tønnesen et al, Front Psych, 2016 51 Szinaptikus plaszticitás a tanulás alapjai LTP: Long term potentiation LTD: Long term depression Synaptogenesis 52 26

LTP/LTD/synaptogenesis 53 A dendritek is képesek AP generálásra (főként antidrómikus) 54 Casale and McCormick, J Neurosci, 2011 27

Tripartit szinapszis (neuroglia) 55 56 De Pittá et al, Front. Comput. Neurosci, 2012 28

Az asztrociták Ca hullámok segítségével (is) kommunikálnak egymással 57 Elektromos szinapszis 58 29

Sejtfelbontású connectome? Túl sűrű a térképezéshez 59 Csak interneuronok 60 30

Automatizált szövettan Jeff Lichtmann (Harvard) Napi 1000 szelet; 30 nm vastagság 61 62 31

63 100 TB adat 64 32

Ephaptikus kapcsolás 65 Mezőpotenciálok (LFP): Az idegsejtaktivitás hatása az extracelluláris térre 66 33

Ephaptikus kapcsolás a populációs aktivitás és az egyes idegsejtek között 67 IV. rész: Klinikai vonatkozások 68 34

Hogyan tudjuk a szinkronitás fokát mérni? 69 Az agyi aktivitás mérésének neminvazív lehetőségei 70 35

Electroencephalográfia (EEG / ECoG) 71 72 36

Mezőpotenciálok és akciós potenciálok 73 74 http://clinicalgate.com 37

Oszcillációk 75 Az oszcillációk eredete Headley and Paré, Sci Learn, 2017 76 38

Az oszcillációk eredete Headley and Paré, Sci Learn, 2017 77 Az oszcillációk eredete Headley and Paré, Sci Learn, 2017 78 39

Kommunikáció az oszcillációkon keresztül 79 Oszcillopátiák Epilepszia Depresszió ADHD Szorongás OCD Alzheimer kór 80 40