AZ AGYKÉRGI ÉS A KÉREG ALATTI FUNKCIÓK Alvás 1. Specifikus érző működések Hallás Látás Szomatoszenzoros Szaglás, ízérzékelés 2. Specifikus mozgató működések Szomatomotoros koordináció 3. Integratív funkciók: magasabb/mentális idegi tevékenység Érző, mozgató, vagy vegetatív működésekhez közvetlenül nem kapcsoló idegi működés. Motiváció, Emóciók, Beszéd, nyelv, Ébrenlét és Alvás, Tanulás, Emlékezet, Viselkedés, Magatartás Öntudat, Gondolkodás, megértés, Elektrofiziológiai mérések az elektróda helyzete szerint intracellulárs (1. félév) patch clamp (1. félév) extracelluláris közvetlenül a sejt mellett: juxtacellulárs és single unit elvezetés egyedi akciós potenciálok érzékelése a közeli idegsejtekben és a közeli sejthálózat összaktivitása (local field potential LFP, popspike, evoked potential) példa juxtacelluláris elvezetésre szabadon viselkedő állatban (Averkin Róbert, Tamás Gábor) : EEG (elektroencephalogram) Hans Berger (1924) alfa ritmus Az EEG az extracelluláris áramok következtében fellépő feszültségváltozást (µv) méri. A szöveti szintű elektromos jelek amplitúdója kisebb, mint az egy sejten mérhető membránpotenciál változások. Oka: elektróda távolsága a működő agytól (meninges, koponya, bőr) Következménye: egyedi akciós potenciálok kiszűrődnek (aluláteresztő szűrő) lassabb feszültségváltozások, pl. szinaptikus potenciálok jobban megőrződnek. Standard humán EGG elektróda pozíciók Standard éber humán EGG regisztrátum fejbőrön: EEG (elektorenkefalogram) agyfelszínen: ECoG (electrocorticogram) agyban: ICoG (intracorticogram) a közeli sejthálózat összaktivitása: mezőpotenciál (field potential) szinkron akciós potenciál (populációs spike vagy popspike) küszöb alatti működés, pl. hálózati oszcilláció sejthálózati válasz ingerlésre: kiváltott potenciál (evoked potential) 1
EEG hullámsávok EEG hullámsávok during spatial exploration in hippocampus Time (s) Az EEG sejtszintű mechanizmusai Apikális dendritek dipólusos működése Az EEG sejtszintű mechanizmusai Nem minden sejt járul az EEG jelhez egyformán hatékonyan felszíni agystruktúrák (agykéreg) sejtjei dominálnak agyi rétegek orientációja (agyfelszínre merőleges, felszínhez közeli az optimális: gyrusok teteje) Az EEG jelgeneráció szempontjából az agykérgi gyrusok tetején lévő piramissejtek szinaptikus aktivitása a legfontosabb. EPSP Intracelluláris elektróda Extracelluláris elektróda extracelluláris EPSP Nem minden sejt járul az EEG jelhez egyformán hatékonyan felszíni agystruktúrák (agykéreg) sejtjei dominálnak agyi rétegek orientációja (agyfelszínre merőleges, felszínhez közeli az optimális: gyrusok teteje) Az EEG jelgeneráció szempontjából az agykérgi gyrusok tetején lévő piramissejtek szinaptikus aktivitása a legfontosabb. (aktív) (áramnyelő) Az apikális dendritek dipólusos működése bemenetfüggő polaritású: áramforrás sűrűség analízis (current sourcedensity CSD analysis) sink/áramnyelő = serkentés; source/áramforrás = gátlás R m>r e EPSP>extracelluláris EPSP R m Az apikális dendritek dipólusos működése bemenetfüggő polaritású: áramforrás sűrűség analízis (current sourcedensity CSD analysis) sink/áramnyelő = serkentés; source/áramforrás = gátlás Alapvető agykérgi mikrohálózat Intracelluláris és extracelluláris polaritásokkal (CSD) térképezhető (inaktív) (áramforrás) Extracelluláris elektróda extracelluláris potenciál 2
ALVÁS / ÉBRENLÉT Alvási stádiumok és poliszomnográfia ÉBER ÁLLAPOT Fiziológiás, tudatos állapot Aktív szenzorimotoros kölcsönhatás a környezettel Aktív szenzoros bemenet Teljes motoros kimenet Kognitív tevékenység (érzékelés, felfogás, figyelem, memória, ösztön, érzelem, nyelv, öntudat) EEG: deszinkronizáció (kis amplitúdó, magas frekvencia) ALVÁS Fiziológiás tudatvesztés, Fekvő/nyugalmi testhelyzet Szenzoros ingerlési küszöb emelkedett Kicsi motoros kimenet Egyedülálló viselkedés: álmodás EEG: szinkronizáció (nagy amplitúdó, alacsony frekvencia) Átmeneti, csökkent frekvencia az éberhez képest Hipnogram Ultradián ritmus Az alvás a központi idegrendszernek az ébrenléttől eltérő működési mintázata, amely bonyolultan szabályozott, aktív, átmeneti tudatállapot. Az alvásért és az ébrenlétért eltérő idegi struktúrák felelősek. 715 Hz Relaxáció, hiperpolarizáció Orvosi Élettan 675680. (>50%) Alvási stádiumok és poliszomnográfia A természetes alvás egymásután ismétlődő ciklusokra tagolódik, A ciklusok különböző mélységű stádiumokból állnak. REM (paradox alvás) Mindig felületes alvási stádiumot követ 1. Rapid Eye Movement 2. Gyors EEG: deszinkronizáció, (paradox alvás) 3. Gyenge izom tónus,mozgás gátolt 4. Álmodás hosszabb, intenzív, bizarr, vizuális emóciókkal 5. Szimpatikus aktiváció 6. Szexuális izgalom 7. Spontán ébredés, 8. Külső ébresztés csak erős ingerekkel NemREM (NREM), vagy lassú hullámú alvás 1. Nincs szemmozgás, 2. Lassú EEG: szinkronizáció, 3. Mozgásképes állapot, csökkent tónus, 4. Álmodás a periódus idejének <50 %ában rövidebb, napi eseményekről 5. Paraszimpatikus aktiváció, 6. Spontán ébredés felületes alvásból, 7. Külső ébresztés: Felületes alvásból gyenge, Mély alvásból csak erős ingerekkel Alvási stádiumok és poliszomnográfia Egy éjszakai alvás alatti a ciklikusok paraméterei változnak 1. A nemrem alvás fokozatosan mélyül, majd kb. 45 perc múlva felszínesebbé válik. Az első REM szakasz kb. 1020 percig tart. 2. Az éjszaka előrehaladtával a nemrem fázis rövidül és egyre kevésbé mélyül, A REM fázis hosszabbá válik, Egy éjszakai alvás alatt kb. 45 ciklus zajlik le. NonREM 90100 min/ciklus, NREM 7580 % h elalvás 34: Mély alvás h Természetes ébredés Az alvás mélysége a külső ingerekkel való ébreszthetőség mértékével vizsgálható. AZ ÁLOM: Eltérő REM és nonrem alatt Az alvás alatt folyó mentális tevékenység, Az alvás alatti agyi működések szubjektív megélése, (illetve az a része, amelyre ébrenlét alatt emlékezni tudunk). EEG deszinkronizált: 40 Hz, b és γ ritmus, Motoneuronok gátoltak (nincs mozgás!), Pulzusszám nő, vérnyomás nő, légzés változik, Mellékvesevelő adrenalin szintézise nő Elsősorban a REMben történő álmainkra emlékezünk. 3
Az alvás szerepe Az alvás alapvető életszükséglet, az alvás megvonása súlyos következményekkel járhat. 1940ig az alvást az agy passzív állapotának gondolták, azóta az agy aktív állapotának tekintik. Az alvás funkciói: Neuronális kapcsolatok stabilizálódása alvás alatt történik, Az agy alvás közben dolgozza fel az ébren kapott (tanult) ingereket, és tárolja az emléknyomot a memóriában (memória konszolidáció). Alvás idején eltűnik a kognitív szemét (haszontalan emléknyom). Az alvás stádiumok feltételezett funkciói REM Memória konszolidáció és tanulás Az emocionális tónusú szövegek megőrzése az éjszaka második felében a magas REM arányú alvásban hatékonyabb, Pszichológiai jóllét, Motiváció, Stresszel való megbirkózás, Hangulatszabályzás REM (alvás általában) elengedhetetlen a túléléshez, Erősíti a genetikailag determinált viselkedési mintákat, Fokozott növekedési hormon és serotonin szintézis a lassú hullámú alvás alatt. Alvásmegvonás a serotonin megvonáshoz hasonló tüneteket eredményez (hiperaktivitás), Gyógyulás Gyermekkorban növekedés Energia karbantartás: alvásmegvonás után fokozott táplálék fogyasztás, súlynövekedés nélkül, Néhány napos alvásmegvonás után deprimált szellemi tevékenység. NREM Memóriakonszolidáció Az explicit memória konszolidációja a NREM 34 stádiumban hatékonyabb Fejlődés, Rekonstrukció, Energiatermelés (ATP), Immunreguláció, Az információszerzés fázisában működő neuronális aktivitás térbeniidőbeni sorozatai újra lejátszódnak a neuronhálózatokban alvás során, de időben felgyorsítva Buzsáki Gy Az alvás életkori változásai A gerincesek alvása Cirkadián ritmus 4
Cirkadián ritmus: kettős szabályzás Az alvás szükséglethez (belső igény) kapcsolódik, Az alvási igény az előzőleg éberen töltött idővel arányos, (agyi anyagcsere kimerülésekor megjelenő anyagokra érzékeny receptorokra épül Cirkadián ritmusért felelős idegi hálózatok IV. Thalamocorticalis hálózat Alvási orsók generálása Kérgi neuronok szinkronizálása Kéreg felé futó szenzoros ingerek kapuzása. HOMEOSZTATIKUS (humorális) Mennyit aludjunk? HOMEOSZTATIKUS HIÁNY éber alvó ALVÁSSZABÁLYOZÁS CIRKADIÁN (idegi) Mikor aludjunk? A belső cirkadian ritmus generátor a Nucleus Suprachiasmaticus Szinuszoid, endogén alvásébrenléti ciklus, (külső ingerek pl. nappal/éj, táplálék hozzáférés, szociális interakciók, mozgás, és belső jelzések pl. emocionális, zsigeri befolyásolják) Az alvás bizonyos agyi struktúrák és neurotransmitter rendszerek közötti kölcsönhatás (összjáték) eredménye. Az alvás nem a környezet ingereinek hiányában jön létre, hanem aktív idegi funkció, amelynek bekövetkezését külső ingerek módosítják. CIRKADIÁN RITMUS éber alvó III. Hypothalamus alvás/ébredés közti váltás. Orexin serkenti az ébresztő rendszert (PLH) GABA, galanin gátolja az ébresztő rendszert (VLPO) Ébresztő rendszer I. Nucleus Suprachiasmaticus Cirkadián ritmus Öröklött bológiai ritmus belső idő II. Felszálló retikularis ébresztő rendszer (ARAS) Külső ingerek általi éberségfokozódás Cirkadián ritmus: napi biológiai óra Suprachiasmaticus mag (SCN), páros struktúra a hypothalamusban, a cirkadián ritmusért ( belső idő ) felelős, ami sötétségben is műkő, genetikailag meghatározott endogén ritmus (emberben: 24óra 11 ±16 perc). CLOCK gének az SNC sejtjeiben Az SCN a megvilágítás mértékéről a szemen keresztül szerez tudomást a fény aktiválja a retina un. nem vizuális ganglonsejtjeit. 663. o. Orvosi Élettan Retinohipothalamikus pálya Suprachiasmaticus Mag SCN Az SCN efferens pályáin keresztül Szabályozza: Alvásébrenlét ciklust Táplálkozás időzítést, Testhőmérsékletet, Egyes hormonok szekréciójának ritmusát Hypothalamus Suprachiasmaticus mag Chiasma opticum Cirkadián ritmus: tobozmirigy (corpus pineale, pineal gland) Melatonin alvást támogató hatású hormon, a tobozmirigy termeli sötétben. Világosban a retinából jövő rostok közvetítésével a rendszer leállítja a melatonin termelését, ezáltal elősegíti a szervezet ébredését. Fényterápia!, jetlag A Suprachiasmaticus mag gátló (GABA, AVP, VIP) kimenetet küld a paraventricularis maghoz (hipothalamus) A Paraventricularis mag axonjai a gericvelő (nyaki) preganglionáris szimpatikus neuronjaihoz futnak, Ezek axonjai a Ganglion cervicale superior sejtjeit aktiválják, Melyek axonjai a tobozmirigy melatonint termelő sejtjeit aktiválják. Sötétben a Suprachiasmaticus magból eredő gátló hatás kiesése miatt a melatonin termelődése fokozódik, így elősegíti az elalvást. tobozmirigy Az aktuális napi ritmust (mikor aludjunk) több tényező együttesen alakítja ki: 1. Endogén cirkadián ritmus ( belső idő ), ez szinkronizálja a test egyéb sejtjeiben lévő perifériás órákat (hormonok, stb.) 2. Retinohipothalamikus pálya által közvetített fénysötétség ( óra idő ), és egyéb környezeti jelzések (hő, táplálék) felülírhatják a belső időt. A melatonin mennyisége éjjel a legmagasabb (24 óra között) és délután a legalacsonyabb. A Suprachiasmaticus mag vezérli a Tobozmirigy működését, ami fényfüggően(sötétben) melatonint (alvási hormon) szekretál. Cirkadián ritmus ( napi biológiai óra ; Az agy órája A melatonint gyógyszerként is alkalmazzák alvási zavarok esetén. A hormon mennyisége csökken az életkorral. (Tk. 663665) 5
Cirkadián ritmus: Agytörzsi felszálló retikuláris ébresztő rendszer (ARAS, ascending reticular activating system) Cirkadián ritmus: Agytörzsi felszálló retikuláris ébresztő rendszer (ARAS, ascending reticular activating system) Funkcionális működési egység, Feladata az éberség fokozása (arousal), és az éber állapot fenntartása Az ARASen keresztül minden szenzoros pálya (viscerális, látás, hallás, szomatoszenzoros) nem specifikus módon az egész kérget ébreszti. Deszinkronizált agykérgi tevékenység Éber figyelmi állapotra jellemző, EEG: b ritmus (13Hz felett), γ ritmus(~40 Hz) diffúz pályák Thalamus Az ARAS a diencefalon magasságában ketté ágazik: THALAMUS felé dorzális irány, (relé és retikuláris magvakhoz) HIPOTHALAMUS és a kéreg felé ventrális irány, (TMN, PLH, VLPO) Hipothalamus Középagy Híd Rostralis formáció reticularis Minden szenzoros pálya felől ingerlő bemenet ARAS histamin serotonin MONOAMINERG rendszer Közvetlenül aktiválja a cortexet TMN (tuberomammillaris mag) histamin Dorsalis Raphe mag, serotonin LC (locus coeruleushídban), NA NA CHOLINERG rendszer Thalamuson keresztül aktiválja a cortexet LDT(laterodorsalis tegmentum) középagy: ACh PPT (pedunculopontine tegmentum) híd: ACh Mindkét rendszer az éber állapotot támogatja Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis pályák Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis szinkronizáció alvási orsó 1 sec Nucleus Reticularis (GABAerg) inrathalamikus reverberációs kör gátlás Corticothalamikus pálya Nemspecifikus Thalamocorticalis Mag (glutamáterg) Az ébresztő rendszer az agytörzsi formatio retiocularis meghatározott területeinek ingerlésével aktiválható, a rendszer funkciója az ébresztés, és a nagyon aktívan figyelő állapot fenntartása. Az ARAS aktivitása az intrathalamikus reverberációs kört kikapcsolja azáltal, hogy a relay (TC) magokat serkenti, a retikuláris magot gátolja, így a kéreg aktivitását deszinkrnizációs irányba tolja el ébredéskor (arousal) A thalamus reticuláris magból eredő gátlás (ARAS bemenet hiányában): 1. Meggátolja, hogy a thalamocorticalis sejtek folyamatosan közvetíthessék a külvilág felől a kéreg felé az éberséget fenntartó ingereket. 2. Elősegíti a thalamocorticalis magvak felől a kérgi sejtek felé menő impulzusok tagolását, így a kérgi sejtek szinkron tevékenységét. Alvási orsó és delta tevékenység (szinkronizált) THALAMUS nucleus Reticuláris reticuláris mag kéreg corticithalamikus Intrinsic NRT oscilláció vezéreli a TC sejteket: reciprok GABAerg és gap junction kapcsoltság GABA polaritás: hiperpolarizáló éberen, depolarizáló alváskor Nemspecifikus Thalamocorticalis Mag Thalamocorticalis pálya Szinkronizáció Alvási orsó Delta ritmus (0.53Hz) ThalamusCortex időviszonyok intra és extracellulárisan Serkentés (ébredés) NRT ARAS (cholinerg) pályák Külvilág ingerei aktiválják 6
Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis szinkronizáció delta ritmus Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis szinkronizáció 1 sec kéreg corticithalamikus Szinkronizáció Alvási orsó THALAMUS nucleus Reticuláris reticuláris mag Thalamocorticalis pálya Delta ritmus (0.53Hz) NemspecifikusThalamocorticalis Mag sejtjeinek kettős viselkedése lowthreshold Ca 2 current (I T) and hyperpolarization activated cation current (I h) A thalamus kapu ként működik, az afferens információknak a kéreg felé áramlását szelektálja A nemspecifikus thalamus szinkronizáló aktivitása alvás alatt elzárja a kéreg felé irányuló specifikus afferens áramlást, miközben a kéregi sejtek aktivitása nem szűnik meg, csak átrendeződik. Alvás alatt a szinkronizált aktivitás idején a kérgi neuronok megszabadulnak az új információk folyamatos áramlásától, a korábban tárolt információk rögzülnek, konszolidálódnak. Nemspecifikus Thalamocorticalis Mag The mechanism of single TC cell delta activity A longlasting hyperpolarization of thalamic relay neuron leads to slow I h activation that depolarizes the membrane potential and triggers rebound burst mediated by I T, which was deinactivated by the hyperpolarization. Both I h (because of its voltage dependency) and I T (because of its transient nature) inactivate during burts, so membrane potential becomes hyperpolarized after burst termination. This after hyperpolarization starts next cycle of oscillations. Cirkadián ritmus: Hipothalamus A Hypothalamus kapcsolóként működik az alvás/éber állapot között (egymást kölcsönösen gátló flip flop rendszerek) Cirkadián ritmus: Hipothalamus Éber állapot Alvó állapot cortex Basalis Előagy (ACh) ACh PLH orexin Limbikus rendszer Suprachiasmaticus mag Energia készlet pedunculopontine land laterodorsal tegmental nucleus locus coeruleus (GABA, Gal) Adenozin, Prostaglandin, Growth hormone Interleukin Tuberomammillary nucleus PLH PosteroLaterális Hipothalamus) pedunculopontine land laterodorsal tegmental nucleus locus coeruleus VLPO (ventrolateralis preopticus mag, PLH éber állapotban aktív, és az A VLPO neuronjai alvás alatt Orexin/hypocretin peptidet termeli: tónusosan működnek (GABA, galanin). 1. Serkenti az ébresztő rendszert A VLPO gátolja a felszálló ébresztő és diffúzan a teljes kérget is. rendszer elemeit, 2. A monoaminerg rendszer gátolja Aktivitása alvást indukál a VLPO sejtjeit Az Orexin termelő neuronok (PLH) érzékelik a test külső és belső környezetét (homeosztázist éhség, szomjúság, stb.), ennek megfelelően szabályozzák az alvás/ébrenlétet. Ez a funkció a túlélést szolgálja! Az ébrenléttel összefüggő neuronok és a VLPO reciprok, külcsönösen gátló kapcsolatban állnak egymással., Mindkét rendszer hatásosan erősíti saját magát, miközben gátolja a másikat: két stabil állapot ( flipflop mechanizmus) Ezt a flipflop átkapcsolót billenti vagy az alvás, vagy az ébrenlét irányába a cirkadián és a homeosztatikus szabályozás. 7
Cirkadián ritmus: Adenozin / Koffein Alvászavarok Az álmosságérzethez az asztrocitákbólés részben neuronokból származó adenozin mennyiségének növekedése is hozzájárul (nonrem alvás alatt). A kávéban és a teában található koffein az adenozin alváskiváltó hatását gátolja, így hosszabbítja meg mesterségesen az ébrenlét idejét. A koffein többféle adenozin receptor hat (antagonista) Túladagolás: LD50 (median lethal dose) 150200 mg/kg, 80100 espresso. Gproteincoupled adenosine receptors Narkolepszia populáció 0,04%a hirtelen alvás, kataplexia (izomtónus = 0), valódinak tűnő hipnagogikus (sleep onset) és hipnopompikus (sleep offset) hallucinációk, alvási paralízis elalváskor vagy ébredéskor, zavart ultradián ritmus. REM epizódok betörése a nappali órákban, Az orexin mechanizmus hiánya, vagy a PLH sejtek léziója miatt. Obstruktív alvási apnoe populáció 4%a Pharynx fizikai elzáródása (kb. 10 s, 510/óra) REM alatt (izomrelaxáló periódus) Csökkenő O 2 tenzió, CO 2 ébreszt, de nem teljesen REM alatt magasabb hiperkapnia küszöb Obezitás elősegíti Insomnia ébrenlét alvás Parasomniák Alvajárás (3. és 4. nonrem stádiumban) Alvási rémület (3. és 4. nonrem stádiumban) Emocionális működés NEOCORTEX Racionális gondolkodás, (MENTÁLIS VISELKEDÉS) Egy jobb élet érdekében, LIMBIKUS RENDSZER Élni akarás ösztön, érzelmek, AGYTÖRZS Életben maradás (Vitális központok) 8
Emóciók és érzelmek Emóciók és érzések: korai elméletek Perifériás visszacsatolási elmélet Központi elmélet Emóció: automatikus, nagyrészt nem tudatos viselkedési és kognitív válaszok, amelyeket akkor alakulnak ki, ha az agy pozitív vagy negatív töltetű, fontos ingert kap. Érzelem/Érzés: az emocionális válaszok tudatos reprezentációi. William James (~1890) Walther B. Cannon (~1920) átmetszéses kísérletek fight or flight (vészreakció): szimpatikus idegi aktiváció fokozott mellékvese velő működés magatartási válasz(ok) hipotalamikusintegráció (kilépési kapu) agykérgi kontroll stresszhelyzet (vélt vagy valós) Emóciók és érzelmek: korai elméletek Perifériás visszacsatolási elmélet Központi elmélet Papezféle gyűrű A LIMBIKUS RENDSZER Ézelmeink/érzéseink központja, melynek sérülése személyiségváltozást okozhat. Az asszociációs kérgi területekről érkező szenzoros információk magas szintű feldolgozását végzi. Gyrus Cinguli William James (~1890) Walther B. Cannon (~1920) átmetszéses kísérletek KlüverBucy szindróma Henrich Klüver, Paul Bucy (~1930) Kétoldali temporálislebeny eltávolítás majmokban: ehetetlen dolgok szájba helyezése, szex más fajokkal, félelemmentesség James Papez (1937) Zsigeri agy Paul MacLean (~1950) Limbikus rendszer ; evolúciós szemlélet; távoli agyi struktúrák viszonylag független együttműködése Az érzelmek olyan agykéreg alatti és agykérgi szerkezetekhez kötődnek, amelyek az embernél alacsonyabb törzsfejlődési szinten is föllelhetők. Fornix Részei: középvonali és mély, mediális halántéklebenyi struktúrák. Hippocampus, Gyrus Cinguli, Septum Amygdala, Septum, Középagy egyes részei Basalis ganglionok egyes részei, A limbikus rendszerhez szorosan kapcsolódó struktúrák: Hipothalamus, Szaglókéreg,, Nucleus accumbens. Kiterjedt kölcsönös kérgi, és kéreg alatti kapcsolatokkal rendelkezik, Neurotranszmitterek: Noradrenalin, Dopamin, Serotonin Gyrus Cinguli Középagy Hipothalamus Hippocampus Amygdala Mammillaris test Orvosi Élettan 669. o. 9
A LIMBIKUS RENDSZER FUNKCIÓI Érzelmi működés Szexuális magatartás Félelem Düh Motiváció Szaglás Táplálkozás Tanulás, memória inger inger Agykéreg frontalis lebeny Limbikus rendszer (érzelem) Hypothalamus Integráló központ Formació Retikuláris (légzés, szívkeringés, pupilla, nyelés, stb.) Tudat alatti kommunikáció Kritikus szabályzási pont: AMYGDALA Félelmi kondícionálás (fear conditioning) CS: kondícionáló stimulus, US: nem kondícionáló stimulus, CG: központi szürkeállomány, LH: laterális hipotalamusz, PVN: paraventrikuláris hipotalamusz Kondícionálás után az idegsejtek tüzelése a lateralis amygdalaban gyorsabb, mint a hallókéregben Idegsejtek tüzelése a lateralis amygdalaban: extracelluláris elvezetés in vivo Gerincvelő 1. Értelmezi a külvilágból származó ingeregyütteseket 2. A korábbi tapasztalatoktól függően pozitív/negatív érzelmi töltetet ad 3. Parancsot ad a hipothalamusnak a megfelelő autonóm idegrendszeri és viselkedési válasz reakciók kivitelezésére. Az AMYGDALA szerepe az emocionális reakciókban Az amygdala ingerlésével vagy a külvilágból származó kellemetlen, fájdalmas ingerekkel/gondolati felidézésükkel egyszerű emóciók és az őket kísérő autonóm és viselkedési válaszok válthatók ki: félelem, düh, agresszió kondicionált félelmi válasz Az amygdalának szintén jelentős szerepe van az emocionális színezetű események tanulásában, és a memória kialakításában: érzelmi memória veszélyesnem veszélyes minősítés A félelmi válasz: kellemetlen, fájdalmas inger vagy gondolata által kiváltott válasz együttes komponensei: autonóm (cardiovascularis, légzés, stb.) endokrin (catechoaminok, ACTH, glukocorticoid), szomatomotoros (viselkedési) reakciók Orvosi Élettan 671673. 685. Félelmi kondícionálás emberben Amygdala fmri UrbachWiethe szindróma Amygdala lézió utáni félelemmentesség, fear conditioning nincs A félelmi válasz lépései 5. Amigdala blokkolja a lassú gondolkodást 4. Amigdala: gyors veszély elemzés (tapasztalat) 1. Szenzoros inger a thalamusba 3. Információ továbbítás a kéregbe 2. Információ továbbítás az amigdalába LIMBIKUS RENDSZER Hipothalamus agytörzs 6. Gondolkodás nélküli cselekvés 10
JUTALMAZÁS Öningerlés Az állat agyába helyezett elektród segítségével az állatnak lehetősége van, hogy önmagát elektromosan ingerelje. Az öningerlések száma függ: az ingerlés helyétől a félelemmel, fájdalommal, és a táplálékkal szembeni preferenciától. A hipothalamusba ültetett elektróda ingerlésével általános szimpatikus idegi aktivációra utaló, és komplex viselkedési (szomatikus) válaszokat lehet indukálni, melyek együttesen hasonlítanak a bizonyos élethelyzetekben kialakuló, úgynevezett. Cannonféle készenléti(vész) reakció, vagy Fight or Flight válasz együttesekre. Orvosi Élettan 671673. o. A jutalmazás pályarendszere JUTALMAZÁS Prefrontális kéreg nucleus Accumbens Depr. dopamin VTA Depresszió, szociopátia corpus callosum elülső ( térd ) görbülete előtti area (prefrontális kéreg) sérül Ventralis Tegmentalis Area Hangulat, kedély állapot: Normális (kiegyensúlyozott) állapot: Raphe mag (serotonin agytörzsben) és Laterális Tegmentalis Area (noradrenalin) Felszálló monoaminerg pályák ADDIKCIÓ: drogok Az addiktív drogok főbb csoportjai ADDIKCIÓ: celluláris mechanizmusok Szubcellulárisan konvergáló glutamáterg és domapinerg bemenetek A középagyi dopaminerg sejtek aktivitása nő jutalmazáskor heroin, morphine µreceptor VTA int amphetamine Az addiktív drogok növelik a szinaptikus dopamin szintet, de különféle (direkt és áttételes) mechanizmusokkal. cocaine 11
ADDIKCIÓ: celluláris mechanizmusok Szubcellulárisan konvergáló glutamáterg és domapinerg bemenetek Az aktív szinaptikus kapcsolatok megerősödése cyclic AMP response element binding protein (CREB), CREBbinding protein (CBP), RNA polymerase 2 (POL 2);, TATA binding protein (TBP) heroin, morphine µreceptor VTA int alcohol nicotine amphetamine NAchR cocaine 12