Podstawy funkcjonowania

układu nerwowego

Podstawowe zadania

ośrodkowego układu

nerwowego



Odbieranie bodźców ze środowiska:

•

Zewnętrznego

•

Wewnętrznego

Receptor => droga aferentna = > mózg



Właściwe reagowanie na bodźce

Mózg => droga efferentna => efektor



Zapamiętywanie

kora mózgowa ośrodki podkorowe kora
mózgowa

Drogi afferentne



Swoiste

–

Mała liczba neuronów

–

Szybkie przewodzenie

–

Młodsze filogenetycznie



Nieswoiste

–

Duża liczba neuronów

–

Wolne przewodzenie

–

Starsze filogenetycznie

Odruchy

Odpowiedź efektora na bodziec

działający na receptor

1.

Czas powstawania

–

Bezwarunkowe (zawsze ta sama odpowiedź)

–

Warunkowe (zmienność odpowiedzi)

2.

Ilość neuronów

•

Proste ( 2-3) nonosynaptyczne (na

rozciąganie)

•

Złożone >3 polisynatptyczne (zginanie

kończyn)

Łuk odruchowy



receptor =>

włókno nerwowe

dośrodkowe

=> ośrodek

nerwowy =>

włókno nerwowe

odśrodkowe

=> efektor



Krążenie i sumowanie

impulsów

–

Zamknięty łańcuch nerwowy

–

Zwielokrotniony łańcuch

nerwowy



Opóźnienie synaptyczne

0,8 ms (0,5-0,9)

Wzajemne oddziaływanie

bodźców



Zjawisko torowania

1+1>2

–

Zwieszona pobudliwość wokół nerwu

–

Silniejsza odpowiedź na drażnienie dwóch

nerwów



Zjawisko okluzji

Maksymalne pobudzenie = słabsza reakcja

niż suma dwóch pobudzeń

1+1 <2

Relacje wzajemne cd..



Wzajemne unerwienie zwrotne

Pobudzenie zginaczy => zahamowanie prostowników



Neurony ruchowe

•

Alpha => komórki mięśniowe ekstrafuzalne

•

Gamma => komórki mięśniowe intrafuzalne (receptory A)



Rozciągnięcie mięśnia powoduje krótkotrwały skurcz



Bardzo silny skurcz lub rozciągnięcie => pobudzenie

ciałek buławkowatych receptor B => impuls dla

zahamowanie ośrodka kurczącego i pobudzenia

rozkurczowego



Receptory B (bułakowate) => hamulec

bezpieczeństwa

Wstrząs rdzeniowy

1.

Zniesienie wszystkich odruchów

2.

Patologiczny odruch zginania
(Babińskiego)

3.

Hyperefleksja

4.

Odruch masowy (oddanie moczu i
kału)

czucie



Czucie = pobudzenie

jednego rodzaju

recpetorów



Percepcja pobudzenie

kilku rodzajów receptorów

np. smaku i powonienia

Rodzaje czucia



Teleceptywne ( na
odległość)

•

Powonienia

•

Wzroku

•

Słuchu



Proprioceptywne



Interoceptywne



Eksteroceptywne

Zmysł powonienia



Komórka nerwowo-zmysłowa (I)

=>komórki nerwowe mitralne (II)

[opuszka węchowa] => III neuron

1.

Opuszka węchowa kontralateralna

2.

Podwzgórze i układ limbiczny

3.

Część korowa i przyśrodkowa ciała

migdałowatego i hak zakrętu hipokampa

Próg pobudzenia:

kwas masłowy 102 nmol/l

Eter etylowy 78 umol/l

Adaptacja

= przystosowanie do zapachu i

brak drażnienia komórek nerwowo-

zmysłowych

Zmysł wzroku



Rogówka => ciecz wodnista w komorze
przedniej => soczewka =>ciało
szkliste



Oś optyczna jest przesunięta wobec osi
patrzenia która pada na dołek środkowy
plamki żółtej



Siła załamywania układu optycznego
oka ok.. 66,7 dioptrii ( +12)

Akomodacja i

konwergencja



Akomodacja



8 lat = 12 dioptrii = 8,6 cm



20 lat = 10,4 cm



60 lat = 83,3 cm

Konwergencja



Zmiana osi patrzenia i ich
przecinanie wraz ze
zbliżaniem się przedmiotu

Źrenica = przesłona

aparatu



Zwieracz =

–

Światło

–

Akomodacja



Rozwieracz

Wady refrakcji



Krótkowzroczność = zbyt silne

załamywanie promieni =>w leczeniu

soczewki rozpraszające



Nadwzroczność = zbyt słabe

załamywanie promieni => w

leczeniu soczewki skupiające



Astygmatyzm = niezborność oka =>

duża różnica krzywizn pionowej i

poziomej = w leczeniu szkła

cylindryczne

Pręciki

Neurony pręcikonośne 30-50: 1 neuron

dwubiegunowy => obraz nieco

nieostry wyczucie zmiany natężenia

światła

Światło => rodopsyna => metarodopsyna

I => metarodopsyna II =>

metarodopsyna III =>

1.

All trans retinal

2.

Opsyna



Hiperpolaryzacja błony błony =>aktywacja cGMP

Ciemność => resynteza rodopsyny inaktywacja

fosfodiesterazy => wzrost steżenia cGMP

Czopki



Neurony czopkonośne

–

3 rodzaje opsyn => 3 rodzaje czopków

1.

Niebieskie (420 nm)

2.

Zielone (530 nm)

3.

Czerwono-żółte (560 nm)

1.

Odróżnianie barw

2.

Ostrość widzenia => tylko dołek
środkowy => zwłaszcza plamka żółta

Jak to z obrazem było

Neurony pręcikonośne +neurony poziome

=> neurony dwubiegunowe =>

neurony wzrokowo –zwojowe +neurony

amakrynowe => ciało kolankowato

boczne

Neurony czopkonośne => 2 neurony

dwubiegunowe (zapalający i gaszący)

=> neurony wzrokowo –zwojowe =>

ciało kolankowato boczne

Neurony międzysplotowe informacje w

przeciwnym kierunku

Chemia widzenia



Transmitery:

•

Gluminiany

•

Asparagniany

•

Acetyocholina

•

GABA

•

Glicyna



Modulatory

•

Dopamina

•

Serotonina

•

Przesionkowy peptyd natriuretyczny ANP

•

Cholestyokinina

•

Enkefaliny

•

Neuropeptyd Y i wiele innych

O filmach i słonecznych

okularach



Częstość tworzenia
obrazów do 10/sek, ale ...
działanie światła może
trwać milisekundy



Warstwa barwnikowa =>
pochłanianie promieni
świetlnych => tworzenie
ostrego obrazu
albinosi muszą nosić
ciemne okulary

O przymiotach wzroku



Ostrość =1 mm z 10 m [(1-0-1) <

3um]



Adaptacja

–

do światła 10 minut

–

do ciemności > godzina wzrost wrażliwości

100 000 razy



Pole widzenia:

•

Plamka ślepa (n II)

•

Monochromatyczne < barwne

•

Pokrywanie się pól widzenia => widzenie

obuoczne =>ocena odelgłości i kształtu

Percepcja wrażeń

wzrokowych



Miejsce:

–

Ciało kolankowate boczne

–

Wzgórek górny

–

Kora mózgowa:

•

Płat potyliczny (pola 17,18,19).

•

Płat skroniowy

•

Płat ciemieniowy

Ruchy gałek ocznych



Szybkie = przenoszenie wzroku



Wolne = obserwacja



Wyzwalane przez przedsionki



Konwergencyjne

Widzimy tylko to co się rusza, a jak nie

chce to my ruszmy oczami =>

Oczopląs fizjologiczny powoli w lewo

=>szybko w prawo lub odwrotnie

Słuch



Przewód słuchowy zewnętrzny

=> błona bębenkowa =>

młoteczek=>kowadełko
=> strzemiączko

(wzmocnienie 22 razy) =>

okienko przedsionka => ruch

przychłonki w schodach

przedsionka i schodach

bębenka => narząd Cortiego

( napinanie się włosków

między błoną siatkowatą i

pokrywającą

Co słychać ?



Bodziec progowy – 0
decybeli = 20 uPa



Bodziec maksymalny = 140
decybeli = 10

14



Częstość 20 Hz -20 000 Hz



Optimum 1000Hz – 3000 Hz



Zbyt silny dźwięk =>
napięcie mięsni błony
bębenkowej

Droga impulsów

słuchowych



Komórka włoskowata (narząd Cortiego)

=> komórki dwubiegunowe (ze zwoju

ślimaka) => nerw ślimakowy => jądro

brzuszne i grzbietowe ciała

czworobocznego => wzgórek dolny

blaszki pokrywy =>wstęga boczna =>

ciało kolankowate przyśrodkowe =>

promienistość słuchowa => płat

skroniowy (pole 41).

Czucie eksteroceptywne



Dotyk



Ucisk



Ciepło



Zimno



Ból (nagie zakończenia nerwowe)



Bodziec

Bodziec

–

Siła

–

Czas narastania

–

Czas trwania



Adaptacja jeżeli siła bodźca się

nie zmienia



Jednostka czucia receptory

połączone z pojedynczym

włóknem aferentnym



Zasada projekcji czuciowej =>

podrażnienie w dowolnym

miejscu wrażenie podrażnienia

receptora (bóle fantomalne)

Dotyk



Dotyk (ciałka dotykowe Meissnera



Ucisk (ciałka blaszkowate) =>
neuron zwojowy

Dotyk i ucisk



Receptory

•

Dotyk (ciałka dotykowe Meissnera

•

Ucisk (ciałka blaszkowate)



zwoje rdzeniowe (I) =>korzenie grzbietowe

•

Pęczki: smukły i klinowaty



Jądra smukłe i klinowate (II)



Jądro brzuszno-tylno-boczne wzgórza (III)

Droga alternatywna przez rogi tylne rdzenia

kęgowego



Zakręt zaśrodkowy kory mózgu (pole 1-3)

Somatotropowa

organizacja neuronalna



Neurony są ułożone
„po kolei” głowa
boczne stopy
przyśrodkowo



Gęstość receptorów

•

Nos> udo

•

Palce > grzbiet

= wrażliwość na dotyk

Czucie zimna i ciepła



Spadek lub wzrost temperatury a nie jej

wartość !!!



Spadek 0,004 C /sek (kolba Krausego)



Wzrost 0,001 C/sek (ciałka Ruffiniego)



Zwoje rdzeniowe (I)=>rogi tylne rdzenia

kręgowego (II

=>(droga rdzeniowo-wzgórzowa boczna) lub nerw trójdzielny z

głowy )

=> jądro brzuszne wzgórza (III)
=> zakręt zaśrodkowy kory mózgu (IV)

Ból powierzchowny



Bodziec maksymalny = 2x bodziec progowy

(hamulec)



Uszkodzenie skóry => nagie zakończenia

nerwowe =>



(kininogeny

tkankowe kalikreiny

=> kininy

1.

depolaryzacja – pobudzenie włókien nerwowych

2.

Poszerzenie naczyń krwionośnych

1.

W ośrodkowym układzie nerwowym

2.

Droga swoista = droga przewodzenia ciepła i

zimna

3.

Droga nieswoista układ siatkowaty =>istota

szara śródmózgowia = jądra śródblaszkowate

wzgórza => wszystkie pola mózgu

Hamowanie lub

pobudzanie czucia bólu

1.

Uwalnianie transmiterów

•

Rogi tylne rdzenia kręgowego

•

Wzgórze

•

Układ nieswoisty

2.

Uwalanie modulatorów (opioidy)

–

Enkefaliny (metionionowa i leucynowa)

–

Beta endorfina

–

Alfa i beta neoendorfina

–

Dynorfiny



Zmiany gęstości receptorów



Inkorporacja modulatorów do neuronów (wypływ na syntezę
enzymów, receptorów, transmiterów i modulatorów

)



Peptydy opioidowe działają w całym

mózgu

Czucie smaku



Kubki smakowe:

–

Słodki

–

Kwaśny

–

Słony

–

Gorzki



Różny próg pobudliwości smakowej



Droga przewodzenia:

1.

Nerwy: twarzowy VII, językowo-gardłowy IX,

błędny X

2.

Jądro samotne w rdzeniu przedłużonym

3.

Jadro brzuszne tylno przyśrodkowe wzgórza

4.

Zakręt zaśrodkowy powyżej bruzdy bocznej

Czucie propioceptywne

informacja o stanie układu

kostno-stawowo- mieśniowego



Fizjologicznie poniżej progu

świadomości, ale wiemy gdzie są nasze

kończyny



Receptory:

•

Zakończenia pierścieniowato-spiralne – mięśnie

•

Ciałka zmysłowe (Ruffiego)- mięśnie

•

Ciałka buławkowate (Golgiego) -stawy

•

Ciałka blaszkowate (Paciniego) – okostna

•

Wolne zakończenia nerwowe

•

Receptory błędnika

Błędnik



Części kostna i błoniasta



Łagiewka, woreczek i 3 przewody

półkoliste



Śródchłonka (Na = 154 mmol/l)



Stereocelia => kinetocylium =>

depolarycja = pubudzenie



Stereocelia <=kinetocylium

=>hiperpolaryzacja hamowanie



Próg wrażliwości 12 cm/s lub 2-3

o

/s

Droga impulsów z błędnika



I zwój przedsionkowy



II most

(jądra górne, dolne, boczne lub przyśrodkowe)

–

Kora możdżku,

–

Jądra ruchowe dla mięsni gałek ocznych

–

Rdzenia kręgowego



Oczopląsy

–

Optokinetyczny (gdy przedmiot się rusza)

–

Obrotowy ( z błędnika)

–

Kaloryczny

Czucie interoceptywne

(trzewne)



Mechaniczne (np. rozciąganie)



Chemiczne (prężność tlenu)



Droga nerwowa skrzyżowana do

zakrętu zaśrodkowego



Fizjologicznie poniżej progu

świadomości

Bóle trzewne



Podrażnienie
ineteroreceptorów =>



Przełączenie na drogi
przewodzące czucie ze skóry i
mięsni (metameryczne) =>
promieniowanie bólu

(przeczulica skóry,
wzrost napięcia mięsni)
Wstępujący układ siatkowaty

Ruchy i postawa ciała



Ośrodki:

•

Kora mózgu

•

Jądra podkorowe kresomózgowia

•

Móżdżek

•

Twór siatkowaty pnia mózgu



Droga

(szybkość 70 m/s)

–

Zakręt zaśrodkowy => zakręt
przedśrodkowy V warstwa mózgu
( 34 000 komórek piramidalnych
obrzymich) I => II (jądra ruchowe mostu)

Korowa reprezentacja

ruchu



Zakręt przedśrodkowy

(od stopy do gardła –po kolei)



Pole tłumiące ruchy przeciwnej strony
– pierwszorzędowe



Dodatkowe pole czuciowo-ruchowe



Pole tłumiące ruchy przeciwnej strony
– dodatkowe

Układ pozapiramidowy



Regulator napięcia mięśni

szkieletowych

•

Zwrotna projekcja z j. podkorowych do

mózgu => zmiana pobudliwości neuronów

•

Impulsacja bezpośrednia

•

Impulsy przez twór siatkowaty



Znaczenie jądra ogoniastego:

•

Pobudzanie neurony petydergiczne

(substancja P)

•

Hamowanie GABA-ergiczna



Znaczenie istoty czarnej

•

Hamowanie jądra ogniastego przez

neurony dopaminergiczne

Czynność móżdżku



Koordynacja układu ruchowego

•

Gromadzenie informacji

•

Kontrola siły skurczu mięsni

•

Powiązanie z przeciwną półkulą mózgu

•

Reprezentacja somatoptropowa

Układ siatkowaty pnia



Zstępujący

•

Część pobudzająca

•

Część hamująca



Wstępujący

•

Część pobudzająca

•

Część hamująca



Neurony i ich transmitery

(i modulatory)



Cholinergiczne (ACh)



Noradrenergiczne



Dopaminergiczne



Serotoninergiczne (

+substancja P)



GABA-ergiczne i

glicynoergiczne



Opioidowe (enkefaliny – tłumienie )