Autonomiczny i Ośrodkowy Układ Nerwowy

Rozróżniamy wiele rodzajów układów nerwowych min. Rozproszony (np. u stułbi), sznurowy (np. u wypławka), zwojowy (u dżdżownicy), cewkowaty (u kręgowców).

U pierwotniaków depolaryzację błony powoduje wpływ wapnia do komórki.

Każdy narząd unerwiony jest przez układ sympatyczny i parasympatyczny (działają przeciwstawnie); oba systemy kontaktują się w rdzeniu kręgowym oraz w sznurach nerwowych

sympatyczny:

neurony przedzwojowe - acetylocholina

neurony zazwojowe - noradrenalin, adrenalina

parasympatyczny:

przedzwojowe i zazwojowe - acetylocholina

Sympatyczny - walka i ucieczka

serce - wzrost częstości i siły skurczów

naczynia krwionośne: skurcz

oddychanie: - wzrost częstości i głębokości

wątroba: rozpad glikogenu

jelita/żołądek: spadek aktywności

nadnercza: wyrzut adrenaliny;

Drapieżniki wydzielają adrenalinę, a ludzie i roślinożercy głównie noradrenalinę.

Stwardnienie rozsiane - degeneracja mieliny, utrata możliwości ruchu

Poliomyelitis (poliovirus) - zniszczenie ciał motoneuronów w rogach redzenia kręgowego

Dystrofie mięśniowe - zaburzenie transmisji nerwowo-mięśniowej

Rdzeń kręgowy:

• korzonki przednie (ruchowe, przewodzą impulsy nerwowe z ośrodków ruchowych w mózgu do motoneuronów w rogach przednich)

- korzonki tylne (czuciowe, przewodzą impulsy z receptorów do ośrodków czuciowych w mózgu).

Nerwy rdzeniowe:

• z każdego segmentu rdzenia kręgowego wychodzi jedna para nerwu rdzeniowego (31 par)

• gałązka przednia, gałązka tylna oraz - w odcinku piersiowym i lędźwiowym - gałązka łącząca z pniem sympatycznym (autonomiczny układ nerwowy)

• gałązki przednie w odcinkach szyjnym, lędźwiowym i krzyżowym tworzą sploty nerwowe.

Drogi wstępujące rdzenia kręgowego:

1. droga sznurów tylnich (ucisk, dotyk, czucie głębokie) - do móżdżku, wzgórza

2. droga rdzeniowo-wzgórzowa (ból, temperatura, część dróg dla dotyku i ucisku) - do wzgórza

3,4 droga rdzeniowo-móżdżkowa

Drogi zstępujące rdzenia kręgowego:

drogi piramidowe (od kory motosensorycznej) - specyficzne drogi ruchowe

drogi pozapiramidowe drogi niespecyficzene kontrolujące i korygujące ruchy dowolne

Kontrolowane przez:

• układ siatkowaty zstępujący (zginacze)

• jądra przedsionkowe w moście (ośrodek równowagi) (prostowniki)

• jądro czerwienne (móżdżek)

• szlak czworaczo-rdzeniowy (blaszka czworacza)

Mózgowie:

około 40 miliardów neuronów

1000 miliardów kom. neurogleju

masa ~ 1.3 kg

2% masy całego ciała pochłania 20% energii

• Przodomózgowie: kresomózgowie i międzymózgowie.

• Śródmózgowie: wzgórki czworacze (dolne i górne), pokrywa, nakrywka, konary mózgu i substancja czarna (substantia nigra). Duża rola u ryb, płazów i ptaków

• Tyłomózgowie: móżdżek, most, rdzeń przedłużony

U ptaków rozwój prązkowia, u ssaków rozwój kory mózgowia

substancja biała - zmielinizowane aksony

substancja szara - ciała neuronów

substancja czarna - dopamina, która zmienia kolor pod wpływem utleniania

„pokarm” mózgu - glukoza

Zatrzymanie przepływu krwi na ponad 4 minuty - śmierć mózgowa

pokarm neuronów - glukoza, mleczan, glutaminian

Komórki gleju

Makroglej (astrocyty, oligodendrocyty, ependymocyty)

Mikroglej

GFAP - kwaśne białko fibrylarne gleju - metoda wykrywania; występuje w astrocytach

Komórki neurogleju mogą dzielić się i poruszać; pełnią funkcję ochronną, odżywczą, modulują przewodzenie impulsów (wydzielają neurotransmitery).

Rozwój ontogenetyczny mózgowia człowieka

- 5 tydzień: powstają pierwsze neurony

- 6 miesiąc: odróżnialny sen i czuwanie, reakcja na mowę

- 8 mc.: sen REM i ruchy oczu

- 2 lata - masowa reorganizacja kory (wymieranie neuronów), amnezja dziecięca

• 6 lat - mózg 3 razy większy niż w momencie narodzin

• Ok. 12 lat - stabilizacja płatów czołowych

• Ok. 20 lat - koniec reorganizacji, niewielkie zmiany (?) przez całe życie

Struktura mózgowia - podział fizjologiczny: mózg, móżdżek i pień mózgu

Mózg (kresomózgowie i międzymózgowie)

Móżdżek - kontrola i koordynacja ruchów

Pień mózgu - kontrola podstawowych odruchów

Pień mózgu: rdzeniomózgowie, most, śródmózgowie

Zawiera wszystkie układy regulacyjne i reproduktywne organizmu

"zespół R" (Reptilians, gady).
Nerwy czaszkowe od III do XII

zawiera układ siatkowaty

Przecięcie mózgu na wysokości pnia powoduje śmierć, gdy następuje odpowiednio nisko; uszkodzenie kreso i międzymózgowia nie powoduje śmierci.

Układ siatkowaty (~RAS - Reticular Activating System)

Kontroluje stan pobudzenia umysłu, czuwania i przytomności.
Zawiera liczne jądra kontrolujące odruchy i pośredniczące w przekazywaniu sygnałów zmysłowych i motorycznych.

Uszkodzenia powodują śpiączkę i stan wegetatywny, brak reakcji i brak świadomości - „coma”.

Śródmózgowie

Wzgórki czworacze:

przednie - wzrok

tylne - słuch

Wodociąg mózgu otoczony Istotą Szarą Środkową - ośrodkowy system przeciwbólowy (wydz. serotoniny)

Międzymózgowie

Wzgórze: wstępna ocena bodźców zmysłowych, przesyłanie do kory

Podwzgórze: sterowanie termoregulacją, gosp. energetyczną (ośrodki: głodu, sytości, pragnienia), wodno-elektrolitową, rozrodem

a) część wzrokowa: wydziela oksytocynę i wazopresynę

b) wydziela hormony hipofizjotropowe (kontrola wydzielania hormonów tropowych)

Boczna część podwzgórza (LH, Lateral Hypothalamus) - ośrodek przyjemności.

Zawzgórze:

ciała kolankowate przyśrodkowe (ośrodek. słuchowy)

ciała kolankowate boczne (podkorowy ośrodek wzroku)

Nadwzgórze: zawiera szyszynkę

Kresomózgowie

Kora mózgowa

Istota biała półkul - drogi odkorowe, dokorowe, spoidłowe

Jądra podstawy:

1. ciało prążkowane (kontrola ruchu): j. ogoniaste, skorupa, gałka blada

2. ciało migdałowate (element ukł. limbicznego)

3. przedmurze

Węchomózgowie (konsolidacja pamięci, kontrola snu, siedlisko zjawisk emocjonalnych):

- część korowa (prakora i kora stara) - zakręt obręczy i hipokamp

- opuszka, szlak węchowy

Prakora - ryby (funkcje węchowe)

Kora stara - sterowanie czynnościami popędowo-emocjonalnymi, mechanizmy pamięci

Kora nowa - percepcja, kojarzenie, złożone formy zachowań

Półkule mózgowe

Lewa i prawa - połączone ciałem modzelowatym (spoidłem wielkim ~ 200 milionów nerwów)

Podział na płaty

potyliczny - wzrok

ciemieniowy - orientacja przestrzenna, ruch
skroniowy - mowa, pamięć, rozpoznawanie obiektów
czołowy - myślenie, ocena emocji, pamięć, wolą

„Dominacja” prawej półkuli - artyści, humaniści; lewej - naukowcy, umysły ścisłe

Uszkodzenia lewej półkuli: trudności z mówieniem, pisaniem, czytaniem, matematyką.

Uszkodzenia prawej półkuli: trudności z rozpoznawaniem struktur geometrycznych, twarzy,

trudności z rysowaniem, percepcją muzyki.

Kora mózgowa zawiera około 10 miliardów neuronów.

gęstość połączeń synaptycznych:

~ 2 500/neuron u noworodka

~15 000 w wieku 2-3 lat

~8 000 u dorosłego Homo sapiens

Tworzy ~ 5x1013 połączeń synaptycznych

(Pojemność rzędu 5 x 1013 = 50 Tbitów)

Kora nowa - odpowiedzialna za wyższe czynności poznawcze.
- Grubość od 1.5 mm (kora wzrokowa) do 4.5 mm (kora ruchowa).
- Powierzchnia ok. 0.2 m2 (niektóre oceny - nawet 1.5 m2 )

- Zróżnicowane neurony: interneurony i neurony projekcyjne (długie aksony).

Modularna budowa:

• warstwowa organizacja

• Kolumny korowe - zwykle po 110 neuronów, 220 w korze wzrokowej

Funkcje kory nowej:

• Motoryczna - kontrola ruchu

• Czuciowa - odbiera i analizuje bodźce

• Asocjacyjna - wyższe funkcje psychiczne

• Mowa

Układ limbiczny

• pomiędzy pniem mózgu a korą nową

• Kontroluje emocje i popędy organizmu, pamięć ruchów,

• konsolidacja pamięci

• Dobrze wykształcony u ssaków i ptaków, większość struktur

• rozwinęła się w ciągu ostatnich 150 mln lat.

• Elementy korowe -kora węchowa, zakręt obręczy, hipokamp
  Pierścień zewnętrzny - jądra przegrody, część jądra migdałowatego, podwzgórze, wzgórze

Narząd lemieszowy (w nosie) odpowiada za odbiór feromonów.

Układ nagrody i kary

Monoaminoergiczny drogi regulatorowe

System noradrenergiczny („motywacyjny”): gł. od miejsca sinawego do ciała migdałowatego

*S. dopaminergiczny:

- mezolimbiczny (do jądra półleżącego - nucleus accumbens)

- nigrastrialny (do jądra ogoniastego)

oba oddają odgałęzienia do ciała migdałowatego

*S. serotonergiczny - „kary”

Serotonina, enkefaliny, GABA

Amfetamina (psychedryna) - agonista receptorów NA

Apomorfina - agonista receptorów dopaminy

Rezerpina - pobudza wydzielanie NA i dopaminy

Neuroleptyki - hamują wydzielanie NA i dopaminy

Układ bólowy i przeciwbólowy:

Szlak rdzeniowo-wzgórzowy: do jąder środkowej części wzgórza (jądro siatkowe i śródblaszkowe) i blaszki czworaczej

Liczne połączenia z podwzgórzem, hipokampem, przegrodą, zakrętem obręczy (reakcje strachu i agresji)

Hamowanie bólu (serotonergiczne):

- jądra szwu

- istota szara śródmózgowia (wokół wodociągu Sylwiusza)

- przegroda

- pole przedwzrokowe

Morfina, enkefaliny, b-endorfina - blokują przekazywanie informacji bólowej w rogach tylnych rdzenia kręgowego

LSD (dietyloamid kwasu liserginowego), meskalina - agoniści serotoniny (receptory 5'HT2)

Sen - stan fizycznej nieaktywności i zwiększonego progu pobudliwości, który może ustąpić pod wpływem odpowiednio silnej stymulacji

Elektroencefalografia:

Relaks - fale a

Aktywność - desynchroniacja fal a

i pojawiają się fale b

Sen:

Wolnofalowy (NREM) - fazy 1-4

O szybkich ruchach gałek ocznych (REM)

Funkcje snu:

1. Oszczędność energii

2. Utrzymanie plastyczności synaps niestymulowanych podczas czuwania

3. Ochrona przed spadkiem wrażliwości receptorów adrenergicznych nieustannie aktywowanych podczas czuwania

Cechy ludzkie:

świadomość?

1. Brak interneuronów w rdzeniu kręgowym w układzie piramidowym (oraz rozbudowa korowych ośrodków piramidowych)

2. Mowa (obszary Brocki i Wernickego) - ekonomiczne gromadzenie informacji

3. Rozwój obszarów asocjacyjnych kory mózgowej:

a) okolica przedczołowa płata czołowego (uszkodzenia: problem z przeniesieniem zrozumienia w sferę działania)

b) okolica dolnoskroniowa (kora „interpretacyjna”, przechowywanie pamięci)

c) styk skroniowo-ciemieniowo-potyliczny (intergracja informacji, skojarzenia intermodalne, „inteligencja?”)

Płeć mózgu

Rozróżnienie płci następuje około 6 tygodnia.
Hormony męskie (gł. testosteron)

Zbyt niski poziom - chłopiec z mózgiem kobiety lub odwrotnie.
Hormony żeńskie (estrogen, progesteron) - fizycznie samiec, psychicznie samica, i odwrotnie

Różnice budowy mózgu samca i samicy:

W podwzgórzu: kontrola wydzielania hormonów i zachowań seksualnych.
Różnice w gęstości, schemacie połączeń, wielkości neuronów.

Kora prawej półkuli samców jest grubsza niż u samic.

Kora lewej półkuli samic jest grubsza - wpływa na to chromosom X i poziom testosteronu.

Większa integracja półkul mózgu u kobiet - większy płat tylnej części spoidła wielkiego

Jądra podwzgórza - reakcje seksualne

Jądro brzuszno-przyśrodkowe - pożądanie jedzenia.
Jądro boczne - poczucie przyjemności.
Mężczyźni silniej reagują na bodźce wzrokowe

Choroby układu nerwowego

Podział:
1. choroby depresyjne i maniakalne
2. choroby afektywne
3. kognitywne

Zaburzenia afektywne - 10% populacji

Fobie

Lęki

Brak strachu - zwapnienie jąder migdałowatych

Duża depresja: głęboki smutek (melancholia), zaburzenia snu (spłycenie, skrócenie), brak motywacji do dalszego życia i skłonności samobójcze (15% popełnia samobójstwo), zobojętnienie, nieprzyjemne halucynacje, zwolnienie procesów psychoruchowych, ubóstwo myśli, przewlekłe stany lękowe, nadwrażliwość zmysłów, trudności w koncentracji - niedobór NA i A (może być genetyczny defekt hydroxylazy tyrozyny)

Choroba dwubiegunowa - psychoza maniakalno-depresyjna (0.5-1% populacji).
- Faza maniakalna: euforia, ogromna energia, mało snu, brak racjonalnej oceny działania, urojenia wynalazcze, mania wielkości, poszukiwanie silnych bodźców; szał maniakalny i osłupienie maniakalne.
- Faza depresyjna, miesiące lub lata, melancholia.

Zaburzenia układu nagrody: struktury podwzgórza, jądra przegrody i brzuszne prążkowie, jądra pnia mózgu.
W depresji nadmiernie hamowany, w manii pobudzany.

Syndromy kognitywno-afektywne

Syndrom Cotarda - przekonanie, że się nie żyje

„Umarłem 5 lat temu, od tego czasu pracuję jako wykładowca na Uniwersytecie...”

Urojenie Capgrasa - przekonanie, że bliska osoba (lub ja sam) została zamieniona na obcego o takim samym wyglądzie.
Uszkodzenia połączeń układu limbicznego i prawego płata obszaru potyliczno-ciemieniowo-skroniowego.

fizjologia zwierząt wykład 4

1

Parasympatyczy

System Nerwowy

Sympatyczny

System Nerwowy

Somatyczy

System Nerwowy

Kontrola

mięśni szkieletowych

Rdzeń

kręgowy

Mózgowie

Autonomiczny

System Nerwowy

Reguluje gruczoły,

naczynia krwionośne itd..

Obwodowy System Nerwowy

Transmisja informacji z i do

OSN

Ośrodkowy System Nerwowy

Analizuje, interpretuje i przechowuje informacje

Zarządza organami

System

Nerwowy

---