1. HOLIZM I REDUKCJONIZM W NEUROBIOLOGII

Ponieważ mózgu nie można poznać tylko z jednej strony, należy objąć jego działanie z lotu ptaka (holizm), a następnie dedukować o mechanizmach jego działania (redukcjonizm).

a) spojrzenie holistyczne

• ważne, gdy brakuje metod badania

• psychologowie jak badacze gór z samolotu = widzi z góry, ale bez szczegółów

• jego zasada została zwięźle sformułowana w ,,Metafizyce” Arystotelesa : ,,Całość jest czymś więcej niż sumą swych składników”

• problemy: czasami może pójść za daleko (cały nasz świat ze swoim bogactwem staje się plamką, oglądany z Saturna)!

• Neurobiologia holistyczna- wnioskowanie o mechanizmach działania układu nerwowego z opisu całości jego zachowań. (Neuropsychologia)

b) podejście redukcjonistyczne

• rozłożenie złożonego systemu do części podstawowych (np. procesy biologiczne → chemiczne → wyjaśniane przez fizykę)

• neurobiolodzy jak badacze wspinający się po stoku = badanie każdego pojedynczego elementu

• droga INDUKCJI: poznawanie mechanizmów wewnątrz komórek nerwowych → metody porozumiewania się tych komórek → działania całych sieci i systemów → zrozumienie mechanizmów zachowanie

• Kartezjusz uważał, że w ten sposób można objaśniać zwierzęta jako automaty

• Neurobiologia redukcjonistyczna- wnioskowanie o możliwych zachowaniach na podstawie wiadomości o szczegółach budowy układu nerwowego. (Neurobiologia molekularna)

Molekuły -> neurony -> synapsy -> sieci neuronalne -> systemy mózgowe -> zachowujący się organizm -> myślący organizm

UWAGA: W badaniach mózgu oba podejścia uzupełniają się wzajemnie i tylko ich kombinacja pozwala na skuteczny dostęp do wiedzy !

1. POJĘCIE DUSZY W SYSTEMACH FILOZOFICZNYCH

Pojęcie duszy – wszechobecne, we wszystkich okresach, cywilizacjach, religiach.

5 dusz egipskich:

• Ib: serce

• Ren: imię zapisane w kartuszu

• Ka: siła życiowa

• Ba: osobowość

• Sheut: cień

Meskhenet: bogini porodów, obdarzająca dzieci Ka

Dusza grecka (Homer)

Dusze aktywne w czacie czuwania:

• Noos (siła intelektu i rozumowania. Umieszczona w klatce piersiowej)

• Menos (agresja, wściekłość, szał walki. Umieszczona w klatce piersiowej – w sercu)

• Thymos (emocje, radość, litość, zemsta, gniew, lęk, poruszanie ciałem. Umieszczona w przeponie.)

Dusza ogólna:

• Psyche (Związana z oddechem i życiem. Aktywna w czasie snu. Opuszcza ciało po śmierci. Niezlokalizowana)

Dusza platońska

Dusza jest esencją osobowości, bezcielesną, samoporuszającą się, żyjącą, dającą życie i nieśmiertelną. Jest cząstką uniwersalnego ducha, po śmierci powraca do stanu wyjściowego.

Aspekt racjonalny duszy zlokalizowany jest w mózgu, impulsywny w klatce piersiowej, apetytywny w brzuchu.

Dusza Arystotelesa

Zlokalizowana w sercu

Trzy aspekty funkcjonalne:

• Dusza wegetatywna – odżywanie, rozmnażanie, obecna we wszystkich tworach żywych, także roślinach

• Dusza wrażliwa – zmysły i ruchy, obecna u zwierząt

• Dusza intelektualna – poznanie i rozumowanie, tylko u ludzi

Dusza i ciało są jednością, dusza dla ciała jest tym, czym bieg dla biegacza

Dusza hellenistyczna

Dusza Galena i Epikura zlokalizowana w mózgu, materialna, emanacja ciała, śmiertelna

Herophilus z Chalcedonu – badania anatomii mózgu doprowadziły go do wniosku, ze dusza jest zlokalizowana w czwartej komorze.

Neoplatońska dusza Plotyna – nieśmiertelna, niematerialna.

Dusza Kartezjusza

Pogląd Kartezjusza, że dusza jest niezależna od mózgu, działającego jak automat, do dzisiaj dominuje myślenie części psychiatrów. Dusza nie ma biologii, a więc nauka o jej chorobach nie może być nauką biologiczną => dualizm duszy i ciała

Teoria monistyczna:

Baruch Spinoza zaproponował teorię monistyczną, w myśl której dusza i ciało są tylko różnymi aspektami jednej substancji – Boga.

Podejście neurobiologiczne:

„Takie wyrażenia, jak dusza, psychika, świadomość i aktywność neuronów mózgowych są synonimami” Jan Piltz

1. RELACJA DUSZY I CIAŁA- MIND-BODY PROBLEM

Od czasów starożytnych wielu myślicieli zakładało, że myślenie i świadomość mają materialne podstawy, wielu innych uważało, że psyche jest czymś różnym i niezależnym od ciała.

1. Kartezjusz

• Dualizm duszy i ciała

• Dusza jest niezależna od mózgu działającego jak automat

• Dusza nie ma biologii, więc nauka o jej chorobach nie jest nauką biologiczną

1. Teorie monistyczne (Spinoza)

• Dusza i ciało to tylko różne aspekty 1 substancji (Boga)

1. Podejście materialistyczne (La Mettrie)

• Materialna zależność stanów duszy od stanów ciała (istnieje świadomość, która różni się od instynktu stopniem złożoności)

1. Podejście biologiczne (E. O. Wilson)

• Mózg służy do przetrwania a nie badania siebie samego.

• Materia mózgu decyduje o ekspresji świadomości, która z kolei kształtuje mózg.

1. Podejście neurologiczne (Plitz)

• Dusza = psychika = świadomość = aktywność neuronów mózgowych (synonimy)

Uszkodzenia mózgu zmieniają różne aspekty naszej osobowości (więc w jakiś sposób zmieniają duszę)!

1. USZKODZENIA MÓZGU A ŚWIADOMOŚĆ I OSOBOWOŚĆ

1. Uszkodzenie kory mózgowej w trwały sposób zmienia osobowość.

1. Przypadek Henry'ego M. - z powodu nasilenia się lekoodpornej epilepsji mężczyzna w wieku 27 lat przeszedł zabieg lobotomii skroniowej. Odcięcie płatów skroniowych (odcięcie połączeń do hipokampa) drastycznie uszkodziło jego pamięć, co skutkowało utratą zdolności tworzenia nowych śladów pamięciowych (uraz powoduje niemożność uczenia się i zapamiętywania nowych informacji – nie są one zapamiętywane trwale). Jest to zjawisko tzw. niepamięci następczej.

1. Zniszczenie płatów czołowych zazwyczaj prowadzi do powstania psychopatii.

1. Przypadek Phineasa Gage'a– robotnik kolejowy; w wyniku wypadku stempel do przybijania ładunku dynamitu przebił jego policzek, uszkadzając kość jarzmową i przeleciał przez czaszkę mężczyzny uszkadzając jego płat czołowy. Przez ten wypadek osobowość Gage'a drastycznie się zmieniła - stał się on ponoć porywczy, wulgarny i niezdolny do konsekwentnego dążenia do celów (wcześniej był osobą pracowitą i zrównoważoną); jego pamięć, język i inteligencja nie zostały naruszone, jednak powstały skutki uszkodzeń płatów czołowych:

• niezdolność do przewidywania sytuacji, konsekwencji działań (planowania też)

• niestabilność emocjonalna

• zachowania agresywne, wulgarne

• negatywny wpływ na interakcje społeczne

Przypadek ten to pierwszy opis socjopatii nabytej! - pod wpływem uszkodzenia mózgu normalny człowiek może stać się psychopatą, osobą niebezpieczną dla społeczeństwa → mózg wpływa na osobowość i determinuje świadomość, uczucia oraz zachowania moralne.

1. PLASTYCZNOŚĆ MÓZGU

• Plastyczność mózgu to możliwość zmiany jego organizacji neuronów pod wpływem bodźców. Wszelkie powtarzające się bodźce z receptorów zmysł. Zmieniają strukturę połączeń nerwowych zależnie od znaczenia bodźca.

• Zmiany wymiarów i funkcji mózgu związane z przystosowaniem do wymogów środowiska (wynik neuroplastyczności).

• Jeżeli przestaje się używać mózgu, to on zanika.

• Zmiana trybu życia na osiadły powoduje zanik mózgu (larwy żachwy)

• Brak aktywności mózgu prowadzi do jego głębokiego niedorozwoju (zaniedbane dzieci- ważna aktywność rodzicielska)

• Uczenie się prowadzi do tworzenia kolców synaptycznych (przez działanie glutaminianu uwalnianego przy pobudzeniu neuronów)

• Podstawą uczenia się jest plastyczność synaps nerwowych

• Plastyczność synaptyczna- zmiana siły sprzężenia synaptycznego

• Hebb i Konorski (niezależnie od siebie) stwierdzili, że stałe pobudzenie neuronu związane z uwalnianiem glutaminianu zwiększa wydajność transmisji.

• Kandel badał aplyzję- ślimak morski o największych neuronach. Zaproponował molekularne mechanizmy uczenia się- zwiększona fosforylacja i zmiany genomowe.

• Podrażniona aplazja kurczy skrzela. Jeżeli nowy bodziec jest neutralny przestaje reagować (habituacja)

• Jeżeli bodziec jest bolesny, reakcja aplyzji za każdym razem wzrasta (sensytyzacja)

• Długotrwała habituacja i sensytyzacja prowadzą do zmiany połączeń między neuronami czuciowymi i ruchowymi.

• W wyniku zmian plastycznych neurony kory mózgowej mogą się z czasem rozwijać lub ulegać inwolucji.

• Brak stymulacji wzrokowej po urodzeniu w krytycznym okresie rozwojowym powoduje zahamowanie rozwoju neuronów kolankowato-korowych u kota

• Wyższe czynności psychiczne (np. medytacja i rozważania religijne) wpływają na aktywność i strukturę mózgu.

• W czasie medytacji religijnej wzrasta przepływ krwi w płatach czołowych, związanych z emocjami, pobudzeniem i percepcją. Natomiast spada przepływ krwi w płacie ciemieniowym, obszarze odpowiedzialnym za odczuwanie czasu i granic, których poczucie znika często w czasie przeżyć religijnych.

• Medytacja powoduje zwiększanie grubości kory mózgowej i zwiększa gęstość istoty szarej w obszarach związanych z regulacją krążenia i oddychania.

1. ŚWIADOMOŚĆ U ZWIERZĄT- METODYKA BADAŃ

Potocznie uważa się, że człowiek tym różni się od zwierząt, że obdarzony jest świadomością.

• Obserwacje niektórych zachowań zwierząt mogą być interpretowane na różne sposoby.

• Konstruowanie testów, w których zachowanie zwierzęcia pozwala na wnioskowanie czy wie ono, że istnieje, że jest sobą.

• Pomysł ten zainspirowany obserwacjami Darwina, który zauważył, że samica orangutana, Jenny, stroiła miny do podanego jej lustra.

1. W 1970 Gordon Gallup Jr. wpadł na pomysł „testu na świadomość” („test lustra”), który zakładał, że jeżeli zwierzę zorientuje się, że ogląda swoje własne odbicie, to ma poziom świadomości porównywalny z ludzkim (rozpoznaje się jako „ja”, wie, że istnieje).

• Zwierzę oswaja się z lustrem (początkowo próbuje dotknąć odbicia, atakuje je)

• Gdy zorientuje się, że „gada do ściany” przestaje przejmować się obiektem z drugiej strony lustra

• Zaznacza się punkt na ciele zwierzęcia w taki sposób, aby mogło zauważyć to tylko w lustrze

• Większość zwierząt nie zmieniało swojego zachowania, jednak szympans natychmiast zaczął rękoma sprawdzać przed lustrem znak, który pojawił się na jego czole

Odkrycie Gallupa wywołało ogromne zainteresowanie -> liczne głosy krytyki i nowe badania na innych małpach.

Małpami obdarzonymi świadomością okazały się: szympans, orangutan, bonobo. Wyniki goryla były kontrowersyjne – w większości przypadków „nie zdawał” tzw. testu lustra (gibon też nie).

Zdolność samorozpoznawania nie pojawia się u szympansów hodowanych od maleńkości w izolacji.

1. W 2001 r. Diana Reiss i Lori Marino opisały, że zdolność do samorozpoznawania się w lustrze mają także delfiny.

• Jeśli przyczepi się im znacznik koło oka – podpływają do ściany akwarium, które działa jak lustro, i długo się obserwują.

1. W 2006 r. Diana Reiss wykazała, że w lustrze rozpoznają się też słonie.

• Przychodzi im to z trudem, bo mają bardzo słaby wzrok.

• Słonica Happy ustawiona przed lustrem 2,5x2,5m rozpoznawała znacznik na swoim policzku i natychmiast sięgała do niego trąbą

1. Również sroki „zdają” tzw. test lustra (reakcje na plamę: próby dotknięcia dziobem lub nogą). Wyniki badań nad papugami były negatywne.

Zdolność samorozpoznawania się w lustrze pojawia się u człowieka w wieku 18 – 24 miesięcy. (małpy 4,5- 8 lat)

Rozpoznają same siebie w lustrze, a więc osiągają bardzo wysoki poziom świadomości, tylko te zwierzęta, które mają:

• Duży mózg

• Silne, zhierarchizowane relacje społeczne

• Wykazują empatię, w postaci tzw. targeted helping (pomocy ukierunkowanej na potrzeby drugiego) w stosunku do zwierząt tego samego gatunku i w stosunku do człowieka .

1. BUDOWA NEURONU

Neuron składa się z podstawowych części głównych: dendrytów, somy (ciała komórki), aksonu i zakończeń presynaptycznych.

• DENDRYTY - rozgałęziające się wypustki, które zwężają się ku końcowi. Ich powierzchni pokryta jest receptorami synaptycznymi, które odbierają informację z innych neuronów. Niektóre są bardzo rozgałęzione. Niektóre posiadają niewielkie wyrostki zwane kolcami dendrytycznymi (zwiększają pole powierzchni).

• Dendryty apikalne (u góry neuronu)

• Dendryty podstawne (po bokach neuronu)

• Dendryty postsynaptyczne (komórka postsynaptyczna)

• CIAŁO KOMÓRKOWE (SOMA) - zawiera jądro, rybosomy, mitochondria, a także inne elementy które można znaleźć w przeważającej części komórek zwierzęcych. Tu zachodzi większość procesów metabolicznych.

  • Kadłub

  • Jądro

  • Wzgórek aksonalny- stąd wysyłany jest sygnał wyjściowy, który wędruje dalej poprzez akson.

    • Hamujące zakończenia obcego neuronu

    • Pobudzające zakończenia obcego neuronu

• AKSON - jest cienkim włóknem o stałej średnicy, w większości przypadków dłuższym od dendrytów. Przewodzi informacje, przesyłając impuls DO innych neuronów, czy też do mięśni lub gruczołów.

  • Aksony zwykle pokryte są OSŁONKĄ MIELINOWĄ (zwiększa szybkość przesyłania informacji).

  • Przerwy w osłonce mielinowej to WĘZŁY RANVIERA.

  • Akson ma wiele odgałęzień, każde z nich na końcu się rozszerza tworząc ZAKOŃCZENIE PRESYNAPTYCZNE zwane także KOLBKĄ KOŃCOWĄ. Jest to miejsce z którego uwalniane są związki chemiczne, przechodzące przez szczelinę oddzielającą jeden neuron od drugiego.

Neuron może mieć DOWOLNĄ liczbę dendrytów, ale tylko JEDEN akson.

1. ZASADY KOMUNIKACJI MIĘDZY NEURONAMI

Prymitywna komunikacja chemiczna wewnątrz organizmu:

• Działanie autokrynne – cel na samej komórce

  • Komórka sama wydziela substancję i sama na nią odpowiada, ponieważ wyposażona jest w odpowiedni receptor (tzw. sprzężenie zwrotne dodatnie)

  • W warunkach prawidłowych – komórka embrionalna; w warunkach patologicznych – komórka nowotworowa

• Działanie parakrynne – cel na sąsiedniej komórce

  • Substancja wydzielona przez odpowiednią komórkę, a następnie działa na komórki docelowe za pośrednictwem płynu międzykomórkowego

  • Np. interferon (w warunkach fizjologicznych – droga parakrynna, jako lek – droga neurokrynna)

• Działanie endokrynne – cel na odległej komórce

  • Przekaz informacji za pośrednictwem układu krążenia

  • Wydzielina z komórki wyspecjalizowanej trafia do układu krążenia, przenoszona na pewną odległość, aż w końcu trafia na komórkę docelową wyposażoną w receptor

  • Substancja wydzielana: hormon

• Działanie neurokrynne

  • uwalnianie neuroprzekaźników z zakończeń nerwowych i ich dyfuzja do komórek docelowych

Podstawową funkcją neuronów jest produkowanie sygnałów elektrycznych – pobudzających i hamujących potencjałów postsynaptycznych – integrowanych następnie w kadłubie komórki i wysyłanych przez wypustkę osiową (akson) jako potencjał czynnościowy do zakończeń nerwowych.

Potencjały są tworzone jako wyrównanie istniejącej różnicy potencjałów między wnętrzem neuronu i otoczeniem (depolaryzacja) w wyniku otwarcia kanałów jonowych.

Potencjał czynnościowy powoduje uwolnienie z zakończenia neurotransmitera, który działa na następny neuron lub efektor.

Każdy jon ma swoisty dla siebie potencjał równowagi. Otwarcie kanału swoistego dla danego jonu zmienia potencjał membranowy w kierunku potencjału równowagi.

• Otwarcie kanałów Na+ i Ca2+ zmniejsza ujemność wnętrza neuronu czyli powoduje depolaryzację.

• Otwarcie kanałów K+ i Cl- powoduje hyperpolaryzację.

Pompa sodowo-potasowa .

Typy połączeń między neuronami:

• Synapsy niechemiczne

  • Zestawienie – modulacja sygnału

  • Przyłożenie – uniemożliwienie sygnału

  • Złączenie szczelinowe – szybka komunikacja

• Synapsy chemiczne – w zależności od neurotransmitera potencjały postsynaptyczne mogą być pobudzające lub hamujące

  • Pobudzająca – typ I asymetryczna

  • Hamująca typ II symetryczna

  • Złożona

Dwie klasy synaps:

• Elektryczna – bezpośredni przepływ prądu

  • Obydwie błony komórkowe stykają się na niewielkiej przestrzeni

  • Sygnał jest przekazywany znacznie szybciej niż w synapsie chemicznej, bezpośrednio, w postaci impulsu elektrycznego

  • Przekazywanie pobudzenia może zachodzić w obu kierunkach

  • W obrębie styku znajduje się kanalik białkowy (konekson), poprzez który mogą być przekazywane jony

• Chemiczna – połączenie elektryczne przerwane; neuroprzekaźniki

  • Wyspecjalizowane połączenie między dwoma neuronami albo między neuronem i innym rodzajem komórki, poprzez które jednokierunkowo przenoszone jest pobudzenie nerwowe

  • Komórki biorące udział w połączeniu nie stykają się fizycznie, lecz oddzielone są przez wąską przestrzeń (szczelinę synaptyczną)

  • Akson przekazuje pobudzenie do kolbki synaptycznej, która zawiera substancję neuroprzekaźnikową zdolną do pobudzenia błony kom. położonej po drugiej stronie szczeliny synaptycznej (od pre- do postsynaptycznej).

  • Impuls dociera do kolbki synaptycznej i uwalniany jest pęcherzyk synaptyczny z substancją przekaźnikową. Przekazanie bodźca następnej komórce, czyli wywołanie potencjału czynnościowego

SYGNALIZACJA ELEKTROCHEMICZNA:

• Potencjał czynnościowy nie może przekroczyć szczeliny synaptycznej

• Depolaryzacja zakończenia powoduje napływ jonów wapnia

• Wapń mobilizuje pęcherzyki synaptyczne zawierające neurotransmiter (egzocytoza pęcherzyków)

• Cząsteczki transmitera dyfundują poprzez szczelinę i dochodzą do receptorów postsynaptycznych

• Receptory postsynaptyczne otwierają się pozwalając na napływ Na+ i K+

• Prąd jonowy depolaryzuje neuron postsynaptyczny i inicjuje postsynaptyczne potencjały pobudzające (EPSP)

• Nagromadzenie się EPSP generuje postsynaptyczny potencjał czynnościowy

ZASADY SYGNALIZACJI W UKŁADZIE NERWOWYM:

• Sygnał płynie z neuronu do neuronu i ma charakter mieszany.

• Ilość neurotransmitera decyduje o sile przekazywanego sygnału.

1. POWSTANIE I EWOLUCJA TEORII RECEPTOROWEJ

• Receptor – biopolimer o strukturze białkowej będący w stanie rozpoznawać określone białka- ligandy (ligandy endogenne np. neuroprzekaźniki, ligandy egzogenne np. leki lub inne substancje)

• Według tej teorii warunkiem wystąpienia działania jest połączenie się cząsteczki określonej substancji z właściwym dla niej miejscem na błonie komórkowej lub z odpowiednim receptorem.

• Receptor posiada zdolność tworzenia kompleksu aktywnego z ligandem. Powoduje to szereg zmian strukturalnych i elektronowych w receptorze, a także w ligandzie, co prowadzi do określonego efektu biologicznego.

• Receptory mają swoisty charakter, tzn., że ich rodzaj i budowa przestrzenna grup czynnych powoduje ścisłe oddziaływanie substancji z receptorem.

EWOLUCJA:

1. John Langley- zaproponował istnienie „substancji receptorowej”, na którą działały wspólnie nikotyna i kurara (1905).

2. Paul Ehrlich- idea receptorów na powierzchni komórki.

3. Alfred Joseph Clark- rozważania matematyczne doprowadziły do teorii receptorowej. (1928)

4. Everhardus J Ariens- aktywność wewnętrzna (1954)

5. Robert Stephenson- wydajność receptora (1956)

6. Robert F. Furchgott- receptory zapasowe I wydajność wewnętrzna (1965, 1966)

7. Monod, Wyman, Changeaux- modulacja allosteryczna (1965)

Istnienie realne receptorów udowodnił Peter Waser badając autoradiograficznie przeponę szczura (1957).

Strukturę trójwymiarową zrekonstruowano najpierw w badaniach krystalograficznych receptora nikotynowego z narządu elektrycznego drętwy.

Obecnie wszystkie receptory zostały sklonowane, a ich sekwencje aminokwasowe poznane. Sklonowanie uważa się za dowód istnienia receptora.

1. RECEPTORY NEUROPRZEKAŹNIKÓW- TYPY I PRZYKŁADY

3 typy receptorów:

1. Enzymy

Przezbłonowe kinazy:

• kinaza tyrozynowa (receptory czynników wzrostu, neurotrofin)

• fosfataza tyrozynowa

• kinaza Ser/Thr (receptory TNF Beta)

• cyklaza guanylowa (receptory ANF, guaniliny)

1. Kanały

Kanał jonowy bramkowany ligandem(receptor jonotropowy- po otwarciu przepuszcza jony do komórki i na zewnątrz):

• receptor cholinergiczny nikotynowy

• receptor glutaminowy NMDA, AMPA, kainianowy

• receptor GABA-A

• receptor glicynowy

• receptor 5HT₃

1. Sprzężone z białkiem G (metabotropowy):

• cyklaza adenylanowa

• fosfolipaza C

1. BUDOWA I DZIAŁANIE RECEPTORA JONOTROPOWEGO

• Rodzaj receptora błonowego hormonalnego sprzężonego z kanałem jonowym działającym na zasadzie transportu biernego.

• W części zewnątrzkomórkowej receptora znajduje się miejsce wiążące cząsteczkę sygnałową (ligand), w efekcie związania dochodzi do zmiany konformacji białek tworzących kanał jonowy. Przez otwarty kanał przenikają jony zgodnie z gradientem stężeń.

• Złożony z wielu podjednostek tworzących por.

1. BUDOWA I DZIAŁANIE RECEPTORA METABOTROPOWEGO

Receptor metabotropowy (synonimy to: receptor 7TM, receptor związany z białkiem G) - rodzaj receptora błonowego hormonalnego. W organizmie wykryto kilkaset receptorów metabotropowych, które różnią się strukturą i funkcją.

Zbudowany jest z:

• części zewnątrzkomórkowej, która jest właściwym receptorem dla liganda zewnętrznego - hormonu

• części transmembranalnej, która zbudowana jest z siedmiu helis

• części wewnątrzkomórkowej, która jest aktywatorem białka G

Po przyłączeniu ligandu zewnątrzkomórkowego zmienia się konformacja części wewnątrzkomórkowej, do której może przyłączyć się podjednostka α białka G. W efekcie białko G zostaje zaktywowane i może dalej przekazywać sygnał danego szlaku fizjologicznego.

Działanie:

Główną funkcją GPCR jest przyłączenie liganda oraz sprzężenie z białkiem G. W efekcie białko G zostaje zaktywowane i może dalej przekazywać sygnał danego szlaku fizjologicznego. Receptory te wpływają na aktywność enzymów albo powodują otwarcie kanałów jonowych.

Receptory metabotropowe są częstsze niż receptory jonotropowe, efekty ich pobudzenia wolniej się rozwijają, trwają dłużej, są bardziej rozlane i bardziej zróżnicowane(receptory metabotropowe i jonotropowe to receptory glutaminianergiczne).

1. UKŁADY POBUDZAJĄCYCH AMINOKWASÓW

Pobudzające aminokwasy to:

• GLUTAMINIAN (neurotransmiter)

• ASPARAGINIAN (nie udowodniono funkcji neurotransmisyjnych)

System glutaminianergiczny – system napędowy ośrodkowego układu nerwowego.

60 % neuronów w mózgu używa glutaminianu jako sygnału chemicznego.

TRANSMISJA GLUTAMINIANERGICZNA

1. Synteza z prekursora (przy udziale komórek glejowych i mitochondriów)

2. Ładowanie do pęcherzyków

3. Uwalnianie egzocytoza)

4. Działanie na receptory różnego typu

5. Działanie na autoreceptory

6. Wychwyt zwrotny

7. Obróbka w mitochondriach

Glutaminian pobudza wszystkie receptory. Istnieją ligandy pobudzające (agoniści) i hamujące swoiste dla poszczególnych podtypów.

Duże znaczenie w mózgu mają dwa układy przeciwstawne:

• układ aminokwasów tzw. pobudzających z receptorami glutaminergicznymi

• receptory układu hamującego = receptory gabaergiczne GABA.

Układ glutaminergiczny związany jest z procesami uczenia się i z pamięcią, co ma szczególne znaczenie w powstawaniu uzależnienia.

Bezpośrednio na ten układ wpływają ketamina, fencyklidyna (PCP).

Przeciwnie do glutaminianu działa kwas GABA, który spowalniając aktywność neuronów wpływa na obniżenie lęku, pamięć oraz zniesienie czucia. Substancjami psychoaktywnymi, które tutaj oddziaływają są środki uspokajające, nasenne (benzodiazepiny, barbiturany) oraz alkohol.

Układy glutaminergiczny i gabaergiczny, to układy wzajemnie współpracujące, odpowiedzialne za utrzymanie równowagi między procesami pobudzenia i hamowania

1. RECEPTORY AMPA I NMDA

1. Receptory NMDA

• Tetramery złożone z dwóch podjednostek NR1 i dwóch podjednostek NR2

• Istnieje wielka różnorodność receptorów NMDA, o różnych własnościach fizjologicznych i farmakologicznych

• Najliczniej receptory NMDA występują w okolicach zaangażowanych w funkcje kognitywne

• Receptory NMDA mają wyższe powinowactwo do glutaminianu, lecz wymagają wstępnego pobudzenia neuronu.

1. Receptory AMPA

   • mają mniejsze powinowactwo do glutaminianu, lecz mogą działać w niepobudzonym neuronie.

   • Receptory AMPA glutaminergiczne są tetramerami które mogą być złożone z różnych kombinacji 4 homologicznych podjednostek

1. ZNACZENIE UKŁADU GLUTAMINIANERGICZNEGO

1. Pozytywne aspekty glutaminianu:

• Neurorozwojowe:

  • kierowanie stożkiem wzrostu

  • tworzenie kolców dendrytycznych

  • wycinanie zbędnych synaps

  • pourodzeniowa samoorganizacja kory

  • długotrwałe potęgowanie (LTP)

  • plastyczność neuronalna

  • tworzenie śladów pamięciowych

• Tworzenie engramu pamięciowego:

  • Słaby bodziec powoduje jedynie powstanie engramu pamięci roboczej

  • Bodziec silniejszy powoduje aktywację kinaz i niewielkie zmiany strukturalne, stanowiące engram pamięci krótkotrwałej

  • Bodziec silny, z aktywacją dodatkowym układem neurotransmisji, powoduje aktywację kinaz, które inicjują kaskadę reakcji prowadzących do aktywacji czynników transkrypcyjnych i ekspresji genów.

• Zmiany synaptyczne związane z tworzeniem pamięci - 3 etapy:

  • Indukcja. Uwolniony glutaminian wiąże się do receptorów AMPA, które depolaryzują obszar postsynaptyczny i odblokowuję receptory NMDA.

  • Ekspresja. Receptory NMDA wpuszczają wapń, co modyfikuje receptory AMPA zwiększając ich następne prądy pobudzeniowe.

  • Konsolidacja. Receptory NMDA indukują zmiany stabilizujące zmiany receptorów AMPA. Zmiany szybkie związane są z działaniem receptorów adhezyjnych, a składowa opóźniona wymaga zmian genomowych.

1. Negatywne aspekty glutaminianu:

• Ekscytotoksyczność (związana ze spożywaniem lędźwianu)

• Masywne uwalnianie glutaminianu, zwłaszcza w czasie udaru mózgu, powoduje nadmierny napływ wapnia do neuronu i jego śmierć.

• Możliwe szkodliwe efekty glutaminianu u dzieci.

1. EKSCYTOTOKSYCZNOŚĆ

• Masywne uwalnianie glutaminianu, zwłaszcza w czasie udaru mózgu, powoduje nadmierny napływ wapnia do neuronu i jego śmierć.

• Możliwe szkodliwe efekty glutaminianu u dzieci.

• W niektórych roślinach jadalnych występują substancje pobudzające receptory NMDA i mogą powodować choroby.

• Pseudosagowiec na wyspie Guam- epidemia zespołu parkinsonizmu i otępienia w czasie WWII

• Lędźwian siewny (soczewica ruska)- występuje w nim ODAP (analog glutaminianu), zbyt wielkie spożycie produktów z jego mąki prowadzi do latyryzmu (wojny napoleońskie w Hiszpanii).

• Neurolatyryzm- zanik mięśni nóg, zwłaszcza pośladkowych, w ubogich krajach Afryki i Dalekiego Wschodu, gdzie lędźwian stanowi ponad 40% diety.

1. KWAS GAMMA- AMINOMASŁOWY (GABA)

• GABA hamuje wszystkie typy neuronów, również gabaergiczne, co skutkuje pobudzeniem i może prowadzić do paradoksalnych efektów.

• Kwas gamma – aminomasłowy to organiczny związek chemiczny z grupy aminokwasów, który pełni funkcję głównego neuroprzekaźnika o działaniu hamującym w całym układzie nerwowym.

• Większość GABA znajduje się w interneuronach, które wykorzystują ten kwas jako swój główny przekaźnik.

1. UKŁAD GABERGICZNY I JEGO ZNACZENIE

• Układ gabergiczny – główny układ hamulcowy w mózgu; jest to układ kwasu gamma- aminomasłowego (GABA). (neuron gabaergiczny + sygnał hamujący + hamowany neuron)

• GABA hamuje wszystkie typy neuronów, również gabergiczne, co skutkuje pobudzeniem i może prowadzić do paradoksalnych efektów.

• Większość GABA znajduje się w interneuronach.

• Układ ten składa się z:

  • Jednego długiego, rozsianego szlaku z podwzgórza do kory nowej

  • Dwóch krótszych szlaków:

    • Z kory móżdżku do jąder głębokich

    • Z prążkowia do istoty czarnej

• 35% neuronów w mózgu jest gabergicznych, a 70% synaps używa GABA jako neuroprzekaźnika.

• Hamowanie:

  • Drgawek

  • Stresu

  • Napędu

  • Pamięci

  • Nadmiernego pobudzenia

• Deficyt transmisji gabergicznej:

  • GABA przechodzi z neuronu gabergicznego do receptora GABA, ale część GABA wytraca się do astrocytów oraz następuje wychwyt zwrotny części GABA z powrotem do neuronu gabergicznego. Przez to GABA jest gorzej wiązane w receptorze i mogą wystąpić zaburzenia w hamowaniu.

• Myszy szczepu EI są mutantami o niskim poziomie GABA w hipokampie, bardzo wrażliwymi na czynniki drgawko rodne.

• Skutki uszkodzenia hamulców w mózgu ludzkim:

  • Wielki atak padaczkowy (grand mal) wygląda dramatycznie, ale przechodzi samoistnie i bez złych skutków, jeżeli chory w czasie ataku nie dozna urazu mechanicznego.

• Zahamowanie nadmiernych pobudzeń jest często bardzo korzystne

• Transmisję gabaergiczną wzmacnia alkohol.

1. NEUROPRZEKAŹNIKI MODULUJĄCE

• Neuroprzekaźniki modulujące – głównie neuroprzekaźniki białkowe;

• Neuromodulatory same nie powodują pobudzenia czy też hamowania komórki postsynaptycznej, lecz raczej zwiększają bądź zmniejszają wydzielanie innego neuroprzekaźnika lub też zmieniają wrażliwość komórki postsynaptycznej.

• Do neuromodulatorów należą m.in. substancja P, neuropeptyd Y i jelitowy polipeptyd czynny naczyniowo (VIP).

• Acetylocholina.

1. ACETYLOCHOLINA I UKŁAD CHOLINERGICZNY

• Pierwsza substancja opisana jako neurotransmiter.

• W:

  • Płytce nerwowo- mięśniowej

  • W ośrodkowym układzie nerwowym

  • W anatomicznym układzie nerwowym

• Cykl życiowy:

  • Uwalnianie

  • Działanie

  • Unieczynnienie

  • Recykling choliny

• Blokada rozkładu acetylocholiny, wybitnie nasila efekt działania neuromediatora

• Sygnał elektryczny powoduje uwolnienie z zakończeń neuronu acetylocholiny, która działając na receptory N powoduje wzrost potencjału płytki nerwowo- mięśniowej,

• Blokada acetylocholiny nasila i przedłuża odpowiedź z receptorów cholinergicznych (acetylocholiny),

• Podtypy receptorów nazwano od pierwszych substancji swoiście na nie działających,

• Układ cholinergiczny (system podstawnoprzodomózgowiowy) przodomózgowia odpowiedzialny jest za pamięć i uwagę

• Składa się z:

  • Kory

  • Przegrody

  • Hipokampa

  • Jądra Meynerta

  • Prążkowia

  • Wzgórza

  • Grupy tylniej

• Funkcje:

  • Zasadnicza rola w organizacji ludzkiej świadomości

  • Zarządza tworzonymi przez układ glutaminianergiczny śladami pamięciowymi

  • Pełni podstawową role w procesach uwagi i przywoływania engramów

  • Osłabienie pamięci związane z wiekiem jest wynikiem narastania deficytu transmisji cholinergicznej

  • Warunkiem funkcjonowania pamięci jest integralność jądra Meynerta

• Dwa schorzenia chroniczne powodowane uszkodzeniem transmisji cholinergicznej:

  • Choroba Alzheimera i otępienia typu alzheimerowskiego

  • Miastenia (50-200 na milion)

    • Zmęczenie i osłabienie mięśniowe po niewielkim wysiłku

    • Ptoza (opadanie powiek)

    • Diplopia- podwójne widzenie

    • Dysfagia- kłopoty z przełykaniem

    • Trudności z oddychaniem

1. UKŁAD DOPAMINERGICZNY

• Układ określony neurotransmiterem

• Cztery różne szlaki pełniące różne funkcje:

  • Nigrostriatalny- kontrola mechaniczna

  • Mezolimbiczny- układ nagrody

  • Mezokortykalny- funkcje poznawcze

  • Guzowolejkowy- kontrola hormonalna

• Receptory wyłącznie metabotropowe

• Patologie układu:

  • Choroba Parkinsona

  • Uzależnienia lekowe

  • Schizofrenia

  • Mlekotok

• Neurony dopaminowe są zlokalizowane w szczególnych grupach komórek

• Niewielka liczba neuronów (ok. 450 tys. u młodego człowieka), z wiekiem następuje ich spadek

• Właściwa aktywność układu dopaminergicznego jest niezbędna dla utrzymania odpowiedniego poziomu zadowolenia z życia

• Dopamina jest zaangażowana w regulacji:

  • Motoryki

  • Uczenia

  • Motywacji

  • Percepcji

  • Odczuwania przyjemności

  • Równowagi hormonalnej

• Zaburzenie czynności układu dopaminowego prowadzi do schorzeń:

  • Neurologicznych

  • Psychiatrycznych

  • Hormonalnych

• Aktywność neuronów dopaminowych wzrasta w trakcie czynności przyjemnych:

  • Jedzenia smacznych rzeczy

  • Zachowań agresywnych

  • Aktywności seksualnej

  • Podniecających, ryzykownych przeżyć

  • Poszukiwania nowości

  • Uprawiania hazardu

• Leki blokujące układ dopaminowy powodują uczucie dyskomfortu.

1. KONSEKWENCJE PATOLOGII UKŁADU DOPAMINERGICZNEGO

• Choroba Parkinsona

• Uzależnienia lekowe

• Schizofrenia

1. UKŁAD ADRENERGICZNY

• Ergotropowy, centralny układ stanu (obsługuje wszystkie obszary mózgu)

• Układ rozproszony- niewiele neuronów, ale gęste unerwienie mózgu

• Główne grupy komórek zlokalizowane w jądrze sinawym i bocznej nakrywce

• Ludzkie jądro sinawe- zaledwie 40-50 tys. Neuronów

• Drogi wstępujące do przodomózgowia

• Zstępujące do rdzenia kręgowego

• Receptory tylko metabotropowe, wiele podtypów

• Konsekwencje deficytu transmisji noradrenergicznej:

  • Upośledzona uwaga

  • Problemy z koncentracją

  • Uszkodzenie pamięci roboczej

  • Zwolnienie przetwarzania informacji

  • Depresja nastroju

  • Zacofanie psychomotoryczne

  • Męczliwość

• Adrenalina, noradrenalina

1. RECEPTORY ADRENERGICZNE

• Wiele związków moduluje transmisję noradrenergiczną w różnych punktach. Wiele z nich to cenne leki psychotropowe.

• Receptory adrenergiczne- białka błonowe rozpoznające i wiążące cząsteczki adrenaliny i noradrenaliny, co uruchamia sekwencję zjawisk prowadzących do przeniesienia informacji dostarczonej komórce przez te cząsteczki sygnałowe przez błonę komórkową i zainicjowanie odpowiedzi komórki.

• Receptory adrenergiczne dzielą się na dwie rodziny:

  • α-adrenergiczne – zlokalizowane m.in. w naczyniach krwionośnych, sercu, trzustce, płytkach krwi oraz ośrodkowym układzie nerwowym; dzielą się na liczne podtypy, m.in. α₁ oraz α₂

  • β-adrenergiczne – również zlokalizowane w licznych tkankach i narządach, dzielą się na podtypy β₁, β₂ oraz β₃.

• Obecnie w medycynie wykorzystuje się leki pobudzające lub hamujące określonego typu receptory. Przykładowo, leki blokujące receptor β1 stosowane są w leczeniu nadciśnienia tętniczego, zaburzeń rytmu serca oraz w chorobie niedokrwiennej serca. Oprócz tego, w leczeniu nadciśnienia wykorzystuje się również antagonistów receptorów α₁ oraz leki pobudzające ośrodkowe receptory α₂.

1. KONSEKWENCJE PATOLOGII UKŁADY ADRENERGICZNEGO

• Konsekwencje deficytu transmisji noradrenergicznej:

  • Upośledzona uwaga

  • Problemy z koncentracją

  • Uszkodzenie pamięci roboczej

  • Zwolnienie przetwarzania informacji

  • Depresja nastroju

  • Zacofanie psychomotoryczne

  • Męczliwość

1. UKŁAD SEROTONINERGICZNY

• Trofotropowy centralny układ stanu

• System rozproszony: bardzo niewiele neuronów, ekstensywne unerwienie mózgu (5 mln. Zakończeń nerwowych z jednego neuronu)

• Transmisja pojemnościowa- wiele zakończeń nerwowych bez synaps (sygnalizacja parakrynna)

• Główne grupy neuronów w jądrach szwu mózgu

• Główne szlaki: szew- układ limbiczny, szew- kora

• Receptory- głownie metabotropowe, ale jeden ty- kanał. Wiele podtypów receptorowych.

• Szeroka kontrola autoreceptorowa

• Patologie:

  • Lęk

  • Natręctwa

  • Depresja

  • Migreny

  • Wymioty

• Ludzki układ serotoninergiczny:

  • Kora nowa,

  • prążkowie,

  • wzgórze obręczy,

  • zawój obręczy,

  • jądro półleżące,

  • podwzgórze,

  • kora węchowa i śródwęchowa,

  • ciało migdałowate,

  • hipokamp,

  • przednie jądro szwu,

  • tylne jądro szwu, do rdzenia kręgowego,

  • głębokie jądra móżdżku,

  • kora móżdżku.

• Istnieje duża grupa związków zakłócających transmisję serotoniny na poszczególnych etapach . Wiele z nich to leki, np.: Rezerpina, Tetrabenazyna, Citalopram.

• Behawioralne efekty deficytu serotoninowego:

  • Bezsenność

  • Agresywność

  • Depresja

  • Rozhamowanie seksualne

  • Żarłoczność

• Serotonina i noradrenalina grają przeciwstawne, ale współpracujące role i wzajemnie się kontrolują

1. ZNACZENIE UKŁADU SEROTONERGICZNEGO W NASTROJU

• Konsekwencje deficytu serotoninowego u człowieka:

  • Zmniejszona kontrola zachowań impulsywnych – agresja, molestowanie seksualne

  • Bezsenność

  • Zaburzenia rytmu dobowego

  • Depresja

  • Spadek wagi ciała

  • Żarłoczność (szczególnie apetyt na słodycze)

• Behawioralne efekty „nokautu 5HT_1A” – zachowania lękowe, choć jednocześnie antydepresyjne; zwiększona aktywacja obwodów GABA, glutaminergicznych i peptydowych.

• Nadczynność układu serotoninergicznego może mieć wpływ na negatywne objawy schizofrenii (gdyż prowadzi do hipofunkcji układu dopaminergicznego).

• Inne patologie tego systemu mogą wywołać - lęk, natręctwa, migreny, wymioty.

• Zespół serotoninowy (z neta) – stan wywołany zbyt dużą ilością serotoniny w mózgu, zazwyczaj wywołany przez różne substancje hamujące wychwyt zwrotny. Może prowadzić do śmierci. Objawy:

  • Bóle głowy

  • Halucynacje

  • Sztywność mięśni

  • Podwyższona temperatura ciała

  • Bezsenność

  • Przyspieszenie toku myślenia

  • Niepokój

  • Nadciśnienie

1. UKŁAD SEROTONINERGICZNY W STAROŚCI- KONSEKWENCJE ZDARZENIA

• w okresie starości aktywność układu serotoninergicznego spada - wymierają neurony serotoninowe w okolicach jąder szwu, co wywołuje depresję lub zaburzenia snu;

• spada gęstość receptorów 5HT1A i 5HT2A (serotoninowych), wzrostu obrotu w hipokampie;

• spadki funkcjonalne: adaptacja pod wpływem ligandów (podstawników), regeneracja po uszkodzeniach przez stres, regulacja rytmu dobowego, wrażliwość na kortykosterydy (leki działające silnie przeciwzapalnie)

• konsekwencje deficytu serotoninowego u człowieka:

  • zmniejszona kontrola zachowania impulsywnego (agresywność; molestowanie seksualne – w łagodniejszych przypadkach, natomiast w poważnych nawet pedofilia),

  • zaburzenia rytmu dobowego,

  • bezsenność,

  • zwiększony apetyt, żarłoczność,

  • spadek wagi ciała,

  • depresja

• zaburzenia behawioralne na tle seksualnym są ogromnym problemem w domach starców, natomiast fakt, że podniesienie poziomu transmisji serotoninowej poprzez zastosowanie inhibitorów wychwytu serotoniny jest skuteczne w nadaktywności seksualnej świadczy o tym, że jest ona związana z deficytem serotoniny.

1. UKŁAD HISTAMINERGICZNY

• filogenetyczna stara grupa neuronów, zlokalizowana w jądrze guzowo – suteczkowatym, unerwiająca większość mózgu.

• Ma kluczowa pozycja w regulacji podstawowych funkcji ustrojowych, w tym cyklu snu i czuwania, homeostazy energetycznej i endokrynnej, plastyczności synaptycznej i uczenia.

• Sklonowano 4 typy receptorów histaminowych, 3 z nich występują licznie w mózgu ssaków. Przez długi czas pomijany z powodu braku czułej metody oznaczania histaminy. Włókna histaminergiczne wychodzące z jądra guzowosuteczkowatego wysyłają projekcje i wypustki w całym OUN.

• Synteza i metabolizm histaminy:

  • histydyna jest pobierana do zakończenia i dekarboksylowana,

  • utworzona histamina jest umieszczona w pęcherzykach, uwalniana i metylowana.

  • Histamina kontroluje wiele aktywności bezpośrednio i pośrednio.

  • Indukuje długotrwałe potęgowanie (LTP) w hipokampie.

  • Wymaga to pobudzenia obu receptorów, H1 i H2.

  • Aktywacja neuronów histaminowych powoduje budzenie się ze snu REM i snu wolnofalowego.

• Receptory H1R w młodym mózgu ludzkim – wysokie stężenie w korze obręczy, korze czołowo – skroniowej, jądrach migdałowatych i hipokampie, niskie stężenia w móżdżku.

• U osób straszych i z depresją i sumowanie tych efektów – znamienne obniżenie wiązania do H1R w strukturach korowych.

• Pobudzające działania histaminy w mózgu:

  • podtrzymanie czuwania (cykl sen czuwanie),

  • zwiększenie ruchliwości (lokomocja),

  • poprawa pamięci i uczenia (aktywność poznawcza);

  • indukcja hydrolizy, glikogenu w mózgu (metabolizm energetyczny),

  • zwiększenie wrażliwości bólowej.

• Hamujące działania histaminy w mózgu:

  • hamowanie pobierania pokarmu (karmienie),

  • hamowanie – drgawki,

  • stres – hamowanie pobudzenia wywołanego stresem,

  • psychozy metamfetamionowe – hamowanie kindlingu,

  • neuroplastyczność – hamowanie nadwrażliwości podenerwacyjnej.

Zaburzenia histaminowe mogą być czynnikiem wyzwalającym dla podatności, nasilenia i postępu chorób epigenetycznych (choroby ruchy, padaczka, otępienie, schizofrenia, depresja, zaburzenia przedsionkowe, uzależnienia i przymusy, encefalopatia, neuroinflamacja, bóle głowy, świąd, zaburzenia snu, zaburzenia jedzenia i zespół metaboliczny.

1. ZNACZENIE UKŁADU HISTAMINERGICZNEGO W REGULACJI FUNKCJI ŻYCIOWYCH

• Pobudzające działania histaminy w mózgu:

  • podtrzymanie czuwania (cykl sen czuwanie),

  • zwiększenie ruchliwości (lokomocja),

  • poprawa pamięci i uczenia (aktywność poznawcza);

  • indukcja hydrolizy, glikogenu w mózgu (metabolizm energetyczny),

  • zwiększenie wrażliwości bólowej.

• Hamujące działania histaminy w mózgu:

  • hamowanie pobierania pokarmu (karmienie),

  • hamowanie – drgawki,

  • stres – hamowanie pobudzenia wywołanego stresem,

  • psychozy metamfetamionowe – hamowanie kindlingu,

  • neuroplastyczność – hamowanie nadwrażliwości podenerwacyjnej.

• Zaburzenia histaminowe mogą być czynnikiem wyzwalającym dla podatności, nasilenia i postępu chorób epigenentycznych

  • Zaburzenia snu

  • Zaburzenia jedzenia i zespół metaboliczny

  • Świąd i ból

  • Neuroinflamacja

  • Bóle głowy

  • Encefalopatia

  • Choroby ruchu

  • Zaburzenia nastroju ( schizofrenia, depresja)

  • Otępienie

  • Padaczka

  • Zaburzenia przedsionkowe

  • Uzależnienia i przymusy

1. NEUROPEPTYDY JAKO NEUROTRANSMITERY

• Neuropeptydy są uwalniane tylko przy silniejszej stymulacji neuronu, ponieważ aktywacja dużych pęcherzyków wymaga wyższych poziomów Ca²⁺

• Współistnienie transmiterów klasycznych i peptydowych pozwala na zróżnicowanie sygnałów w zależności od ich siły.

• Pozwala również na określenie czasu pobudzenia: magazyny peptydów są ograniczone i po przewlekłej stymulacji zwiększa się stosunek uwalnianych amin do peptydów

• Te same neuropeptydy tworzone w podwzgórzu mogą służyć jako hormony obwodowe i neuroprzekaźniki

• Niektóre rodziny neuropeptydów:

  • Opioidy (enkefaliny)

  • Neuroprzysadkowe (bombezyna)

  • Insuliny

• ważne neuropeptydy:

  • TRH (przeciwdepresyjny)

  • Opioidy (ból i uzależnienia)

  • Wazopresyna i oksytocyna (pamięć, zachowania macierzyńskie i socjalne)

  • Substancja P (ból i depresja)

1. NEUROPEPTYDY W REGULACJI BÓLU

• Opioidy-regulatory bólu- po stwierdzeniu, że morfina i leki jej pokrewne przyłączają się do swoistych receptorów w tkance mózgowej zaczęto szukać naturalnych ligand tych receptorów.

• w latach 70 odkrycie peptydów opioidowych:

  • enkefaliny(krótkie peptydy)

  • endorfiny(wielkie peptydy)

  • dynorfiny

  • endomorfiny(odkryte ostatnio)-swoją charakterystyką działania najbardziej przypominają morfinę.

• Neurony zawierające peptydy opioidowe znajdują się w obszarach mózgu związanych z regulacją bólu.

• Opioidy działają głównie jako inhibitory obwodów neuronalnych. Hamują uwalnianie wielu neuroprzekaźników, mogą jednak wywierać działanie pobudzające(np. w hipokampie, w wyniku blokowania inhibicji)

• opioidy hamują procesy zapamiętywania i uczenia

• poza działaniem przeciwbólowym na pierwszy plan wybija się ich działanie na układ nagrody i związany z tym udział w uzależnieniach lekowych.

• istnieją trzy klasy receptorów opioidowych

  • µ,

  • δ,

  • κ

(poszczególne peptydy opioidowe działają na nie z różną siłą).

1. NEUROPEPTYDY W REGULACJI PAMIĘCI

• Układ cholinergiczny- układ pamięci i uwagi.(ukł.neuroprzekaźników klasy II) Neurony zawierające acetylocholinę tworzą dwa układy cholinergiczne.

  • podstawową funkcją acetylocholiny-wzmocnienie procesów związanych z uwagą

  • układ cholinergiczny- istotna rola w detekcji, selekcji, dyskryminacji i przetwarzaniu bodźców sensorycznych

  • korowy system cholinergiczny jest zaangażowany w bardzo istotne pierwsze stadia przetwarzania informacji, więc uszkodzenia transmisji cholinergicznej są przyczyną zarówno niewielkich deficytów pamięci związanych ze starzeniem się, jak też-jeżeli są nasilone-prowadzą do objawów otępienia(występujących np. w chorobie Alzheimera).

• Peptydy neuroprzysadkowe: wazopresyna i oksytocyna-regulatory pamięci i zachowania macierzyńskiego. (też klasa III)

  • Wazopresyna i oksytocyna są neurohormonami wydzielanymi przez neurony nerwowej części przysadki mózgowej.

  • największe skupisko neuronów zawierających oksytocynę i wazopresynę to neurony drobnokomórkowe w jądrze przykomorowym podwzgórza(ale ich neurony znajdują się też poza podwzgórzem), dają one projekcję daleko poza podwzgórze, do kory mózgowej, opuszki węchowej, obszaru przedwzrokowego, hipokampa, przegrody ciała migdałowatego, istoty szarej okołowodociągowej, istoty czarnej, nakrywki brzusznej, jąder szwu, jąder nerwu błędnego i trójdzielnego.

  • wazopresyna poprawia pamięć i uczenie(peptyd ten przenika do mózgu gdy jest stosowany w formie aerozolu do nosa),

  • jest też zaangażowana w termoregulację i ma działać na ośrodek przeciwgorączkowy w przegrodzie,

  • oprócz tego powoduje wzrost ciśnienia krwi i bierze udział w regulacji gospodarki wodnej organizmu.

  • Szlaki wazopresynowe- wzmaganie pamięci, promocja monogamii

  • oksytocyna w dużych dawkach hamuje procesy zapamiętywania(niektórzy wiążą działanie wysokich stężeń oksytocyny wyrzucanej z przysadki w trakcie porodu, z szybkim zapominaniem bólu, który mu towarzyszy), w małych ją potęguje

  • wysokie stężenia oksytocyny są potrzebne do inicjacji zachowań macierzyńskich(przynajmniej u gryzoni laboratoryjnych),

  • oksytocyna bierze udział w ośrodkowym sterowaniu ruchem jelit.

  • Ważna w procesach reprodukcyjnych- powoduje skurcze macicy, wypływ mleka, związana z budową gniazda i orgazmem

1. NEUROPEPTYDY W ZACHOWANIACH SOCJALNYCH

2. NEUROPEPTYDY REGULUJĄCE STRES

• Neuropeptydy regulujące stres:

  • Somatostatyna- (ogólne hamowanie),

  • Galanina (hamowanie układu noradnergicznego),

  • CRF (Kortykoliberyna): odpowiedzi na stres,

  • NPY (Neuropeptyd Y): rytmy okołodobowe i działanie przeciwstresowe

1. NEUROPEPTYDY REGULUJĄCE ŁAKNIENIE

• Neuropeptydy regulujące łaknienie:

  • CCK czyli Cholecystokinina- reguluje lęk i pobieranie pokarmu,

    • (1)uwalniana w ośrodku sytości przy wysokim stężeniu glukozy w organizmie,

    • (2) insulina i produkty trawienia uwalniają CCK z komórek dwunastnicy i nerwów trzewnych,

    • (3) uwolniona CCK pobudza nerw błędny

  • gastryna <- grupa: Gastryny

  • Bombezyna- białko, które uwalnia gastrynę, emocje

1. NEUROTROFINY

• Neurotrofiny- grupy substancji chemicznych, które mają na celu zapobieganiu śmierci komórek oraz stymulacji ich aktywności.

• „Trofina”- pochodzi od greckiego słowa „odżywianie”.

• Neurotrofiny działające w UN:

  • NGF –czynnik wzrostu nerwów - wspomaga przetrwanie i wzrost aksonów. Akson, który nie otrzyma wystarczającej ilości NGF, obumiera. NGF blokuje zjawisko apoptozy( mechanizm programowanej śmierci komórki).

  • BDNF – czynnik wzrostowy mechanizmu pochodzenia mózgowego- jego stężenie w układzie nerwowym wzrasta w efekcie wykonywania ćwiczeń ruchowych, ma znaczny wpływ na umiejętność uczenia się i pamięć. Chroni neurony hipokampa przed uszkodzeniami wywołanymi stresem. Najważniejszy czynnik neuroplastyczności. Stymuluje ekspresję Arc syntetyzowanego w kolcach dendrytycznych i reguluje ich sprawność transmisji sygnałów.

  • NT3, NT4 – uwalnianie ich i BDNF zależy od aktywności neuronów, ale od Na+ (sodu), a nie od Ca+

• LTP i BDNF- bodźce zwiększające LTP zwiększają też BDNF i NT3

• Stres i BDNF- Czynniki krótkotrwałego i długotrwałego stresu zmniejszają ekspresję BDNF (czyli BDNF hamuje rozwój depresji)

1. MARIHUANA I TETRAHYDROKANABINOL

• Z grupy anandamidów

• Receptory kanabinoidowe w mózgu:

  • Zwoje podstawy

  • Hipokamp

  • Móżdżek

• Egzogenne i endogenne kanabinoidy działają na te same receptory (kanabinoidowe)

• Podobnie jak w przypadku morfiny, odkrycie receptorów kanabinoidowych otworzyło drogę do odkrycia ligandów endogennych

• Marihuana to wysuszone kwiatostany żeńskich roślin konopi, zawierające substancje psychoaktywne z grupy kannabinoli, działające przez agonizm receptorów kanabinoidowych.

• Za działanie psychotropowe marihuany odpowiada głównie nierozpuszczalny w wodzie, natomiast rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych, np. alkoholu czy tłuszczach tetrahydrokannabinol (THC).

• W krótkim czasie po przyjęciu THC oddziałuje na ośrodkowy układ nerwowy, powodując umiarkowane zaburzenia percepcji, euforię oraz poczucie głębokiego relaksu.

• Pobudzenie receptorów CB1 obecnych w strukturach związanych z kontrolą pobierania pokarmu oraz w jądrze półleżącym przegrody powoduje zwiększenie łaknienia i motywacji do jedzenia, wywołując tzw. gastrofazę.

• THC nie uzależnia fizycznie, a długotrwałe zażywanie powoduje wystąpienie tolerancji odwrotnej (zjawisko polegające na coraz silniejszym działaniu leku w miarę upływu czasu jego przyjmowania).

• THC zawarty w marihuanie ma silną tendencję do kumulacji w organizmie.

• Jedną z ról układu kanabinoidowego może być blokowanie lęku

1. MEDYCZNE ZASTOSOWANIA MARIHUANY

• Rozkurcz oskrzeli

  • Astma oskrzelowa

• Działanie przeciwwymiotne

  • Hamowanie nudności i wymiotów przy terapii nowotworowej

• Pobudzanie apetytu

  • Opieka paliatywna w anoreksjach wywołanych lekami, AIDS lub rakiem

• Znoszenie bólu

  • Bóle nowotworowe, pooperacyjne, fantomowe

• Hamowanie spastyczności, ataksji, osłabienia mięśniowego

  • Stwardnienie rozsiane, uszkodzenia rdzenia, porażenie mózgowe

• Zmniejszanie ciśnienia śródgałkowego

  • Jaskra

1. ANANDAMIDY I UKŁAD ENDOKANABINOIDOWY

• Układ endokannabinoidowy ( główne miejsce działania: ośrodkowy układ nerwowy)

• Na układ endokannabinoidowy składają się:

  • receptory CB1(rozmieszczone są w mózgu, tkance tłuszczowej, mięśniach szkieletowych, wątrobie i innych narządach)

  • receptory CB2 (głównie na komórkach układu immunologicznego)

  • agoniści egzogenni i endogenni: kannabinoidy i endokannabinoidy

  • enzymy regulujące syntezę i degradację endogennych ligandów tego układu.

• Kannabinoidy – substancje pochodzące z konopii indyjskich są używane przez człowieka jako środki halucynogenne i lecznicze od tysięcy lat. Związki te działają za pośrednictwem receptorów kannabinoidowych CB1 i CB2.

• Endokannabinoidy- Endogenne ligandy receptora kannabinoidowego

  • Anandamid jest pierwszym endogennym agonistą receptorów kannabinoidowych.

• Funkcja endogennych kannabinoidów: regulacja równowagi energetycznej i poboru pożywienia .

1. NEUROPRZEKAŹNIKI WSTECZNE

• Kwas arachidonowy, może działać jako:

  • Wtórny przekaźnik

  • Przekaźnik objętościowy (dla sąsiednich neuronów)

  • Przekaźnik wsteczny

• Uwalniany z fosfolipidów w wyniku stymulacji wielu receptorów

• Uwalnianie ułatwiane m.in. przez receptory D₂

• Uwalnianie hamowane przez receptory H₂

• Tlenek azotu:

  • Ochronne działanie NO:

    • Zwiększa ukrwienie

    • Hamuje ekscytotoksyczność

    • Zmiata wolne rodniki

  • Toksyczne działanie NO:

    • Uszkodzenia oksydatywne

    • Kryzys energetyczny

    • Uszkodzenia DNA

• Wapń:

  • Korzyści:

    • Sygnał wewnątrzkomórkowy, aktywujący wiele enzymów wewnątrzneuronalnych

    • Czynnik niezbędny dla uwalniania neuroprzekaźników

  • Szkody:

    • Aktywacja neuronów proteolitycznych

    • Nieodwracalne uszkodzenie mitochondriów

1. ZNACZENIE JONÓW WAPNIA

• Wapń:

  • Korzyści:

    • Sygnał wewnątrzkomórkowy, aktywujący wiele enzymów wewnątrzneuronalnych

    • Czynnik niezbędny dla uwalniania neuroprzekaźników

  • Szkody:

    • Aktywacja neuronów proteolitycznych

    • Nieodwracalne uszkodzenie mitochondriów

• Jony wapnia:

  • zaliczane do przekaźników wtórnych

  • występuję w komórce głównie w postaci związanej i tylko w niewielkiej ilości (w postaci wolnych jonów Ca2+)

  • Jony wapnią dążą do „wejścia” do komórki zarówno przez gradient stężeń jak i różnice potencjałów (są dodatnie, a wnętrze na wejściu jest ujemne)

  • Do środka komórki dostają się kiedy kanały wapniowe zostaną otwarte przez niektóre przekaźniki pierwotne – np. kwas glutaminowy.

  • Część jonów wapnia jest zmagazynowana w środku (w siateczce śródplazmatycznej i mitochondriach – skąd mogą być uwalniane do cytoplazmy na skórek działania niektórych (innych) przekaźników wtórnych.

  • Wapń aktywuje wiele enzymów – np. synteza tlenku azotu

  • Ważną rolę ogrywa w komórce kompleks wapnia z białkiem kalmoduliną:

    • aktywuję kinazy białkowe

    • odgrywa rolę w uwalnianiu przekaźnika z zakończenia synaptycznego do synapsy

    • „uczynia” różne enzymy

1. KANAŁY WAPNIOWE

• Kanały wapniowe

  • kanały wapniowe występują w błonie komórek nerwowych (obok sodowych, potasowych i chlorowych)

• Budowa:

  • 5 podjednostek (alfa 1 tworzy por kanału, alfa dwa i delta są połączone mostkiem dwusiarczkowym)

• Istnieje kilka typów kanałów wapniowych regulowanych różnymi potencjałami: L, N, P/Q, R, T

• Typ kanału jest określony budową podjednostki alfa

• Poszczególne typy różnią się wartością potencjału potrzebną do otwarcia i czasem przepływu prądu

• Są one blokowane przez swoistych dla danego typu antagonistów

• Poszczególne typy kanałów nie są charakterystyczne dla różnych komórek, ale występują w różnych miejscach neuronu, gdzie pełnią różne zadania

• Kanały typu:

  • L:

    • otwarte długo,

    • mają wysoki próg pobudzenia

    • występują na ciele neuronu i proksymalnych dendrytach

    • są zaangażowane w regulację transkrypcji genów

    • współdziałają z kanałami NMDA

  • N, P/Q, R:

    • Otwarte krócej

    • mają wysoki próg pobudzenia

    • występują w dużym zagęszczeniu w strefach aktywnych na błonie presynaptycznej, a w niższych- na błonach postsynaptycznych dendrytów

    • są zaangażowane w uwalnianie neuroprzekaźników (N bardziej w neuronach obwodowych, P/Q w mózgu i rdzeniu)

  • T:

    • Generują przemijające prądy o niskim potencjale aktywacji i szybko inaktywowane

    • Aktywacja wzgórzowych kanałów T powoduje napady nieświadomości

• Regulowane potencjałem kanały wapniowe N uczestniczą w uwalnianiu neuroprzekaźnika

• Blokada kanałów wapniowych jest skuteczną metoda zabijania (np. czarna mamba)

• Może być także metodą leczenia (przeciwbólowe, na nadciśnienie)

1. DEPRESJA- PRZYCZYNY I PRÓBY TERAPII

• Depresja (melancholia) znana była już w starożytnym Egipcie i u Sumerów.

• Co szósty mężczyzna i co piąta kobieta przeżyła epizod depresyjny.

• W około 15% przypadków depresja kończy się samobójstwem

• Depresje stają się problemem zdrowia społecznego, wydaje się, że są częstsze niż dawniej sądzono i pojawiają się wcześniej

• Objawy depresji:

  • Obniżony nastrój

  • Zmniejszona energia

  • Myśli samobójcze

  • Pesymizm

  • Brak zainteresowań i radości

  • Brak wiary w siebie

  • Zaburzenia snu i apetytu

  • Poczucie winy

  • Zła koncentracja

• Depresja prowadzi do zwiększonej śmiertelności w wyniku:

  • Samobójstwa

  • Szybszego rozwoju

    • Choroby wieńcowej

    • Nadciśnienia

    • Cukrzycy typu drugiego

  • Nasilenia wielu chorób przewlekłych w wieku podeszłym i osłabienia woli życia

• Przyczyny depresji:

  • Czynniki ryzyka (choroby afektywnej jednobiegunowej):

    • Płeć

    • Kłopoty rodzinne

    • Wiek

    • Wcześniejsze występowanie epizodów (dla dwubiegunowej też)

    • Czynniki genetyczne (dla dwubiegunowej też)

  • Przykładowe czynniki depresogenne:

    • Stresujące przeżycia i sytuacje

    • Zaburzenia neuroendokrynne

      • Hipotyreoza

      • Hiperkortyzolemia

    • Nowotwory

      • Trzustki

      • Sutka

      • Gruczolakorak

    • Efekty uboczne leków

      • Izoretinoina (przeciwtrądzikowy)

      • Interferon alfa (zapalenie wątroby typu C)

    • Czynniki genetyczne

    • Czynniki biologiczne

    • Neuromediatory:

      • Serotonina

      • Dopamina

      • Noradrenalina

    • Hormony

      • Kortyzol

    • Czynniki środowiskowe

    • Stres

• Leczenie depresji:

  • Literatura starożytna napomina o kojeniu smutków na drodze farmakologicznej

  • Nepenthes- napój na bazie opium

  • Korzenie współczesnej psychiatrii sięgają zaledwie końca XVIII stulecia:

    • Od średniowiecza chorobę psychiczną traktowano jako opętanie przez demony

    • Dopiero Pinel w 1795 roku zaprzestał zakuwania chorych psychicznie w łańcuchy

    • Nie wcześniej niż po następnych 150 latach postępy psychiatrii umożliwiły zmniejszenie liczby chorych wymagających leczenia szpitalnego

  • W odróżnieniu od schizofrenii, depresja była długo lekceważona przez medycynę ze względu na jej małą uciążliwość dla otoczenia

  • Pierre Pomme, lekarz Ludwika XV opisał depresję jako zespół waporów, radząc jako lekarstwo rosół z kury i zimne kąpiele

  • W XIX w. razem z hipochondrią i histerią była traktowana jako choroba neurotyczna

  • Wiek XIX- leczenie uzdrowiskowe depresji- hydroterapia. Wody bogate w minerały mogły dostarczać potasu, jodu, żelaza

  • Pod koniec XIX w. triumf psychoanalizy

  • Początki XX w- po wprowadzeniu barbitalu (1903) jako środka nasennego, Jacob Klaesi w 1920 podjął próby leczenia wymuszonym snem (narkoterapia) utrzymując pacjentów w śpiączce przez kilka dni

  • Pierwsza terapia biologiczna depresji- elektrowstrząsy (Cerletti i Bini)

  • C. i B. wprowadzili Ew w 1938 r., po tym, jak korzystne wyniki zaobserwowano po kuracji drgawkami wywołanymi insuliną (Sackel) i kardiazolem (Meduna)

  • Mimo korzystnych wyników i szybkiego wprowadzenia do USA przez Lothara Kalinowskiego (1939) Ew były uważane za metodę drastyczna i stosowane niechętnie, stąd też nie stały się przełomem w leczeniu depresji

  • Leki przeciwdepresyjne (odkrycie psychiatrów, nie farmakologów)

    • Leki typu iproniazydu- inhibitory MAO (N. Kline)

    • Leki typu imipraminy- inhibitory wychwytu amin biogennych (R. Kuhn)

    • Ponieważ oba typy depresantów podnosiły szybko poziom noradrenaliny lub serotoniny w szczelinie synaptycznej, a rezerpina powodowała depresję, założono, że przyczyna choroby jest deficyt transmisji monoaminergicznej. Do dziś dnia uważamy, że jest to istotna cecha depresji.

• Depresja jako zaburzenie równowagi neuroprzekaźników:

  • Medycyna antyczna (za Hipokratesem) - zapewnianie równowagi fluidów w ciele (krew, flegma, żółć żółta i żółć czarna)- przeciwdziałanie depresji. Nierównowaga humorów, przewaga żółci czarnej to melancholia.

  • „Nowy Hipokrates”- neurotransmitery zamiast fluidów:

    • Acetylocholina- pamięć, uczenie

    • Dopamina- motoryka, motywacja

    • Serotonina- nastrój, depresja

    • Noradrenalina- uwaga, poznanie

  • Teorie z lat 60-tych zakładały, że antydepresanty działają po prostu podnosząc transmisję monoaminergiczną. Jednakże nie można tak wytłumaczyć faktu, że efekty kliniczne pojawiają się dopiero po kilkutygodniowej terapii.

  • Doświadczenia Vetulaniego i Sulsera badające wpływ antydepresantów na wtórne przekaźniki pozwoliły stwierdzić, że leki przeciwdepresyjne działają powodując plastyczne zmiany w mózgu, określane jako b-downregulacja.

  • Od początku lat 80-tych zaczęły powstawać nowe hipotezy, wiążące działanie antydepresyjne z z powodowaniem zmian adaptacyjnych w przekaźnictwie sygnału wewnątrzkomórkowego

  • Przełomem w farmakologii depresji było pojawienie się SSRI, czyli selektywnych inhibitorów zwrotnego wychwytu serotoniny. Pierwszym lekiem z tej grupy była fluoksetyna (prozac) - najbardziej znany i najlepiej sprzedający się lek antydepresyjny od 1990 r. To odkrycie dało impuls do powstania nowych hipotez działania antydepresantów.

  • Prawie wszystkie używane i wprowadzone na rynek leki powstały jako związki działające na układy monoaminergiczne.

  • Tianeptyna otwarła nowy rozdział w podejściu do mechanizmów działania leków- zwrócenie uwagi na plastyczność neuronalną.

1. NEUROPLASTYCZNOŚĆ HIPOKAMPA

• M.in. stres, leki, choroby somatyczne wpływają na uszkodzenie plastyczności neuronalnej, co powoduje zaburzenia strukturalne i funkcjonalne i prowadzi do depresji

• Coraz więcej dowodów wskazuje, że struktura zaangażowaną w powodowanie depresji przez stres jest hipokamp, ponieważ w nim dochodzi do utraty plastyczności neuronalnej poprzez:

  • Zmniejszenie neurogenezy

  • Spadek ilości i długości dendrytów wierzchołkowych regionu CA3 hipokampa

  • Zaburzenie czynności neuronów

  • Spadek przeżywalności neuronów

  • Zablokowanie ekspresji BDNF

• Hipoteza depresji jako utraty neuroplastyczności:

  • Utrata plastyczności neuronalnej to utrata zdolność mózgu do przeprowadzenia adaptacji o znaczeniu funkcjonalnym

  • Niemożności dokonania stosownych reakcji adaptacyjnych do stresujących okoliczności skutkuje rozwojem depresji

  • Strukturalne zmiany mózgu w depresji powodują obniżenie nastroju, umiejętności podjęcia decyzji i możliwości pamięci i utrudniają spontaniczną remisję

  • Dla poprawy konieczna jest terapia lekami połączona z psychoterapią.

• Działania mające na celu zwiększenie plastyczności neuronalnej powinny podnosić nastrój, zapobiegać epizodom depresji, a przynajmniej skracać czas trwania epizodu

• Leki przeciwdepresyjne zwiększają plastyczność mózgu

• Bruce McEwen - badania nad plastycznością hipokampa i zmianami pod wpływem stresu i uczenia

• Nowoczesne podejście do farmakoterapii depresji polega na poszukiwaniu leków wspomagających naturalne mechanizmy chroniące plastyczność mózgu

• Krytyczną rolę w rozwoju, a następnie przeżyciu i różnicowaniu się neuronów grają neurotrofiny(np. BDNF):

  • Stymulują wzrost neuronu kierowany przez strukturę docelową

  • Działają jako instruujące czynniki różnicujące

  • Kierują ekspresją genów

  • Działają poprzez receptory – kinazy białkowe (receptory trk)

  • Wspierają rozwój, regenerację, przeżycie i podtrzymanie funkcjonowania neuronów

  • Osłaniają hipokamp przed uszkodzeniem wywołanym stresem

  • Zapobiegają spadkowi plastyczności synaptycznej

• Neuroplastyczność mózgu można zwiększać bez sięgania po leki

• Postępowania zmierzające do zwiększenia neuroplastyczności mogą pomóc uchronić się przed depresją i ułatwić remisje w łagodniejszych formach depresji

• Wysiłek fizyczny zwiększa plastyczność mózgu

1. CELOWOŚĆ POBUDZANIA NEUROGENEZY

• Neurogeneza w dojrzałym mózgu to szczyt możliwości neuroplastycznych

• Odkrycie Altmana, że w dorosłym mózgu mogą tworzyć się neurony zmieniło poglądy na działanie mózgu.

• Neurony się nie dzielą, ale mogą powstawać z komórek progenitorowych

• Tworzenie nowych neuronów z komórek progenitorowych (w hipokampie i korze mózgowej) oraz rozrost drzewa dendrytycznego i zwiększenie liczby połączeń między neuronami sprzyja poprawie funkcji poznawczych.

• Procesy neurorozwojowe można pobudzić przez:

  • bombardowanie nowymi wrażeniami wymagającymi odpowiedzi (wzbogacone środowisko)

  • wysiłek fizyczny

  • restrykcje kaloryczne

  • wysiłek intelektualny

• badania nad ptakami śpiewającymi przekonały nas do istnienia neurogenezy w mózgu dojrzałym:

  • w trakcie uczenia się pieśni godowych nasila się neurogeneza w ptasim odpowiedniku hipokampa, co prowadzi do zwiększenia wymiarów tej struktury

• wpływ wysiłku umysłowego na rozrost hipokampa udowodniono też u ludzi:

  • londyńscy taksówkarze ciągle trenujący pamięć przestrzenną mają większy hipokamp niż przeciętny londyńczyk

1. STRES A DEPRESJA

• Badania na zwierzętach wskazują, że pewne aspekty depresji są powodowane przez wywołane stresem szkodliwe adaptacyjnie zmiany neuroplastyczności w określonych obwodach neuronalnych

• Zrozumienie mechanizmów elastycznej odpowiedzi na stres pozwala na wprowadzenie zasadniczo odmiennych nowych sposobów leczenia depresji

• Stres- powoduje wymieranie neuronów w obszarach mózgu odpowiedzialnych za funkcje poznawcze, pamięć i nastrój.

• Może jednak pobudzić rozwój neuronów w obszarach mózgu odpowiedzialnych za emocje i agresję

• Stres blokuje ekspresję BDNF

• Stres obniża poziom neurotrofin, procesy neurogenezy, oraz złożoność procesów neuronalnych w hipokampie, gdyż kortyzol powoduje obniżenie BDNF i CREB

• Uwalniane przez stres hormony metaboliczne, kortyzol, grelina i leptyny, powodują zmianę nastroju działając na podwzgórze i struktury limbiczne

1. ZNACZENIE WYSIŁKU FIZYCZNEGO DLA PSYCHIKI

• Wysiłek fizyczny zwiększa plastyczność mózgu

• Prowadzi do nasilenia neurogenezy

• Zwiększa ekspresję mRNA, BDNF

• Podnosi stężenie białka BDNF w hipokampie. Im większy jest dobrowolny wysiłek, tym poziom BDNF w mózgu jest większy.

• Wpływa to pozytywnie na zdolności pamięciowe (opis badania z myszami niećwiczącymi i biegającymi, biegające lepiej rozwiązywały testy pamięciowe i miały 2,5 razy więcej nowych neuronów w hipokampie – obserwacja Van Praag’a i współpracowników).

• Wzmaganie plastyczności mózgu hamuje również rozwój depresji oraz spadek funkcji intelektualnych z wiekiem.

1. OBWODY DEPRESJI- NOWA KONCEPCJA TERAPII

• Obwody depresji:

  • Kora przedczołowa

  • Podwzgórze

  • Jądra migdałowate

  • Wyspa hipokamp

  • Pole 25 (czymkolwiek jest)

• Obwody neuronalne zaangażowane w depresji:

  • Blokowanie podkolanowej kory obręczy i jądra półleżącego przez drażnienie ma działanie przeciwdepresyjne (zmniejszenie aktywności CG25 przez leczenie CBT)

  • Uwalnianie BDNF w szlaku mezokortykalnym (Szlak mezokortylany- ze śródmózgowia do kory- przekaźnictwo dopaminergiczne, jak zaburzenia to schizofrenia, depresje itd.) wzmaga wrażliwość na stres socjalny poprzez aktywację CREB

  • Bodźce emocjonalne są przetwarzane w zespole jąder migdałowatych i mogą znacząco wpływać na powstanie depresji (Zmniejszenie aktywności jądra migdałowatego)

  • Stres obniża poziom neurotrofin, procesy neurogenezy, oraz złożoność procesów neuronalnych w hipokampie, gdyż kortyzol powoduje obniżenie BDNF i CREB

  • Uwalniane przez stres hormony metaboliczne, kortyzol, grelina i leptyny, powodują zmianę nastroju, działając na podwzgórze i struktury limbiczne.

1. PSYCHOCHIRURGIA I GŁĘBOKA STYMULACJA MÓZGU

• Gottlieb Burckhatdt – ojciec psychochirurgii

• Lobotomia- zabieg neurochirurgiczny polegający na przecięciu włókien nerwowych łączących czołowe płaty mózgowe ze strukturami międzymózgowia (najczęściej podwzgórzem lub wzgórzem); Stosowany obszernie przez pana Freemana, który przez to wiele osób uszkodził przetwarzając je na roślinki, a pan Moniz nawet dostał za „skuteczność” metody Nobla. Często jest nieskuteczna i powoduje nieodwracalne uszkodzenia, więc jest w wielu krajach zakazana.

• Psychologia obecnie:

  • Lobotomia zdyskredytowana

  • Cingulotomia – w leczeniu depresji, nerwicy natręctw, gdy nic innego już nie pomaga, polega na uszkodzeniu obu zakrętów obręczy- 30% duża poprawa, 60% mierna

  • Podprążkowiowa traktotomia – leczenie lęków, dużo późniejszych skutków ubocznych

  • Lobotomia skroniowa – leczenie padaczki

  • Pallidotomia – stosowana przy chorobie Parkinsona (zniszczenie części gałki bladej)

• Stymulacja mózgu:

  • Elektryczna i magnetyczna stymulacja mózgu może usunąć wiele objawów usuwanych metodami neurochirurgicznymi, ale w sposób mniej inwazyjny

  • Elektrody stymulujące wszczepiane są w te same miejsca, gdzie dokonuje się uszkodzeń chirurgicznych

  • mniej inwazyjna metoda od neurochirurgii, ale tak samo skutecznie albo nawet lepiej usuwa objawy; dodatkowym plusem jest odwracalność zabiegu i możliwość jego regulacji.

  • stosowane w leczeniu depresji, nerwicy natręctw, Parkinsona, psychozy lękowej

• Stymulacja nerwu błędnego:

  • Okolice, których stymulacja daje korzystne efekty terapeutyczne w depresji:

    • Podkolanowa kora obręczy

    • Przednie ramię torebki wewnętrznej

    • Jądro półleżące

  • W leczeniu padaczki lekoopornej i depresji,  „Przygotowaniem do leczenia przez stymulację jest krótkotrwały zabieg chirurgiczny polegający na wszczepieniu pod skórę klatki piersiowej generatora elektrycznego i przeprowadzeniu jego elektrod w obręb szyi, w pobliże przebiegającego tu lewego nerwu błędnego. Właściwa lecznicza stymulacja polega zaś na generowaniu cyklicznych impulsów elektrycznych, w seriach trzydziestosekundowych, na przemian z kilkuminutowymi okresami elektrycznego spokoju. Takie leczenie można prowadzić przez wiele miesięcy, a nawet lat.”

  • Stosuje się również w leczeniu choroby Parkinsona (istota czarna, j. niskowzgórzowe w mózgu) – głęboka stymulacja mózgu (elektrody wszczepiane w obszar cg25)

1. SCHIZOFRENIA I JEJ OBJAWY

• Mózg w schizofrenii

  • Złożoność mózgu człowieka pozwoliła na rozwój funkcji poznawczych, wykonawczych i świadomości, czyniących z mózgu niezwykle sprawne narzędzie walki o byt

  • Jednak złożoność ta powoduje wielkie ryzyko wystąpienia uszkodzeń dramatycznie odbijających się na jego funkcji

  • Schizofrenia- zaburzenia połączeń

• Schizofrenia:

  • Najczęstsza przyczyna poważnych zaburzeń poznawczych u osób młodych i w wieku średnim

  • Mimo rozpowszechnienia pozostaje jedną z najmniej poznanych chorób psychicznych

  • Dotyka 0,7-1% populacji

  • Nie ma wyraźnych objawów patognomonicznych, stąd diagnoza nie jest łatwa

  • Etiologia nie jest do końca poznana, a przebieg i zejście są bardzo zróżnicowane

  • Budzi lęk w społeczeństwie i stygmatyzuje ofiary

  • Koszty społeczne- globalnie DALY=12

  • Koszt leczenia jednego pacjenta ponad 100 tys. Euro rocznie (w tym leki ok. 2%)

  • Jest chorobą ludzi młodych

    • Wydaje się, że schizofrenia jest obecna u osób na nią cierpiących od urodzenia, ale ujawnia się dopiero we wczesnej dojrzałości, w okresie, w którym dochodzi do ostatecznego ukształtowania się kory przedczołowej, która jest najbardziej dotknięta przez schizofrenię częścią mózgu

    • Schizofrenia występuje równie często u obu płci, ale u mężczyzn najczęściej pojawia się między 15., a 25. rokiem życia, u kobiet między 25. a 35. rokiem życia. Prognoza jest gorsza dla mężczyzn, bardziej dotkniętych objawami negatywnymi.

  • Jest chorobą o bardzo złożonych objawach i ogólnie uznaje się, że pewne klasy objawów mają różne od innych mechanizmy neurobiologiczne

  • Zespoły objawów w schizofrenii:

    • Objawy wytwórcze

      • Wytwórcze zaburzenia myślenia (dezorganizacja)

      • Deluzje, halucynacje, pasywność (zniekształcenie rzeczywistości)

    • Objawy negatywne

      • Izolacja

      • Apatia

      • Zaniedbanie się

      • Negatywne zaburzenia myślenia

  • Schizofrenia jest określana jako psychoza funkcjonalna, gdyż w przeciwieństwie do bardzo poważnych zaburzeń zachowania i psychiki, zmiany anatomiczne w mózgu w przebiegu schizofrenii wydawały się względnie niewielkie, zwłaszcza, gdy porównamy je ze zmianami obserwowanymi w przebiegu chorób neurodegeneracyjnych

1. ZABURZENIA NEUROANATOMICZNE W SCHIZOFRENII

• Do zmian mózgu w schizofrenii należy poszerzenie komór mózgowych i zmniejszenie objętości kory i hipokampa, co spowodowane jest zmniejszeniem objętości neuronów i ilości neuropilu

• Rozwój schizofrenii łączy się z bardzo poważnym, postępującym ubytkiem istoty szarej w różnych rejonach kory mózgowej.

• Jest to proces stały (stale postępujący), ale zachodzący nierównomiernie. Dotyczy określonych obszarów kory - zmiany swoiste dla schizofrenii dotykają głównie grzbietowo-bocznej kory przedczołowej, górnej kory skroniowej i górnej asocjacyjnej kory ciemieniowej. Utrata neuronów korowych postępuje od okolic potylicznych ku czołowym i właśnie ona jest przyczyną poszerzania się komór.

• Ubytki obserwuje się również w istocie szarej półkul móżdżkowych (badania metodą vokselowej analizy morfometrycznej). Stopień ich uszkodzenia koreluje z pogorszeniem wykonywania testów na funkcje kognitywne. Uszkodzenie móżdżku w schizofrenii może pogłębić uszkodzenie funkcji poznawczych w przebiegu choroby.

• Korelacja między deficytem istoty szarej, a rozwiązywaniem testów arytmetycznych i ustawiania liter i cyfr

• Uszkodzenia strukturalne dotyczą również ubytków w istocie białej, co skutkuje zmniejszeniem łączności. Występują one obustronnie w korze ciemieniowej i lewostronnie w konarach móżdżku.

• Wywołane przez schizofrenię zmiany anatomiczne mózgu odbijają się wyraźnie na jego aktywności. Wykazuje on obniżenie metabolizmu w korze czołowej oraz zaburzenia siły połączeń poszczególnych obszarów kory.

• W schizofrenii wiele obszarów i systemów mózgu pracuje nienormalnie:

  • Kora potyliczna- system wzrokowy (zaburzenia percepcji)

  • Kora skroniowa- system słuchowy (halucynacje słuchowe)

  • Płat czołowy (uszkodzone funkcje poznawcze)

  • Zwoje podstawy (integracja sensoryczna)

  • Układ limbiczny (nadmierne pobudzenia)

  • Hipokamp (deficyty pamięci i uczenia)

  • Móżdżek (funkcje wykonawcze)

1. NEUROCHEMICZNA HIPOTEZA SCHIZOFRENII

• W schizofrenii dochodzi do wzmożenia transmisji dopaminowej pomiędzy istotą czarną, a prążkowiem

• Natomiast jest ona obniżona w innych głównych szlakach:

  • Mezokortykalnym

  • Guzowo- lejkowym

• Hipoteza dopaminowa zakłada, że przyczyną objawów wytwórczych schizofrenii jest zwiększona ilość dopaminy lub jej receptorów w grzbietowym i brzusznym prążkowiu, a objawów ubytkowych- spadek aktywności w szlaku mezokortykalnym

• Generalnie w schizofrenii mamy pozytywne i negatywne jej objawy i zależą od tego jaki neurotransmiter i w jakiej ilości jaką drogą się przekazuje:

  • Pozytywne można powiązać z mezolimbicznym układem hiperaktywnym

  • negatywne z mezokortyklanym hipoaktywnym

• szlaki glutaminianergiczne są hipoaktywne u schizofreników co ma powodować splątanie i psychozy i odpowiadać za ubytki poznawcze

• zaburzenia transmisji glutaminianergicznej w schizofrenii są związane głównie z uszkodzeniem receptorów NMDA

• zwiększona aktywność dróg serotonergicznych prowadzi do hipofunkcji układu dopaminergicznego, co może być odpowiedzialne za negatywne objawy schizofrenii

• jądra serotonergiczne w pniu mózgu, wysyłające projekcje do rdzenia, działają normalnie w schizofrenii

• przez długi czas za główną przyczynę schizofrenii uważano nierównowagę układu dopaminowego, obecnie uważa się, że za większość symptomów odpowiada zmniejszona aktywność układu glutaminianergicznego, w szczególności zaburzenia receptora NMDA

• w wielu wypadkach zaburzenia układu dopaminowego i zmniejszona aktywność układu glutaminianergicznego mogą powodować takie same skutki

• hipoteza neurochemiczna:

  • objawy pozytywne:

    • nadczynność dróg dopaminergicznych w układzie mezolimbicznym

    • niedoczynność dróg gabaergicznych

  • objawy negatywne:

    • niedoczynność dróg dopaminergicznych w układzie mezokortykalnym

    • niedoczynność pobudzających dróg glutaminianergicznych

1. NEUROROZWOJOWA HIPOTEZA SCHIZOFRENII

• Neurorozwojowa hipoteza schizofrenii (autorzy: Barbara Lipska, Daniel Weinberger)

  • Prawidłowe działanie neuronów i połączeń między nimi jest niezbędne aby mózg dobrze pracował.

  • Wg teorii neurorozwojowej schizofrenia może być spowodowana przez zaburzenia z rozwoju płodowego.

  • W prawidłowym rozwoju komórki nerwowe płodu migrują po wypustkach gleju radialnego, aby zająć odpowiednie miejsce. Pod wpływem czynników szkodliwych w drugim trymestrze ciąży (infekcje wirusowe, stres, głód) migracja może zostać zaburzona i nie wytworzą się normalne połączenia.

  • Schizofrenia pojawia się, kiedy wystąpią zaburzenia migracji neuronów przez płytkę podkorową. Potwierdzają to wyniki badań:

    • Anatomicznych – poszerzone w schizofrenii komory mózgu

    • Cytoarchitektoniczne kory – resztki płytki podkorowej w istocie białej, zaburzenia w budowie komórek piramidowych

    • Epidemiologiczne – infekcje, stres i głód w II trymestrze zwiększają występowanie schizofrenii

    • Badania Lipskiej i Weinbergera z neonatalnymi uszkodzeniami kory śródwęchowej u małp i szczurów

1. NEUROTROFINOWA HIPOTEZA SCHIZOFRENII

• Molekularne mechanizmy zaburzeń rozwoju mózgu:

  • Krytyczną rolę w rozwoju, a następnie przeżyciu i różnicowaniu się neuronów grają neurotrofiny

  • Stymulują wzrost neuronu kierowany przez strukturę docelową

  • Działają jako instruujące czynniki różnicujące

  • Kierują ekspresją genów

  • Działają poprzez receptory- kinazy białkowe

  • Zmiana ekspresji czynników neurotropowych może być odpowiedzialna za niewłaściwy rozwój i zaburzenia plastyczności neuronalnej leżące u podstaw schizofrenii

• Pierwszą neurotrofinę, czynnik wzrostu nerwów (NGF) odkrywa Rita Levi Montalcini, która w 1952 roku wykazała, że mysie nowotwory transplantowane do embrionów kurzych powodowały bardzo silny wzrost układu nerwowego tych embrionów, zwłaszcza zwojów sympatycznych i neuronów czuciowych

• Neurotrofiny powstają z proneurotrofin, które również są biologicznie aktywne

• Wiązanie się dojrzałych neurotrofin do receptorów trk oraz wiązanie proneurotrofin do receptora P75NTR aktywuje różne drogi sygnalizacyjne, czego wyniki SA różnorodne i często rozbieżne

• Zaburzenia neurotrofin prowadzą do anomalii rozwoju mózgu, leżących u podstaw schizofrenii

• BDNF jest neurotrofiną szczególnie istotną dla rozwoju kory przedczołowej i patogenezy schizofrenii

• Poziom BDNF jest niższy u schizofreników

• Szczególnie silne zapotrzebowanie na BDNF zachodzi w wieku około 22 lat i jego niedobór może powodować schizofrenię

• Neurotrofiny wydają się być bardzo istotne dla przebiegu schizofrenii, a leki antypsychotyczne powodują nasilenie ich działania

1. DZIEDZICZNOŚĆ SCHIZOFRENII- ENDOFENOTYPY

• Nie da się pominąć elementu genetycznego w schizofrenii

• Mirsky i Duncan- schizofrenia to wynik interakcji między czynnikami genetycznymi, rozwojowymi i stresem

• Podczas rozwoju każdy czynnik przyczynia się do nagromadzającej się indywidualnej podatności na schizofrenię

• Normalne ryzyko wystąpienia schizofrenii (1%) wzrasta 12-krotnie gdy jedno z rodziców cierpi na schizofrenię

• U bliźniąt homozygotycznych konkordancja wynosi 47%

• Ponieważ konkordancja nie wynosi 100% oczywistym jest, że w grę wchodzą czynniki środowiskowe

• Dziedziczenie schizofrenii nie jest typu mendlowskiego, ponieważ za chorobę nie odpowiada żaden pojedynczy gen

• Im bardziej złożony jest obraz choroby (fenotyp), tym więcej genów, wywierających niewielkie efekty, jest zaangażowanych. Regulują one poszczególne cechy, które w całości składają się na obraz choroby. Cechy te nazywamy endofenotypami.

• Nie znamy żadnego jednego genu odpowiedzialnego za schizofrenię, owocne wydaje się zaś poszukiwanie znacznie prostszych endofenotypów

• Endofenotypy- markery biologiczne związane z chorobą w określonych populacjach:

  • Związane z chorobą

  • Dziedziczone

  • Obecne niezależnie od stanu choroby (mogą wymagać prowokacji, aby się pojawić)

  • Współsegregują się z chorobą

  • Obecne u części zdrowych krewnych (nie determinują w całości losu nosiciela)

• Czynniki genetyczne zapewniają podłoże, na którym nawarstwiają się elementy związane z podatnością

• Komplikacje wewnątrzmaciczne i okołoporodowe mogą przyczynić się do powstawania mózgu schizofrenicznego

• W dzieciństwie i adolescencji mogą wystąpić objawy leżące u podstaw podatności na schizofrenię:

  • Uszkodzone funkcje poznawcze

  • Deficyty uwagi

  • Drażliwość

  • Opóźniony rozwój motoryczny

• W wieku dojrzałym schizofrenia pojawia się, gdy podatny na nią osobnik jest eksponowany na stres

• Ilość stresu potrzebnego do precypitacji schizofrenii jest funkcją podatności

• Praktyczne korzyści z wciąż niepewnej wiedzy o podłożu genetycznym schizofrenii są jak na razie żadne, ponieważ nie decydujemy się na wprowadzenie w życie zasad eugeniki

• Czynniki warunkujące wystąpienie objawów schizofrenii:

  • Podatność genetyczna prowadzi do anomalii rozwojowych mózgu i zaburzeń działania układów neurotransmisyjnych (predyspozycja)

  • Potencjalne czynniki stresowe:

    • Trauma prenatalna

    • Komplikacje okołoporodowe

    • Surowe, krytyczne otoczenie rodzinne

    • Stresowe doświadczenia życiowe

  • Potencjalne czynniki ochronne:

    • Dobra komunikacja w rodzinie

    • Solidarność rodzinna

    • Niski poziom stresu w otoczeniu

    • Zdolność radzenie sobie w życiu

• Klasyczne tłumaczenie o udziale czynników genetycznych i środowiskowych posiada pewne luki

• Stosunkowo często bliźniaki monozygotyczne różnią się między sobą bardziej, niż wynikałoby to wyłącznie z poddania ich różnym czynnikom środowiskowym, gdyż wychowywane są razem i często razem kontynuują życie jako osoby dojrzałe

• Wśród par bliźniąt monozygotycznych spotyka się często niezgodność: jedno z bliźniąt rozwija schizofrenię, a drugie pozostaje zdrowe

• Czynniki genetyczne są istotne, ale nie determinują powstania schizofrenii

1. EPIGENETYKA

• siostry Genain, monozygotyczne czworaczki, w wieku 22-24 lat rozwinęły schizofrenię, której przebieg i nasilenie u każdej z dziewczyn był inny

• prawdopodobieństwo pojawienia się jednojajowych czworaczków ze schizofrenią wynosi 1 do 1,5 miliarda!

• Siostry różnią się między sobą stopniem upośledzenia, wszystkie były leczone neuroleptykami, wychowywały się i żyły razem

• Zjawisko epigenetyczne- jakikolwiek proces związany z genami, niepowodujący zmian w kodzie DNA, ale utrzymujący się przez jedno lub kilka pokoleń.

• Aktywność genów jest wyznaczona przez białka i ich kompleksy, które kontrolują wzorce ekspresji genów, przenoszone na następne pokolenia

• Zmiany epigenetyczne powstające w ciągu życia pozwalają komórkom reagować na czynniki środowiskowe, sygnalizowane przez hormony, neurotrofiny i inne cząsteczki regulatorowe, bez zmiany samego DNA

• Najczęstszym mechanizmem epigenetycznym jest etylowanie DNA

• Grupy metylowe mogą ulegać odszczepianiu lub być przyłączane. Dzięki temu powstają różne epigenotypy w komórkach o identycznym genotypie

• Status epigenetyczny genu zmienia się pod wpływem różnych czynników

• Epigenetyka tłumaczy, dlaczego potomstwo bliźniąt jednojajowych niezgodnych pod względem schizofrenii ma identyczne szanse na rozwinięcie się choroby

1. SCHIZOFRENIA A KREATYWNOŚĆ I SZTUKA

• wielu chorych, zazwyczaj nie mających wykształcenia artystycznego, maluje spontanicznie bardzo interesujące i skomplikowane obrazy

• malowanie jest dla nich sposobem ekspresji, metodą terapii i źródłem przyjemności

• niektórzy artyści tworzący w zakładach zamkniętych zdobyli sobie międzynarodowe uznanie, głównie za sprawą fundacji Dubuffeta, który wprowadził termin „Art brut” – sztuka nieokrzesana

• Adolf Wolfi – skazany za pedofilie, od 31r.ż do śmierci w klinice, przez 22lata pisał ilustrowaną autobiografię fantastyczną i intensywnie tworzył skomplikowane obrazy

• Wolfi wraz z Heinrichem Mullerem są uważani za najwybitniejszych przedstawicieli Art brut

• Heinrich Muller- robotnik w winnicy, konstruktor dziwacznych maszyn, od 38 r.ż. do śmierci w szpitalu psychiatrycznym

• Carlo Zinelli – rozwinął schizofrenię na froncie podczas wojny w Hiszpanii,

• dzieła schizofreników z przygotowaniem artystycznym należą do najcenniejszych osiągnięć sztuki światowej (El Greco)

1. UKŁAD NAGRODY- ZNACZENIE DOPAMINY

(Było już o układzie dopaminergicznym, ale na wszelki wypadek jeszcze raz ;P)

• Główne struktury układu nagrody:

  • Jądro półleżące

  • Jądro migdałowate

  • Podwzgórze

  • Hipokamp

  • Istota czarna

  • Obszar nakrywki brzusznej

• Dopamina to jeden z kluczowych neuromediatorów zaangażowanych w zachowanie nagradzane.

• Układ dopaminergiczny

  • Układ określony neurotransmiterem

  • Cztery różne szlaki pełniące różne funkcje:

    • Nigriostriatalny – kontrola motoryczna

    • Mezolimbiczny – układ nagrody

    • Mezokortykalny – funkcje poznawcze

    • Guzowo lejkowy – kontrola hormonalna

• Receptory – wyłącznie metabotropowe

• Patologie układu:

  • Choroba Parkinsona

  • Uzależnienie lekowe

  • Schizofrenia

  • Mlekotok

• Wiedza o układach monominergicznych jest podstawą nowoczesnej psychofarmakologii.

• Cztery leki, które całkowicie zmieniły psychiatrię od połowy lat 50, umożliwiając leczenie schizofrenii i depresji działają na neurony dopaminergiczne

• Rezerpina i chloropromazyna były prototypowymi lekami przeciw schizofrenii, iproniazyd i imipramina- przeciw depresji

• System dopaminowy u szczura – neurony dopaminowe są zlokalizowane w szczególnych grupach komórek, występuje stosunkowo ubogie unerwienie dopaminowe w korze.

• Układ dopaminowy:

• U młodego człowieka występuje niewielka liczba neuronów ( ok. 450 000)

• System określonych szlaków

• Spadek liczby neuronów z wiekiem

• Właściwa aktywność układu dopaminergicznego jest niezbędna dla utrzymania odpowiedniego poziomu zadowolenia z życia

• Dopamina jest zaangażowana w regulacji:

• Motoryki

• Uczenia

• Motywacji

• Percepcji

• Odczuwania przyjemności

• Równowagi hormonalnej

• Zaburzenie czynności układu dopaminowego prowadzi do schorzeń neurologicznych, psychiatrycznych i hormonalnych.

• Aktywność neuronów dopaminowych wzrasta w czasie czynności przyjemnych:

• Jedzenia rzeczy smacznych

• Zachowań agresywnych

• Aktywności seksualnej

• Podniecających ryzykownych przeżyć

• Poszukiwania nowości

• Uprawiania hazardu

• Leki blokujące układ dopaminowy powodują uczucie dyskomfortu

• Nadmierna pogoń za przyjemnością, a w konsekwencji narkomania, może być powodowana zbyt niską aktywnością układu nagrody i dążeniem do jej kompensacji.

• Neurony dopaminowe sygnalizują obecność bodźców zwiastujących nagrodę

• W czasie uczenia się początkowa reakcja na nagrodę zostaje zastąpiona reakcją na bodziec warunkowy

• Szlaki dopaminowe przenoszą informację dotyczącą przyszłych przyjemności i reagują na wspomnienia przeszłych

• Intensywną przyjemność mogą przynosić sygnały nie mające nic wspólnego z rzeczywistą aktywnością nagradzaną

1. NAGRODA CHEMICZNA

• Stymulacja chemiczna – droga na skróty

• Poszukiwanie nagród sztucznych przy których brak naturalnych mechanizmów regulacyjnych

• Zwykle jest to próba samoleczenia wrodzonych defektów układu nagrody, w wyniku których nagrody naturalne nie wystarczają do utrzymania stanu dobrego samopoczucia

• Narkotyki legalne i nielegalne, leki

1. WPŁYW STYMULANTÓW NA UKŁAD NAGRODY

(myślę, że można połączyć to pytanie z 60 i odpowiedzieć tak samo na jedno i drugie ;))

• Narkotyki legalne:

• Nikotyna

• Alkohol:

  • Alkoholizm poważnie uszkadza sprawność myślenia nawet u młodych

  • ALE jeden drink dziennie pomaga kobietom lepiej myśleć w starości.

• „sztuczne szczęście” nie jest korzystne ani indywidualnie, ani społecznie

• Za przyjemność stosowania stymulatorów płaci się długotrwałym osłabieniem układu dopaminowego i – w rezultacie – utratą radości z bodźców nagradzających

• W prążkowiu kokainisty

  • Jest mniej receptorów dopaminowych D2

  • Uwalnia się mniej dopaminy pod wpływem psychostymulanta

• Lek jako narkotyk:

  • Do celów niemedycznych używane są leki sprzedawane na recepty oraz bez recepty

    • Leki uspokajające

    • Leki pobudzające- preparaty odchudzające

    • Leki przeciwbólowe

    • Leki hormonalne- androgeny

  • Lekarze wiedzą o uzależniającym potencjale benzodiazepin, mniej zdają sobie sprawę z powszechnego nadużywania środków przeciwbólowych

  • Wiele skutecznych leków, przez długi czas stosowanych bez restrykcji zostało wycofanych z obrotu ze względu na potencjał uzależniający

  • Subkultury młodzieżowe są nastawione na wyszukiwanie nowych substancji o działaniu psychotropowym

• W mózgu istnieją fizyczne ośrodki, których drażnienie powoduje intensywne uczucie przyjemności, tzw. szlaki rozkoszy

1. TEORIE NAGRODY

• Teoria gier:

  • Przewiduje jakie zakupy i kiedy będą czynić klienci i jakie są racjonalne podstawy pogoni za celami i nagrodami

  • Zachowanie celowe jest wyznaczone przez:

    • Ocenę wartości nagrody

    • Wysiłek potrzebny do jej zdobycia

    • Wynikająca z doświadczenia ocenę szansy sukcesu

  • Zachowanie celowe jest zaburzone u osób uzależnionych

  • Formalizmy wypracowane przez teorię gier stosuje się do badania neurobiologii zachowań celowych i motywowanych

  • Informacja o nadchodzącej nagrodzie jest dana przez skojarzenie czynników z definicji z sygnałami środowiskowymi

  • Poszukiwanie nagrody odbywa się w dwóch etapach:

    • Przewidywanie wyniku podjętej czynności

    • Ocena, czy przewidywania się sprawdziły

• Teoria sygnału dopaminowego:

  • Sygnał dopaminowy nie sygnalizuje przyjemności ALE przede wszystkim rozbieżność między oczekiwana nagrodą, a nagrodą otrzymaną

  • Neurony dopaminowe sygnalizują prawdopodobieństwo nagrody, przez krótką aktywność fazową zmieniającą się monotonicznie z prawdopodobieństwem, oraz niepewność uzyskania nagrody, poprzez powolniejszą, przedłużona aktywność, wzrastającą w miarę stopnia niepewności uzyskania nagrody

  • Intensywna przyjemność mogą przynosić sygnały nie mające nic wspólnego z rzeczywistą aktywnością nagradzaną, np.:

    • Lekkie podniecenie mężczyzny na widok fotografii roznegliżowanej kobiety

    • Przyjemność uzależnionego patrzącego na zdjęcie przedstawiające palenie cracku

1. UZALEŻNIENIE CHEMICZNE I BEHAWIORALNE

• Uzależnienie chemiczne:

  • Stymulacja chemiczna – droga na skróty

  • Poszukiwanie nagród sztucznych przy których brak naturalnych mechanizmów regulacyjnych

  • Zwykle jest to próba samoleczenia wrodzonych defektów układu nagrody, w wyniku których nagrody naturalne nie wystarczają do utrzymania stanu dobrego samopoczucia

  • Narkotyki legalne:

    • Nikotyna

    • Alkohol

    • Lek jako narkotyk- do celów niemedycznych używane są leki sprzedawane na recepty oraz bez recepty:

      • Leki uspokajające

      • Leki pobudzające- preparaty odchudzające

      • Leki przeciwbólowe

      • Leki hormonalne- androgeny

• Uzależnienie behawioralne:

  • uzależnienie od Internetu, pracy, seksu, telefonu komórkowego, uzależnienie emocjonalne, natręctwo kupowania, hazard etc.

  • Są to zachowania akceptowalne społecznie, które dla większości stanowią normalny element życia. W ostatnich latach obserwujemy jednak wzrost liczby przypadków, gdy zachowanie te stają się patologiczne i mogą powodować groźne skutki. 

  • Nowe formy uzależnień pojawiły się dzięki postępowi technologicznemu i charakterowi nowej cywilizacji, np. uzależnienie od gier komputerowych, Facebooka

1. TESTOWANIE POTENCJALNEGO DZIAŁANIA UZALEŻNIAJĄCEGO

• Badania na zwierzętach (szczurach)

• Test samopodawania:

  • Naciskając dźwignię, zwierzę podaje sobie do żyły lub do określonej struktury mózgu badany lek

  • Jeżeli sprawia mu to przyjemność, podaje go sobie bardzo często

• Test preferencji miejsca:

  • Szczur więcej czasu spędza w miejscu, w którym odczuwał przyjemność

• Test autostymulacji:

  • Po podaniu substancji powodującej przyjemność, szczur chętniej aktywuje generator impulsów

  • Dowodem tego jest obniżenie progu samodrażnienia

1. SZKODLIWOŚĆ UZALEŻNIENIA OD SUBSTANCJi

(Chyba każdy może sam coś wymyślić, ale wypisuję konsekwencje podane w prezentacji ;))

• Alkoholizm poważnie uszkadza sprawność myślenia

• Sztuczne szczęście nie jest korzystne ani indywidualnie ani społecznie

• Za przyjemność stosowania symulantów płaci się długotrwałym osłabieniem układu dopaminowego i w rezultacie utratą radości z bodźców nagradzających

• Zaburzenia układu nagrody prowadzą z kolei do zachowań (auto)destrukcyjnych

• U osób uzależnionych zaburzone jest zachowanie celowe

• Pułapka nałogu:

  • Ochota jest wywołana przez mechanizmy dopaminowe, ulegające sensytyzacji- przyjemność związana z oczekiwaniem wzrasta

  • Lubienie jest wywoływane przez mechanizmy opioidowe i gabaergiczne ulegające tolerancji- przyjemność związana z konsumpcją maleje

  • Coraz intensywniej szukamy narkotyku, a sprawia nam on coraz mniej przyjemności

• Narkotyki:

  • OTĘPIENIE (heroina)

  • Depresje starcze (ecstasy)

  • Groźba przedawkowania wskutek zaburzenia percepcji

  • Groźba zatrucia- niepewny dealer

  • Groźba zakażenia, np. wirusem HIV

  • Groźba dodatkowych zakażeń w wyniku spadku odporności

  • Groźba kłopotów z prawem- złamania kariery, życia rodzinnego itp.

• Agresywność

• Niepokój

• Emocjonalne oddalenie od świata

1. GŁÓWNE KLASY SUBSTANCJI UZALEŻNIAJĄCYCH

• Blokery transportera dopaminowego- bardzo szybkie uzależnienie, niewielkie objawy abstynencji

• Agoniści receptora opiatowego- szybko uzależniające, silne objawy abstynencji (np. morfina)

• Agoniści receptora nikotynowego- powolnie uzależniające, wysoki odsetek uzależnionych, niewielkie objawy abstynencji

• Agoniści receptora GABA-A i alkohol- powolnie uzależniające, bardzo silne objawy abstynencji

• Halucynogeny- nie wytwarzają uzależnień, brak objawów abstynencji

Wszystkie znane substancje uzależniające aktywują mezokortykalne i mezolimbiczne neurony dopaminowe.

1. STRATEGIE WALKI Z UZALEŻNIENIAMI

• Kryminalizacja narkomanii- mierne wyniki, duży koszt społeczny.

• Socjoterapia- bardzo istotna, ale niewystarczająca

• Farmakoterapia:

  • Hamowanie objawów abstynencji- klonidyna

  • Hamowanie głodu narkotykowego

  • Jej celem jest osiągnięcie przez pacjenta dobrowolnej abstynencji, a kierunkiem natarcia jest eliminacja przymusu brania

  • Cel idealny, ale trudny do osiągnięcia, za pozytywny efekt uważa się zmniejszenie ilości branego narkotyku

• Strategie uniwersalne:

  • Przesłanki:

    • Uzależnienie wynika ze zmian adaptacyjnych

    • Przyczyna nawrotowości jest chcica- dopaminowa faza nagrody

    • Chcica jest związana z ogólnym pobudzeniem

  • Cele farmakoterapii:

    • Zapobieganie tworzeniu się zmian adaptacyjnych

    • Zredukowanie wrażliwości układu dopaminowego bez obniżenia jego stanu podstawowego

• Metody swoiste:

  • Związane z receptorami:

    • Działanie receptorowe- kuracje antagonistyczne

    • Farmakoterapie agonistyczne (substytucyjne):

      • Zasada- przedłużone zajmowanie receptora zmniejsza efekt nagradzający

    • Bezpośrednia modulacja receptorów dopaminowych:

      • Blokada fazowej, ale nie tonicznej aktywacji receptora dopaminowego

  • Blokowanie tworzenia zmian adaptacyjnych:

    • Hamowanie napływu jonów Ca²⁺ do neuronu

    • Nasilanie transmisji gabaergicznej

• Swoiste terapie niezwiązane z głównymi receptorami wiążącymi określone narkotyki

• Blokowanie dostępu do mózgu określonym substancjom (farmakoterapia obwodowa):

  • Blokada transportu przez barierę krew-mózg (szczepionki)

  • Przyspieszenie metabolizmu we krwi (enzymy)

  • Mechanizmy mieszane (przeciwciała katalityczne)

• Leki psychotropowe

1. PODSTAWOWE POJĘCIA ZWIĄZANE Z PAMIĘCIĄ

• Pamięć: zjawisko umożliwiające podejmowanie decyzji w oparciu o wcześniejsze doświadczenia

• ENGRAM = ślad pamięciowy - zmiana w układzie nerwowym wywołana chwilowym pobudzeniem, utrzymująca się przez pewien czas. Engram jest reprezentacją doznań związanych z percepcją, przeżyciem lub działaniem

• UCZENIE - związane z doświadczeniem tworzenie trwałych engramów, lub trwałe przekształcanie istniejących engramów pod wpływem doświadczenia

• PAMIĘĆ - tworzenie, przekształcanie i przechowywanie engramów oraz ich wykorzystanie w celu sterowania zachowaniem

• PRZYWOŁANIE - przeniesienie engramów z magazynów do obszarów pamięci roboczej

1. KLASYFIKACJA PAMIĘCI

• Ze względu na trwałość:

  • sensoryczna (ultrakrótka, odbiera wrażenia, stanowi filtr dla wydobycia maksimum ważnych informacji z otoczenia)

  • bezpośrednia (robocza, natychmiastowa)

  • krótkotrwała (trwa sekundy, godziny, jest labilna, nie wymaga nowej syntezy RNA i białek)

  • długotrwała (trwa przez dni, miesiące, jest odporna na zakłócenia <skonsolidowana>, wymaga nowej syntezy RNA i białek)

• Ze względu na jakość:

  • deklaratywna (ulegająca amnezji) – przechowuje inf. odpowiadające na pytanie „wiem, że…”

  • epizodyczna (pamięć zdarzeń – wraz z lokalizacją i czasem)

  • semantyczna (wiedza o zasadach, o pojęciach, zawiera wiedzę językową, ale nie jest z nią tożsama)

  • autobiograficzna (wiedza o swojej przeszłości – to, co tworzy historię mojego życia)

  • proceduralna (nieulegająca amnezji) – przechowuje inf. odpowiadające na pytanie „wiem, jak…”

  • warunkowana

1. PAMIĘĆ EXPLICITE (WERBALIZOWANA) I IMPLICITE

• Pamięć explicite – dotyczy takich wspomnień, które jednostka jest w stanie wydobyć, zwerbalizować; wymaga pełnego wydobycia informacji z pamięci

• Pamięć implicite – dotyczy doświadczeń, których jednostka nie potrafi świadomie wydobyć; często przy uszkodzeniu pamięci explicite, pamięć implicite pozostaje nietknięta – niektórzy pod wpływem konkretnego bodźca mogą się „dokopać” do informacji

1. FAZY PAMIĘCI

(niestety Pan profesor V. przykrył napisy obrazkiem i nie jestem w stanie ich odczytać, więc informacje wyjątkowo z neta ;D Możliwe, że może tu chodzić o pamięć roboczą, krótkotrwałą i długotrwałą)

• Główne etapy tworzenia i przywoływania pamięci, z punktu widzenia przetwarzania informacji, to:

  • zapamiętywanie (zachowywanie)

  • przechowywanie informacji (magazynowanie)

  • przypominanie (odtwarzanie i rozpoznawanie)

• We współczesnych teoriach kwestionuje się jednak podział procesu pamięciowego na te trzy fazy. Endel Tulving wyróżnia np. dziewięć faz procesu pamięciowego.

1. SCHEMAT ORGANIZACJI PAMIĘCI

1. Wrażenie jest odbierane przez pamięć sensoryczną i zapisywane jest w pamięci roboczej (engram pamięci bezpośredniej)

2. Następnie trafia do pamięci krótkotrwałej, może „zginąć” (wrócić do pamięci roboczej, a po pewnym czasie zniknąć), albo:

3. W procesie konsolidacji przejść do pamięci długotrwałej.

4. Kiedy to się stanie znowu angażowana jest pamięć robocza (przeszukiwanie, porównywanie), co skutkuje podjęciem decyzji i reakcją.

1. PAMIĘĆ KRÓTKOTRWAŁA I DŁUGOTRWAŁA

• Pamięć krótkotrwała:

  • Trwa przez sekundy i godziny

  • Jest labilna (podatna na zakłócenia)

  • Nie wymaga nowej syntezy RNA ani białek

• Pamięć długotrwała:

  • Trwa przez dni i miesiące

  • Skonsolidowana (nie ulega zakłóceniom)

  • Wymaga nowej syntezy RNA i/lub białek

1. MOLEKULARNE ASPEKTY PAMIĘCI

• Biologia molekularna umożliwiła nam poznanie zasadniczych etapów tworzenia śladów pamięciowych.

• MOLEKULARNY MECHANIZM PAMIĘCI:

  • Pobudzenie receptora

  • Tworzenie wtórnego przekaźnika

  • Pobudzenie czynników transkrypcyjnych

  • Aktywacja genów

  • Synteza białka- prowadząca do zmian morfologicznych i czynnościowych, których wynikiem jest zmiana siły sprzężenia synaptycznego. Warunkuje to m.in. tworzenie uprzywilejowanych szlaków pobudzeń aktywujących czynnościowe sieci neuronalne

1. PAMIĘĆ I EMOCJE

• Logiczne myślenie, za które odpowiada kora, to jeszcze nie wszystko. W naszej osobowości równie ważna rolę odgrywają emocje. Odpowiada za nie układ podkorowy, zwany układem limbicznym

• Strukturą szczególnie ważną dla regulacji emocji jest zespół jąder migdałowatych, zwłaszcza jądro podstawnoboczne

• Projekcje podstawno- bocznego jądra migdałowatego do struktur związanych z pamięcią .

• Jądro migdałowate pełni zasadniczą rolę w szczególnym upamiętnianiu pewnych wydarzeń

• Pamięć jest modulowana i zazwyczaj wzmacniana, przez emocje:

  • Wydarzenie skutkuje

  • Pobudzeniem emocjonalnym

  • Odbiór jądra migdałowatego lub systemów hormonalnych

  • Informacja trafia do magazynów pamięci

• Oglądanie obrazów o silnym ładunku emocjonalnym ułatwia zapamiętanie świeżo wyuczonego materiału. (Podane są dwa przykłady. Studenci mieli zapamiętać słowa, a potem obejrzeć filmy. Jeden o myciu zębów a drugi o wyrywaniu zęba. Po tym drugim krzywa zapamiętywania słów była o większa.

• Dobrze pamiętamy okoliczności, w których dowiedzieliśmy się o wydarzeniu, które nami wstrząsnęło lub sytuacje, kiedy spotkało nas coś strasznego (zabójstwo JFK, atak na WTC). Pamięć takich wydarzeń określana jest jako „pamięć w lampie błyskowej” (flashbulb mermory)

• Okoliczności zdarzeń związanych z wielką radością pamiętamy równie dobrze, jak tych, które powodowały silne emocje negatywne

1. SIECIOWA TEORIA PAMIĘCI

• Joaquim Fuster

  • pamięć jest zawarta w sieciach neuronalnych tworzonych przez połączone neurony kory mózgowej

  • jednoczesne pobudzenie różnych grup neuronów powoduje aktywację sieci będącą reprezentacją zdarzeń lub sygnałów zewnętrznych i wewnętrznych

  • sieci mogą aktywować inne sieci; obejmują duże obszary kory i mają różną trwałość

  • pamięć sieciowa jest zorganizowana hierarchicznie i topograficznie

  • praktycznie nieograniczona liczba kombinacji neuronów i sieci powoduje niepowtarzalność indywidualnych pamięci i osobowości

• Sieci pamięci: pamięć filetyczna i indywidualna:

  • pamięć filetyczna – wrodzona; struktury i połączenia synaptyczne wytworzone w toku ewolucji; umożliwia zachowania wrodzone i postrzeganie świata; wymaga „rozruchu” w odpowiednim okresie

  • pamięć indywidualna – tworzona na bazie filetycznej; złożona z nieskończonej liczby sieci o wyraźnej hierarchii i lokalizacji

  • kora przedczołowa stanowi centralną sterownię pamięci, centrala dowodzenia

• Tworzenie śladu pamięciowego aktywuje sieci neuronalne mózgu- można to obserwować bezpośrednio, stosując nowoczesne metody obrazowania mózgu

1. ZNACZENIE HIPOKAMPA DLA PAMIĘCI I NASTROJU

• H.M. w celu wyleczenia opornej na leki padaczki został poddany w 1953 roku zabiegowi lobotomii skroniowej. Odcięcie połączeń do hipokampa spowodowało amnezję antegradową- utratę zdolności tworzenia nowych śladów pamięciowych. Epilepsja znikła, ale wraz z pamięcią.

• Londyńscy taksówkarze, którzy w związku z zawodem stale trenują pamięć przestrzenną, mają hipokamp większy niż londyńscy kierowcy autobusów

• Hipokamp zdaje się być głównym miejscem tworzenia śladów pamięci deklaratywnej i krótkotrwałego ich przechowywania.

• Hipokamp należy do niewielu miejsc w mózgu, w których u dorosłych osobników pojawiają się nowe komórki. U osób cierpiących na depresję lub żyjących w długotrwałym stresie jest mniejszy, co prawdopodobnie jest związane z zanikiem neuronów.

1. WARUNKOWANIE KLASYCZNE I OPERACYJNE

(po zpp nie powinno być z tym problemu)

• Są to typy uczenia się asocjacyjnego

• Klasyczne warunkowanie Pawłowowskie:

  • Wszyscy uczymy się, że pewne sygnały zwiastują nagrodę lub karę i w pewnym sensie jesteśmy psami Pawłowa

  • Warunkowana fobia- kojarząc przerażający rocznego Alberta z pokazaniem wcześniej lubianego białego szczura, wyrobiono u dziecka lęk w stosunku do małych zwierząt futerkowych

  • Zachowanie niezamierzone, odpowiedź wywołana, uczy się asocjacji dwóch bodźców

• Operacyjne warunkowanie Skinnerowskie:

  • W systemie wymyślonym w Ameryce, na nagrodę trzeba zapracować

  • Zachowanie dobrowolne, odpowiedź wydawana, uczy się asocjacji między bodźcem poprzedzającym, zachowaniem i skutkiem

1. POKARMOWE UCZENIE AWERSYJNE

• Typ uczenia asocjacyjnego, wymagający tylko jednej próby.

• Dotyczy tylko i wyłącznie uczenia się smaków.

• Okres między bodźcem warunkowym i bezwarunkowym jest bardzo długi . Jest bardzo ważne dla walki o byt

• Chodzi o to, że gdy po spożyciu jakiegoś produktu doświadczamy nieprzyjemnych zjawisk (nudności, wymioty, złe samopoczucie), później utożsamiamy owe zjawiska z produktem, który zaczyna wydawać się niesmaczny, odpycha nas. Wynika to z tego, że nasz organizm chce uniknąć ponownych nieprzyjemnych doznań

• Awersję pokarmową odkryli Garcia i Koelling przypadkowo, badając wpływ promieniowania na szczury. Nawiązując do ich badań – reakcję warunkową (nudności) może wywołać sam widok jedzenia.
  Pokarmowe uczenie awersyjne wykorzystuje się przy leczeniu np. alkoholizmu (odpowiednie środki spożywane z alkoholem powodują wymioty)

1. UCZENIE SPOŁECZNE

• Inaczej zastępcze

• Typ uczenia się złożonego

• Do perfekcji zostało doprowadzone u człowieka (np. szkoły), ale nie tylko (sikorka w latach 60 w Wielkiej Brytanii odkryła, że pod folią butelki z mlekiem znajduje się śmietanka, inne sikorki nauczyły się tego szybko i w ciągu kilku lat musiano zacząć dostarczać mleko w kartonach)

• Uczenie społeczne ptaków uchroni nasze kasztanowce przed szrotówkiem- po 25 latach od początku plagi, sikorki i wróble nauczyły się jeść gąsienice szrotówka

1. SPORY O GENEZĘ MORALNOŚCI

• Racjonaliści- moralność wypływa z rozumu:

  • Arystoteles- cnota

  • Kant- deontologia

  • John Stuart Mill- utylitaryzm

• Sentymentaliści- moralność wypływa z afektu:

  • Hume

  • Smith- zrozumienie innych ludzi i sympatia do nich

1. NEURONY LUSTRZANE

• Podstawy materialne poglądu Smitha

• Odkryte najpierw u małp, a potem u człowieka- szczególny typ komórek nerwowych nastawionych na zrozumienie sygnałów wysyłanych przez innych i umożliwiających sympatię i współczucie

• Neurony lustrzane w korze ciemieniowej są sprzężone z neuronami ruchowymi w korze motorycznej tak, że ruchy innych osobników, nawet innego gatunku, powodują ich automatyczne powtarzanie

• Odkryte zostały przez Giacomo Rizzolattiego podczas badań nad tym, jak reagują swoiste neurony kory ruchowej gdy małpa wykonuje określony ruch (chwytanie orzeszka). Pewnego razu, gdy małpa nic nie robiła, któryś z badaczy schwytał orzeszek. W tym momencie obrazowanie pracy mózgu pokazało, że neurony małpy zareagowały analogicznie jak wtedy, kiedy małpa sama chwytała orzeszek.

• Dzięki neuronom lustrzanym mimowolnie naśladujemy ruchy i mimikę interlokutora, co ma istotne znaczenie, bo imitacja mimiki prowadzi do imitacji nastroju

• Zdaniem niektórych, to właśnie rozwój neuronów lustrzanych w zasadniczy sposób przyczynił się do ukształtowania świadomości i rozwoju społeczeństwa.

• Jedną z ich najważniejszych funkcji jest rozpoznawanie nastrojów, myśli i uczuć innych ludzi. Dzięki nim większość ludzi potrafi czytać z twarzy rozmówców.

• Pozwalają też na uczenie się, szczególnie u dzieci, które obserwując ruchy innych, powtarzają je i uczą się ich.

• Sprawiają też, że bezwiednie naśladujemy mimikę ludzi, których obserwujemy ( istnienie zaraźliwego śmiechu, imitacja nastroju).

• Neurony lustrzane pełnią też ważną rolę jako podstawa zachowań empatycznych, co ciekawe nie tylko u ludzi. Obserwacja cierpiącego partnera pobudza obszary mózgu reagujące również na ból własny (badania Tani Singer)

1. TEORIA UMYSŁU

• Jest to system pojęć który umożliwia człowiekowi wyciąganie wniosków o stanie umysłu innych istot w celu zrozumienia ich zachowania.

• Głównym testem badającym teorię umysłu u dzieci jest test z Sally i Anną – Sally chowa piłkę do koszyczka i wychodzi -> Anna przekłada piłkę -> Gdzie Sally będzie szukać piłki? (Młodsze dzieci i dzieci autystyczne mówią, że w tym miejscu, gdzie przełożyła ją Anna, bo swoją wiedzę uważają za jedyną i przypisują ją innym).

• Posiadanie teorii umysłu oznacza przypisywanie innym stanów umysłowych analogicznych do własnych, w celu przewidywania zachowania innych osób. Takie zrozumienie stanów umysłowych innych osób i wpływu tych stanów na zachowanie drugich znacząco wpływa na nasze stosunki interpersonalne i zachowania społeczne

• Obszary mózgu aktywowane przez ToM i empatię (badania prowadzono prosząc o wybranie właściwej odpowiedzi przy rozwiązywaniu problemów)

  • Kora orbitofrontalna- silniej aktywowana przez ToM niż przez empatię

  • Zespół jąder migdałowatych- silniej aktywowany przez empatię niż przez ToM

• Umiejętność wczucia się w tok myślenia innych umożliwia nam moralną ocenę ich czynów

• Złącze przedkorowo – skroniowe – kiedy zostanie zablokowane uszkadza ToM, może znieść zdolność do moralnego osądu.

• Ważnym elementem sprawności ToM jest umiejętność przyjęcia perspektywy drugiej osoby

1. CZEGO UCZĄ NAS DYLEMATY MORALNE

• Dylematy moralne uczą nas tego, że ludzie (niezależnie od rasy, wyznania, poglądów politycznych) wyposażeni są przez ewolucję we wrodzony zmysł moralny. Oceny oraz zasady moralne są u wszystkich bardzo podobne, występują jednak różne wyjaśnienia poczynań osób biorących udział w badaniu.

• Z nauki o dylematach moralnych wynika, że pewne aspekty są odporne na wpływy kulturowe, a pewne nie.

• Uczą nas przybierać perspektywę drugiej osoby.

• Uczą nas, że problemy moralne znane są od dawna, zajmował się nimi na przykład Tomasz z Akwinu.

• Zmuszają nas do rzeczowej oceny wyborów moralnych innych ludzi.

• Wymuszają na nas opowiadania się po stronie wyższych wartości moralnych na rzecz niższych wartości moralnych. Pomagają nam w walce ze stereotypami, uprzedzeniami w trakcie rozwiązywania dylematów moralnych.

1. LOKALIZACJA OŚRODKÓW ZAANGAŻOWANYCH W RÓŻNE TYPY ZACHOWAN MORALNYCH

• Większa aktywność przy rozwiązywaniu osobowych dylematów moralnych w:

  • przyśrodkowy zawój czołowy

  • tylny zawój obręczy

  • górna bruzda skroniowa

  • dolny płat ciemieniowy

• Przy rozwiązywaniu nieosobowych dylematów moralnych większa aktywność w:

  • grzbietoboczna kora przedczołowa

  • płat ciemieniowy.

• Obszary mózgu zaangażowane w rozpoznanie moralne (najlepiej wybrać kilka łatwych do zapamiętania ;P):

  • Przyśrodkowy zakręt czołowy.

  • Tylny zakręt obręczy, kora przedklinkowa, kora retrosplenialna.

  • Górna bruzda skroniowa, dolny płat ciemieniowy.

  • Kora orbitofrontalna, brzuszno-przyśrodkowa kora czołowa

  • Biegun skroniowy

  • Zespół jąder migdałowatych.

  • Grzbietoboczna kora przedczołowa.

  • Płat ciemieniowy.

1. KONFLIKTY ROZUMU I UCZUCIA PRZY WYBORACH MORALNYCH

• Dylemat Antygony i Kreona

• Dylemat zwrotnicy- czy przesunął byś zwrotnicę tak, aby pojazd zabił tylko jedną osobę zamiast pięciu? A jeśli te 5 osób to Twoi krewni, a jedna to Twoja ukochana? (większość odpowiada TAK)

• Mostek- czy zepchnąłbyś nieznajomego z mostku, aby pojazd zatrzymując się na nim zabił tylko jedną osobę zamiast pięciu? (większość odpowiada NIE)

• Dziecko w stodole (ukrywający się Żydzi i płaczące dziecko)

1. CZY ISTNIEJE WRODZONA GRAMATYKA MORALNOŚCI

• Marc Hauser- tak, istnieje i umożliwia powstanie systemów moralnych. Świadczy o tym fakt, że decyzje moralne są podejmowane bez względu na religię, poziom wykształcenia itp.

• Różne moralne gramatyki moralne wykazują podobne różnice jak językowe:

  • Wpływ kultury, religii i doświadczenia

  • Pewne aspekty są odporne na wpływy kulturowe, pewne nie

  • Zabicie wiarołomnej żony jest akceptowane w pewnych kulturach, podobnie jak aborcja i eutanazja

1. WYBORY MORALNE PSYCHOPATÓW

• rozróżniają dobro od zła

• mają zdolność normalnych odpowiedzi na dylematy moralne

• wykazują brak kontroli emocjonalnej i wybierają wyłącznie odpowiedzi utylitarne

• przykład socjopatii nabytej(uszkodzenie płatów czołowych):

  • Phineas Gage–

  • Eliott

  • Pedofilia wywołana guzem mózgu: nowotwór rośnie w górę z bruzdy węchowej, przemieszczając prawą korę orbitofrontalną i zgniatając brzusznoboczną korę przedczołową (po usunięciu guza pedofilia i inne objawy znikły)

• Uszkodzenia w obrębie brzuszno-przyśrodkowej kory przedczołowej (VMPC) powodują zmianę wyborów moralnych:

  • Pacjenci z uszkodzonym VMPC różnili się od innych częstszym wyborem rozwiązań utylitarnych naruszających osobowe normy moralne

1. PROBLEM WOLI W ŚWIETLE BADAŃ NEUROBIOLOGICZNYCH

• Klasyczne doświadczenie Libeta (1983) – polegało na obserwacji zegara przez badanego, wyboru czasu w którym naciśnie guzik, a następnie podaniu miejsca w którym znajdowała się wskazówka, KIEDY ZOSTAŁ NACIŚNIĘTY. Okres przed decyzją (wynosił 1 sek) – potencjał gotowości rośnie od podjęcia decyzji do wykonania czynności (które trwa 208 ms).

• Podobne badania z naciskaniem dwóch guzików przy pojawiających się liczbach przeprowadził Haynes. Badania wykonane metodą fNMR wykazały, że aktywność rozpoczyna się 7-9 sekund przed naciśnięciem guzika w korze frontalnej, związanej z planowaniem a następnie pojawia się w obszarze integracji sensorycznej w korze ciemieniowej. Więc decyzje podejmujemy bez udziału świadomości.

• Jeżeli jednak założymy, że mózg i dusza są jednością wynik ten nie przesądza o istnieniu wolnej woli.

• Badania wykazały że kluczową strukturą zaangażowaną w działanie dowolne jest przeddodatkowe pole motoryczne, w którym rodzą się wiadome zamiary. (drażnienie słabym prądem tego obszaru wywoływało chęć poruszenia określonymi częściami ciała, a drażnienie silnym prądem ruch).

• Obszarem mózgu, który odpowiedzialny jest za powstrzymanie się od wykonania wcześniej zaplanowanej akcji jest kora przyśrodkowo czołowa i przednio brzuszna kora wyspowa.

1. EPILEPSJA A DUCHOWOŚĆ- DRGAWKI EKSTATYCZNE

• Padaczka Dostojewskiego- ataki padaczkowe z odczuwaniem przyjemności lub stanów ekstatycznych

• Drgawki ekstatyczne- napadowe uczucia intensywnej przyjemności, radości i poczucia spełnienia; mogą im towarzyszyć przeżycia poznawcze i duchowe

• Padaczka związana jest z nadmierną aktywnością kory mózgowej.

• Padaczka skroniowa, która jest związana z przeżyciami duchowymi występuje w ok. 1% przypadków.

• Padaczka skronowa związana jest z zespołem Geschwinda.

• Napady epilepsji są częstsze na dużych wysokościach, ze względu na niedotlenienie i zwiększone wydzielanie endorfin (por. Objawienia religijne na górach).

1. ZESPÓŁ GESCHWINDA

• Związany z padaczką skroniową

• Objawy:

  • Hipergrafia- bardzo wiele pisania lub nauczania

  • Nadreligijność- wysoka religijność i uwaga skierowana na moralność

  • Ataki gniewu, zwykle przemijające i bez przemocy

  • Lepkość- silna zależność od innych, konieczność posiadania towarzystwa

  • Zmieniona w skrajny sposób seksualność- całkowita abstynencja lub rozpusta

• Wielcy myśliciele religijni często wykazywali objawy tego zespołu

  • Dostojewski

  • Juliusz Cezar

  • Isaac Newton

  • Sokrates

  • Aleksander Wielki

1. TWORZENIE WIERZEŃ

• Wierzenia- przekonanie o istnieniu czegoś bez racjonalnych powodów. Są tworzone w mózgu bardzo szybko

• Tworzone są w lewej półkuli mózgowej, w strukturach usiłujących racjonalnie wyjaśnić napływające spostrzeżenia

• Są łatwe do manipulowania, nasilenia lub osłabienia, łatwo dodać do nich znaczenie emocjonalne

1. LEWOPÓŁKULOWY INTERPRETATOR ŚWIATA

• Doświadczenia na rozszczepionym mózgu dowiodły, że:

  • w lewej półkuli w każdym mózgu znajduje się interpretator świata.

  • interpretator tworzy teorie tłumaczące dlaczego tak się zachowujemy, jak się zachowujemy.

  • tysiące, a może miliony, operacji mózgowych biegnie niezależnie od siebie, poza obszarem świadomości. Kierują one ruchem ciała, emocjami, myśleniem… Kiedy aktywności te ujawniają się, nasza świadomość je zauważa, a interpretator musi je wyjaśnić.

  • interpretator tworzy naszą świadomą rzeczywistość wykorzystując często ograniczone i fragmentaryczne dane, którymi dysponuje.

  • w wyjaśnienia interpretatora wierzymy bezdyskusyjnie, przynajmniej początkowo.

  • świadomość jest zbudowaną przez interpretatora refleksją mózgu nad światem.

• Interpretator świata interpretuje na swój sposób przedmioty niepewne, powodując, że widzimy je jako określone obrazy. Zjawiska takie nazywamy paraidoliami. Najpopularniejszymi paraidoliami są „obrazy” tworzone przez chmury.

• Niektórym osobom wierzącym interpretator przedstawia iluzje jako cudowne zjawiska w otaczającym świecie, utwierdzając je w wierze.

1. PARAIDOLIE

• Interpretator świata interpretuje na swój sposób przedmioty niepewne, powodując, że widzimy je jako określone obrazy. Zjawiska takie nazywamy paraidoliami.

• Najpopularniejszymi paraidoliami są „obrazy” tworzone przez chmury.

• Niektórym osobom wierzącym interpretator przedstawia iluzje jako cudowne zjawiska w otaczającym świecie, utwierdzając je w wierze.

• Zjawisko dostrzegania obrazów religijnych w przedmiotach takich jak pnie drzew, błyszczące powierzchnie czy przypalone tosty nazywamy paraidolią religijną.

• Wierzący mówią o cudach (np. Jan Paweł II z ognia, diabeł na WTC, Matka Boska na skanie RMI).

• Uczeni też często widzą to, co podsuwają im wierzenia tworzone przez l.i.ś. (paraidolie naukowe- np. kanały na Marsie).

• Także buddyści mają swoje cuda (np. skały nad jeziorem Birmeńskim)

1. POCHODZENIE RELIGII- HIPOTEZA NEUROBIOLOGICZNA

• Wygląda na to, że to nie Religia stworzył moralność, ale zrobił to mózg w toku ewolucji, a wierzenia religijne wytworzył później, po to by usprawiedliwić istnienie moralności, wyjaśnić początek i koniec istnienia i dać poczucie nieśmiertelności.

• Nauka nie zajmuje się prawdziwością systemów religijnych (ok. 10,000). Są one poza możliwością poznania.

• Powszechność i trwałość religii wskazuje na to, że jest korzystna z ewolucyjnego punktu widzenia. Istnienie moralności mózg wytłumaczył interwencją istot ze świata ponadnaturalnego, a tłumaczenia te skodyfikował w postaci wierzeń religijnych. Moralność jest cechą gatunkową człowieka.

• Vetulani: "Religijność też pojawiła się w toku ewolucji i jest korzystna dla gatunku ludzkiego. I mimo że jesteśmy przekonani, że to religia uczy nas, jak odróżniać dobro od zła, to raczej religia powstała jako próba racjonalizacji naszych przekonań moralnych. Mózg lubi uzasadniać nasze zachowania. "

• W dzisiejszych czasach filozofia i nauka zaczynają się krzyżować, skrzyżowania mogą prowadzić do kolizji.