W II
12.10.2010
KORA MÓZGOWA:
substancja szara i
biała, komórki
glejowe,
neuroprzekaz
nictwo.
Dr n. med. Agata Przyborska
1
Czynność neuronów
2
ORGANIZACJA UKA
. NERW.
3
Neurony i komórki glejowe
" Ocenia się, \
e w układzie nerwowym człowieka jest około
150 miliardów neuronów - przenoszenie i przetwarzanie
informacji.
" Oprócz neuronów w układzie nerwowym występują
komórki glejowe - ich liczba jest ok. dziesięciokrotnie
większa ni\
liczba komórek nerwowych.
4
Liczbę neuronów w mózgu szacuje się na około:
1.6x1011
Komórek glejowych jest około:
9x więcej ni\
neuronów
5
Ró\
ne rodzaje neuronów
6
7
8
neurony kory mózgowej (chomik)
komórka piramidowa (kora m.)
neurony hipokampa (szczur) komórka Purkiniego (mó\
d\
ek)
9
10
Dywergencja
11
Konwergencja
12
Transmisja równoległa
13
Transmisja zwrotna
14
SYNAPSA  przekazywanie sygnałów
między neuronami  zamiana sygnału
elektrycznego na chemiczny
15
16
Fazy potencjału czynnościowego
1. Potencjał spoczynkowy
2. Bodziec
3. depolaryzacja do poziomu
progu pobudliwości
4. szybki dokomórkowy prąd
sodowy
5. zamykanie kanałów
sodowych i otwieranie
potasowych
6. potas opuszcza komórkę
7. kanały potasowe powoli
się zamykają
8. hiperpolaryzacja
następcza
9. komórka powraca do
potencjału spoczynkowego
17
Przewodzenie potencjału czynnościowego
18
Skokowe przewodzenie impulsów
19
Intensywność bodz
ca częstotliwość
wyładowań ilość wydzielonego mediatora
20
21
Usuwanie/degradacja neurotransmittera:
" rozkład enzymatyczny (w synapsie)
" reabsorbcja:
do zakończenia presynaptycznego
przez astrocyty
" usuwanie (wypłukiwanie) i rozkład w sąsiednich tkankach
22
23
Potencjały postsynaptyczne
" EPSP (Excitatory Postsynaptic " IPSP (Inhibitory Postsynaptic
Potential) Potential)
" Neurotransmitter powoduje " Neurotransmitter powoduje
depolaryzację błony kom. hiperpolaryzację błony kom.:
otwieranie kanałów Na+, Ca++ otwieranie kanałów Cl-
zamykanie kanałów K+ otwieranie kanałów K+
24
strefa
wyładowań
25
Synapsy akso-aksonalne
Komunikacja akso-aksonalna pomiędzy neuronem A i B 
modyfikacja wpływu neuronu B na element postsynaptyczny C.
Presynaptyczne hamowanie lub torowanie odpowiedzi.
Autoreceptory  pętla ujemnego sprzę\
enia zwrotnego
26
Hamowanie w układzie nerwowym
1. presynaptyczne
2. postsynaptyczne
27
Neurony
pobudząjące:
A, NA, DOPA, Ach
Neurotransmitery
Serotonina
neuronów
Glutaminian
hamujących:
Histamina
GABA, glicyna
hamowanie
(pre-
synaptyczne)
hamowanie
(post-
synaptyczne)
Zidentyfikowano ponad 60 neurotransmitterów ró\
nego typu
28
Ró\
norodność synaps .
Synaptogeneza
zró\
nicowanie i
plastyczność u.n.
29
30
Komórki glejowe
" w XIX w.:
Rudolf Virchow uwa\
ał, \
e substancja wypełniająca miejsce
między neuronami to tkanka łączna. Nadał jej nazwę Nervenkitt.
Dieters opisał kom. glejową  brak aksonu
Camillo Golgi  teoria o słu\
ebnej roli komórek glejowych
" XX w.:
prace badawcze i klasyfikacja mikrogleju i oligodendrocytów
Nowe spojrzenie na neuroglej - du\
a ilość komórek glejowych w
obszarze kory kojarzeniowej w stosunku do innych części mózgu
" XXI w - ?
31
Funkcje neurogleju:
" Nie przekazują impulsów nerwowych tak, jak to czynią
neurony, choć są do tego niezbędne.
" Biorą udział m.in. we współtworzeniu bariery krew-mózg,
w syntezie niektórych neuroprzekaz
ników, w procesach
związanych z wydzielaniem i wychwytywaniem
neuroprzekaz
ników, tworzą osłonki mielinowe aksonów,
uczestniczą w od\
ywianiu neuronów, oraz pełnią funkcje
obronne.
" Uaktywniają się w stanach zapalnych,
uszkodzeniach i guzach mózgu
" Glejoza  tworzenie blizn tkankowych
" Biegną wzdłu\
nerwów. Zbyt du\
a ilość mo\
e doprowadzić
do śmierci.
32
Neuroglej dzielimy na:
1. Mikroglej
2. Makroglej:
" w OUN:
" Astrocyty
" Oligodendrocyty
" komórki ependymalne
" inne
" w Obwodowym UN
" komórki Schwanna
" komórki satelitarne
" "Nature Neurology".
Około 90 proc, wszystkich komórek budujących mózg nale\
y do
jednego z trzech typów komórek glejowych  astrocytów,
oligodendrocytów lub komórek mikrogleju.
33
Astrocyty i oligodendrocyty
34
Astrocyty
" Przenoszą substancje od\
ywcze z naczyń krwionośnych
" Regulują stę\
enie jonów K+ w przestrzeni
międzykomórkowej
" Wraz z komórkami nabłonkowymi naczyń włosowatych
tworzą barierę krew-mózg
" Regulują neuroprzekaz
nictwo
35
Druga składowa układu nerwowego -
komórki gleju
36
Nowe spojrzenie na neuroglej
" Komórki glejowe posiadają większość kanałów jonowych
obecnych w neuronach.
" Komunikują się między sobą poprzez
szybkie synapsy chemiczne
 połączenia szczelinowe.
" Z zakończeń presynaptycznych wraz z
neuromediatorami uwalnia się ATP
" 1999 r. - Peter B. Guthrie (University of Utah) 
pobudzone Astrocyty uwalniają ATP do przestrzeni
międzykomórkowej. ATP wią\
e się z innymi
Astrocytami powodując napływ jonów Ca2+
37
Nowe spojrzenie na neuroglej
" ATP jako neuroprzekaz
nik:
brak w przestrzeni międzykomórkowej
łatwo się rozprzestrzenia
szybko ulega rozpadowi
38
Nowe spojrzenie na neuroglej
" Obserwacje Oligodendrocytów:
ATP pobudza dojrzewanie i wytwarzanie mieliny
" Obserwacje Astrocytów :
Maiken Nedergaard (NY Medical College)  wzrost aktywności
elektrycznej synaps w hippokampie w odpowiedzi na pobudzenie
astrocytów jonami wapnia
Philip Haydon (University of Pennsylvania)  pobudzenie astrocytu
glutaminianem powoduje przepływ jonów Ca2+ do najbli\
szych
astrocytów
Ben Barres (Stanford University) - obecność astrocytów zwiększa ilość
synaps
" WNIOSKI:
" astrocyty mogą kontrolować uwalnianie neurotransmiterów
" astrocyty poprzez  fale wapniowe mogą synchronizować działanie
synaps i modulować przekazy synaptyczne
" Astrocyty sprzyjają powstawaniu synaps
" Komórki glejowe  podsłuchują neurony
39
Nowe spojrzenie na neuroglej
40
41
42
43
43
Trzy struktury mózgu
" Teoria Mac Leana (1913-2007): podział mózgu na trzy
struktury o ró\
nych funkcjach, poczuciu czasu i przestrzeni,
inteligencji:
zespół R (Reptilian)  pień mózgu i śródmózgowie - świat gadów
system limbiczny  emocje, zachowania społeczne, świat ssaków
kora nowa  język, abstrakcje, świat ludzi i naczelnych
44
Poziomy regulacji zachowania
45
Określenie "pień mózgu" w najwę\
szym pojęciu (anatomicznym) obejmuje
tyłomózgowie, a w najszerszym (fizjologicznym) - wszystkie struktury poza
kresomózgowiem.
46
47
Mózg
MI
DZYMÓZGOWIE
48
49
" Trzy funkcje kory:
analiza danych przychodzących ze zmysłow
działania motoryczne
wyzsze czynności psychiczne: planowanie, myślenie, analiza
emocji
" Kora mózgowa podzielona jest na dwie półkule, 5 płatów,
liczne zakręty i bruzdy.
" Powierzchnia boczna i podstawna kory - 4 płaty.
" Powierzchnia przyśrodkowa kory - widoczny płat
limbiczny.
50
Kora mózgowa: bruzdy i zakręty
z. zaśrodkowy
z. przedśrodkowy
b. środkowa
b. środciemieniowa
z. nadbrze\
ny
z. czołowy górny
z. czołowy środkowy
z. kątowy
z. czołowy dolny
z. skroniowy górny
z. skroniowy środkowy
z. skroniowy dolny
51
szczelina podłu\
na mózgu
z. przedśrodkowy
b. środkowa
b. środkowa
z. kątowy
z. zaśrodkowy
52
53
Istota biała
W obrębie istoty białej rozró\
nia się trzy typy włókien:
1. Włókna kojarzeniowe - łączą miejsca istoty szarej w obrębie tej
samej półkuli:
często są bardzo krótkie, łącząc za pomocą wiązki o kształcie litery U
dwa sąsiednie punkty w obrębie półkul
długie włókna kojarzeniowe łączą ośrodki w obrebie jednej półkuli
jedną z trzech dróg: pęczka podłu\
nego górnego, pęczka podłu\
nego
dolnego i obręczy.
2. Włókna spoidłowe - przerzucają informacje pomiędzy lewa i prawa
półkula mózgu:
spoidło wielkie, które jest głównym mostem łączącym prawa i lewa
półkule mózgu
spoidło przednie  mniejsze, lączy struktury przodomózgowia Włókna
projekcyjne łączą struktury podkorowe z korą mózgową:
3. włókna projekcyjne- np. promienistość wzrokowa przenosząca
informacje wzrokowe ze wzgórza do kory mózgowej.
" Do tego dochodzi wiele innych, mniejszych dróg, szlaków i traktów
a tak\
e włókna dośrodkowe i odśrodkowe
54
Istoto biała (i szara) w OUN
jądra podstawy mózgu nale\
ące wraz z korą do kresomózgowia
obręcz
obręcz
spoidło wielkie
spoidło wielkie krótkie włókna
krótkie włókna
kojarzeniowe
kojarzeniowe
pęczek podłu\
ny
pęczek podłu\
ny
j. ogoniaste
j. ogoniaste
górny
górny
torebka
torebka
skorupa
skorupa
wewnętrzna
wewnętrzna
pęczek podłu\
ny
pęczek podłu\
ny
gałka blada
gałka blada
dolny
55
dolny
spoidło przednie
spoidło przednie
Włókna kojarzeniowe i spoidła mózgu
krótkie włókna
krótkie włókna
kojarzeniowe
kojarzeniowe
obręcz
pęczek podłu\
ny
obręcz
pęczek podłu\
ny
górny
górny
spoidło wielkie
spoidło wielkie
spoidło przednie
spoidło przednie
pęczek podłu\
ny
pęczek podłu\
ny
dolny
56
dolny
57
Aferentne i eferentne połączenia kory
" Pobudzenia dochodzące do kory (aferentne):
Włokna kojarzeniowe z tej samej połkuli (pęczki, obręcze)
Włokna kojarzeniowej przeciwległej połkuli (spoidła)
Projekcje z wzgórza.
Projekcje z pnia mózgu.
" Pobudzenia wychodzące z kory (eferentne):
Włokna kojarzeniowe z tej samej połkuli (pęczki, obręcze).
Włokna kojarzeniowej przeciwległej połkuli (spoidła).
Projekcje sensomotoryczne, skojarzeniowe i limbiczne do
prą\
kowia (jedno z jąder podstawy mózgu).
Projekcje ruchowe do nerwów czaszkowych, pnia mózgu (droga
korowomostowa, korowo-siatkowa) i rdzenia.
58
" Mózg u słoni, wielorybów i delfinów jest większy ni\
u
człowieka, a jego struktura jest podobna.
" U ssaków występują znaczne ró\
nice w stosunku aksonów
wchodzących i wychodzących z kory do aksonów
łączących struktury podkorowe
liczba aksonow korowo - korowych
R =
liczba aksonów podkorowych
" Jednym z elementów wyró\
niających mózg człowieka jest
największa ilość długozasięgowych połączeń korowo-
korowych.
" Ilość połączeń mo\
na oszacować mierząc powierzchnię
istoty szarej z istotą białą.
59
powierzchnia granicząca z istotą
białą w ró\
nych strukturach mózgu
u ssaków (neocortex  kora nowa,
striatum  prą\
kowie, thalamus 
wzgórze).
stosunek powierzchni istoty białej
z korą nową do powierzchni istoty
białej ze strukturami podkorowymi
(prą\
kowie + wzgórze).
60
Mózg delfina:
powierzchnia kory mózgowej jest 60% większa ni\
u człowieka
objętość kory mózgowej 20% większa -> kora bardziej
pofałdowana
" Ale:
grubość kory mózgowej - 1.3  1.8 mm (dwa razy mniej ni\
u
człowieka), budowa 5 warstwowa
kolumny korowe mająa mniejszą objętość - mniejsza ilość
połączeń długozasięgowych.
spoidło wielkie ma przekrój ok. 35% przekroju człowieka
61
Kora mózgowa
" Dzieli się na:
korę starą (układ limbiczny), odpowiadającą za stany emocjonalne i
popędy oraz kontrolę podwzgórza
korę nową.
" Kora nowa (łac. cortex = kora) jest odpowiedzialna za
wy\
sze czynności poznawcze:
ponad 8 mld neuronów.
grubość: od 1.5 mm (kora wzrokowa) do 4.5 mm (kora ruchowa)
po rozprostowaniu fałd kora miałaby powierzchnie 1900 cm2, czyli
powierzchnię kwadratu o boku 43,5 cm.
62
Kora mózgowa
" 3 typy kory:
Izokora - filogenetycznie młoda, 6 warstw.
Allokora - paleokora (np. kora węchowa) i archeokora (np. kora
hipokampa)  filogenetycznie stara, 3 warstwy.
Mezokora - kora pośrednia (np. w zakręcie obręczy, okolicach
hipokampa).
" Typy neuronów korowych:
głównie interneurony i neurony projekcyjne (długie aksony).
63
Kora mózgowa
" Modularna budowa kory mózgu człowieka:
warstwy (3 lub 6)
organizacja kolumnowa
" Kolumny korowe:
zwykle 110 neuronów, 220 w korze wzrokowej
obejmują wszystkie warstwy kory
w korze czuciowej wszystkie neurony w obrębie kolumny
odpowiadają na stymulację nanego obszaru skóry
" Wyróznia się 52 cytoarchitektonicznie jednorodne pola 
pola Brodmana (1909 rok).
64
65
Pola Brodmana
" Korbinian Brodmann (1868-1918) był niemieckim neurologiem, który
jako pierwszy dokonał systematycznych badan cytoarchitektonicznych
(histologicznych) kory mózgowej.
" Brodmann zauwaył, \
e kora mózgowa nie jest jednolita pod
względem swojej budowy.
" Wprawdzie mona wyró\
nic w niej na ogół 6 warstw, jednak ró\
nia się
one gruboscia, upakowaniem i składem.
" Jego pionierskie badania polegały na ustaleniu obszarów o jednolitej
budowie. Kazdemu takiemu jednolitemu obszarowi Brodmann
nadawał kolejne numery od 1 do 52 i wpisywał je sumiennie do
swojego dziennika laboratoryjnego.
" Numery - dość chaotycznie rozproszone po całej korze, poniewa\

Brodmann jednego dnia brał wycinek z tej części mózgu, a drugiego z
zupełnie innej, przez co np. pole 9 przylega do 46, a 38 do 28.
" System Brodmanna sie przyjał - ró\
nice w budowie histologicznej
oznaczają ró\
nice w funkcji i odwrotnie  ró\
nice w funkcji oznaczają
ró\
ną budowę histologiczna.
66
67
Podstawowe mechanizmy przetwarzania
informacji przez korę:
" mapowanie topograficzne  somatotopowa organizacja
kory (homunkulus czuciowy, organizacja kory słuchowej)
" kodowanie populacyjne:
68
Kodowanie populacyjne
" Wykres pokazujący kierunki ruchu, przy których dana
komórka najsilniej reaguje.
Dany neuron pobudza się najsilniej przy ruchu w
określonym kierunku i słabiej przy ruchu w podobnych
kierunkach, a prawie wcale przy innych ruchach.
69
Kodowanie populacyjne
" Długość strzałki zale\
y od częstości impulsacji neuronu w danej populacji,
wzbudzającego się przy ruchu w danym kierunku.
" Ju\
dla kilkuset aktywnych komórek sumowanie daje najsilniejsze średnie
pobudzenie zgodne z prawdziwym kierunkiem ruchu.
" Najsilniej reagujące komórki są w pierwotnej korze ruchowej (MI),
kolumna o średnicy ok. 1 mm.
70
Obszary kory
" Obszary pierwotne - szczegołowa analiza bodz
cow
zmysłowych o określonej modalności.
" Do obszarow pierwszorzędowych przylegają wtórne
obszary projekcyjno-kojarzeniowe - analiza sensu,
całości znaczeniowych bodz
cow, interpretacja.
" Trzeciorzędowe obszary skojarzeniowe - integracja
informacji o ro\
nych modalnościach.
" Wysoce wyspecjalizowane obszary kory; mozg nie jest
uniwersalnym komputerem!
71
Okolice ruchowe, czuciowe i kojarzeniowe kory
mózgowej kory mózgowej
72
Pierwotne obszary sensoryczne
(pierwszorzędowe obszary projekcyjne):
" czuciowy (ból, dotyk, wibracje)  płat ciemieniowy, za
bruzdą centralną
" wzrokowy - płat potyliczny
" słuchowy - płat skroniowy
" smakowy - płat ciemieniowy, część brzuszna, schowana
" węchowy - płat skroniowy, kora okołomigdałowata i
okołosklepieniowa
" przedsionkowy (równowowagi) - płat skroniowy
73
Integracja czucia w odpowiednich polach
kory mózgowej
74
75
" Mapy czuciowe: dra\
nienie wywołuje wra\
enia dotyku,
łaskotania, swędzenia.
" Pobudzanie kory z przodu bruzdy centralnej wywołuje
zachowania ruchowe (całe wyuczone ruchy).
" Budowa kolumnowa (baryłkowa): na pobudzenia reaguje
cała kolumna korowa.
76
Somatotopowa organizacja kory
czuciowej
77
" Plastyczność map: doświadczenia z małpami.
" Zmiana wielkości obszaru kory na skutek stymulacji lub
braku bodz
cow (po uszkodzeniu nerwu lub amputacji
palca).
" Symulacje rozwoju map topograficznych po urazach mogą
być przydatne w rehabilitacji.
78
79
80
Opona miękka
I warstwa drobinowa
II ziarnista zewnętrzna
III piramidowa zewnętrzna
IV ziarnista wewnętrzna
V piramidowa wewnętrzna
VI komórek
ró\
nokształtnych
Funct
81
I - w. drobinowa: mało komórek oraz bogaty splot włókien
(aksony i dendryty innych warstw kory oraz komórek tej w-wy)
II = w. ziarnista zewn.: du\
o małych k. piramidowych i
ziarnistych
III = w. piramidowa zewn.: ciała k. piramidowych średniej
wielkości. Ich aksony docierają do górnych warstw
sąsiadujących okolic kory. Jest te\
du\
o kk. ziarnistych
IV = w. ziarnista wewn.: gęsto upakowane k. gwiaz
dziste oraz
rozgałęzienia aksonów włókien aferentnych, np. czuciowe ze
wzgórza.
V = w. piramidowa wewn.: średniej wielkości i du\
e k. piramidowe
z otaczającymi k. gwiaz
dzistymi
VI = w. kk. ró\
nokształtnych: wiele typów k. ró\
nej wielkości i
kształtu
82
Kora mózgowa
" Warstwy:
I  w-a drobinowa -nie zawiera ciał
neuronów
II i III - ziarnista zewnętrzna i
piramidowa zewnętrzna 
połączenia pomiędzy ró\
nymi
okolicami kory
IV  ziarnista wewnętrzna 
otrzymuje informacje ze wzgórza
V  piramidowa wewnętrzna -
neurony wykonawcze do ośrodków
podkorowych
VI  w-a komórek ró\
nokształtnych
połączenia do wzgórza
" Komórki piramidowe, gwiaz
dziste,
ziarniste i ró\
nokształtne
83
Warstwy kory mózgowej
cortical thalamic
84
Budowa komórki piramidowej
" Gruby dendryt kieruje się od szczytu komórki do
powierzchni, gdzie rozgałęzia się na delikatne
wypustki.
" Od podstawy komórki odchodzą krótkie dendryty
i rozgałęziają się bocznie  du\
a powierzchnia
dendrytyczna dla wielu zakończeń synaptycznych
" Niektóre dendryty posiadają  kolce synaptyczne ,
cienkie wypustki określane jako gemmule, które
powiększają powierzchnię - du\
e neurony mogą
tworzyć synapsy nawet ze 100000 zakończeń
aksonów.
" Akson: jest cienki, o jednakowej średnicy ale
ró\
nej długości
" Projekcje aksonów do:
odległych części kory,
innych części mózgowia,
rdzenia kręgowego
85
kot, metoda
Golgiego, 500x
Kora mózgu: komórki
piramidowe
86
Kora mózgowa
87
Kora mózgu- Komórki Betza.
Atlas histologii, Myśliwski i wsp.
88
Kora mózgu  wybarwione wypustki komórek piramidowych i glejowych
89
90
0-24 mies.
\
ycia: rozwój
kory mózgowej
człowieka w
okolicach
skroniowych
91
Dziękuję za uwagę.....
92