* Your assessment is very important for improving the workof artificial intelligence, which forms the content of this project
Download General Neurophysiology
Action potential wikipedia , lookup
Clinical neurochemistry wikipedia , lookup
Signal transduction wikipedia , lookup
Neural engineering wikipedia , lookup
Neuromuscular junction wikipedia , lookup
Neural modeling fields wikipedia , lookup
End-plate potential wikipedia , lookup
Electrophysiology wikipedia , lookup
Caridoid escape reaction wikipedia , lookup
Optogenetics wikipedia , lookup
Premovement neuronal activity wikipedia , lookup
Multielectrode array wikipedia , lookup
Neuroscience in space wikipedia , lookup
Nonsynaptic plasticity wikipedia , lookup
Single-unit recording wikipedia , lookup
Feature detection (nervous system) wikipedia , lookup
Biological neuron model wikipedia , lookup
Synaptic gating wikipedia , lookup
Circumventricular organs wikipedia , lookup
Nervous system network models wikipedia , lookup
Development of the nervous system wikipedia , lookup
Neurotransmitter wikipedia , lookup
Channelrhodopsin wikipedia , lookup
Neuropsychopharmacology wikipedia , lookup
Axon guidance wikipedia , lookup
Central pattern generator wikipedia , lookup
Molecular neuroscience wikipedia , lookup
Chemical synapse wikipedia , lookup
Node of Ranvier wikipedia , lookup
Neuroanatomy wikipedia , lookup
Synaptogenesis wikipedia , lookup
Stimulus (physiology) wikipedia , lookup
General Neurophysiology Axonal transport Degeneration and regeneration in the nervous system Transduction of signals on the cell level Reflex arch Central pattern generator Axonal transport (axoplasmatic transport) Anterográdní Proteosyntéza v buněčném těle (ER, Golgiho komplex) Retrográdní Přenos chemických signálů z periferie Anterográdní transport rychlý (100 - 400 mm/d) MAP kinesin/mikrotubuly neurotransmitery ve vezikulách a mitochondrie pomalý (0,5 – 10 mm/d) mechanismus neznámý komponenty cytoskeletu (aktin, myosin, tubulin), metabolické komponenty Retrográdní transport rychlý (50 - 250 mm/d) MAP dynein/ mikrotubuly staré mitochondrie, vezikuly (pinocytóza, receptorem zprostředkovaná endocytóza, transport např. růst. faktorů), Axonal transport in the pathogenesis of diseases Rabies virus Replicates in muscle cell Axon terminal (endocytosis) Neuron produce copies of the virus CNS Neurons innervating the salivary glands Tetanus toxin (produced by Clostridium tetani) Transported retrogradely in nerve cells Released from the nerve cell body Taken up by the terminals of neiboring neurons Axonal transport as a research tool Tracer studies Anterográdní transport Radioaktivně značené AK (inkorporace do proteinů, transport, detekce autoradiograficky) Injekce do oblasti těla neuronu, identifikuje se distribuce axonů Retrográdní transport Křenová peroxidáza proniká do axonálních zakončení, transportuje se do těla neuronu, je možno ji vizualizovat. Injekce do oblasti axonálního zakončení neuronu, identifikuje se tělo neuronu. Degeneration and regeneration in the nervous system • Neurons do not proliferate • Exceptions • - olfactory epithelium • - dentatum gyrus (stem cells) • Generaly • Lost neurons are not replaced Myelin sheat of axons in PNS Myelin sheat of axons in PNS Bazal lamina Myelin sheath formation in CNS Injury of the axon in PNS • Komprese, rozdrcení, přetětí – degenerace distální části (walleriánská degenerace, odstranění makrofágy) • Zůstávají Schwannovy buňky a bazální lamina (Büngnerův proužek) • Proximální pahýl dorůstá (axonal sprouting) • Prognosis quo ad functionem • Komprese, rozdrcení – dobrá, nalezení správného cíle na periferii • Přetětí – horší, regenerace méně pravděpodobná Injury of the axon in PNS • Amputace končetiny • Proximální pahýl vrůstá do pojivové tkáně (není navazující Schwannova buňka) • Slepý konec tvoří neurom – fantómová bolest Injury of the axon in CNS • Oligodendrocyty netvoří Büngnerův proužek • Regenerace není možná Trauma CNS Proliferace astrocytů – gliální jizva Transduction of signals on the cell level • Axonální část –akční potenciál, šíření bez dekrementu, zákon vše nebo nic (Membrána vzrušivá, vodivá) Somatodendritická část – pasivní propagace signálu, s dekrementem (Membrána dráždivá, nevodivá) Axon – šíření signálu bez dekrementu Dendrit a soma – šíření signálu s dekrementem Přenos signálu: dendrit – iniciální segment Origin of the AP electrical stimulus neurotransmitter on synapses Axonal part of the neuron AP – Ca2+ channels –neurotransmiter releasing Somatodendritic part of neuron Receptors on the postsynaptic membrane • Excitační – otevření kanálu pro Na+, Ca2+ depolarizace membrány • Inhibiční - otevření kanálu pro K+, Clhyperpolarizace membrány • EPSP – excitační postsynaptický potenciál • IPSP – inhibiční postsynaptický potenciál Excitační a inhibiční postsynaptický potenciál Ineraction of synapses Summation spatial and temporal Transduction of signals on the cell level EPSP IPSP Initial segment AP Ca2+ influx Neurotransmitter Neurotransmitter releasing Neuron’s activity in trasduction of signals Discharge configurations (Pálící vzorce různých buněk) EPSP IPSP Influence of one cell on the signal transmission 1.AP, activation of the voltagedepended Na+ channels (soma, area of the initial segment) 2. ADP, after-depolarization, acctivation of a high threshold Ca2+ channels, localized in the dendrites Threshold RMP 3.AHP, after-hyperpolarization, Ca2+ sensitive K+ channels 4.Rebound depolarization, low threshold Ca2+ channels, deinactivated during the AHP, activated when the depolarization decreases (probably localized at the level of the soma Reflex arch Knee-jerk reflex Výzkum reflexů Sir Charles Scott Sherrington – Nobel Lecture Nobel Lecture, December 12, 1932 Velká Británie Ivan Petrovich Pavlov Nobelova cena 1904 Behavior as a chain of reflexes? LOCUST Two pairs of wings Each pair beat in synchrony but the rear wings lead the front wings in the beat cycle by about 10% Proper delay between contractions of the front and rear wing muscles Donald Wilson’s Experiment in 1961 To confirm the hypothesis Identify the reflexes that are responsible for the flight pattern Deafferentaion = the elimination of sensory input into the CNS Remove sense organs at the bases of the wings Cut of the wings Removed other parts of locust s body that contained sense organs Unexpected result Motor signals to the flight muscles still came at the proper time to keep the wing beat correctly synchronized Extreme experiment Reduced the animal to a head and the floor of the thorax and the thoracic nerve cord Elecrodes on the stumps of the nerves that had innervated the removed flight muscles Motor pattern recorded in the absence of any movement of part of animal – fictive pattern Locust flight systém did not require sensory feedback to provide timing cues for rhythm generation Network of neurons Oscillator, pacemaker, central pattern generator Central pattern generator Model of the CPG for control of muscles during swimming in lamprey Central pattern generators A network of neurons capable of producing a properly timed pattern of motor impulses in the absence of any sensory feedback. Swimming Wing beating Walking Gallop, trot Licking Scratching Breathing Summary Axonal transport (axoplasmatic transport) Anterográdní Proteosyntéza v buněčném těle (ER, Golgiho komplex) Retrográdní Přenos chemických signálů z periferie Degeneration and regeneration in the nervous system • Damaged (differenciated) neurons are not replaced Trauma of the CNS – glial scarf • Axons in CNS • Axons in PNS Transduction of signals on the cell level EPSP IPSP Initial segment AP Ca2+ influx Neurotransmitter Neurotransmitter releasing Reflex arch Central pattern generators Pacemakers