Neurofyziológia a neuropsychológia - Kompletný prehľad PDF

Neurofyziológia a Neuropsychológia 1. prednáška Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Obsah Úvod do neurofyziológie – východiská neurofyziológie Bunkové elementy nervových tkanív (Gliové bunky a Neuróny) Regulačné systémy organizmu Hormonálny Obranný Nervový Vývinovo (ont...

Neurofyziológia a Neuropsychológia 1. prednáška Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Obsah Úvod do neurofyziológie – východiská neurofyziológie Bunkové elementy nervových tkanív (Gliové bunky a Neuróny) Regulačné systémy organizmu Hormonálny Obranný Nervový Vývinovo (ontogeneticky) aj vývojovo (fylogeneticky, t.j. vývoj druhov evolučne) sú úzko prepojené a ovplyvňujú sa navzájom Umožňujú integritu jednotlivca Udržujú vnútornú homeostázu (rovnováhu) a umožňujú príslušné fyziologické a behaviorálne odpovede na zmeny vonkajšieho prostredia Definícia PRENOS DO SPRACOVANIE PERCEPCIA NERVOVÝCH ODPOVEĎ INFORMÁCIÍ CENTIER Vývin nervového systému (NS) Vývin z vonkajšieho zárodkového listu - ektodermu (pozn. zárodočné listy – endoderm, mezoderm a ektoderm) Procesom neurulácie vzniká – neurálna platnička, v ktorej sa v 3. týždni embryonálneho vývinu vytvorí neurálna ryha Počas 4. týždňa sa uzatvára neurálna trubica a otvorené konce NS Cowan, (1979). How the neural plate develops into the neural tube during the third and fourth weeks of human embryological development [ obrázok]. In Development of the Nervous System (p. 249). Vývin nervového systému (NS) Neurálna trubica sa ohýba v mieste mozgového kmeňa a vytvára základy veľkého mozgu a zadného mozgu Myelinizácia nervových vlákien začína v 2. mesiaci gravidity a končí v 3. dekáde života Rozdelenie NS Z anatomického hľadiska Z funkčného hľadiska Centrálny (CNS) Somatický Periférny (PNS) Autonómny  Centrálny nervový systém (CNS) Tvoria ho: Mozog Mozgový kmeň Mozoček Hemisféry koncového mozgu Miecha  Periférny nervový systém (PNS) Tvoria ho periférne nervy Je funkčne úzko spätý s miechou a mozgovým kmeňom Somatický PNS Autonómny PNS sprostredkuje reakcie na podnety Neuróny CNS aj PNS prichádzajúce z okolia nezávislý od našej vôle môžeme ho vôľovo regulovať riadi základné životné funkcie Sympatikus Parasympatikus pripravuje organizmus na činnosť záťaž udržiava organizmus v pokojovom režime (fight or flight – noradrenalín/norepinefrín) (odpočinok a trávenie – acetylcholín) PNS Sympatikus Parasympatikus Bunkové elementy nervového tkaniva Bunkové elementy nervového tkaniva Základné druhy buniek: o Neuróny “funkčné bunky” - sú nositeľmi činnosti NS – prijímajú a spracovávajú nervové signály - je pre nich charakteristická dráždivosť na základe elektrochemických dejov (rozdiel koncentrácie iónov v bunke a mimo nej) o Gliové bunky (neuroglie, glie) - podporný systém pre neuróny, zabezpečujú ich funkčnosť - pomáhajú pri synaptickom prenose - udržiavajú homeostázu mozgu - monitorujú imunitný systém v CNS o Gliové bunky svojimi výbežkami vypĺňajú priestor medzi neurónmi je ich približne 10x viac, avšak sú menšie ako neuróny, hmotnostne sú v rovnakom pomere V centrálnom nervovom systéme (CNS) rozlišujeme: 4 základné skupiny glií: 1. Ependymové bunky 2. Oligodendroglie 3. Astrocyty 4. Mikroglie Varga I. (2009). Všeobecná neurohistológia. [obrázok] In. Ostatníková D. a kol. Lekárske neurovedy UK. o Gliové bunky V periférnom nervovom systéme (PNS) rozlišujeme: Schwannove bunky – periférne oligodendroglie Satelitové bunky (Amficyty) – satelitné bunky s výživovou funkciou Hammond, C. (2024). Schematic representation of myelin forming cells in the peripheral nervous system [obrázok]. In Cellular and molecular neurophysiology (p. 35). Elsevier. Centrálne gliové bunky 1. Ependymové bunky majú epiteliálny charakter (vytvorené z epitelu – základné tkanivo, vzniká zo zárodočných vrstiev) nachádzajú sa najmä v miechovom kanáliku a mozgových komorách podieľajú sa na zložení mozgovomiešneho moku Centrálne gliové bunky 2. Oligodendroglie Ochraňujú axónové vlákna (výbežky neurónov vedúce vzruch) Izolujú od okolitého priestoru a tým umožňujú vedenie vzruchu V periférnom NS sú to Schwannove bunky Hammond, C. (2024). Schematic representation of myelin forming cells in the central nervous system [obrázok]. In Cellular and molecular neurophysiology (p. 35). Elsevier. Centrálne gliové bunky 3. Astrocyty (“ star cells ”) Obklopujú neuróny a svojimi výbežkami tvoria izolačnú bariéru Výbežkami sú v kontakte s bunkami krvných vlásočníc - transport živín a kyslíka k neurónom; vytvárajú tak hematoencefalickú bariéru Najväčšie a najpočetnejšie gliové bunky Astrocyt vs Mikroglia Tvoria ochrannú vrstvu na povrchu mozgu a miechy – po poranení nahrádzajú poškodené tkanivo, vznikajú gliové jazvy Biela mozgová hmota – fibrilárne astrocyty Šedá mozgová hmota – protoplazmatické astrocyty Varga I. (2009). Všeobecná neurohistológia. [obrázok] In. Ostatníková D. a kol. Lekárske neurovedy UK. Centrálne gliové bunky 4. Mikroglie Vyskytujú sa v celej NS Sú schopné ochrany nervového tkaniva - fagocytózy Funkcie: fagocytóza motilita uvoľňovanie faktorov kontakt synapsií v Výživa a metabolizmus neurónov gliovými bunkami NS má mimoriadne intenzívny metabolizmus v spotrebe cukru a kyslíka ju prekoná iba štítna žľaza okrem svalov v záťaži má mozog najvyššiu spotrebu glukózy a kyslíka nedostatok energie znamená spomalenie alebo zastavenie činnosti neurónov – prejavenie stratou vedomia po cca 5 minútach dochádza k poškodeniu až smrti neurónov výživu zabezpečujú astrocyty (cez hematoencefalickú bariéru) v Ochranná funkcia gliových buniek Pre ochranu NS sú základom ochranné bariéry: Hematoencefalická (astrocyty) Likvoroencefalická Hematolikvorová Mikroglie – v NS zastupujú imunitný systém a pohlcujú škodlivé látky; schopnosť fagocytovať o Neuróny Stavba neurónu: Telo (soma, perikaryon) Rozvetvené výbežky (dendrity) Dlhý výbežok (axón/neurit) Zakončenie neuritu (telodendron) Synaptické zakončenia (základy synapsie) Neurotransmitery/mediátory v Telo – niekoľko mm 1 neurón = 1 axón v Axón – môže byť až 1m dlhý o Neuróny Úmrtím neurónu ich počet klesá, nie je možné ich nahradiť (môžu však zmeniť špecializáciu - neuroplasticita) Metabolicky veľmi aktívne - neustále vyrábajú mediátory (prenos informácií) - nedisponujú prostriedkami na uchovávanie živín (väčšinu živín prijímajú od astrocytov) Stavebné štruktúry neurónu: Dendrity recepčný segment výbežky, ktorých účelom je spájanie s inými neurónmi Prijímanie informácií Ø pomocou synáps Ø z prostredia charakteristickou je dráždivá membrána na povrchu ostne Stavebné štruktúry neurónu - Neurity (axóny) vodivý segment vedú informáciu smerom z tela neurónu nervovým vzruchom k cieľovému spojeniu s iným neurónom alebo bunkami efektorov Axón je obalený myelínovou pošvou* - izoluje vlákno a zabezpečuje prechod vzruchu - je tvorená CNS: výbežkami Oligodendrocytov PNS: Schwannovymi bunkami *výnimku tvoria nahé nervové vlákna – niektoré axóny interneurónov bez MP Stavebné štruktúry neurónu: Telodendróny + Synaptické zakončenia/vačky Telodendrón/zakončenie axónu = synaptický segment Synaptické vačky - zhromažďujú mediátory, ktoré sú na základe nervového vzruchu uvoľňované do synaptickej štrbiny Informácia vedená len jedným smerom = jednosmernosť Ø princíp dynamickej polarizácie neurónov - neurológ Ramon y Cajal (20. stor.) Delenie neurónov I Podľa tvaru a členitosti výbežkov (dendritov): Unipolárne - nevyskytujú sa u človeka Pseudounipolárne - jeden výbežok rozdelený hneď po východe z tela na 2 vetvy – jedna má charakter dendritu a druhá neuritu Bipolárne - jeden rozvetvený dendrit Multipolárne - majú viacero dendritov Delenie neurónov II Podľa funkcie: Motorické – riadia činnosť kostrových svalov Senzitívne a senzorické – prijímajú informácie od receptorov Interneuróny – sprostredkujú prenos informácií medzi neurónmi Vegetatívne – riadia vnútorné orgány Cytoplazmatická membrána Nachádza sa na povrchu neurónov Špecializuje sa na príjem, vedenie a odovzdávanie informácii Iónové kanály umožňujú vytvárať a udržiavať napäťový potenciál medzi vnútorným a vonkajším prostredím bunky Bunkové receptory – určené pre neurotransmitery, neuromodulátory a ďalšie látky podieľajúce sa na prenose informácii v nervovom tkanive  Iónové kanály Tvorené transportnými bielkovinami Umožňujú kontrolovaný prechod elektricky nabitých častíc a ďalších látok Tento prenos je riadený napätím, chemicky aj fyzikálne alebo kombináciou týchto vplyvov  Cytoplazmatické bunkové receptory Bielkoviny, ktoré prijímajú informáciu a prenášajú ju do metabolických dejov vo vnútri bunky Majú špecifický tvar, do ktorých konkrétna informačná látka zapadá Môžu to byť mediátory, hormóny, rastové faktory... Princíp zámku a kľúča Dôsledkom spojenia je zmena tvaru alebo povrchového náboja bielkoviny a ďalšie deje Reflexná teória Základ k pochopeniu fungovania nervovej sústavy Základným procesom v nervovej sústave je reflex Tento dej prvý popísal Jiří Procházka (18. stor.) Reflex Funkčná jednotka NS Je zákonitá odpoveď organizmu na podráždenie, sprostredkovaná CNS. Je determinovaný 1) vlastnosťami podnetu 2) reflexnou dráhou (reflexným oblúkom) 3) podráždením (excitáciou) 4) útlmom (inhibíciou) v CNS Reflexný oblúk Sa skladá z nasledujúcich častí: 1. Receptor – prijíma informácie o zmene vonkajšieho alebo vnútorného prostredia 2. Dostredivá (aferentná) dráha – vedie informáciu do centra 3. Centrum – spracuje informáciu a vydá výstupnú informáciu 4. Odstredivá (eferentná) dráha – vedie výstupnú informáciu k výkonnému orgánu (efektoru) 5. Efektor (svalové tkanivo/žľaza) – odpovedá svojou činnosťou na príslušný podnet Reflexný oblúk Ďakujem za pozornosť! Neurofyziológia a Neuropsychológia 2. prednáška – Bunkové elementy nervových tkanív Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Obsah Bunkové elementy nervových tkanív: Prenos informácií na synapsách Nervový vzruch Druhy nervových vláken Vznik receptorického vzruchu Prenos informácií na synapse Spojenie dvoch neurónov, ktoré umožňuje prenos informácie z jedného na druhý Je tvorená synaptickými vačkami a priľahlou časťou cytoplazmatickej membrány následného neurónu  Prenos informácií na synapse Medzi jednotlivými membránami buniek sa nachádza synaptická štrbina Vo vezikulách v synaptických vačkoch sa nachádzajú mediátory/neurotransmitery, ktoré sa dostávajú vedením vzruchu do synaptickej štrbiny Tu sa viažu na membránové receptory – mení sa membránový potenciál cieľového neurónu Elektrický  chemický  elektrický prenos Väčšina spojení je interneurónových = spojenie medzi membránami dvoch neurónov Druhy synáps Ø podľa typu spojenia: o Axodendritické – spojenie medzi axónom a dendritom druhej bunky o Axosomatické – spojenie medzi axónom a telom druhej bunky o Axoaxonálne – spojenie medzi axónmi Trojan, S. a kol. (1992). Schematické znázornenie rôznych typov synaptických kontaktov [Obr. 308.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske fakulty (s. 504). Osveta. Ø podľa charakteru zmeny: Mediátor v synaptickej štrbine môže na cieľovú bunku pôsobiť: o Excitačne -budivé synapsy (zvyšuje sa pravdepod. Vzruchu) o Inhibične -tlmivé synapsy (znižuje sa pravdepod. Vzruchu)  Ø podľa charakteru zmeny: Trojan, S. a kol. (1992). Budivá a Tlmivá synapsa [Obr. 315; Obr. 316.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske fakulty (s. 508). Osveta.  Mediátory (prenášače, neurotransmitery) Látky uvoľňované na základe nervového vzruchu exocytózou Vylúčenie mediátora zo Reakcia mediátora s synaptických vačkov cez receptorom na presynaptickú membránu subsynaptickej membráne sprostredkovanie prevodu impulzu na chemických synapsách môžu to byť aj látky hormonálnej povahy 1 neurón môže tvoriť viacero druhov neurotransmiterov = kotransmitery Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. A. (2020). okamžite po vypustení sú odbúravané enzýmami, spätne vychytávané alebo zachytávané gliovými bunkami, preto je veľmi skoro možné, aby prebehol nový prenos informácie (1000 cyklov za minútu) v Mediátory (delenie z chemického hľadiska) ØAcetylcholín (excitačný+inhibičný) - nervovosvalové spojenia, gangliá vegetatívnej sústavy, sietnica ØMonoamíny: o Noradrenalín, Adrenalín - vegetatívna sústava, predĺžená miecha, mozoček, hypotalamus o Dopamín - limbický systém, bazálne gangliá o Sérotonín - mozgový kmeň, talamus, hypotalamus, limbický systém ØAminokyseliny: o Glutamát/kyselina glutámová (excitačný) - mozgová a mozočková kôra o GABA (inhibičný) - inhibuje mozgovú a mozočkovú kôru Mediátory (delenie z chemického hľadiska) Ø Neuropeptidy špecifická skupina mediátorov bielkovinovej povahy často majú hormonálnu povahu o napr. oxytocín, glukagón, somatostatín, sekretín, gastrín... o tiež endogénne morfíny: enkefalíny, endorfíny, dynorfíny (analgetické účinky) naviazanie na opiátové receptory čiastočná depolarizácia presynap. membrány tlmenie prenosu vzruchov bolesť – prenos vzruchu na synapse po podaní opiátov (pr. morfín) – obtiažnosť depolarizácie Spájanie neurónov s efektormi Neuroefektorové synapsy (druh synapsy) funkčné spojenie medzi neurónom (terminálnym zakončením motorického neurónu) a efektorom (svalovým vláknom=svalovou bunkou) - výstup informácií viac výbežkov, väčšia styčná plocha Acetylcholín Trojan, S. a kol. (1992). Schéma motorickej jednotrky [Obr. 350.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske fakulty (s. 533). Osveta. - prenos informácie a kontrakcia svalového vlákna  Spájanie neurónov s efektormi Øpríkladom neuroefektorovej synapsy: nervovosvalová platnička Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. A. (2020). The neuromuscular junction [Figure 5.9]. Trojan, S. a kol. (1992). Schéma nervovosvalovej platničky Trojan, S. a kol. (1992). Schéma aferentnej a eferentnej inervácie [Obr. 352.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske fakulty (s. kostrového svalu [Obr. 348.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske 534). Osveta. fakulty (s. 532). Osveta. Nervový vzruch 1. Pokojový potenciál – stav, kedy sa axónom nešíri žiaden nervový vzruch polarizácia = membrána je polarizovaná 2. Prahový potenciál (dosiahnutie prahového potenciálu) 3. Depolarizácia – priebeh impulzu o Akčný potenciál (hrotový potenciál) 4. Repolarizácia – obnovenie rovnováhy po depolarizácii 5. Hyperpolarizácia Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. A. (2020). Action potential. Pokojový potenciál Sodíkovo-draselná pumpa – transport katiónov sodíka a draslíka cez cytoplazmatickú membránu Podstata: 3 Na+ z vnútorného prostredia von spolu s transportom 2 K + z vonkajšieho prostredia dnu neustále udržiavanie pokojového potenciálu Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. A. (2020). The neuromuscular junction [Figure 5.9]. – polarizovaná membrána okamžité obnovenie – umožnenie nového vzruchu napäťový rozdiel -70 mV Trojan, S. a kol. (1992). Schéma rozloženia iónov na nervovej membráne v pokoji [Obr. 295.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske fakulty (s. 497). Osveta. Akčný potenciál a nervový vzruch Celý priebeh zmien (potenciálové zmeny) spojený s priebehom vzruchu nazývame akčný potenciál Akčný potenciál má 3 fázy (rýchly vzostup, rýchly návrat a trocha spomalený návrat potenciálu) Trojan, S. a kol. (1992). Záznam pokojového a akčného potenciálu [Obr. 290.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske fakulty (s. 495). Osveta. Trojan, S. a kol. (1992). Schéma hrotového a nasledujúcich potenciálov [Obr. 291.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske fakulty (s. 495). Osveta. Akčný potenciál náhle zvýšenie priepustnosti membrány pre katióny sodíka Na + Ø prenos informácie mediátormi cez synapsu Ø Na + prechádzajú iónovými kanálmi dovnútra axónu (nervu) prebieha depolarizácia (obrátenie polarity) + 30 až + 40 mV vnútorná strana membrány je oproti vonkajšku nabitá kladne Akčný potenciál hneď v nadväznosti na dosiahnutie hrotu Ø Katióny draslíka K + prúdia opačným smerom ako katióny sodíka = z vlákna von prebieha tak obnova rovnováhy elektrických nábojov = repolarizácia veľmi rýchly dej, počas ktorého dôjde nachvíľu k hyperpolarizácii, kedy napätie prevyšuje pokojový potenciál Ø nasledujú ´zotavovacie´ procesy obnovenie pokojového potenciálu / pôvodného rozloženia iónov Vzruch na synapse 1. zásoby neurotransmiterov v synaptických vačkoch 2. vylúčenie neurotransmiteru – keď vzruch dosiahne presynaptickú membránu, neurotransmiter sa vylúči do synaptickej štrbiny a na postsynaptickej membráne zapadne do receptorov 3. neurotransmiter zapadne do receptoru (postsynaptická excitácia) a vyvolá novú vlnu depolarizácie Charakteristiky nervového vzruchu digitálny charakter: zákon „všetko alebo nič“ Øvzruch buď vznikne v iniciálnom segmente a prebehne po axóne k synapse alebo nevznikne a neprebehne Øviac informácií je možné preniesť viacerými po sebe nasledujúcimi vzruchmi (pr. intenzita) ortodrómny charakter - nervový vzruch je jednosmerný  Charakteristiky nervového vzruchu Absolútna refraktérna fáza Ø úplná strata citlivosti Ø počas priebehu vzruchu Ø axónové vlákno nedráždivé = nemôže sa začať nový vzruch Relatívna refraktérna fáza Ø následne je krátko obmedzená citlivosť voči podnetu – schopnosť reakcie Ø odpoveď vyvolá len silnejší ako prahový stimulus Charakteristiky nervového vzruchu rýchlosť vzruchu závisí od hrúbky axónového vlákna Ø čím hrubší = tým rýchlejší Saltatórne vedenie vzruchu – nervový vzruch preskakuje medzi zárezmi na axóne (iba pri myelinizovaných axónoch) Ø Myelínová pošva - obal axónových vláken Ø Ranvierov zárez - nekryté miesto medzi dvoma Schwanovými bunkami na axóne Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. A. (2020). Saltatory codnduction Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. A. (2020).The myelin sheath and node of Ranvier [Figure [Figure 4.15]. 4.14]. Druhy nervových vláken Myelinizované/nemyelinizované Závisí od nich rýchlosť vedenia vzruchu, doba trvania hrotu pri akčnom potenciáli a tiež doba trvania absolútnej refraktérnej fázy Najrýchlejšie je vedený vzruch z proprioreceptorov zo svalov a šliach Najpomalšie z kožných teliesok pre dotyk a tlak Bear, M., Connors, B., & Paradiso, M. A. (2020).Myelination and transmission [Figure 4.14]. Vznik receptorického vzruchu Aby mohol vzniknúť vzruch, je nutné, aby mal podnet určitú intenzitu a trval určitú dobu Prah citlivosti – podnet musí dosiahnuť prahovú intenzitu Princípy spájania neurónov Sčasti je toto spájanie vrodené – geneticky podmienené Tvorí sa tak základ nepodmienených reflexov A tiež najjednoduchších foriem učenia – imprintingu a habituácie Vyššia nervová činnosť využíva omnoho komplexnejšie procesy  Video synapsy https://www.khanacademy.org/science/health-and- medicine/human-anatomy-and-physiology/nervous-system- introduction/v/synapse-structure Ďakujem za pozornosť! Neuropsychológia a Neurofyziológia 3. prednáška – Stavba nervovej sústavy Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Obsah Rozdelenie NS Centrálna NS - CNS: Miecha (medulla spinalis) Mozog (encephalon) Periférna NS – PNS: Periférne nervové uzliny a nervy Šedá a biela hmota Šedá hmota Telá neurónov v CNS tvoria ohraničné zhluky = jadrá (nucleus) - napr. nucleus caudatus (bazálne gangliá) mimo CNS tvoria neuróny zhluky = nervové uzliny (gangliá) Šedá hmota mozgová – zhluk neurónov Mozočková kôra Kôra koncového mozgu Šedá hmota miechová – v okolí centrálneho kanála Šedá a biela hmota Biela hmota Axónové vlákna vo zväzkoch v CNS – dráhy mimo CNS – periférne nervy Ø sú myelinizované Ø vyzerajú bledšie Ø tvoria tzv. bielu hmotu - miechovú alebo mozgovú  Neuroanatomical structures CNS vs. PNS GRAY matter WHITE matter Šedá a biela hmota Gray matter Šedá hmota – telá neurónov White matter Biela hmota – myelinizované vlákna Rohen, J. W. & Yokochi, M.D. (1991Nervovomiechový segment (schéma). In Anatómia človeka – Fotografický atlas systematickej a topografickej anatómie (s. 19). Osveta. Mozgové a miechové obaly Miecha a mozog sú mechanicky chránené najmä kosťami – lebečnými kosťami a stavcami v týchto vymedzených priestoroch sú mozog a miecha obklopené mozgovomiešnymi obalmi (vankúšmi :) Rohen, J. W. & Yokochi, M.D. (1991). Krčná časť chrbtice a poloha hrtana a jazylky voči krčnej chrbtici. In Anatómia človeka – Fotografický atlas systematickej a topografickej anatómie (s. 147). Osveta. Ø Mozgové obaly Mäkká plena mozgová (pia mater cranialis - 11) Pavúčnica (arachnoidea - 7) - stredný obal - medzi ňou a mäkkou plenou sa nachádza mozgovomiešny mok (v cavitas subarachnoidealis - 8) Tvrdá plena mozgová (dura mater cranialis - 5) Rohen, J. W. & Yokochi, M.D. (1991). Rozdelenie vrstiev v oblasti neurokrania. In Anatómia človeka – Fotografický atlas systematickej a topografickej anatómie (s. 83). Osveta.  Ø Miechové obaly Mäkká plena miechy (pia mater spinalis) – na povrchu miechy Pavúčnica (arachnoidea) - stredný obal - medzi ňou a mäkkou plenou sa nachádza mozgovomiešny mok (v cavitas subarachnoidealis) Tvrdá plena miechová (dura mater spinalis) Centrálny miechový kanál a mozgové komory Koncový mozog – dve hemisféry = dve oddelené postranné mozgové komory (pravá a ľavá) sú napojené na tretiu mozgovú komoru v medzimozgu a zužujú sa do Sylviovho kanálika v predĺženej mieche sa tento kanálik rozširuje do štvrtej mozgovej komory - táto plynule prechádza do centrálneho miechového kanálu - na chrbtovej strane je IV. komora otvorená otvorom aperatura mediana do subarachnoideálneho priestoru (medzi mäkkou plenou a pavúčnicou) Centrálny miechový kanál a mozgové komory o Choroidálny plexus (plexus chorioideus) - tkanivo zložené z ependymových buniek Ø nachádza sa najmä v prvých troch mozgových komorách Øpodieľa sa na sekrécii, filtrácii a pohybu vnútornej tekutiny – mozgovomiešneho moku Mozgovomiešny mok Schéma cirkulácie mozgovomiešneho moku v priestoroch mozgu a miechy = cerebrospinálna tekutina (Liquor cerebrospinalis) / likvor nachádza sa vo vnútorných dutinách CNS v priestoroch medzi mozgom/miechou a mozgovomiechovými obalmi neustále cirkuluje (je stále vstrebávaný a obnovovaný) tvorí sa z krvnej plazmy tvorí sa najmä v 1. dvoch mozgových komorách a v tretej v plexus chorioideus Trojan, S. a kol. (1992). Schéma cirkulácie mozgovomiechového moku v priestoroch mozgu a miechy [Obr. 336.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske fakulty (s. 522). Osveta. Mozgovomiešny mok Má predovšetkým ochrannú funkciu Mechanicky tlmí otrasy Imunologicky chráni CNS Odstraňuje škodlivé látky, ktoré prenikli do NS Jeho vyšetrenie je nutné pri niektorých infekčných ochoreniach – odoberá sa punkciou z lumbálnej oblasti / pod záhlavovou kosťou Hematoencefalická bariéra (Blood-Brain Barrier) neuróny sú vysoko špecializované bunky (väčšina vznikla počas tehotenstva, aj keď neurogenéza je pravdepodobne celoživotný proces), preto existuje v mozgu mechanizmus, ktorým sa selektívne premiestňujú látky z krvi do CNS a naopak (teda do mozgovomiešneho moku) = hematoencefalická bariéra Ø cievny endotel mozgových kapilár je usporiadaný veľmi „natesno“ a má kontakt s astrocytmi Ø toto usporiadanie znemožňuje prechod vysokomolekulárnych látok do prostredia mozgu Trojan, S. a kol. (1992). Hlavné štruktúrne rozdiely medzi kapilárami mozgu a kapilárami ostatných orgánov tela [Obr. 338.]. In Fyziológia 2 – učebnica pre lekárske fakulty (s. 524). Osveta. Cievne zásobenie mozgu Mozog pre svoju činnosť potrebuje dodávku živín a kyslíka Mozgové tepny – pravá a ľavá vnútorná krčnica (arteria carotis interna) – tiež párova chrbticová tepna (arteria vertebralis) Prísun krvi z týchto tepien je na spodine mozgu prepojený vo Willisov okruh Rohen, J. W. & Yokochi, M.D. (1991). Tepny a žily mozgu. In Anatómia človeka – Fotografický atlas systematickej a topografickej anatómie (s. 90). Osveta. Cievne zásobenie mozgu Willisov okruh zaisťuje výživu aj pri komplikáciách priechodu krvi v niektorých mozgových tepnách = centrá pre životne dôležité deje (mozgový kmeň) Krčnice majú veľký prierez a prietok krvi – kvôli veľkosti mozgu námaha srdca pri vytlačovaní krvi hore navzdory hydrostatickému tlaku; vzpriamená poloha Cievne zásobenie mozgu odkysličená krv odteká mozgovými žilami krv z povrchových častí mozgu je odvedená žilnými splavmi v tvrdej plene mozgovej (dura mater) – ich spojenie vytvára základ hlavnej odtokovej žily (vena jugularis interna) Cievne zásobenie mozgu Cievne ochorenia mozgu – jednou z najčastejších príčin neurologických hospitalizácii v dospelom veku – celosvetovo na 2. – 3. mieste v príčinách smrti – trvalé následky zostávajú u množstva postihnutých Cievne ochorenia miechy sú oveľa zriedkavejšie Vyšetrenie mozgovomiešneho moku Prostredníctvom lumbálnej punkcie / subokcipitálnej punkcie Je dôležité pri: subarachnoidálnom krvácaní diagnostike zápalov CNS a PNS diagnostike sclerosis multiplex diferenciálnej diagnostike komatóznych stavov (intoxikácie, metabolické poruchy)  Lumbar puncure Suboccipital puncture – a surgical procedure where cerebrospinal fluid is drawn by puncturing the cisterna magna. orientation before the lumbar puncture procedure Bartko, D. & Drobný, M. (1991). Lumbálna punkcia [Obr. 78.]. In Neurológia (s. 223). Osveta. Bartko, D. & Drobný, M. (1991). Subokcipitálna punkcia [Obr. 81.]. In Bartko, D. & Drobný, M. (1991). Orientácia pred vpichom pri lumbálnej punkcii [Obr. 79.]. In Neurológia (s. 223). Osveta Neurológia (s. 224). Osveta.  v Cievne ochorenia mozgu Cievna mozgová príhoda – iktus Ø cerebrálne krvácanie Ø cerebrálna ischémia Rozdelenie podľa etiológie: Mozgový infarkt 80% - náhla porucha prekrvenia mozgu Intrakraniálne krvácanie 20% - mozgová hemorágia 15% (krvácanie do vnútra mozgového tkaniva) - subarachnoidálne krvácanie 5% (krvácanie medzi pia mater a arachnoideou) v Cievne ochorenia miechy Ischémie (nedokrvenie) – najčastejšie v dolnej hrudníkovej oblasti Hemorágie (krvácanie) – spôsobená cievnou malformáciou v Traumy mozgu a miechy najčastejšie v detskom veku dopravné nehody primárna lézia + sekundárne poškodenie Delenie: Otvorené Zatvorené  kritérium je poškodenie dura mater a komunikácia s vonkajším prostredím v Poranenia lebky poranenie kože, podkožia a lebkových kostí pri porušení dura mater – hrozí prenos infekcie závažné a dlho sa hojace v Otras mozku (komócia) reverzibilná trauma mozgu nezanecháva trvalé následky charakteristické sú krátke bezvedomie a retrográdna amnézia príznaky pretrvávajú niekoľko dní – zblednutie, potenie, bradykardia v Nádory mozgu a miechy nepatria medzi najčastejšie onkologické ochorenia, ale ich prognóza je závažná benígne (nezhubné = nemetastázujú) / malígne (zhubné = metastázujú) oba druhy môžu byť v oblasti mozgu a miechy život ohrozujúce v niektorých lokalizáciách nie sú chirurgicky dostupné – možnosť spoliehať sa na iné druhy liečby Ďakujem za pozornosť! Neurofyziológia a neuropsychológia 4. prednáška – Miecha a periférne nervy Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Obsah  Chrbtová miecha Zachováva si trubicový tvar (fylo/ontogenéza) Centrálny kanál s mozgovomiešnym mokom + šedá hmota + biela hmota Uložená v chrbticovom kanáli tvorenom stavcami Začína v mieste výstupu z lebky ako pokračovanie predĺženej miechy Nedosahuje až konca chrbticového kanálu Siaha približne po 1.-2. driekový stavec Má približne 45 cm a ďalej pokračujú miechové nervy Vonkajšia stavba miechy reťazec s hrúbkou približne 1 cm zužuje sa uprostred hrubšia je v oblastiach, odkiaľ odstupujú miechové nervy (krčné a driekovokrížové rozšírenie) pravá/ľavá strana predná, zadná, postranná korene miechových nervov  Vnútorná stavba miechy Šedá hmota miechová: Ø v predných rohoch - veľké neuróny inervujúce svalové vlákna kostrového svalstva = motoneuróny Ø v postranných častiach - interneuróny a neuróny vegetatívneho systému Ø v zadných rohoch - neuróny prijímajúce vzruchy zo senzitívnych neurónov (predávajú inf. ďalej neurónom predných rohov a tiež do vyšších centier na spracovanie) Vnútorná stavba miechy Vnútorná stavba miechy Biela hmota miechová: Ø bližšie k šedej - kratšie dráhy spájajúce susedné segment miechy a dráhy medzi ľavou a pravou polovicou miechy Ø smerom k povrchu - dlhšie dráhy spájajúce vzdialenejšie segmenty, prípadne časti miechy s príslušnými časťami mozgu Miechové dráhy qVzostupné/ascendentné - vedú informácie smerom k hierarchicky vyšším centrám miechy alebo rovno do jednotlivých častí mozgu (zadná a postranná časť miechy) qZostupné/descendentné - vedú informácie naopak: smerom z vyšších centier do miechy (predná a postranná časť miechy)  Najvýznamnejšie dráhy v Miechovomozočkové (vzostupné) - informujú mozoček o pohyboch svalov v tele a ich napätí v Mozočkovomiechové (zostupné) - z mozočku koordinujú prostredníctvom motoneurónov činnosť svalov v Spinotalamické (vzostupné) - vedú informácie o kožných podnetoch a bolesti cez talamus do koncového mozgu Najvýznamnejšie dráhy v Pyramídové dráhy (zostupné) - riadia z motorickej oblasti mozgovej kôry svalové pohyby - Prenášajú informácie z motorickej kôry do miechy zodpovedné za vedomú, dobrovoľnú kontrolu tela a tvárových svalov Kortikospinálny trakt (riadi pohyb trupu, horných a dolných končatín) + kortikobulbárny trakt (svaly tváre, hlavy a krku sú riadené kortikobulbarným systémom) Miechové segmenty (MS) MS sú jednotlivé úseky miechy, z ktorých odstupujú predné a zadné korene, ktoré sa spájajú do jedného miechového nervu. medzi segmentmi nevidíme žiadnu fyzický hranicu, delia sa však funkčne ich označenie zodpovedá označeniu stavcov Ø 8 krčných Ø 12 hrudných Ø 5 driekových Ø 5 krížových Ø 1 kostrčový Miechové reflexy neuróny miechy sú väčšinou pod priamou kontrolou vyšších centier mozgu miecha je tak skôr spojnicou čo sa týka spracovania informácií existujú však veľmi rýchle vrodené motorické reakcie, ktoré zabezpečuje výlučne miecha Miechové reflexy napínacie reflexy – udržiavanie napätia svalov koordinácia uvoľňovania a napínania svalov pri pohybe reakcie na bolestivé podnety udržiavanie vzpriamenej polohy trupu patelárny reflex –––> Vyšetrenia: zrelosť NS, poškodenie miechy po úraze Miechové reflexy Z miechy sú koordinované aj niektoré vegetatívne reakcie, najmä z krížových segmentov vo vzťahu k parasympatiku: Ø močenie Ø vyprázdňovanie Ø sexuálne reakcie Ø termoregulácia Miechové reflexy 1. Proprioreceptívne - majú 2 druhy receptorov uložených v svale: Ø svalové vretienka – udržujú sval. tonus Ø šľachové telieska – ochrana svalu pred preťažením 2. Exteroreceptívne - receptory uložené v koži: tlak, dotyk, bolesť Funkcie miechy q Prevodová funkcia – spojenie miechy s vyššími časťami CNS q Reflexná funkcia – reflexné centrum q Koordinačná a integračná funkcia – vyššie časti CNS môžu pomocou spojení koordinovať a integrovať celé telo Poruchy miechy Motorické poruchy - obrna Senzitívne poruchy - poškodenie senzitívnych dráh Sfinkterové (zvieračové) poruchy - močového mechúra a konečníka Trofické a vegetatívne poruchy - trofické zmeny kože, kostí, svalstva Sexuálne poruchy - impotencia Ďakujem za pozornosť! Neurofyziológia a neuropsychológia 5. prednáška – Periférne nervy a mozgové nervy Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Periférne nervy Nervové vlákna vedúce informácie z CNS k jednotlivým orgánom alebo naopak od receptorov do CNS sa spájajú do povrazcov vláken = periférne nervy Periférne nervy Delíme ich na: Miechové nervy Hlavové/mozgové nervy Korene miechových nervov Predné korene (odstredivé/eferentné vlákna) spolu tvoria – vlákna z predných rohov miechy vedú informáciu do tela 1 miechový nerv (motorické neuróny) Zadné korene (dostredivé/aferentné vlákna) – zo zadných rohov miechy vedú informáciu z receptorov (senzorické neuróny) – majú tiež nervovú miechovú uzlinu, ktorá je prepojená so zmyslovými receptormi a proprioreceptormi Korene miechových nervov  Periférny nervový systém (PNS) Tvoria ho periférne nervy Je funkčne úzko spätý s miechou a mozgovým kmeňom Somatický PNS Autonómny PNS sprostredkuje reakcie na podnety Neuróny CNS aj PNS prichádzajúce z okolia nezávislý od našej vôle môžeme ho vôľovo regulovať riadi základné životné funkcie Sympatikus Parasympatikus pripravuje organizmus na záťaž (fight or udržiava organizmus v pokojovom režime flight) (odpočinok a trávenie)  Periférny nervový systém (PNS) Vegetatívne nervy (Autonómny PNS) – aferentné senzitívne vlákna - vedú informácie z vnútorných orgánov – eferentné motorické vlákna – vedú informácie do: tráviaca, dýchacia, obehová sústava Z krčnej až driekovej miechy (prednej strany) vedú nervy sympatika k prepojenému pruhu uzlín = sympatický kmeň (sympathetic trunk), až z neho vedú sympatické nervy do jednotlivých orgánov Parasympatické nervy odstupujú z miechy iba v krížovej oblasti; ostatná parasympatická inervácia je zabezpečená hlavovými nervami (blúdivý nerv); tieto nervy vedú rovno k orgánom (resp. gangliám v ich blízkosti) Nervové pletence Miechové nervy z krčného a prvého hrudného segmentu tvoria nervový pletenec, ktorý sa delí na: vKrčný (plexus cervicalis) vRamenný (plexus brachialis) Ø z týchto pletencov odstupujú nervy k príslušným častiam hornej časti tela – bránicový (n. phrenicus), podkľúčny (n. subclavius), podpažný (n. axillaris), stredný (n. medialis), lakťový (n. ulnaris), vretenný (n. radialis)... Nervové pletence V hrudnej časti sa miechové nervy nespájajú Øje zachovaná segmentálnosť Miechové nervy z driekovej a krížovej oblasti vytvárajú pletenec deliaci sa na dve časti: vDriekový (plexus lumbalis) vKrížový (plexus sacralis) Ø Nervy z neho vychádzajúce inervujú dolnú časť tela a pohlavné orgány (n. genitofemoralis), stehenný sval (n. femoralis) a sedací sval (n. ischiadicus) Mozgové/hlavové nervy Mozgové/hlavové nervy Môžu mať senzorický, senzoricko-motorický alebo vegetatívne- senzitívne-motorický charakter I. Čuchové nervy (n. olfactorii) – súbor senzorických vlákien Mozgové/hlavové nervy II. Zrakový nerv (n. opticus) - súbor mozg. dráh spájajúcich medzimozog so sietnicou III. Okohybný nerv (n. oculomotorius) - (III. + IV. + VI.) – koordinácia zrakového vnímania IV. Kladkový nerv (n. trochlearis) Mozgové/hlavové nervy V. Trojklanný nerv (n. trigeminus) - delí sa do troch samostatných nervov: očnicový, čeľusťový, sánkový – zuby, prežúvanie, slinné žľazy Mozgové/hlavové nervy VI. Odťahujúci nerv (n. abducens) VII. Lícny/tvárový nerv (n. facialis) – mimické svaly, žmurkanie Mozgové/hlavové nervy VIII. Rovnovážny a sluchový nerv (n. vestibulo-cochlearis) – poloha a pohyby hlavy, sluch IX. Jazykovohltanový nerv (n. glosso-pharyngeus) – hltan, jazyk X. Blúdivý nerv (n. vagus) – rozsiahla činnosť vnútorných orgánov XI. Vedľajší (n. accessorius) – svaly krku XII. Podjazykový (n. hypoglossus) – jazyk Vlákna mozgových nervov Senzitívne vlákna – vedú signály bolesti, tepla, chladu, dotykové vnemy, propriocepciu ale aj senzorické informácie Motorické vlákna – žuvanie, mimika, pohyby očí, hlavy, krku Autonómne vlákna – mimovôľová kontrola vnútorných orgánov I. Čuchové nervy Senzitívne Začínajú v receptoroch sliznice nosovej dutiny Prenos čuchových vnemov do čuchových centier v mozgu II. Zrakový nerv Senzorický nerv Jeho vlákna sa začínajú z nervových a gangliových buniek v sietnici oka Sietnica – tyčinky + čapíky Ø svetlocit + farebné videnie  III. Okohybný nerv Motorický a autonómny nerv Inervuje okohybné svaly – zabezpečenie pohýb očných gúľ, dvíhanie hornej mihalnice Autonómne vlákna zužujú zrenicu, ovplyvňujú akomodáciu oka IV. Kladkový nerv Motorický nerv Inervuje horný šikmý sval oka Umožňuje nám pozerať sa dole a pohybovať očami smerom k nosu alebo od nosa V. Trojklanný nerv Má 3 vetvy: Očný nerv – senzitívny Čeľustný nerv – senzitívny Sánkový nerv – zmiešaný Senzitívne vlákna – inervácia tváre, čela, brady, rohovky, spojovky, sliznice ústnej a nosovej dutiny, prednú časť jazyka Motorické vlákna – inervácia žuvacích svalov VI. Odťahujúci nerv Motorický nerv Inervuje priamy bočný sval očnej gule Pohybovanie očnými guľami rôznymi smermi – spolu s okohybným a kladkovým nervom (okohybné nervy) VII. Lícny/tvárový nerv Zmiešaný nerv Inervácia mimických svalov Senzitívne, autonómne a chuťové vlákna = samostatná časť nervu – stredný nerv VIII. Rovnovážny a sluchový nerv Senzorický nerv Sluchová časť - registrácia zvukov a ich zmena na nervové vzruchy Vestibulárna časť – podieľa sa na udržiavaní rovnováhy a regulácii svalového napätia IX. Jazykohltanový nerv Zmiešaný nerv Senzitívne vlákna – zadná časť ústnej dutiny, zadná časť jazyka, stredné ucho Motorické vlákna – priečne pruhované svaly hltana (prehĺtanie) Autonómne vlákna – inervácia príušnej žľazy a drobných slinných žliazok X. Blúdivý nerv Zmiešaný nerv Senzitívne vlákna – zadná koža ušnice a koža vonkajšieho zvukovodu Motorické vlákna – svaly hltana a hrtana Autonómne vlákna – hladká svalovina dýchacieho a tráviaceho systému, inervácia srdca XI. Vedľajší nerv Motorický nerv Inervuje lichobežníkový sval a kývač hlavy XII. Podjazykový nerv Motorický nerv Intervuje svalovinu jazyka Ďakujem za pozornosť! Neurofyziológia a neuropsychológia 6. prednáška – Mozog Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Paul D. MacLean – The Triune Brain Koncept trojjediného mozgu P. MacLean – teória trojjediného mozgu (Triune Brain Theory) Ø 3 funkčne rozdelené vrstvy mozgu (fylogeneticky): 1. vrstva – plazí mozog (reptilian brain) v najstaršia časť mozgu v automatické regulačné funkcie 2. vrstva – cicavčí mozog (mammalian/paleomammalian brain) v limbický systém v emočný mozog – riadi emócie a sociálne správanie 3. vrstva – mozog vyšších cicavcov (neomammalian brain) = neokortex v najnovšia časť mozgu v komplexné kognitívne funkcie, pamäť, plánovanie, abstrakcia... (Sapolsky, 2017) Organizácia mozgu Ø fyzická štruktúra odráža aj mentálnu organizáciu Kôrové oblasti – plánovanie, uvažovanie – vyššie duševné procesy Limbické oblasti – emočné a inštinktívne správanie, dlhodobá pamäť Oblasti stredného mozgu – predbežné spracovanie zmyslových informácií Oblasti mozgového kmeňa – vegetatívne funkcie Mozog - ontogenéza Mozog = ”encephalon ”, ” cerebrum ” Zadný + stredný + predný  Mozog - ontogenéza Zadná časť sa delí: Ø myelencephalon – základ predĺženej miechy (spracovanie inf. zo sluchového a statokinetického aparátu) Ø metencephalon – základ Varolovho mostu a mozočku Stredná časť sa nerozčleňuje – stáva sa z nej stredný mozog (mesencephalon) Predná časť sa ďalej delí: Ø medzimozog (diencephalon) Ø koncový mozog (telencephalon) Mozgové laloky Mozgové rezy Horizontálny Frontálny Sagitálny Mediánny Zobrazovacie metódy mozgu Štrukturálne – štruktúry mozgu, poranenia, tumory Funkčné – metabolické ochorenia, napr. aj psychologický výskum; zobrazujú najaktívnejšie oblasti v danej chvíli Rozdelenie podľa Magnetická rezonancia (MRI) Ø štrukturálna zobrazovacia metóda využíva silné magnetické pole počítačovým spracovaním získame 3D obraz vyššia nervová aktivita spôsobí zmeny v prietoku krvi a koncentrácii kyslíka – tieto sa odrazia na magnet. signáli Funkčná MRI (fMRI) Ø štrukturálna + funkčná zobrazovacia metóda lokalizácia mozgovej činnosti prietok krvi v oblastiach mozgu rozličná intenzita mozgovej aktivity Počítačová tomografia (CT) Ø čisto štrukturálna zobrazovacia metóda skeny sú čisto anatomické zobrazujú štruktúry mozgu počítač + röntgenový prístroj vDiagnostika nádorov a krvných zrazenín Farebné odlíšenie tkanív (počítačová úprava) Pozitrónová emisná tomografia (PET) Ø funkčná zobrazovacia metóda skener zachytáva žiarenie rádioaktívnych markerov v tkanivách ide o zmeny pri vstrebávaní glukózy vpichnutá je rádioaktívna glukóza aktívne oblasti užitkujú glukózu  Mozgový kmeň Pozostáva z: 1. Predĺžená miecha (medulla oblongata) 2. Varolov most (pons Varoli) 3. Stredný mozog (mesencephalon) Mesencephalon Mozgový kmeň Ø Predĺžená miecha (medulla oblongata) Mozgový kmeň Ø Predĺžená miecha (medulla oblongata) chrbtová miecha prechádza v zadnej časti mozgu do predĺženej miechy rozširuje sa smerom ku koncovému mozgu taktiež sa rozširuje mozgový kanálik (tvorí 4. mozgovú komoru) odstupujú z nej mozgové nervy (VII. Lícny n., VIII. Rovnovážny a sluchový n., IX. Jazykovohltanový, X. Blúdivý nerv, XI. Vedľajší, XII. podjazykový) Mozgový kmeň na predĺženú miechu nadväzuje Ø Varolov most a potom Ø Stredný mozog (mesencephalon)  Mozgový kmeň Funkcie: stredná a nižšia duševná činnosť: pozorovanie, pohyby očí vyššej činnosti sa nezúčastňuje riadi cirkadiánny rytmus v poškodenie mozgového kmeňa – locked-in syndróm Mozgový kmeň Retikulárna formácia Vzostupný aktivačný systém Øbdelosť + selektivita vnímania nadväzuje tiež thalamus a šedá kôra mozgová (pri spracovaní podnetov z prostredia) o dôležitá úloha v aktivačných a inhibičných procesoch o dôležitá pri prebúdzaní Retikulárna formácia Zostupné aktivačné systémy - celkové tlmenie v aktivačný systém - spracováva senzorické stimuly z rôznych receptorov v odpoveď retikulárnej formácie je - nešpecifická - len všeobecná regulačná funkcia Ďakujem za pozornosť! Neurofyziológia a neuropsychológia 7. prednáška – Varolov most, mozoček, stredný mozog Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Obsah Varolov most (pons Varolli) Stredný mozog (mesencephalon) Mozgový kmeň + predĺžená miecha (medulla oblongata) Mozoček (cerebellum) Medzimozog (diencephalon)  Varolov most = Pons Varolii Val na spodine mozgu tvorený nervovými dráhami Tvorený najmä bielou hmotou Týmto smerom z predĺženej miechy smerom k strednému mozgu prechádza retikulárna formácia Miesto, kde sa prepájajú informácie a vedú do mozočku alebo naopak – z mozočku do vyšších mozgových centier Varolov most q dráhy Varolovho mosta Pyramídové dráhy – zostupné – riadia z motorickej oblasti mozgovej kôry svalové pohyby Dráhy vstupujúce do mozočka – 3 zväzky: spojenie zväzkov z koncového mozgu z predĺženej miechy z chrbtovej miechy Extrapyramídová motorická dráha (mozočkovo-miechová) – vlákna smerujú k motoneurónom v predných rohoch miechy  Mozoček = Cerebellum Nachádza sa nad Varolovým mostom, za a pod koncovým mozgom Je prekrytý záhlavným lalokom (occipital) Samotný mozoček prekrýva predĺženú miechu Mozoček Štrukturálne znaky mozočku Mozoček je usporiadaný do dvoch mozočkových pologulí – 2 hemisfér má pravidelne členitý povrch – tento je tvorený úzkymi závitmi, medzi ktorými sú jemné ale hlboké zárezy povrch mozočku tvorí cca 40% povrchu koncového mozgu na povrchu je šedá kôra mozočková  Mozoček qšedá kôra mozočková = Cortex cerebelli Ø má tri vrstvy Ø stredná z nich je tvorená Purkyňovými bunkami (J. E. Purkyně, 19. stor.) Ø sú to veľké a rozvetvené neuróny, ktoré tvoria základné prepojenie neurónov pre koordináciu pohybov Mozoček q mozočkové jadrá Ø telá neurónov sú aj vo vnútri mozočku vo forme mozočkových jadier Ø najväčšie jadro – nucleus dentatus ovplyvňuje motorickú kôru koncového mozgu Mozoček q mozočkové neuróny Ø počet neurónov v mozočku je veľmi vysoký Ø pravdepodobne najvyššia koncentrácia neurónov z celej CNS Ø sú citlivé na životné podmienky a ľahko zanikajú (otrava, hypoxia, pôsobenie drog) Ø nie je známe, či je možná aspoň čiastočná obnova týchto neurónov Mozoček q stavba mozočku Vermis cerebelli = mozočkový červ – spája obe hemisféry každá hemisféra sa skladá z 3 lalokov fylogenéza v závislosti od lokomócie (najväčší mozoček z cicavcov majú tie, ktoré využívajú pri pohybe trojrozmernosť) Mozoček q stavba mozočku 3 evolučne odlišné časti: Spinálny mozoček - svalové napätie, reflexná dráždivosť svalov Pontínny mozoček - koordinuje pohyby na základe informácii z koncového mozgu a z proprioreceptorov; dôležitý pre hrubú a jemnú motoriku Vestibulárny mozoček - rovnováha, chôdza Evolučne odlišné časti mozočka Mozoček q mozoček a vnímanie času Granulárna vrstva mozočku – „časovač“ Ø podpora pre presné načasovanie zámerných pohybov Poruchy – problémy s časovaním pohybov Ø Parkinsonova choroba, tremor, dystónia – chyba v spojení medzi mozočkom a bazálnymi gangliami Mozoček q poškodenia mozočku narušenie rovnováhy nepresnosť pohybov tras poruchy reči niekedy aj očných pohybov Vrodené motorické reakcie podieľa sa aj na týchto reakciách – nutným predpokladom je zrenie NS (myelinizácia vlákien) môže sa podieľať aj na motorickom učení a vytváraní pohybových automatizmov Morov reflex: rozhodenie paží a následné zovretie pred sebou – snaha pridržať sa tela matky https://www.youtube.com/watch?v=PTz-iVI2mf4  Stredný mozog = Mesencephalon nedelí sa na ďalšie časti je najkratšou časťou mozgu je súčasťou mozgového kmeňa jeho súčasťou je retikulárna formácia (jadrá dôležité pri koordinácii motoriky) Pinel, J. P. (2011). The human mesencephalon (midbrain). [Figure 3.22] In Biopsychology (p.65). Pearson Education, Inc.. Nucleus ruber, substantia nigra – prepojenie na motorickú mozgovú kôru Stredný mozog q diferencované časti: Tectum a Tegmentum Tegmentum: jadrá retikulárnej formácie + jadrá okohybných nervov Tectum (štvorhrbolie): ØPredné hrboly - dráhy zo sietnice, cestou optického nervu ØZadné hrboly - sluchové dráhy z predĺženej miechy Stredný mozog q Tectum dôležité reflexné centrum pre vrodené, nepodmiené reakcie: Ø orientačne-pátracie pohyby očí Ø obranné pohyby očí a hlavy Ø počiatky telových reakcií na náhle periférne zrakové a sluchové podnety nachádzajú sa tu centrá pre zrakovú koordináciu - zornicový reflex, akomodácia, zaostrovanie Pinel, J. P. (2011). The human mesencephalon (midbrain). [Figure 3.22] In Biopsychology (p.65). Pearson Education, Inc..  Medzimozog = Diencephalon funkčne i anatomicky zložitá stavba nadväzuje na mozgový kmeň vytvára podklad pre koncový mozog Pinel, J. P. (2011). The human diencephalon. [Figure 3.23] In Biopsychology (p.66). Pearson Education, Inc.. Medzimozog q hlavné štruktúry medzimozgu 1. Hypotalamus – spodina medzimogu 2. Hypofýza (pituitary gland) + pravý a ľavý talamus 3. Zrakový nerv 4. Epifýza (šuškovité teliesko, pineal gland) – melatonín: cirkadiálne rytmy, regulácia spánku Ďakujem za pozornosť! Neurofyziológia a Neuropsychológia 8. prednáška – Medzimozog a Limbický systém Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Obsah Medzimozog Limbický systém Medzimozog Talamus Pinel, J. P. (2011). The human dienephalon. [Figure 3.21] In Biopsychology (p.93). Pearson Education, Inc.. Jadrá talamu zabezpečujú prevod informácií z kože; zrakové, sluchové a chuťové podnety integrujú bolestivé podnety zabezpečujú prevod informácií z proprioreceptorov a interoreceptorov účastné na činnosti vzostupného aktivačného systému retikulárnej formácie (jadrá neurónov v mozgovom kmeni, zodpovedné za bdelosť) pomáhajú pri utváraní emočných reakcií Pinel, J. P. (2011). Appendix X – Nuceli of the Thalamus. In Biopsychology (p.527). Pearson Education, Inc. Usporiadanie jadier talamu o Somatotopické – podľa častí tela a zmyslových orgánov je v konkrétnom mieste prijímaná informácia z konkrétnej časti tela o Retinotopické – v danom mieste jadra sú prepojené dráhy z určitých miest sietnice o Kochleotopické – podobne z Cortiho sluchového orgánu Ø informácie sú ďalej vedené do koncového mozgu Funkcie talamu Ødôležitá spojovacia štruktúra (senzorické orgány – koncový mozog) Øselekcia významnosti informácií prichádzajúcich zo zmyslových orgánov Øpodiel na utváraní emocionality – valencia (emočné zafarbenie) Øcentrum spracovania bolesti (dráhy do čelného laloku a mozgovej kôry spojenej s limbickým systémom) Hypotalamus Pinel, J. P. (2011). The human hypothalamus (in color) in relation to the optic chiasm and the pituitary gland. [Figure 3.22] In Biopsychology (p.93). Pearson Education, Inc.. Jadrá hypotalamu o Preoptické/predné jadrá (nachádzajú sa nad krížením optického nervu) koordinačné centrum parasympatickej zložky vegetatívnej nervovej sústavy nachádzajú sa tu aj jadrá súvisiace so sexuálnymi funkciami o Stredné jadrá ústredie pre sympatickú zložku; centrá pre riadenie pocitov hladu, smädu, sýtosti, termoregulácie, množstva telesných tekutín Pinel, J. P. (2011). Appendix XI – Nuceli of the Hypothalamus. In Biopsychology (p.527). Pearson Education, Inc vegetatívne reakcie pri emočných prežitkoch (ovplyvňované z limbického systému) Jadrá hypotalamu o Zadné jadrá prepojenie vegetatívnej a hormonálnej regulácie jadro nad krížením optického nervu (nucleus suprachiasmaticus) zabezpečuje reguláciu cirkadiánnych rytmov a spánku Pinel, J. P. (2011). Location of suprachiasmatic nuclei (SCN). [Figure 14.08] In Biopsychology (p.398). Pearson Education, Inc. Pinel, J. P. (2011). Appendix XI – Nuceli of the Hypothalamus. In Biopsychology (p.527). Pearson Education, Inc. Funkcie hypotalamu 1. Riadenie vegetatívneho autonómneho nervstva o Samostatná zložka NS – zabezpečuje činnosť vnútorných orgánov: tráviaci systém vylučovací systém obehový systém dýchací systém pohlavný systém inervácia hladkého svalstva a žliaz; činnosť srdca 1. Riadenie vegetatívneho autonómneho nervstva o Vegetatívny NS – má dva podsystémy: ØParasympatikus – podporuje pokojové činnosti, ktoré vedú k získavaniu energie ØSympatikus – pripravuje organizmus k aktivite (obrana, útok, pohyb, sexuálna aktivita...) 1. Riadenie vegetatívneho autonómneho nervstva o Vegetatívne funkcie a hypotalamus Prijímanie potravy Termoregulácia Sexuálne správanie Emocionálne prejavy 2. Hypotalamo-hypofyzárny systém systém hormonálnej regulácie prepája hypotalamus, hypofýzu a adrenálne žľazy ØHypofýza kontrola časti žliaz s vnútornou sekréciou (endokrinných žliaz) má 2 časti: 1. Adenohypofýza (predná hypofýza) 2. Neurohypofýza (zadná hypofýza) Adenohypofýza tvorí, uskladňuje a podľa potreby uvoľňuje rastový hormón, prolaktín a tropné hormóny tropné hormóny – ovplyvňujú činnosť iných žliaz: 1. Štítna žľaza (thyreotropný hormón) 2. Kôra nadobličiek (kortikotropný hormón) 3. Pohlavné žľazy (folikulostimulačný + luteinizačný hormón – riadenie cyklu) Pinel, J. P. (2011). The neural connections between the hypothalamus and the pituitary. All neural input to the pituitary goes to the posterior pituitary; the anterior pituitary has no neural connections. [Figure 13.3] In Biopsychology (p.360). Pearson Education, Inc..  Adenohypofýza Neurohypofýza Pinel, J. P. (2011).Control of the anterior and posterior pituitary by the hypothalamus. [Figure 13.4] In Biopsychology (p.361). Pearson Education, Inc.. Zrakový nerv  Limbický systém Hlavné štruktúry limbického systému: 1. Hipokampus 2. Amygdala 3. Cingulárna kôra 4. Fornix 5. Septum 6. Mamillárne telieska Významné je prepojenie s čuchovými dráhami Vzhľadom k funkčnému prepojeniu sa k limbickému systému radí aj značná časť medzimozgu, predné talamické jadrá a hypotalamus Pinel, J. P. (2011). The location of the major limbic system structures. In Podieľa sa na činnostiach súvisiacich s emóciami (napr. general, they are arrayed near the midline in a ring around the thalamus. [Figure 17.4] In Biopsychology (p.478). Pearson Education, Inc. agresivitou), sexuálnym správaním, starostlivosťou o potomstvo a pamäťovými funkciami Hipokampus najväčšia vymedziteľná časť limbického systému význam pre pamäťové procesy: - krátkodobá pamäť - prevod do dlhodobej pamäte - priestorová pamäť - niektoré formy učenia Amygdala reakcie pri primárnych emóciách, hlavne pri agresii a strachu sexuálne správanie mimické výrazy paralelne s riadením z motorickej kôry rozpoznávanie tváre a mimiky druhých zrkadlové neuróny Pinel, J. P. (2011). The major structures of the limbic system: amygdala, hippocampus, cingulate cortex, fornix, septum, and mammillary body. [Figure 3.26] In Biopsychology (p.97). Pearson Education, Inc. Ďakujem za pozornosť! Neurofyziológia a Neuropsychológia 9. prednáška – Koncový mozog Mgr. Katarína Křížová, PhD. Odborná asistentka Obsah Koncový mozog Ø mozgové hemisféry Ø bazálne gangliá Ø šedá mozgová kôra Koncový mozog v Hemisféry koncového mozgu sú členené do lalokov súbor závitov a rýh – sú dané, ale pozorujeme aj individuálne odlišnosti Gyrifikácia – zväčšuje povrch šedej kôry mozgovej Mozgové laloky Čelový (frontal) Spánkový (temporal) Temenný (parietal) Záhlavný (occipital) v Bazálne gangliá q Funkcia bazálnych ganglií Corpus striatum - vstupujú dráhy z šedej kôry mozgovej a zo zmyslových orgánov významne sa podieľajú na koordinácii motoriky - prevod plánovaných pohybov do nižších centier a ich iniciácia Motorická slučka: - spojenie bazálnych ganglií, talamu a premotorickej kôrovej oblasti v Mozgová kôra – plášť Vývin vrstiev mozgovej kôry smerom k lepšiemu spracovaniu informácií nové oblasti sa rozvíjali na úkor starších Ø členenie plášťa (od najstarších oblastí): Archipallium Palleopallium Neopallium q Funkčná stavba mozgovej kôry Brodmannova mapa Je možné rozlišovať jednotlivé funkčné oblasti  tieto oblasti sa špecializujú na konkrétne funkcie Oblasti nemusia byť trvalo vymedzené – plasticita mozgu Ø Neopallium u niektorých cicavcov je tak rozvinuté, že sa prehýba do závitov a zárezmi je rozčlenené do lalokov q Špecializované kôrové oblasti Primárne kôrové oblasti Ø základ kôrových zmyslových analyzátorov Sekundárne kôrové oblasti Ø zabezpečujú syntézu informácii z primárnych kôrových oblastí Terciárne/asociačné kôrové oblasti Ø zodpovedné za vyššie psychické funkcie (predné a spodné časti čelných lalokov; spodné časti spánkového a temenného laloka) q Neurokognitívne siete funkčné systémy prepájajú jednotlivé oblasti mozgovej kôry vytvárajú vzťahy, ktoré dodávajú oblastiam nový funkčný význam Ø Príklad: reč, exekutívne funkcie, rozlišovanie tvárí..., ktoré vedú k zapamätávaniu, predstavivosti, vyhľadávaniu nových skúseností... q Zmyslové analyzátory mozgovej kôry Somatosenzitívny analyzátor – kožná citlivosť v primárnej senzitívnej kôre môžeme identifikovať oblasti zodpovedajúce jednotlivým častiam tela veľkosť plochy oblastí v mozgu závisí od počtu zmyslových kožných receptorov, nie na veľkosti plochy kože (pery, jazyk, prsty...) dráhy vedúce cez talamus do somatosenzitívnej kôry sa krížia Ø dráždenie na jednej polovici tela sa premieta v opačnej polovici mozgu § Zrakový analyzátor primárna zraková kôra = záhlavný lalok viaceré funkčné oblasti Ø farby, pohyby podľa smeru a rýchlosti, kontúry... § Sluchový analyzátor oblasti sú diferencované podľa analýzy rytmu, výšky, farby tónu, šumu... v sekundárnej sluchovej kôre -sluchové centrum reči (Wernickeho) Ø rozpoznávanie foném ako základov reči Wernickeho afázia – vieme rozprávať, ale máme ťažkosti porozumieť jazyk q Motorické kôrové centrá Primárna motorická kôra – jednotlivé oblasti pre časti tela, konkrétne svaly... najväčšia plocha je venovaná rukám, jazyku a mimickému svalstvu Premotorická oblasť Ø vôľová motorika (prostredníctvom bazálnych ganglií) Okohybné pole a koordinačná oblasť Ø zložitejšie motorické vzorce Motorické centrum reči (Brocova oblasť) Ø iba v jednej hemisfére – väčšinou ĽH /základ lateralizácie – funkčnej asymetrie mozgu/ Ø Brocova afázia q Ďalšie funkcie mozgovej kôry Prefrontálne oblasti – zodpovedné za vyššie psychické funkcie sú vývojovo najmladšie, sú špecializované pravý čelný lalok – oblasti pre epizodickú pamäť napr. gyrus fusiformis (spánkový lalok) – rozpoznávanie tváre § Okruhy prefrontálnej kôry spájajú špecifické oblasti do vyšších celkov všetky zahŕňajú prednú časť čelných lalokov: o Dorzolaterálny (vonkajší) – riadiace funkcie, plánovanie pohybov, pamäť o Orbitofrontálny (spodný) – udržiava osobnostnú integritu o Mediálny (vnútorný) – dotýka sa emocionality o Frontopolárny (predný) Ďakujem za pozornosť!