Układ nerwowy człowieka - sound.eti.pg.gda.pl · autonomiczny układ nerwowy. Pozwala to na...

Diagnostyka i protetyka suchu i wzroku

Ukad nerwowy czowieka

Przygotowaa: prof. Boena Kostek

orodkowy

ukad nerwowy ukad

autonomiczny

efektory

rece

ptor

y

orodkowy ukad

nerwowy

rece

ptor

y ...

...

ukad

autono-miczny

obwodowy

ukad nerwowy

efektory ukadu autonomicznego

efektory (minie) i receptory czucia

gbokiego

...

Oglny schemat pocze systemu nerwowego

Wan waciwoci ukadu nerwowego jest fakt analizy bodcw rwnoczenie przez orodkowy i autonomiczny ukad nerwowy. Pozwala to na niezalene wczenie do reakcji na bodziec odruchw bezwarunkowych (ukad autonomiczny) i odruchw wyuczonych (ukad somatyczny poprzez ukad obwodowy). Zasad dziaania opisuje przykad: patrzc na soce, ukad autonomiczny powoduje zwenie si renic, natomiast w wyniku pobudzenia ukadu obwodowego zakrywamy oczy rk, aby dodatkowo zmniejszy poziom natenia wiata.

Ukad nerwowy

Orodkowy ukad nerwowy: obwodowy ukad nerwowy ukad autonomiczny (wegetatywny)

ukad wspczulny ukad przywspczulny

Umowny podzia systemu nerwowego na trzy podsystemy. Centralny ukad nerwowy: mzg, mdek i rdze krgowy.

Obwodowy (peryferyjny) ukad nerwowy: nerwy krgowe i czaszkowe, dochodzce do mini i receptorw czuciowych i koczce si w rdzeniu.

Autonomiczny ukad nerwowy Zadanie: koordynacja funkcji

automatycznych: skurczy serca, oddychania, trawienia, wydalania, pocenia si, pobudzenia seksualnego. Centrum: w pniu mzgu. Koordynacja: przez podwzgrze.

Ukady wspczulny i przywspczulny, dziaajce antagonistycznie.

Neurony odpowiedzialne za odbir bodcw pochodzcych m. in. z ukadu suchu i wzroku nazywa si neuronami sensorycznymi (ang. sensory neurons). Odebrane bezporednio przez receptory bodce trafiaj przez neurony do mzgu w postaci ladw pamiciowych. Drog impulsu z ukadu suchowego przedstawia w sposb schematyczny rys. 1a.

EXTERNAL MIDDLE INTERNAL

EAR

SHORT-TERM LONG-TERM MOMENTANEOUS MEMORY

corr. corr.

Anamorph.

CPU

VISION TOUCH SMELL TASTE

etc.

REACTIONS

CENTRAL NERVOUS SYSTEM

[Leipp]

Rne bodce pobudzaj rne obszary mzgu:

A pat czoowy (orodek wchu i smaku) B pat ciemieniowy (dotyk) C - pat skroniowy (such) D pat potyliczny (wzrok) II mdek m.in. Koordynacja ruchowa III pie mzgu wychodzi do rdzenia krgowego

Aktywno poszczeglnych obszarw mzgu w wyniku wykonywania czynnoci antagonistycznych

Impuls sensoryczny tafia do pamici etapami. W pierwszej kolejnoci trafia do pamici operacyjne mzgu (pamici chwilowej/ sensorycznej) , gdzie moe wywoa pobudzenie odpowiednich efektorw bd trafi do dalszej obrbki w pamici krtkotrwaej (interpretacja bodca), w kocu jako dowiadczenie trafia do pamici dugotrwaej (ok. 10 miliardw neuronw), gdzie moe bra udzia w procesie analizy bodcw. Czas przechowywania w uk. pamici sensorycznej jest bardzo krtki (0,1-0,5 s), za w pamici krtkotrwaej przez czas bliej nieokrelony (zapamitywanie poprzez powtarzanie), ale dotyczy to kilku jednostek prezentowanego materiau.

Ukad nerwowy moe reagowa w trojaki

sposb na wystpienie litery A.

Moliwe jest, e na kad liter zareaguje: 1. pojedyncza komrka

(detektor litery) 2. specyficzny zesp

komrek (konfiguracja komrek)

3. dla kadej litery istnieje odrbny kod (ukad wyadowa nerwowych)

Najprostszy odwd pamici skada si z wejcia i grupy komrek. W procesie analizy obrazu moe bra udzia pojedyncza komrka lub ich grupa, wynik analizy moe by rwnie reakcj na kod pamici (zesp reakcji neuronowych). W kadym z przypadkw do naszej wiadomoci dotrze informacja, co np. widzimy. Posugujc si powyszym przykadem, pojedyncza komrka wystarczy nam do stwierdzenia postrzegania drukowanej wyranej litery A. Zesp komrek moe stwierdzi liter A napisan odrcznie przez jak osob, natomiast kod pamiciowy pozwala na zoon analiz obrazu, wizanie z nim emocji oraz np. wykrycie litery A w sowie, w ktrym pojedyncze litery mogyby by nierozpoznawalne.

Ze wzgldu na strefow funkcjonalno mzgu, wany zjawiskiem w procesie percepcji jest komunikacja midzy pkulami. Ciao modzelowate oddziela praw pkul mzgow od lewej i przekazuje informacje z jednej strony na drug. W nastpstwie budowy mzgu skadajcego si z dwch pkul mzgowych posiadajcych homologiczne struktury, a take funkcjonowania w nich orodkw ruchowych, wzrokowych i somatycznosensorycznych przetwarzajcych bodce z przeciwlegej ni pkula strony ciaa, w celu integracji pracy mzgu wytworzone zostay poczenia pomidzy pkulami.

Moliwoci percepcyjne mzgu rosn z wiekiem ze wzgldu na zagszczajc si sie neuronw. Na poniszym obrazie zaprezentowano stopie rozwoju neuronw szeciu warstw kory mzgowej w funkcji czasu obszaru mowy. Plastyczno w reorganizacji mzgowej czowiek traci w wieku ok. 12 lat. Uwaa si jednak, e istnieje zdolno dojrzaego OUN (orodkowego ukadu nerwowego) do reorganizacji funkcjonalnej wskutek uszkodzenia czy stymulacji ruchowo-czuciowej.

Moliwoci percepcyjne mzgu rosn z wiekiem ze wzgldu na zagszczajc si sie neuronw. Na poniszym obrazie zaprezentowano stopie rozwoju neuronw szeciu warstw kory mzgowej w funkcji czasu obszaru mowy. Plastyczno w reorganizacji mzgowej czowiek traci w wieku ok. 12 lat. Uwaa si jednak, e istnieje zdolno dojrzaego OUN (orodkowego ukadu nerwowego) do reorganizacji funkcjonalnej wskutek uszkodzenia czy stymulacji ruchowo-czuciowej.

Oszacowanie przepywu informacji (wiadomego): Wzrok ok. 5000 bitw/sek;

Zapamitanie wymaga 10 sek, czyli ok. 5 kbit/sek. Pozostae zmysy 100 bitw/sek,

Moc obliczeniowa: 5x1013 pocze, zmiana rzdu 100 Hz, 5x1015 operacji/sek

Uszkodzenia lewej pkuli: trudnoci z mwieniem, pisaniem, czytaniem, matematyk. Uszkodzenia prawej pkuli: trudnoci z rozpoznawaniem struktur geometrycznych, twarzy, trudnoci z rysowaniem, percepcj muzyki.

Dominacja prawej pkuli - artyci, humanici; lewa - naukowcy, umysy cise.

Budowa ciaa i mzgu lekko asymetryczna. Asymetria widoczna ju na etapie podowym.

Prawa pkula wiksza i cisza ni lewa. Wicej materii biaej (dusze poczenia). Cz czoowa szersza, wysunita do przodu Niektre obszary kory ciemieniowej

powikszone.

Lewa pkula: Cz tylna szersza. Wiksza rwnina skroniowa Wicej materii szarej. Wicej dopaminy, mniej noradrenaliny. Mowa w prawej pkuli: u praworcznych 4%,

u leworcznych 15% + 15% obie pkule w jednakowym stopniu.

Mowa docierajca do prawego ucha jest lepiej rozumiana.

Asymetria mniej widoczna u kobiet.

Bona komrkowa grubo od 50 do 100 Istnieje pewna rnica potencjaw, po obu

stronach bony, czyli na bonie panuje pewne napicie elektryczne, zwane napiciem na bonie.

Rnica potencjaw to ok. 60-90 mV

Waciwoci komrki:

Pod wpywem okrelonych bodcw (elektro-chemicznych) powstaj pewne zoone, ale krtkotrwae procesy elektro-chemiczne rozchodzce si wzdu powierzchni bony. Te przebiegi nazywa si potencjaami czynnociowymi.

Waciwoci komrki:

Bon komrkow rzdz cztery zjawiska: I. Rnica stenia rnych jonw powoduje ich ruch wzdu

gradientu ste tych jonw.

II. Istnieje selektywno bony polegajca na rnej zdolnoci przepuszczania rnych jonw.

III. Moliwy jest ruch jonw pod wpywem pola elektrycznego gradient adunku.

IV. Istnieje aktywny transport jonw sodu i potasu przez bon w kierunku przeciwnym do gradientu ste: pompa sodowo-potasowa.

Waciwoci komrki:

W stanie ustalonym (spoczynku) przepuszczalno bony jest wiksza dla jonw potasu i chloru ni dla jonw sodu. Temu zjawisku przeciwdziaa strumie pompy.

Bona komrkowa chroni przed dyfuzj jonw oraz elektrycznymi zalenociami gradientem ste.

Waciwoci komrki:

Pompa sodowo-potasowa

Pompa jonowa jest to aktywny mechanizm utrzymujcy due stenie jonw potasu i mae jonw sodu wewntrz komrki.

Transmisja jonw przeciwnie do gradientowi ste: jony Na+ na zewntrz, a jony K+ do wewntrz komrki. Do tego celu wykorzystywana jest energia z czsteczki ATP.

ATP - Adenozyno-5'-trjfosforan (ATP) organiczny zwizek chemiczny, nukleotyd adeninowy zbudowany z grupy trifosforanowej przyczonej w pozycji 5' czsteczki adenozyny, tworzc bezwodnik kwasu fosforowego[2]. Odgrywa wan rol w biologii komrki, jako wielofunkcyjny koenzym i molekularna jednostka w wewntrzkomrkowym transporcie energii[3].


http://pl.wikipedia.org/wiki/Zwi%C4%85zek_organicznyhttp://pl.wikipedia.org/wiki/Zwi%C4%85zek_chemicznyhttp://pl.wikipedia.org/wiki/Nukleotydyhttp://pl.wikipedia.org/wiki/Adeninahttp://pl.wikipedia.org/wiki/Adenozynahttp://pl.wikipedia.org/wiki/Koenzymy

Pompa sodowo-potasowa stanowi przykad mechanizmu aktywnego transportu. Transport ten polega na "przepompowywaniu" czstek z obszaru o niszym steniu do obszaru o steniu wyszym (wbrew malejcemu gradientowi stenia), energii zakumulowanej w tym gradiencie nie mona wykorzysta, konieczne jest zatem dostarczenie jej z innego rda (czsto jest nim ATP).



Budowa komrki nerwowej

Rnice w ksztacie komrki nerwowej wynikaj z funkcji, jak peni oraz od miejsca wystpowania np. komrki ukadu obwodowego maj duszy akson.

Budowa komrki nerwowej Cz odbiorcza: - drzewo dendrytowe, Cz przewodzca: - akson (neuryt), Cz nadawcza: - zakoczenia nerwowe z synapsami.

Akson (neuryt) jest swoistym odpowiednikiem przewodnika w komrce nerwowej, ktrego zadaniem jest przesyanie informacji z ciaa komrki do zakocze nerwowych.

Neuryt otoczony jest osonk mielinow. Mielina peni funkcj ochrony mechanicznej oraz izolatora elektrycznego aksonu.

Akson

Impuls nerwowy przechodzcy przez osonity neuryt jest tumiony. Tumienno zaley od gruboci wkna. Jednake jego prdko jest ogromna, gdy jest izolowany.

Aby sygna mg si odnowi, co pewn odlego wystpuj przewenia miejsca nieosonite mielin zwane przeweniami Ranviera. Nie ma w nich mieliny, lecz dua liczba kanaw jonowych.

Akson

W przeweniu prdko sygnau jest bardzo wolna, jednake su one temu, aby impuls uleg regeneracji, czyli powtrnemu uzyskaniu potencjau czynnociowego

Akson

Rys. Rozkad amplitud przebiegw wzdu wkna zmielinizowanego

Propagacja potencjaw

czynnociowych

Wkno: Prdko: grube 20 150 [m/s] rednie 3 15 [m/s] cienkie 0,5 2 [m/s]

Akson

Tumienie Prdko Przewenie Ranviera

mae wolna

Akson otoczony mielin

due dua

Dendryty peni funkcj odbiorcz w

neuronie. Przesyaj odebran za pomoc synaps informacj z innych neuronw do ciaa komrki.

Posiadaj rozgazion struktur.

Dendryty

Potencja spoczynkowy jest to rnica potencjaw na bonie komrkowej w stanie spoczynku komrki. Wynosi od -60 do -90 [mV].

Potencja czynnociowy jest to chwilowa zmiana potencjau na bonie komrkowej.

Potencjay

Potencja czynnociowy trwa ok. 1 [ms] w przypadku komrki nerwowej

Gdy pojawia si potencja czynnociowy znikaj bariery dla Na+. Wnika on do wntrza komrki zgodnie z gradientem ste.

Powstanie potencjau czynnociowego

Dla potencjau czynnociowego wntrze staje si bardziej dodatnie w wyniku wnikania jonw sodu. Faza, w ktrej jony wnikaj do rodka to faza depolaryzacji.

Kolejnym etapem jest otwarcie kanaw potasowych. Te zmiany zachodz wzdu aksonu czyli pobudzenie potencja si przesuwa.

Powstanie potencjau czynnociowego 1 2 3

2 3 1

Potencja czynnociowy

FAZY: 1. Depolaryzacja (narastanie

potencjau) 2. Repolaryzacja 3. Polaryzacja

Rys. Potencja czynnociowy w czasie


FAZY budowania pot. czynnociowego:

1. Potencja

spoczynkowy 2. Przekroczenie

progu 3. Narastanie

potencjau czynnociowego

4. Faza opadania potencjau

5. Powrt do stanu pocztkowego

http://bcs.whfreeman.com/thelifewire/content/chp44/4402002.html



1. Potencja


progu (threshold) 3. Narastanie






1. Potencja


progu 3. Narastanie






1. Potencja


progu 3. Narastanie






1. Potencja


progu 3. Narastanie






1. Potencja


progu 3. Narastanie






1. Potencja


progu 3. Narastanie




Aby mg si wytworzy potencja czynnociowy, pobudzenie musi przekroczy potencja progowy Up.


Rys. Przebieg sygnau dla rnych pobudze.


Rys. Zmiany przewodnoci dla jonw sodu i potasu na tle przebiegu potencjau czynnociowego w czasie.

W czasie refrakcji bezwzgldnej nie moe wytworzy si potencja czynnociowy.

W czasie refrakcji wzgldnej moe si wytworzy, jednake pobudzenie musi przekroczy podwyszone napicie progowe.

Refrakcja zabezpiecza przed sumowaniem si potencjaw cz. oraz zapewnia przewodzenie potencjau tylko w jednym kierunku.


Rozchodzenie si potencjau czynnociowego w aksonie

Za ich pomoc odbywa si przekazywanie i odbir sygnaw elektrycznych pomidzy komrkami. Dzieje si to za pomoc okrelonej substancji chemicznej mediatora (neuroprzekanika) np.: acetylocholiny.

Synapsy

Sygna elektryczny dociera do synapsy, tam w pcherzykach synaptycznych znajduje si neuroprzekanik . Zostaje on wydzielony do szczeliny synaptycznej.

Od strony wydzielajcej mona

wyrni bon presynaptyczn, za po stronie odbiorczej bon postsynaptyczn.

Synapsy

Budowa synapsy

Synapsy s gsto uoone na zakoczeniach k. nerwowych. Jest ich bardzo duo, ich dziaanie jest rozoone w czasie (mediator rozkadany jest z pewn sta czasow: 2 do 4 ms).

Podczas przekazywania informacji nie dziaa jedna synapsa, lecz wiele. Std mwi si o sumowaniu: przestrzennym i czasowym bodcw.

Synapsy

Przykad rozmieszczenia synaps na komrce nerwowej

Mamy synapsy pobudzajce i hamujce, ktre doprowadzaj do stanu rwnowagi.

Synapsy

rednica synapsy 0,5 2 [m] Szczelina synaptyczna 200

Opnienie synaptyczne 0,5 [ms] Czas przesania informacji przez

wkno nerwowe 0,5 12 [ms]

Rnice pomidzy rozchodzeniem si bodca w aksonie a pobudzeniem rozchodzcym si w synapsie

Pobudzenie aksonu to zjawisko okrelane w fizjologii

"wszystko albo nic", polegajce na tym, e bodziec, jeli jest dostatecznie silny, wyzwala zawsze t sam reakcj,

jeli jest zbyt saby, nie jest w stanie nawet reakcji zapocztkowa.

W synapsie, kady nadchodzcy bodziec powoduje przejcie na drug stron szczeliny synaptycznej pewnej

porcji mediatora chemicznego. Synapsy przewodz sygna tylko w jednym kierunku od aksonu jednej komrki do

dendrytu drugiej.

wikipedia.org

Rwnowag zapewnia fakt, e na ciele komrkowym i jego dendrytach znajduje si wiele zakocze aksonw i rzadko neuron pobudzany jest przez bodziec nadchodzcy tylko z jednego, nadchodzce po sobie sygnay sumuj si. Dziki temu systemowi, zniszczenie kilku komrek nerwowych nie

zakca wykonywanej przez nie czynnoci, poniewa ich rol przejmuj komrki ssiednie (kanay rwnolege).

Diagnostyka i protetyka suchu i wzrokuUkad nerwowy czowiekaPrzygotowaa:prof. Boena KostekSlide Number 2Slide Number 3Slide Number 4Ukad nerwowySlide Number 6Slide Number 7Slide Number 8Slide Number 9Slide Number 10Slide Number 11Slide Number 12Slide Number 13Slide Number 14Slide Number 15Slide Number 16Slide Number 17Slide Number 18Slide Number 19Slide Number 20Slide Number 21Slide Number 22Slide Number 23Waciwoci komrki:Waciwoci komrki:Waciwoci komrki:Waciwoci komrki:Pompa sodowo-potasowaPompa sodowo-potasowaPompa sodowo-potasowaPompa sodowo-potasowaBudowa komrki nerwowejBudowa komrki nerwowejAksonAksonAksonSlide Number 37AksonDendrytyPotencjayPowstanie potencjau czynnociowegoPowstanie potencjau czynnociowegoPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyPotencja czynnociowyRozchodzenie si potencjau czynnociowego w aksonieSynapsySynapsySynapsySynapsyRnice pomidzy rozchodzeniem si bodca w aksonie a pobudzeniem rozchodzcym si w synapsiePobudzenie aksonu to zjawisko okrelane w fizjologii "wszystko albo nic", polegajce na tym, e bodziec, jeli jest dostatecznie silny, wyzwala zawsze t sam reakcj, jeli jest zbyt saby, nie jest w stanie nawet reakcji zapocztkowa.W synapsie, kady nadchodzcy bodziec powoduje przejcie na drug stron szczeliny synaptycznej pewnej porcji mediatora chemicznego. Synapsy przewodz sygna tylko w jednym kierunku od aksonu jednej komrki do dendrytu drugiej. wikipedia.orgRwnowag zapewnia fakt, e na ciele komrkowym i jego dendrytach znajduje si wiele zakocze aksonw i rzadko neuron pobudzany jest przez bodziec nadchodzcy tylko z jednego, nadchodzce po sobie sygnay sumuj si. Dziki temu systemowi, zniszczenie kilku komrek nerwowych nie zakca wykonywanej przez nie czynnoci, poniewa ich rol przejmuj komrki ssiednie (kanay rwnolege).

Układ nerwowy człowieka - sound.eti.pg.gda.pl · autonomiczny układ nerwowy. Pozwala to na...

Documents

Transcript of Układ nerwowy człowieka - sound.eti.pg.gda.pl · autonomiczny układ nerwowy. Pozwala to na...