Основы клеточной нейронауки

им. С.Д.Асфендиярова
Выполнила:Каримтаева Ж
Проверяла:Арыкбаева А

С.Д.Асфендияров атындағы Қазақ
Ұлттық Медицина Университеті

систем
Развитие мозга

искусство, политика, экономика, технологии) существуют благодаря разуму, вместилищем которого является

головной мозг

Следствие: Все продукты цивилизации адаптированы и ограниченны возможностями мозга (мозг способен получать лишь определенные типы информации, обрабатывать ее лишь в ограниченном объеме и с ограниченной скоростью).

Решения: развитие техники, эффективное использование мозга (методы обучения, продление полноценной работы стареющего мозга), совершенствование мозга

приносят значительный экономический ущерб (особенно в развитых странах)
Зависимости наносят вред

здоровью и экономический ущерб
алкоголизм, курение, наркомания

генерировать новое знание или его работа является отражением информации поступающей

из вне:
Сенсорная информация (опыт) более значима, чем активность локальных сетей мозга (эмпирический взгляд)
Активность локальных сетей мозга (разум) более значима, чем сенсорная информация (рационалистический взгляд).

и мышей можно определить характерный паттерн активации в зрительной коре

в ответ на вертикальные и горизонтальные полосы, на их движение и т.д.
У обезьян характерный паттерн не виден, поскольку внутренняя активность мозга значительно превышает активность генерируемую внешним стимулом.

Зрительный
стимул

То что мы видим

Память
Ожидание
Контекст
Распознавание

Внутренняя активность мозга

мозга
Функциональная организация локальных нейронных и глиальных сетей
Процессы на клеточном уровне

и передача сигнала от клетки к клетке
Молекулярные механизмы

Сверху - вниз

Снизу - вверх

Методические подходы

Разрыв

(магнитно-резонансная томография (MRI), позитронно-эмиссионная томография (PET), компьютерная томография (CT) )
Оптический

имиджинг (конфокальная и мультифотонная микроскопия)
Клеточная электрофизиология (in vivo, на срезах мозга, в культуре клеток)
Электронная микроскопия
Иммуноцитохимия
Методы нейрохимии и молекулярной биологии

Наблюдается тенденция к объединению различных методов в одно научном проекте

понимание механизмов работы мозга, но направлена на решение конкретных задач

Прикладная

психология
Нейрофармакология
Создание технологий обработки и хранения информации на базе нейронных сетей

Подход “мозг-черный ящик” – выпускает из рассмотрения некоторые связующие механизмы (нейрогенетика занимается поиском связи того или иного гена с типом поведения)

дифференциальным
интерференционным контрастом
в инфракрасном свете
(ИК ДИК)
Рисунок Рамон-и-Кахаль
(импрегнация серебром
по Гольджи)

сосудов
Передача, обработка
и хранение
информации
Трофическая,
метаболическая,
сигнальная и др
функции
Питание мозга
Доставка БАВ
ГЭБ
(нарушение мозгового

кровообрашения
инсульт,
болезнь Алцгеймера)

у самых мелких - около 5 мкм.
Дендриты - цитоплазматические выросты

увеличивающие пространственную локализацию нейрона. На них расположены синапсы с другими нейронами. Некоторые нейроны имеют на дендритах специализированные выросты – шипики, являющиеся специализированной постсинаптической частью глутаматных синапсов.
Аксон - удлиненный вырост цитоплазмы, структурно и функционально приспособленный для проведения потенциалов действия. У позвоночных животных он может иметь миелиновую оболочку.
Аксональный холмик – начальный участок аксона, имеющий высокую вероятность генерация потенциала действия
Аксональные расширения – пресинаптические терминали

ГАМКергические – по нейромедиатору
По кальций-связывающим белкам
Морфологическая
Униполярные, биполярные, мултиполярные
Пирамидные клетки, гранулярные

клетки, корзинчатые клетки
Шипиковые и нешипиковые нейроны
Биофизическая
По порогу генерации потенциалов действия
По аккомодации порога потенциалов действия и частоте разрядов

Похожая классификация используется и для глии

соединительной ткани (Специализированные макрофаги).


Макроглия, происходит из нейроэктодермы

Эпиндемоциты выстилают

полости внутри мозга и имеют цилии помогающие циркуляции спиномозговой жидкости

Астроциты самые многочисленные глиальные клетки Плазматические (в сером веществе) Волокнистые (в белом веществе)

Олигодендроциты формируют миелин – электрическая изоляция аксонов

Радиальная глия играет роль в миграции нейронов при развитии мозга

вентрикулярной зоны
перпендикулярно поверхности мозга (по волокнам радиальной глии)

Тангентальная миграция –

передвижение параллельно поверхности мозга

и разложение веществ)
Сигнальная (передача сигнала)
Трофическая (влияние на рост и развитие нейронов)

кальциевые волны распространяющиеся через плотные контакты
Ускоренное воспроизведение медленных волн (каждая

длится секудны-десятки секунд)

задержка (1-5 мс)
Могут быть возбуждающими и тормозными
Синаптическое усиление/ослабление сигнала
Пластичность (потенциация/депрессия)

1994)
Обратная работа транспортеров
Везикулярное высвобождение нейропередатчика глией

Мишени диффузного сигнала
Внесинаптические рецепторы на

нейронах и глии

25% всей энергии
Энергия поступает в мозг в форме глюкозы и

кислорода

течении всего периода существования организма.
Стадии эмбрионального и постэмбрионального развития
миграция клеток
формирование

новых синапсов и их элиминирование
изменения ионного (концентрация ионов хлора) и биохимического состава клеток (ферменты, например GAD65)
миелинизация

Взрослый мозг
Нейроны обладают ограниченной способностью к делению (только в некоторых областях мозга), но способны к регенерации утраченных аксонов и дендритов. Новые синапсы возникают и исчезают постоянно.

Глиальные клетки – делятся (при повреждении мозга глиальные клетки заполняют пространство)

волокон.

Эти нейроны образуют временные связи с другими нейронами в пути.

Движение

вдоль глиальных волокон требует участия молекул адгезии и сократительных белков.

вентрикулярной зоны

Соответственно нейроны различных слоев коры посылают аксоны в различные

структуры мозга

ретинального ганглия
Возникновение КРГ
Возникновение поверхностных клеток СК
Аксоны КРГ достигают СК
Первые синапсы

в СК

Формирование астроцитов

Формирование олигодендроцитов

Основная фаза синаптогенеза

Первые ответы на зрительные стимулы в СК

Эмбриональный день (крыса)

Постэмбриональный день