Význam a regulační povaha nervového systému • K přežití mnohobuněčných organismů je nutné – Udržovat homeostázu – Koordinovat tělesné funkce • K udržení homeostázy je nutné udržovat – Složení vnitřního prostředí – Integritu tkáňových/orgánových/tělesných bariér • K přežití mnohobuněčných organismů je nutné – Přijímat signály z vnějšího a vnitřního prostředí – zpracovávat informace z těchto signálů – Koordinovaně odpovídat na tyto podněty Význam a regulační povaha nervového systému • Regulace – Nervová – Humorální Centrální nervový systém řídí/ významně ovlivňuje všechny typy regulací Regulace humorální •Chemický působek •Nespecifický kanál vedení „využití stávající infrastruktury“ •Specificita dána přítomností receptoru na cílové buňce •Energeticky nenáročná •Pomalý nástup účinku •Trvání účinku - dlouhé Regulace nervová •Neurotransmiter •Specifický kanál vedení •Specificita dána infrastrukturou •Energeticky náročná •Rychlý účinek •Trvání účinku - krátké [USEMAP] 2 BuŶěčŶý podklad Ŷervového systéŵu http://edublog.amdsb.ca/ Kompartmentalizace • BuŶěčŶá speĐializaĐe vede u ŵŶohoďuŶěčŶýĐh orgaŶisŵů ke kompartmentalizaci Ŷa růzŶýĐh úrovŶíĐh – Tkáňová úroveň – OrgáŶová úroveň – Systéŵová úroveň • JedŶotlivé kompartmenty jsou od seďe odděleŶy ďariéraŵi • VlastŶosti/složeŶí oďsahu jedŶotlivýĐh koŵpartŵeŶtů se velŵi liší CeŶtrálŶí Ŷervový systéŵ • Velŵi speĐifiĐká oďlast • KostŶí oďal • Pleny • Likvor • Bariéry vůči likvorovéŵu a iŶtravaskulárŶíŵu kompartmentu – MeŶiŶgeálŶí – Heŵatolikvorová – HeŵatoeŶĐefaliĐká http://www.control.tfe.umu.se http://edutoolanatomy.wikispaces.com NitroleďŶí kompartment • Mozek • Likvor • Krev ;v ĐéváĐhͿ • IŶtrakraŶiálŶí tlak ;ICPͿ tlak v Ŷitroleďí • CereďrálŶí perfusŶí tlak ;CPPͿ tlakový gradieŶt díky kteréŵu teče krev do mozku http://edutoolanatomy.wikispaces.com CPP = MAP - ICP CereďrálŶí perfúzŶí tlak StředŶí arteriálŶí tlak IŶtrakraŶiálŶí tlak Mozkové pleŶy http://www.corpshumain.ca/en/Cerveau3_en.php MeŶiŶgeálŶí a heŵatolikvorová ďariéra https://sisu.ut.ee/histology/meninges https://sisu.ut.ee/histology/meninges HeŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra • VysoĐe orgaŶizovaŶá ďariéra – EŶdotel ;Ŷízká propustŶost díky zonlua occludens) – Lamina basalis – Astrocyty https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Blood_vessels_brain_e nglish.jpg HeŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra FSM (basic artwork: wikimedia commons) CirkuŵveŶtrikulárŶí orgáŶy • Bohatě vaskularizovaŶé • ModifikovaŶá heŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra • Senzory • Sekrece http://www.neuros.org/index.php?option=com_photos&view=photos&oid=hafizb ilal 2 BuŶěčŶý podklad Ŷervového systéŵu http://edublog.amdsb.ca/ Kompartmentalizace • BuŶěčŶá speĐializaĐe vede u ŵŶohoďuŶěčŶýĐh orgaŶisŵů ke kompartmentalizaci Ŷa růzŶýĐh úrovŶíĐh – Tkáňová úroveň – OrgáŶová úroveň – Systéŵová úroveň • JedŶotlivé kompartmenty jsou od seďe odděleŶy ďariéraŵi • VlastŶosti/složeŶí oďsahu jedŶotlivýĐh koŵpartŵeŶtů se velŵi liší CeŶtrálŶí Ŷervový systéŵ • Velŵi speĐifiĐká oďlast • KostŶí oďal • Pleny • Likvor • Bariéry vůči likvorovéŵu a iŶtravaskulárŶíŵu kompartmentu – MeŶiŶgeálŶí – Heŵatolikvorová – HeŵatoeŶĐefaliĐká http://www.control.tfe.umu.se http://edutoolanatomy.wikispaces.com NitroleďŶí kompartment • Mozek • Likvor • Krev ;v ĐéváĐhͿ • IŶtrakraŶiálŶí tlak ;ICPͿ tlak v Ŷitroleďí • CereďrálŶí perfusŶí tlak ;CPPͿ tlakový gradieŶt díky kteréŵu teče krev do mozku http://edutoolanatomy.wikispaces.com CPP = MAP - ICP CereďrálŶí perfúzŶí tlak StředŶí arteriálŶí tlak IŶtrakraŶiálŶí tlak Mozkové pleŶy http://www.corpshumain.ca/en/Cerveau3_en.php MeŶiŶgeálŶí a heŵatolikvorová ďariéra https://sisu.ut.ee/histology/meninges https://sisu.ut.ee/histology/meninges HeŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra • VysoĐe orgaŶizovaŶá ďariéra – EŶdotel ;Ŷízká propustŶost díky zonlua occludens) – Lamina basalis – Astrocyty https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Blood_vessels_brain_e nglish.jpg HeŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra FSM (basic artwork: wikimedia commons) CirkuŵveŶtrikulárŶí orgáŶy • Bohatě vaskularizovaŶé • ModifikovaŶá heŵatoeŶĐefaliĐká ďariéra • Senzory • Sekrece http://www.neuros.org/index.php?option=com_photos&view=photos&oid=hafizb ilal Stavba nervové soustavy •Neurony –Příjem, integrace a šíření informace •Neuroglie –Podpůrná činnost •Počet neuronů cca. 100 miliard •Poměr neuron/glie –1/10 - 50 (Principles of Neural Science, 4th ed., 2012) –1/1 (Nolte s Human Brain, 7th ed., 2015) Díky hematoencefalické bariéře a podpůrné činnosti neuroglie je udržována homeostáza ve velmi úzkém rozmezí Vysoký stupeň organizace CNS a regulace umožňuje žít neuronům po celý život jedince! Řeč a funkční specializace hemisfér http://www.skyren.org/cache/com_zoo/images/multiple-language_7fc116afedc7272df380450ce0f03879.png http://www.emunix.emich.edu/~reinhard/Lecture11nerves/48-25-MotorSensoryCortex-L.gif http://www.emunix.emich.edu ch26f1 Mozková kůra Primární oblasti üSomatotopické uspořádání ü Asociační oblasti üNemají somatotopické uspořádání https://encrypted-tbn2.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTN0-oi1sBd-bOLxA0wl8coA1EAU28z0oD40ro1OBU46_5 1ZOUk2Q •http://www.modernfamilyideas.com brain-and-spinal-cord-works.jpg Frontální lalok (FL) üChování üPohyb üŘeč Parietální lalok (PL) üSenzitivní aferentace üUvěddomění si celkového tělesného schématu ü Vizuálně prostorové vztahy üPozornost Okcipitální lalok (OL) üZrakové vnímání Temporální lalok (TL) üŘeč üSluch üPaměť üLimbický systém Ø Afektivita Ø Sexualita Funkce mozkové kůry Funkce mozkové kůry •http://www.modernfamilyideas.com brain-and-spinal-cord-works.jpg Frontální lalok (FL) üChování üPohyb üŘeč Parietální lalok (PL) üSenzitivní aferentace üUvěddomění si celkového tělesného schématu ü Vizuálně prostorové vztahy üPozornost Okcipitální lalok (OL) üZrakové vnímání Temporální lalok (TL) üŘeč üSluch üPaměť üLimbický systém Ø Afektivita Ø Sexualita Funkce mozkové kůry •http://www.modernfamilyideas.com brain-and-spinal-cord-works.jpg Frontální lalok (FL) üChování üPohyb üŘeč Parietální lalok (PL) üSenzitivní aferentace üUvěddomění si celkového tělesného schématu ü Vizuálně prostorové vztahy üPozornost Okcipitální lalok (OL) üZrakové vnímání Temporální lalok (TL) üŘeč üSluch üPaměť üLimbický systém Ø Afektivita Ø Sexualita •Živočichové přijímají signály z vnějšího prostředí • •Zpracování těchto signálů usnadňuje „adaptaci“ v daném prostředí –orientace/reakce/interakce – •Signály –z neživé přírody –z živé přírody •Interakce –s neživou přírodou –s živou přírodou – •Komunikace je jedna z forem interakce s živými objekty • – Komunikace No Signal icon by SlamItIcon https://www.mindtools.com/media/Diagrams/CommunicationsProcess.jpg •Výměna signálů ü Pachových ü Vizuálních ü Zvukových – •Mezi jedinci üTéhož druhu üRůzných druhů – – – – – • Komunikace •Kódování üJednoduché – velikost üSložité – tanec včel ü – – – – • •Non-verbální –Obtížně kontrolovatelná –Vliv limbického systému – •Verbální –Plně kontrolovatelná –Mozková kůra • • • Komunikace v lidské společnosti http://www.maximumadvantage.com/images/Communication%20Skills.png http://www.zywave.com/wp-content/uploads/2015/08/culture1.jpg •Řeč je nejsofistikovanější nástroj komunikace • •Řeč je specifická pro lidský rod –Neexistuje lidské společenství bez řeči –Žádný jiný živočišný druh nepoužívá řeč v takové podobě jako lidé – •Řeč byla podmínkou vzniku složitých společenských systémů (kultur) • • Řeč •Artikulovaný projev člověka sloužící k vzájemnému dorozumívání •Složitý hierarchicky konstruovaný kód – •Hláska –Fón – konkrétní zvuk představující určitou hlásku –Foném •abstraktní funkční jednotka jazyka •Má rozlišovací schopnost – může měnit význam •Realizován pomocí alofonních variant – syn, banka •Slovo –Skupina hlásek – symbol s kulturně daným významem •Věta –Skupina slov řazených dle syntaktických pravidel • Řeč Řeč •Osvojování si řeči je časově náročný proces •Porozumění – „senzorika“ •Produkce – „motorika“ • •7.-12. měsíc – dítě začíná rozumět jednoduchým pokynům • •1. rok – dítě používá několik slov • •2.-5. rok – dítě zvládá syntax • •6. rok – dítě zná asi 2500 slov • •Slovní zásoba v dospělosti •Aktivní: 3000 -10 000 slov •Pasivní: 3-6x vyšší • ch24f2 http://www.brainfacts.org/~/media/Brainfacts/Article%20Multimedia/Sensing%20Thinking%20and%20Behavi ng/Language/Roundup%20Language.ashx?h=367&w=650 Řeč •Studium vztahu řeči a mozkové struktur je obtížné, neboť jej lze provádět pouze na lidech • •Identifikace oblastí mozkové kůry zapojených do řečových funkcí začala v 19. století díky studiu poruch řeči • •V poslední době velké pokroky díky funkčním zobrazovacím metodám • Paul Broca (1824 – 1880) •Francouzský chirurg • •V roce 1851 provedl pitvu pacienta, který trpěl poruchou řeči –Rozuměl všemu –Byl schopen pouze vydat zvuk „tan“ • •Broca při pitvě zjistil, že pacientovi chybí v dolní části levého frontálního laloku • •Mluvíme pomocí levé hemisféry“ • •Brocova afázie üMotorická, expresivní üPacient rozumí, ale není schopen artikulovaně mluvit • • d_10_cr_lan_1b d_10_cr_lan_1a Carl Wernicke (1848-1905) •Německý neurolog a psychiatr • •V roce 1874 popsal v práci o anatomii poruch řeči druhou klíčovou řečovou oblast –Zadní část levého temporálního laloku –Porozumění obsahu řeči – •Wernickeova afázie ü percepční, senzorická ü neschopnost rozumět, řeč plynulá avšak není smysluplná • C. Wernicke.jpg d_10_cr_lan_1d http://nobaproject.com/images/shared/images/000/000/049/original.png Řečová centra –Dvě hlavní řečové oblasti •Brocova oblast (motorická) ünavazuje na motorický kortex •Wernickeova (senzorická) ünavazuje na sluchovou oblast •Fasciculus arcuatus • Kondukční afázie ü Poškození fasc. arcuatus ü Pacient rozumí i mluví ü Problém zopakovat slyšené • Dysartrie ü Problém s artikulací ü Vázne ovládání hlasivek atd. a_10_cr_lan_1a Brocovo řečové centrum Area 45 üSémantické zpracování „výběr vhodných slov a manipulace s nimi v kontextu dané úlohy“ Area 44 üFonologické zpracování a produkce řeči „výběr a aktivace příslušných částí primárního motorického kortexu“ a_10_cr_lan_1a Wernickeovo řečové centrum Area 22 üObsahuje tři podoblasti 1.Podoblast – aktivována jak mluveným slovem (cizím i vlastním), tak jinými zvuky 2.Podoblast – aktivována cizím mluveným slovem a při vybavování naučené sekvence slov 3. Podoblast – zapojena do produkce řeči Algoritmus zpracování slyšeného Zvuk Ano Lidský hlas Ne Přítomnost slabik Ano Ne Reálné slovo - srozumitelné Pseudolovo - nesrozumitelné Na vnímání i produkci řeči se podílí ü Wernickeova oblast ü Brocova oblast ü P-O-T asociační oblast i_10_cr_lan_1b Gyrus supramarginalis üZpracování fonologické a artikulační stránky slyšeného slova ü Gyrus angularis üZpracování sémantické stránky slyšeného slova ü Četné spoje s Brocovou a Wernickeovou oblastí (komunikace do trojúhelníku) Integrace sluchových, zrakových a somatosenzorických informací Lobulus parietalis inferior Gray726 inferior parietal lobule.png Lobulus parietalis inferior -Přiřazování významu slyšeným zvukům -Přiřazování významu viděným objektům -Přiřazování významu somatosenzorickým vstupům -Přiřazování významu mluvenému/čtenému slovu Integrace sluchových, zrakových a somatosenzorických informací P - O - T asociační oblast Klasifikace •Jedna z posledních oblastí, které se vyvíjí v průběhu evoluce i individuálního vývoje •V rámci individuálního vývoje dozrává mezi 5.-6. rokem života – Důsledkem toho dítě obvykle nemůže dřív aktivně číst (pochopit význam textu, který čte) •Funkce mozku, které se podílí na řeči se podílí na vzniku řeči se také podílí na tvorbě vnitřních klasifikací •Díky tomu řeč („mluvená i vnitřní“) umožnila hlubší (abstraktní) myšlení a vznik kultury •Mezníky vývoje lidské kultury jsou vázány na vývoj šíření informací ü Mluvená řeč ü Vznik písma ü Vznik knihtisku ü Vznik internetu Lobulus parietalis inferior Vnímání slov a slovní produkce Lateralizace řečových funkcí •97% lidí má Brocovu a Wernickeovu řečovou oblast lokalizované v levé hemisféře • •Lokalizace v levé hemisféře není na 100% závislá na tom zda je člověk pravák nebo levák ü90% populace jsou praváci ü95% praváků mají B-W řečové oblasti v levé hemisféře üVětšina leváků má B-W řečové oblasti také lokalizované vlevo – •Na základě skutečnosti, že drtivá většina lidí jsou praváci (dominantní levá hemisféra) a B-W řečové oblasti sou lokalizovány vlevo se někteří vědci domnívají, že üDominance pro řeč se vyvinula v motoricky dominantní hemisféře, neboť řeč je velmi náročná na motoriku a Brocova oblast je v zásadě premotorická oblast – üLevá hemisfér vyzrává dříve než pravá (opět patrně souvislost s motorikou) – • Funkce pravé hemisféry v řeči •Hodnocení neverbální stránky projevu üProsodie – intonace, stres ü •Hodnocení přeneseného význam üIronie üMetafory • • Pochopení složitě organizovaného projevu üPřednáška, diskuse ü http://www.d.umn.edu/~jfitzake/Lectures/DMED/SpeechLanguage/LanguageImage.jpg leftright Lateralizace mozkových funkcí Testování lateralizace řečových funkcí Wada test • Selekivní katetrizace arteria carotis interna • • Aplikace anestetika – Amytal (Amobarbital) sodný • Inhibice (uspání) příslušné hemisféry • Testování schopnosti pojmenovat viděný objekt wada-test ln2_8_1 ln2_8_3 Split brain test • Vyšetřovaný se soustředí na písmeno X , které je v centru zorného pole • • Do periferie zorného pole se promítají obrazy • • Informace o objektu jde do protilehlé hemisféry • • Vyšetřovaný není schopen pojmenovat objekt, který se promítá do řečově nedominantní hemisféry Testování lateralizace řečových funkcí Pohlavní rozdíly v řeči •Ženská řeč je fluentnější –produkce většího množství slov v daném čase – •Ženy jsou schopny mluvit i poslouchat zatímco vykonávají jinou činnost –Multitasking – •Zpracování a produkce řeči je v ženském mozku více rozšířeno do obou hemisfér –Ženský mozek má větší množství spojů mezi hemisférami – méně patrná lateralizace – •Testosteron opožďuje vývoj levé hemisféry –Chlapci začínají mluvit později – •Dyslexie je 4x častější u mužů Děkuji za pozornost https://www.linkedin.com/mpr/mpr/p/6/005/0b1/062/3022507.jpg