Nervová soustava Uzpůsobená na rychlé předávání informací Rostoucí význam - jeden z hlavních trendů ve vývoji živočichů Vybavená schopností zpracovávat, učit se Základem pro chování, až po řeč, paměť, vědomí Neuron - stavební jednotka Figure 11.2 Glial cells There; and unmyelinated) in the perip tracytes are metabolic support cytes related to cells of the imr Reflexní oblouk - primární funkční jednotka. Sensor neuron Integrator neuron Effector neuron Muscle response Přes mozek jdou informace o okolí, o stavu těla jako celku, naučené programy, anticipační programy, volněřízené chování... Využití elektrických impulzů pro koordinaci pohybu. b Pili ilľilĽĽI JIH NEUROBIOLQGY Gary G. Mafthaws i ii- Nervová síť Nervový prstenec Ramena Vývojové trendy: Agregace Centralizace Cefalizace Klesající, ale významná autonomie periferie. Smysly, pacemakery, nervové „dálnice" akery, Mozková ganglia Komi súry > Konektivy Mozková ganglia Zadečková ganglia Mozek Mícha / Nervy Hmyz Mozek integruje informace ze smyslů. Málo místa, ale nutnost rychlých reakcí, přitom bez myelinu = omezení zpětnovazebné kontroly Oko fHüiial vJev of the central íicfvouí íyslem Hmyz Figure 10-5 The organization of an jrlhropod cJ system (a) The which is shown here in 3 dd of j chain of segmental ganglia linked by conned so phages! connectives link the anterior brain to ti co/d. which -cr-M-i-.i-.r-. or rhr- linked yanylio postoric| sophagea! connective**, (b) A ganyiionr shown in J tains region5 ot tell hodies, of ^yn^plic neuropilerP and commissures), NS je organizovaný segmentálně. Místní spoje odděleny od dálkových drah. 1h Crvw suctiun tffíi gan^linrt Ki?^___■ Cůtrun issure 3r— KrpLimp1l£ THE VEnTEBHATE CFWTflAL hÉRUŮuj uous lolumn Vtí íí l>rate cen i J in tontrast to thíise nf arthpoM linuous columu of ncural ri*J jmi ^vnaptk: íltl-jih LnU-tsiiin^lel o us sy&teni of vertťbratnt ci>nJ spinul t:»rJ l Figuře Ifl.fl). Ir df Obratlovci ntJ iJurjul \ur™ nf Miř EgntJ*] nm-Vfius system Neurilema Perineurium Perikaryon Neuropil© Vnitrní gliová vrstva Nervo s valové | spojení I, I-LT'V? Figure 70.6 The organization oí a vertebra system faJ A thematic verleb rale central Shown In rinrsal view, luii!ii:*i> oí j sinejle cor cells and axons. fW A trou seclion of che spi hííiologiral division of a veitebratC central r gray matter a nd whHe matter ífrj Crňři* fieťtton aí the »pninl ^urd Receptor The gray matter corals of o?U bodice synap^, and u n myslinaied neural protťssítv Thr- while ml(k*r consiitx oř tracttůf rtiydmaTed -won*. tegineritiil mWVeSúí ihr peripheral nervou* íyiTprrt connect to the &pin«i-l wrtt vli seiwry dorcai rooti atiřJ můtůí ^enTňfc rrtůtĚ. Členění nervového systému Oddělení centra x periferie a somatických x autonomních (viscerálních) fcí Brain * t Spinal cord i Somatic Autonomic sensory sensory (afferent) neurons neurons Somatic Autonomic sensory sensory receptors receptors T The central nervous system consists of the brain and spinal cord. Autonomic motor neurons Somatic motor I err erent) neurons Sympathetic Pamsympthetic J Atitonomic Striated effectors muscle The peripheral nervous system is composed of peripheral nerves and ganglia. J Mícha MtfVI fit** tatts ptTwiw^niHjri^nnnii7tu íensory iiei-ve nnl \HihálíJlLÍ t^lftlJ by Stmcrv r*rvf kir*. TTipí? ínnveigfl in Iittti .■ rcwfc ft thc l ■- oř 'l •-. špinil card nerve fihrp LrarrA taichitiin nflůihirgti riiu řfiul* iMirxJ itpihitrtcH^J GQtinectiv* Mhu* rneinruiM. .Awlitiwial pmtMÍJwi bS prouced brv r.irciiJlInui iii ti* vil-iMi-kiiiiďjphX.ii Bensbry i-rii>t Each cpina! rmí haí-a dorsal IpwtEnw? SĚnscfy mat CjJnjh^n, pních HZ h-■■i - - - I Subai^clriGid m1 nerv? Motor rrerro rocL thjiitfeiíir fibres uMI 1lutí> ritiJt! HÍIGI5 ť^VL' ■I. h:,n! ..I II ......i í:jv1tI Tnh lílrť^ U/liiur irnjjulvf: Ir-nm lhi- ■ ■ '-.lul wkntať^ rTucri^T^rt and UiuVuntarv prKfiHtí :jr.ii u rí-ijčil in i Somatotopie - Místo na těle a místo v NS Unci fa: iiľuIľLl-, ■."iin_.k IľI: ■■ NEUROBIOLOGY Gary G. Matthews LrtWTTFCAllllI Neuroporus Infundibulum Ventrální rýha MEZENCEFALON PROZENCEFALON Zrakový váček ROMBENCEFALON Vývoj mozku a původní zpracování smyslových vstupů Hypofyzájťní váček i Bulbus olfactorius Parietální orgán Epifýza Mozeček Zrakový nerv Pons Medulla oblongata n— Hypofýza Telencefalon Diencefalon Metencefalon Myelencefalon PROZENCEPHALON ROMBENCEPHA^^ MEZENCEPHALON Mozková Dráhy z čichového hemisféra orgánu Tektum Mozeček Dráhy ze statokinetického čidla a orgánu postranní čáry AllLüliul ^■iWCTÍOI - liillittipiin — &"piJi;ih *.*m i Í-TrienĽFfiha|nn - rtwiiLCfíhiii™ ■ - StUMÍtfťV|*nlulL jiHlJhüitiJi d - R.h"jinhi;cK;^rhůlnn fliĹiid1:niLii| i b ňpfIIJJ ĽĽGľJ NEUROBIOLOGY Gary G. Matthews —I— ľnofipim b I MiiltaMii I I-II-'■■■.M II _I HnipnulĽiTi NEUROBIOLOGY Gary G. Mnrthtíu-Ě špinil ťont -iipři^im fcPjiciwiKíraiiikiiLh i. >.'l iii m ._. .„..I {41-1.-; I; i r 11 =_= ■-ElypulhnLkliü^ \ -1- Vývoj zejména v kraniální a dorzální oblasti Ihndujln ■ TĽiľiiĽLľpIuHTn -Dh3tf1ĹťptlUk>tt-H hmi^siĽni CĽíi-hrnni I ii-i -i-■■■ -H m pnf h u lunu t NEUROBIOLOGY Gary G. Maühuws WUT ■ rijilml mní Dominance telencefala zejména neokortexu ■..... ni li- ■ I hrm nihil I 1-l+AňUMi MiilKrajp rimilh^iii Spinul amy hí-M|li|TI¥Tll Trfcrwcrtwlrm ■ ■ ! "Í".. i- I hitfliuiii Mirlhraip HmJtinEn ípiílíll cnil* relanLL^Iiitlm l?H!lkvjilLikill i T Mi .llifiji- Hiiii.iItjjii ypiiiaJL^^ L NEUROBIOLOGY [J Gary G. MaHh*ws Dominance telencefala zejména neokortexu I !l [■ÍH-dinhiL; FiTTCtn :n;i r........ 1 NEUROBIOLOGY Gary G. Matthews Mozkové komory - Svědectví trubicovitého počátku Oddělené prostředí mozkomíšního moku l .1 -v| | , ■■wíTRHnik viru L_3lLr7il ■ ■ ■ .1.:. 1. , rhifti I-.....lil l".HM| (■ r«.. ťfEDROBlOLOGY Wii-iriLta Sagittal Plane Um I....... Cere hp I ociiicil Hnul jpiif h ] JiiTplXTfThulMII ^li.lhPifl Km* NEUROBIOLOGY] Gary G. Matthews Coronal Plane Transverse Plane Body Planes Mozkový kmen Lateral view off brainstem Cut edge of ascending tracts io cerebrum Cranial nerves - Optic tract Midbrain Cut edges of tracts leading to cerebellum-H-- Medulla oblongata - Spinal cord Mozkový kmen a prodloužená mícha Pons -most Cerebellum - mozeček Mezencefalon -Střední mozek: Tegmentum Tectum (čtverohrbolí savců) Superior colliculus -dříve zrakový nerv, pak zrakové prostorové reflexy Inferior colliculus -sluchové reflexy Copyright O Triů McGraiv-Hiíl Carnpani&ä, lne. Permission required fůr reproduction or display. Pineal gland orpora q u adrige min a White matter (arbor vilae) Diencefalon - Mezimozek Stěny 3. mozkové komory Hypotalamus reguluje homeostázu Talamus - přepojovací stanice do a z koncového mozku Koncový mozek - telencefalon Cůií braP oortca Corpus cňÉloŕum Hypoihatainus Vývoj kůry telencefala Čichový lalok Archipallium Archipallium \Paleopalliurry ^ ^Paleopaliiu A. PRIMITIVN STAV azální gangliěr B. OBOJŽIVELNÍK C. PRIMITIVNÍ PLAZ Archipallium Neopallium Neopallium Paleopallium Paleopallium D. POKROČILÝ E. PRIMITIVNÍ PLAZ SAVEC Paleopallium F. POKROČILY SAVEC cc Limbický systém - generátor emocí, motivace a základu učení Limbický systém tom i k lube teplům olfactory bulb ' majninilliiry body thalamus hippocampus reticular 1'onníUiun spinal curd Vertikální členění 6 vrstev šedé kůry Vstup z talamu Pyramidální buňka Asociační interneurony j x Projekční axon y Vertikální členění 6 vrstev šedé kůry ňľLiLLTuLfiil gyi I = I.. ■ I ■ b Wliilc ■ll.Hll- NEUROBIOLOGY Gary G. Match*wě rir ■* A 1 i TnthM^iTWi H| t II III [V ■ ■■■■■■■ ..... I Tnííhiir ^■Ľi:rtÍĽjl IIITŮh Icpulh. ľnui: I Jill!_LII IUI- Horizontální členění cytoarchitektonická mapa Motorické Brocovo centrum řeči Kraniálně Senzorické Wernickeovo centrum řeči Kaudálné Supplementary motor area (on inner surface—not visible; programming of complex movements) Premotor cortex (coordination of complex movements) Prefrontal association cortex (planning for voluntary activity; decision making; personality traits) Frontal iobe--- (voluntary movement) Central sulcus Somatosensory cortex (somesthetic sensation and proprioception) Broca's area (speech formation) Primary auditory cortex surrounded by higher-order auditory cortex (hearing) Limbic association cortex (mostly on inner and bottom surface of temporal lobe; motivation and emotion; memory) Posterior parietal cortex (integration of somato-senson/ and visual input; important for complex movements) Wernicke's area (speech understanding) Parietal lobe Parietal-temporaUoccipital association cortex (integration of all sensory input; important in language) Occipital lobe Primary visual cortex surrounded by higher-order visual cortex (sight) Tempora! lobe Cerebellum Horizontální členění Brain stem cytoarchitektonická mapa Spinal cord Horizontal™ cleneni Motorickä a sensorickä köra - somatotopie (a) Motor homunculus (b) Sensorv horrutnculus The primary motor cortex fs a band of gray matter located just anterior to the central sulcus (see inset). Grow < Eyefid and eyeball Face-Ups-aw Tongue ■ SwaHcnvmg, MasticatiorV Salivation' Vocalization' Some areas of the body (facer hands) have disproportionately large representations, >- Sensory receptors on the body surface project to the somatosensory cortex, a region of the cerebral cortex located just posterior to the central sulcus (see inset), Upper 1 Lower lip^ Teeth, gums, jaw ■ ^ Tongue-Jli Pharynx- Intra-abdominal Zobrazovací metody: fMRI, TMS, PET, CT f lir. HEARING SEEING 0 U 11 SPEAKING THINKING (b) Figure 5-18 • Functional areas of the human cerebral cortex, (a) Various regions of the cerebrai cortex are primarily responsible for various aspects of neural processing, as indicated in this schematic lateral view of the brain, (b) Different areas of the brain ''light up" on positron emission tomography (PET) scans as a person performs different tasks. PET scans detect the magnitude of blood flow in various regions of the brain. Because more blood flows into a particular region of the brain when it is more active, neuroscientists can use PET scans to "take pictures" of the brain at work on various tasks. Soustavy hybnosti: Autonomie ganglií mimo mozek Tektoretikulární soustava Talamostriátová soustava Z neopalia: extrapyramidová, pyramidová ih.i i-Hi- V"-'...... Pyramidová dráha 4 ,qmil^iťp hjo» fir*Vi»ttiill ni fiik*1brjfn | i u i tmi' m in i-it t mi it Hi* * hi .híí *t tn* *n ťíffrrFrnc I hiw |tf min jntl »mJrt* fů GTítn pyramíd* iíP IHDÁftl r/írtii mpttttl tr.ii t. wiií- lilu** t iJUMlhjť UlUulilI im ^iLllrfjH ÍjUtviJ íijíIIi u ^ Hti.il H,ii t; <4rWt r MtlItjLlIťrjl jUlllIILrt riuín i.db ■M (I HrU-ipLltr Hierarchie řízení motoriky • Tonus • Opěrná motorika • Cílená motorika Tonus Opěrná motorika Polysynaptický reflex NEUROBIOLOGY [J Gäry G. Matthews S11 ■ ;i;il ^mtJ /. NEUROBIOLOGY f} Gary G. Matthews Sni in Cílená motorika - korové motorické centrum (a) Motor homunculus (b) Sensor v hoiTutnculus The primary motor cortex fs a band of gray matter located just anterior to the central sulcus (see inset). Grow < Eyefid and eyeball Facej Ups-aw Tongue ■ SwaHowmg, MasticatioiV SalivatJOlTL' Vocalization' Some areas of the body (facer hands) have disproportionately iarge representations, >- Sensory receptors on the body surface project to the somatosensory cortex, a region of the cerebral cortex located just posterior to the central sulcus (see inset), Upper 1 Lower lip^ Teeth, gums, jaw ■ ^ Tongue-Jli Pharynx- Intra-abdominal r— A. Od ideje pohybu k provedení 1 rozhodnutí asociační mozková kůro kortikální a subkorti-kální motivační oblasti _ ■. somato-seůžorika ,Já niíc. la pohnutka k pohybu 2 programovaní f „To je můj program." J (zúčastněné svaly, časové ofJpovŕdir síJa tahu) bazú\t\i gangíio x motorická kůra gangtia ozeček motorický tahmus 3 příkaz k pohybu zp'Étnovazebrré signály 2e senzoru i i i -ŕ Úľ 3 D ■— ä. o o. reftexni systém, motoneurony 4 provedení pohybu Mozková kůra Vegetativní systém: Cholinergní a Adrenergní transmise Parasympatický oddíl pregangtiový medjátor - ACh postpangliový - ACh Oko Srdce Bronchy Trávicí ústroji Moč o vod Tlusté střevo Močový rněchýř Sympatický oddíl pregangliový mediátor - ACh postgangliový - NA Žlázy Srdce ^Hladká ^ svalovina Játra Pankreas Potní žlázy Dřeň nadledvin Pohlavní ústrojí Pohlavní ústrojí Močový méchýř Vegetativní systém: Řídí vnitřní funkce podobně jako endokrinní systém Např. dřeň nadledvin je modifikované sympatické ganglium . Araívlchnllne Rozdílné nároky a na vegetativní a motorickou inervaci Inervace hladkého svalu Vchlípeniny Myozin Céva Sarkoplazmatické retikulum Varikozity Nervové vlákno * 0 o Molekuly mediátorů Funkční Dvojité, tj. antagonismus: přesnější řízení Flight or fight x Rest and ges Orgán Vliv sympatiku Vliv parasympatiku 1. Orgány s dvojí inervací: Srdce Zrychlení tepu Zpomalení tepu Hladké svaly: Trávicí trubice Snížení hybnosti Zvýšení hybnosti Sfinktery trávicí trubice Stah Uvolnění Bronchy Uvolnění Stah Zornice oka: m. sphincter pupillae Stah - zúžení zornice m. dilatator pupillae Stah - rozšíření zornice 2. Orgány i nervované hlavně sympatikem: Hladké svaly: Arteriol y kůže a ledvin Vazokonstrikce m. arrectores pilorum Stah - ježení chlupů Žlázy: Dřeň nad ledvin Sekrece Potní žlázy Sekrece 3, Orgány i nervované hlavně parasympatikem: Hladké svaly: Cévy vnějších pohl. org. Vazodilatace - erekce m. ciliaris Stah - akomodace Žlázy: Slinné Sekrece Žaludeční Sekrece Pankreas Sekrece Funkční antagonismus: Stejná látka, ale různé receptory B. Adrenoceptors -Norepinephrine Epinephrine Hyper-polarization [Cr], I Hyper-1 Jl polarization [Cr], i [Ca*], I 1 Inhibition of gastrointestinal motility dti Contraction of • Bloodvessels • Bronchioles • Sphincters • Uterus etc. «1 Inhibition of exocytosis or secretion * Salivary glands * Insulin * Norepinephrine * Acetylcholine etc a2 Pi Drives heart I Renin release Dilatation of * Vessels * Bronchioles * Uterus etc. Chování: Vrozené => učení => získané prvky c > O Ü O CO Usuzování Učení Podmíněné reflexy Instinkty Nepodmíněné ■ ■ reflexy Taxe Bezobratlí Geologický čas Obratlovci Chování: Vrozené: Taxe, nepodmíněné reflexy, motorické programy, instinkty, emoce Získané: neasociativní, asociativní učení (podmíněné reflexy, napodobování, hra, vtištění, vhled) Paměť: Čas: krátkodobá, střednědobá, dlouhodobá Typ informace: nedeklarativní (pohybové vzorce - plavání, percepční schémata - čtení) deklarativní (dějová, rozpoznávací, významová) Mechanismus? Plasticita NS Krátkodobá - změny funkční Dlouhodobá - změny morfologické lomial synaptic transmission (b) LTP induction Synapticka Plasticita-Postsynapticka modifikace Synaptická Plasticita-Presynaptická modifikace Synaptická plasticita Dendritické trny místem přestavby flue opto r phocpbOhiyUwi PSD port oration UulLi upino iudik Prcaj-nopfti rwiodcl Ing Recap w i««*flflo Synapt* mutiJplkíiiiín II II I 0 1Ůmin $0 min GO min later Dendritické trnyB místem přestavby