Nervová soustava Uzpůsobená na rychlé předávání informací Rostoucí význam ve fylogenezi – jeden z hlavních trendů ve vývoji živočichů. Vybavená schopností zpracovávat, učit se Základem pro chování, až po řeč, paměť, váže se na ni vědomí, prožívání. Neuron – buňka schopná komunikovat elektricky, ale i chemicky (jako všechny buňky) Prvotní účel vzrušivých membrán. Využití elektrických impulzů pro koordinaci pohybů a signálů. Dva druhy kódování informace Dálkové šíření – digitálně Zpracování - analogově Smysl: Zpracování - analogově Časová sumace Časová sumace Prostorová sumace Smysl: Zpracování - analogově Některé synapse inhibiční Některé excitační Facilitace Inhibice Využívá elektrických potenciálů pro zpracování informace. Využívá elektrických potenciálů pro zpracování informace. Využívá elektrických potenciálů pro zpracování informace. Jak spolu neurony komunikují. Larva octomilky jako model. Aktivace různých drah pro různé typy chování. Neurony integrují vstupy a výstup je výsledem časové a prostorové souhry excitačních a inhibičních vstupů. Model háďátko: Sensorický vstup – řídící sst. – motorická reakce Reflexní oblouk – primární funkční jednotka. Hromadění spojů a vstupů. Shluky (uzliny), mozek. Přes mozek jdou informace o okolí, o stavu těla jako celku, naučené programy, anticipační programy, volně řízené chování… Vývojové trendy: Agregace Centralizace Cefalizace Klesající, ale významná autonomie periferie. Smysly, pacemakery, nervové „dálnice“ Hmyz Mozek integruje informace ze smyslů. Málo místa v těle, ale přitom nutnost rychlých reakcí a tedy i rychlého vedení, přitom bez myelinu. Musí být větší průměry neuronů => omezení počtu spojů a tedy i zpětnovazebné kontroly. Výsledek někdy „strojové chování“. Ale mnozí se učí, komunikují, složitě chovají. Hlavonožci – inteligence srovnatelná se savci Členění nervového systému obratlovců Oddělení centra x periferie a somatických x autonomních (viscerálních) fcí CNS se v ontogenezi obratlovců tvoří jako dutá trubice z ektodermu Mícha – nejjednodušší část CNS Řeší místní reflexní reakce a propojuje vyšší a nižší patra. Vývoj mozku a původní zpracování smyslových vstupů Mozek vzniká z rostrální části nervové trubice Vývoj probíhá zejména v rostrální a dorzální oblasti Dominance telencefala Vývoj kortexu Ontogeneze mozku Dominance telencefala, ale jen u savců, zejména primátů Mozkové komory – Svědectví trubicovitého počátku Mozkomíšní mok: ochrana, výživa, imunita, hematoencefalická bariéra https://upload.wikimedia.org/wikiped ia/commons/a/ae/Hypothalamic_sul cus_-_3rd_ventricle_-_animation.gif Vztah mezi lokalizací vstupů a funkcí. Mozkový kmen Mozkový kmen a prodloužená mícha Metencefalon: Pons Varoli –most Řízení dechu, srdce Cerebellum – mozeček – řízení, plánování a koordinace pohybu Mezencefalon Střední mozek: Původně hlavní sensorické,asociační a motorické centrum Savci: Tegmentum, Tectum (střecha), zde čtverohrbolí Tegmentum: příprava motorických programů Substantia nigra Tectum: Superior colliculus dříve hlavní zrakový vstup, pak zrakové prostorové reflexy Inferior colliculus – sluchové reflexy n.Okohybný - III n.Kladkový - IV Corpora quadrigemina čtverohrbolí Tectum: Superior colliculus dříve hlavní zrakový vstup, pak zrakové prostorové reflexy Inferior colliculus – sluchové reflexy Diencefalon - Mezimozek Stěny 3. mozkové komory Hypotalamus reguluje homeostázu Talamus – přepojovací stanice do a z koncového mozku, Hlavní integrační centrum motoriky plazů a ptáků Epitalamus Diencefalon - Mezimozek Stěny 3. mozkové komory Hypotalamus reguluje homeostázu Talamus – přepojovací stanice do a z koncového mozku, Hlavní integrační centrum motoriky plazů a ptáků Epitalamus – pineální žláza Organizace šedé hmoty do jader v talamu Hypotalamus – ventrální strana talamu Epitalamus – pineální žláza Temenní oko plazů a sekrece melatoninu u savců Koncový mozek - telencefalon Vývoj kůry telencefala Bazální ganglia a paleopalium – staré části pod neokortexem Limbický systém a Bazální ganglia Propletený systém závitů pod neokortexem https://castle.eiu.edu/ stowell/brain3d/su bcortical.gif Hipokampus a fornix B. Ganglia a amygdala C. Callosum Limbický systém – substrát emocí, motivace a základu učení Součástí limbického sst. (patří k bazálním gangliím) je Nucleus accumbens. Objeveno v 50’ . Myš vynechala kromě spánku všechny aktivity aby je mohla páčkou stimulovat. Součást samoodměňovacího systému mozku. Procesy odměny a posilování spojené s dopaminovou a serotinovou sekrecí. NACC je člověka je aktivováno při naplnění nebo i představě finanční, potravní, sexuální atd. odměny. Neuroscience and Biobehavioral Reviews 84 (2018) 218–224 Oblasti neokortexu i paleokortexu (subkortikální) zprostředkovávající emoční odpověď na ohrožení. Chemie nervového systému Účinky na psychiku Place cells – „buňky místa“ v hipokampu Nobelova cena 2014 Vertikální členění: do sloupců Horizontální: 6 vrstev šedé kůry 15-25 miliard v lidském mozku Neokortex Horizontální členění cytoarchitektonická mapa Neokortex Horizontální členění cytoarchitektonická mapa Neokortex Horizontální členění Motorická a sensorická kůra - somatotopie Zobrazovací a stimulační metody: fNMRI, TMS, PET, CT PET: prokrvení různých oblastí podle jejich aktivity umožňuje stanovovat koreláty různých mentálních stavů a činností . Soustavy hybnosti: ▪ Autonomie ganglií mimo mozek ▪ Tektoretikulární soustava (původní obratlovci) ▪ Talamostriátová soustava (plazi, ptáci) ▪ Z neopalia: extrapyramidová (savci), pyramidová (primáti) Savci: Extrapyramidová d. Postoj, reflexy Pyramidová d. primáti Jemná, naučená m. myelinizuje až 2. až 3. rok života Hierarchie řízení motoriky ▪ Tonus ▪ Opěrná motorika ▪ Cílená motorika Tonus Opěrná motorika Polysynaptický reflex Cílená (volně řízená) motorika – korové motorické centrum Cílená motorika – od ideje pohybu k provedení Chierarchie struktur řídících motoriku Bazální ganglia (striatum) u ptáků dominantní při řízení pohybu. U člověka koordinují neúmyslnou (reflexní) pohybovou aktivitu s úmyslnými pohyby. Substantia Nigra – při poškození parkinsonismus Vegetativní řízení: 2. úkol NS vedle řízení motoriky Řídí vnitřní funkce podobně jako endokrinní systém Příklad spolupráce: dřeň nadledvin je modifikované sympatické ganglium. Ach (červeně) aktivuje tzv. Chromafinní bb, které uvolňují Ad a NA (modře). Hypotalamus: semiautonomní centrum, součást limbického sst Spolupracující osy Vegetativní řízení: Cholinergní a Adrenergní transmise Dřeň nadledvin je modifikovaná část sympatického nervového systému Rozdílné nároky a na vegetativní a motorickou inervaci Inervace hladkého svalu Funkční antagonismus: Flight or fight x Rest and digest Dvojité, tj. přesnější řízení Funkční antagonismus: Flight or fight x Rest and digest Krev je posílána jinam. Fight or flight Sympatická aktivace Rest and digest Parasympatická aktivace Funkční antagonismus: Např.: Ach zpomaluje srdce NA zrychluje srdce Funkční antagonismus i v rámci sympatiku: Stejná látka, ale různé receptory Alfa adrenergní Beta adrenergní Funkční antagonismus i v rámci sympatiku : Stejná látka -noradrenalin, ale různé receptory (alfa, beta) Adrenalin (Ad) tak svým působením na B receptory vyvolá snížení celkového periferního odporu a ovlivněním A i B současně redistribuci průtoku – v kosterních svalech stoupá, v kožní a splanchnické oblasti klesá. Současně ale Ad zvyšuje výkon srdce, takže po vyplavení Ad se nakonec krevní tlak téměř nemění. Noradrenalin (NA) zvyšuje celkový periferní odpor, tepovou frekvenci srdce a tím i krevního tlak. AcetylCholin Dilatace cév – zvýšení průtoku např. v cévách střeva. Chování pohybová aktivita – důležitý prvek udržení homeostázy Vrozené => učení => získané prvky Myšlení jako „internalizace“ chování Narůstající komplexnost a variabilita chování Vrozené: Taxe, nepodmíněné reflexy, motorické programy, instinkty Instinktivní chování: v základech vrozené, modifikované zkušeností. vyladění, motivace apetenční chování klíčový podnět konečné chování klidová fáze Vakuový děj Nadnormální klíčový podnět Instinktivní chování: v základech vrozené, modifikované zkušeností. Vakuový děj Nadnormální klíčový podnět 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 Pre- i Post- synaptické modifikace signálového přenosu po opakovaném dráždění Synaptická plasticita – primární (opakované dráždění, obrácení pozornosti), rychlá změna funkce Více receptorů i mediátoru Synaptická Plasticita-dlouhodobá Po čase Modifikace stavby – Jak presynaptická… Synaptická plasticita - dlouhodobá …Tak postsynaptická: dendritické trny místem přestavby Dendritické trny místem přestavby Shrnutí ▪ Nervový systém se vyvinul k rychlému zpracování podnětů a řízení adekvátní motoriky. Naučí se učit, dominuje. ▪ Mozek je původně trubice s 5 oddíly. Překotný vývoj na dorzální straně. ▪ Motorika, ale i vegetativní fce.