Centrální nervová soustava

1. Centrální nervová soustava Velká prezentace Honzy Dobeše a Jakuba Hankiewicze

2. Neuron Dendrity – spolu s buněčným tělem představují vstupní část neuronu (místo kde se přijímají signály z jiných buněk) Buněčné tělo – obsahuje jádro a cytoplazmu s hlavními organelami Iniciální segment – oblast, kde vznikají akční potenciály Axon (nervové vlákno) – hlavní funkce je vedení vzruchů, je to vodivá část neuronu – vede signály na delší vzdálenost, ale neúčastní se vlastního zpracování informace. Je kryt obalem -myelinovou pochvou, která je tvořena Schwannovými buňkami a přerušovaná Ranvierovými zářezy, což urychluje přenos akčních potenciálů Nervová zakončení – výstupní část axonu specializovanou na sekreci chemických přenášečů

3. Šíření nervového vzruchu • Šíření nervového vzruchu je založeno na toku elektrického proudu. Tento elektrický proud se však zásadně liší od proudu, který teče v kovovém vodiči. Proud v kovu vzniká toku elektronů, zatímco proud v neuronu je založen na toku iontů. • Vznik nervových signálů je tvořen změnou koncentrace iontů mezi nervovou buňkou a jejím okolí • K výměně iontů dochází díky chemickému nebo elektrickému gradientu difůzí (energie v podobě ATP není potřebná) nebo aktivním transportem (který energii v ATP potřebuje)

4. Vznik KMP Mezi vnitřkem buňky a vnějším prostředím existuje rozdíl elektrického napětí (v biologii se – protože se biologové dohodli – používá slovo potenciál) asi o 70 mV. To je výchozí stav, kterému říkáme klidový membránový potenciál. Rozdíl napětí je způsoben lehkou převahou aniontů uvnitř buňky. Vznik KMP – viz model V praxi je to tak, že uvnitř buněk je lehká převaha K+, ale přesto převládají záporně nabité ionty jako části molekul bílkovin. Pro anionty je membrána zcela nepropustná. Pro K+ je sice membrána propustná, ale přesto jsou uvnitř buňky přítomny ve větším množství (jsou tu elektrostaticky drženy anionty). Ke zniku KMP stačí aby jen velice malé procento (0.000002%) K+ vyšlo ven z buňky. Tím, že se vně vytvoří malá převaha kladných iontů dojde k polarizaci membrány, čímž ustavuje KMP. Změna v propustnosti závisí na propustnosti Na+ a K+ v membráně. To je velice výhodné, protože je velice jednoduché reagovat na nějaké signály – při stimulaci nervu se Na+ kanály na několik milisekund otevřou, což vede k pohybu iontů Na+. Důležitou roli hrají elektrické a chemické gradienty.

5. To už bychom měli umět… Cože to tedy je? Synapse

6. Synapse Synapse je místo, kde je signál jednoho neuronu předán druhému neuronu nebo svalu. Neurony se v místech synapse nedotýkají – existuje takzvaná synaptická štěrbina (20 nm) mezi nervovým zakončením jednoho neuronu a vstupní membránou (membrána dendritu a buněčného těla neuronu) druhého.

7. Jak funguje synaptický potenciál 1. Elektrický signál → Chemický signál (neurotransmiter) 2. Chemický signál → na dalším neuronu vzniká synaptický potenciál • depolarizace + excitace • hyperpolarizace + inhibice 3. Synaptický potenciál → Akční potenciál

8. Akční potenciál • Vznik AP • Vzestupná fáze AP • Sestupá fáze AP • Na+/K+ pumpa • jak se přenáší AP

9. Integrace nervových signálů • Zázračné schopnosti synaptického potenciálu • Vzorce vzruchové aktivity • Princip konvergence a divergence

10. Části a funkce mozku • Centralizace neutronů do nervových center (u obratlovců do páteře a hlavy) nabízí větší možnost řídit organismus jako celek. Takovouto centralizací vznikly mozek a mícha. • Funkce mozku (latinsky Encephalon) je zčásti podobná jako funkce míchy – zpracovávání signálů ze smyslových orgánů a vytváření vstupních signálů, které jsou pak odeslány do výkonných orgánů. Potom jsou tu ale složitější funkce jako integrace nebo koordinace aktivit. • Části mozku: U embrya rozlišujeme pouze mozek přední a zadní, ze kterého se pak oddělí mozek střední. Přední mozek se pak diferencuje na mozek koncový a mezimozek a přední mozek se vyvine v prodlouženou míchu a mozeček. Těchto pět částí plus Varolův most je potřeba znát.

11. Středem míchy prochází míšní kanálek, který ústí do dutiny v prodloužené míše – do IV. mozkové komory. Odtud vede Sylviův kanálek spojující IV a III komoru (ta je v mezimozku) – I a II komora jsou v hemisférách koncového mozku. Mozkové komory a míšní kanálek obsahují mozkomíšní mok (likvor). mozek a míchu kryjí tři obaly (mozkové pleny): Zevní obal – vazivová tvrdá plena, která přiléhá pevně k lebečním kostem Pod zevním obalem se nachází pavučnice, která je o něco jemnější Nejhlouběji (přisedá přímo na mozek nebo míchu) je velice jemná cévami zásobená omozečnice. Mezi měkkými plenami je prostor, ve kterém se pohybuje likvor. Ten se tam dostává skrze malý otvor ve čtvrté mozkové komoře. Mozkomíšní mok (likvor) Obal mozku

12. Prodloužená mícha (Medulla oblongata) • spolu se středním mozkem tvoří mozkový kmen – zde začínají motorická a končí senzorická vlákna hlavových nervů • navazuje v lebeční dutině na hřbetní páteř • některé neurony jsou seskupeny ve shluky, kterým se říká jádra • její funkce je podobná jako ta míšní • obsahuje životně důležitá centra jako dýchací a kardiovaskulární, podílí se také na řízení trávicí a vylučovací soustavy • centra reflexů zajišťujících polykání, slinění a obranné reflexy jako kašel nebo zvracení • probíhají tu i důležité nervové dráhy (nějaké tudy jen probíhají, jiné jsou synapticky připojovány)

13. Varolův most (pons Varoli) • tvoří nervové dráhy • centra řídící dýchání • probíhají tu dráhy spojující mozkovou kůru s mozečkem

14. Mozeček (Cerebellum) • vzniká z mozkového kmene jako zvláštní nervové centrum na dorzální straně přední části prodloužené míchy • senzoricko-motorické centrum • koordinuje na základě různých informací motorickou aktivitu a udržování polohy a postoje • signály přicháze do mozečku ze smyslových orgánů, motorických center a hlavně z neokortexu

15. Střední mozek (Mesencephalon) • procházejí jím významné vzestupné a sestupné nervové dráhy – stonky středního mozku • jsou zde jádra III. a IV. hlavového nervu • u savců jsou zde dva páry shluků nervových buněk – čtverhrbolí (funkce – centra zrakových reflexů a sluch) • u nižších obratlovců jsou nejvýznamnějším místem (není to ale čtverhrbolí nýbrž střecha), vyšší obratlovci na to mají ještě koncový mozek • část středního mozku zvaná červené jádro se také účastní pohybu a postoje

16. Mezimozek (diencephalon) • tvořený párovými útvary vejčitého tvaru nazývanými talamus a nepárovým hypotalamem • talamus – předstupeň mozkové kůry: • krom čichových jím procházejí všechny smyslové dráhy • hrubší integrace smyslových informací • motorická funkce • udržuje mozkovou kůru v bdělém stavu • podílí se na vytváření pocitu našeho vlastního já • hypotalamus: • nejvyšší centrum řídící činnost vnitřních oránů • integrační funkce • slazení činnosti orgánů • řízení tělesné teploty (homeostáza)

17. Koncový mozek (telencephalon) • u člověka největší část mozku • pravá a levá hemisféra (polokoule) • tvořen: mozkovou kůrou (na povrchu hemisfér), strukturami pod kůrou (banzální ganglia) a strukturami hraničícími s hypotalamem (lymbický systém) • dále také mozkový trámec – útvary tvořené nervovými drahami, které spojují pravou a levou hemisféru

18. Mozková kůra - Neokortex • z celkových 30 miliard neuronů, které mozek má je v kůře 14 z nich – protože je tvořena hlavně z šedých nervových buněk a ne bílých vláken, označuje se jako šedá kůra mozková • neurony jsou v kůře obsaženy v šesti vrstvách a spojeny výběžky, čímž vzniká síťovitá struktura • kůra je zprohýbaná do závitů (gyrů), které zvětšují její povrch, mezery mezi závity se nazývají rýhy • u člověka se podle rýh rozčleňují hemisféry na celní, temenní, týlní a spánkové • funkce: přední část hemisfér je oblastí motorickou a zadní částí senzorickou, v týlním laloku je centrum zrakové, ve spánku centrum sluchové, temenní lalok je centrum pro signály z receptorů kožních a svalových • u člověka má kůra mnoho asociačních oblastí, které nejsou bezprostředně spojeny se specifickými senzorickými nebo motorickými funkcemi – tyto oblasti jsou sídlem nervových procesů vedoucích k myšlení - toto myšlení je hlavní funkcí neokortexu, ale to jak se děje v podstatě vůbec nevíme • levá hemisféra je centrem řeči a pravá centrem logického a vědeckého myšlení

19. lymbický systém – nervovými drahami je spojen s hypotalamem utváření instinktivního a emocionálního chování aktivity mající původ v limbickém systému jsou spojeny s motivací – organismus při nich vyvíjí úsilí (příklad – zvíře lovící kořist) bazální ganglia – jsou to skupiny neuornů uložené pod kůrou významné při vytváření pohybové aktivity mezi další funkce patří například také úloha v myšlení (vyšší nervové funkce nelze lokalizovat jen do jedné nervové struktury) Limbický systém a bazální ganglia