NEUROFYZIOLOGIE II STAVBA CENTRÁLNÍHO NERVOVÉHO SYSTÉMU

Transkript

1 NEUROFYZIOLOGIE II STAVBA CENTRÁLNÍHO NERVOVÉHO SYSTÉMU 1. Páteřní mícha - segmentálně členěna podle obratlů - spinální nervy: dostředivá vlákna zadních kořenů (aferentní) odstředivá vlákna předních kořenů (eferentní) - šedá hmota motýlovitý tvar (těla nervových buněk zadní rohy- interneurony; přední rohy motoneurony; X těla aferentních vláken - spinální ganglion)) - bílá hmota vzestupné a sestupné dráhy 1

2 2. Mozek prodloužená mícha (medulla oblongata) most (pons) střední mozek (mesencephalon) mozeček (cerebellum) mezimozek (diencephalon) koncový mozek (telencephalon) (mozková kůra + jádra) mozkový kmen Mozková kůra (cortex) - 4 laloky (lobusy) čelní, spánkové, temenní, týlní - rozděleny brázdami (sulci) - hemisféry jsou těsně spojeny prostřednictvím corpus callosum 2

3 Motorika (hybnost) I. MOTORIKA (HYBNOST) 1) postoj, lokomoce 2) práce, jídlo 3) komunikace (verbální - nonverbální) 1) volní motorická aktivita (úmyslná) 2) mimovolní motorická aktivita (neúmyslná) Svalové skupiny: 1) agonisté 2) antagonisté Složka pohybu: 1) kinetická = volní + mimovolní aktivita 2) statická = mimovolní aktivita 3

4 Etáže říz motoriky Činnost kosterního svalstva je vždy řízena jako funkční celek Základem veškeré hybnosti je svalový tonus zajištěn činností páteřní míchy Na něm je vybudován: 1. systém postojových a vzpřimovacích reflexů = motorický systém polohy = opěrná motorika - řídí ji: retikulární formace, statokinetické čidlo, mozeček 2. opěrná motorika je základem úmyslných pohybů = motorický systém pohybu = cílená motorika - řídí ji: mozková kůra, bazální ganglia, mozeček 4

5 OPĚRNÁ MOTORIKA - zajišťování polohy těla nebo jeho částí má reflexní charakter: polohové postojové vzpřimovací reflexy - informace z: proprioreceptory exteroceptory statokinetické čidlo - říz: hybná centra mozkového kmene - retikulární formace mozeček páteřní mícha Postojové (posturální) reflexy - základem je kontrakce antigravitačního svalstva (extenzorů) - svalový tonus je udržován: exteroreceptivními a proprioreceptivními míšními reflexy gama-systémem retikulární formací 1. posturální reflex omezené části těla - jedné končetiny = lokální statická reakce 2. více končetin = segmentální statické reakce -př. zkřížený extensorový reflex 3. svalstva více končetin, šíje a trupu = celkové statické reakce - tonické šíjové reflexy (z šíjových svalů), tonické labyrintové reflexy (ze statického čidla), fázické labyrintové reflexy (z kinetického čidla) 5

6 Vzpřimovací reflexy -pro říz nutná: retikulární formace statokinetické čidlo mozková kůra - regulující podnět: stálý směr působ gravitace - informace z taktilních exteroreceptorů tělové vzpřimovací reflexy ovlivňují tonus šíjového svalstva a tonus svalstva trupu a končetin 1. Spinální mícha 6

7 Somatické míšní reflexy 1) proprioreceptivní reflexy (vlastní) receptor a efektor v témže orgánu (sval) = myotatické, napínací reflexy - receptor: a) svalové vřeténko (intrafuzální vlákno= receptor)- reaguje na protaž svalu vlákna Ia a II typu vedou vzruchy přímo na alfamotoneurony předních rohů míšních axony na extrafuzální vlákno (efektor) kontrakce příslušného svalu - udržuje délku svalu b) šlachové tělísko reaguje na napnutí íšlachy (při svalové kontrakci) vlákna Ib typu vedou vzruchy na inhibiční interneurony alfa-motoneuronu vyvolávajícího kontrakci = brání kontrakci a chrání sval a šlachu před přetížm - udržuje napětí svalu Kontrakce svalu může být vyvolána buď přímo - podnětem z alfamotoneuronů, anebo nepřímo - prostřednictvím z gama-systému. Gama-systém (gama motoneurony) - autoregulační zpětný systém - udržuje dráždivost svalových vřetének ř kkontrakcí k íintrafuzálních vláken - řízen z retikulární formace a dalších vyšších center - uplatnění při postojových reflexech, udržování a říz tonu antigravitačních svalů 7

8 2) exteroreceptivní reflexy (cizí) receptor a efektor v různých orgánech (kůže - sval) - podnět: dráždění dotykových a bolestivých čidel v kůži (receptor) - taktilní podněty na chodidle - dráždění extenzorů (=efektor) extenzorové reflexy - základ postojových reakcí - bolestivé podněty aktivace flexorů flexorové podněty = obranné reflexy - centrum - spinální mícha přepoj přes interneurony 1) monosynaptické reflexy 2) polysynaptické reflexy přítomnost interneuronu Spinální mícha 8

9 Monosynaptický reflex Reflexní oblouk Polysynaptický reflex 9

10 Polysynaptický reflex Interneurony - inhibiční - excitační Renshawovy buňky - inhibiční interneurony, které jsou drážděny kolaterálami vlastního motoneuronu, na který působí tlumivě 10

11 Svalové vřeténko a Golgiho šlachové tělísko Svalové vřeténko 11

12 Napínací reflex Reciproční inervace -při kontrakci agonistů se tlumí antagonisté - řízen činností míšních interneuronů - podstata obranného reflexu Reciproční inervace 12

13 Zkřížený flexorový reflex (obranný reflex) Flexe jedné končetiny je povázena extenzí druhé zachování vzpřímeného postoje tento reflex je základní prvek lokomoce Zkřížený flexorový reflex (obranný reflex) 13

14 Obranný reflex Místo působ podnětu = lokální příznak 1) mediální povrch = flexe + abdukce 2) laterální povrch = flexe + addukce Obranný reflex 14

15 Míšní šok CÍLENÁ MOTORIKA Bezprostředně po poranění míchy nastává tzv. míšní šok. Míšní šok je období kdy nejsou přítomny reflexy (somatické, ani autonomní), hybnost a citlivost pod místem poranění. Míšní šok může trvat hodiny, dny, týdny nebo měsíce. Návrat reflexní aktivity pod místem léze (autonomní somatická) svědčí pro odeznívání míšního šoku. Nejprve se objevuje slabá kontrakce flexorů a adduktorů dolních končetin. - úmyslné pohyby - základní předpoklad všech společenských funkcí (řeči a práce) - řízena z: 1. bazální ganglia tlumivý vliv - programování pomalých a ustálených pohybů 2. mozeček inhibiční vliv - plynulé, cílené a přiměřené vykonávání úmyslného pohybu - urč jeho směru, délky, trvání a intenzity 3. mozková kůra (kortex) (MK) vznik cílených, volních, úmyslných pohybů a) kortikospinální dráha (pyramidová dráha) b) extrapyramidová dráha 15

16 a) pyramidová dráha - začátek axony Becových pyramid MK přímo do páteřní míchy na alfa-motoneurony a interneurony předních rohů míšních - svazek k motorickým jádrům hlavových nervů - řídí rychlé a přesné pohyby fázické b) mimopyramidová dráha začátek v MK přepoj v podkorových centrech (př. retikulární formace, bazální ganglia ) spinální mícha - pohyby hrubé, pomalé a tonické -zajišťuje složité pohyby, které mají vztah s udržm vzpřímeného postoje Úmyslné pohyby jsou vždy řízeny současně systémem kortikospinálním a extrakortikospinálním. 16

17 Vegetativní systém II. VEGETATIVNÍ SYSTÉM = autonomní, útrobní - funkční základ - reflexní oblouk - funkční i stavební odlišnost od somatické nervové soustavy: 1. Vegetativní vlákna jsou tenčí, vedou pomalu 2. Vegetativní eferentní (odstředivé) dráhy jsou dvouneuronové, na cestě k výkonnému orgánu jsou přerušeny synaptickým gangliem, které leží mimo CNS 3. Pregangliová vlákna mají myelinovou pochvu, takže vedou rychleji, než postgangliová 4. Mediátorem mezi pre- a postgangliovým neuronem je vždy acetylcholin, mezi postgangliovým a efektorem je buď noradrenalin nebo acetylcholin 5. Vegetativní reflexy mají delší reflexní dobu a delší účinek 6. Činnost nervstva nelze vůlí ovlivnit 17

18 Říz autonomních funkcí A. Autonomní ústředí CNS B. Periferní oddíly autonomního nervstva 1. sympatikus 2. parasympatikus 18

19 B. Periferní část vegetativního nervstva 1. SYMPATICKÝ (adrenergní) - na postgangliových zakončch noradrenalin - eferentní vlákna vystupují z hrudní a bederní míchy= torakolumbální část - katabolické pochody: stres, svalová práce, chlad, nemoc - aktivace krevního oběhu zrychl srdeční frekvence, dechové frekvence 19

20 2. PARASYMPATICKÝ (cholinergní) - na postagangliových zakončch acetylcholin - eferentní vlákna vycházejí z mozkového kmene a křížové míchy = kraniosakrální část - anabolické procesy zotavování, spánek, tráv 20

21 Vegetativní nervstvo 21

22 A. Autonomní ústředí CNS 1. PATEŘNÍ MÍCHA - centrum, řídící, koordinující, reflexní 2. MOZKOVÝ KMEN RETIKULÁRNÍ FORMACE - říz e kardiovaskulárního o a respiračního systému - centrum autonomních reflexů (příjem a zpracování potravy): reflex sací, polykací, slinění, reflexní sekrece žaludeční a pankreatické šťávy, zvrac 3. HYPOTALAMUS (mezimozek) - integrační centrum somatoautonomních funkcí: příjem potravy, tělesná teplota, pohlavní aktivita a sexuální chování, sekrece hormonů, chování (reakce strachu-úniku a zuřivostiútoku) 4. MOZKOVÁ KŮRA - integrace a tvorba podmíněných reflexů souvisejících s autonomním nervstvem, vegetativní doprovod emočních stavů a vědomá kontrola vyprazdňování Mediátory v CNS 22

23 Mediátory KRITÉRIA PRO NEUROTRANSMITER Neuroaktivní látka může být pokládána za mediátor pouze tehdy, pokud splňuje všechny čtyři následující kriteria: 1) Látka je syntetizována ti v neuronu. 2) Látka je přítomna v presynaptickém zakonč a je uvolňována v množství, které je dostatečné pro vyvolání jejího specifického účinku na postsynaptickém neuronu nebo efektoru. 3) Pokud je látka podána exogenně v odpovídající koncentraci, napodobí přesně účinek endogenně uvolněného mediátoru (např. aktivuje tytéž iontové kanály v postsynaptické buňce). 4) Existuje specifický mechanizmus pro odstranění látky z místa jejího účinku (t.j. ze synaptické štěrbiny). 23

24 Hlavní mediátorové systémy mozku Hlavní mediátorové systémy mozku 24

25 Hlavní mediátorové systémy mozku Cholinergní systém Acetylcholin - obsahující neurony se nacházejí především ř v mozkovém kmeni (zejména v nc. interpeduncularis a v nc. basalis Maynerti) a mají rozsáhlé vzdálené spoje. To naznačuje, že se podílejí na regulaci neuronální aktivity ve velké části mozku. 25

26 Glutamátergní systém Glutamát je nejrozšířenější excitační neurotransmiter v mozku. Glutamát - obsahující neurony se nacházejí především v mozkové kůře (zejména v hippocampu), amygdale a v bazálních gangliích. Aspartátergní systém Aspartát je excitační neurotransmiter spinální míchy. Aspartát - obsahující neurony se nacházejí především ve ventrální spinální míše. 26

27 GABAergní systém GABA je hlavní inhibiční neurotransmiter v mozku. GABA - obsahující neurony se nacházejí především v bazálních gangliích (substantia nigra a globus pallidum), hypothalamu a hippocampu. Glycinergní systém Glycin je hlavní inhibiční neurotransmiter ve spinální míše. Glycin - obsahující neurony se nacházejí především ve ventrální spinální míše. 27

28 Monoaminergní systém Mezi primární monoaminergní transmitery patří: 1) noradrenalin 2) dopamin 3) serotonin. Noradrenalin a dopamin jsou katecholaminy, zatímco serotonin je indolamin. Monoaminergní systém Monoaminy - obsahující neurony se nacházejí především ř v mozkovém kmeni a mají rozsáhlé vzdálené spoje. To naznačuje, že se podílejí na regulaci neuronální aktivity ve velké části mozku. 28

29 Vyšší nervová činnost Chování Chování je soubor dějů a reakcí, kterými organismus odpovídá na podněty ze zevního a vnitřního oposted prostředí. Součástí tohoto oto souboru u jsou jednak prvky vrozené, tj. geneticky určené, a jednak prvky získané, t.j. vytvořené v průběhu života jedince. Chování je tedy determinováno vzájemnou interakcí obou těchto složek. Jednotlivé vrozené prvky se mohou vzájemně kombinovat a vytvářet tak nové formy chování. Vrozené reakce se mohou rovněž vybavovat v nových ýhsituacích íha jjih jejich průběh může být vlivem prostředíř modifikován. Rozhodující pro vytvář nových forem chování je uč, které může měnit některé vrozené vzorce reakcí organismu. 29

30 Uč Základní mechanismy chování 30

31 Habituace - handling Neasociativní uč Habituace 31

32 Sensitizace Asociativní uč 32

33 Asociativní uč Podmíněné reflexy 33

34 Asociativní uč Napodobování 34

35 Napodobování Asociativní uč 35

36 Hra Hra 36

37 Hra Hra 37

38 Hra Asociativní uč 38

39 Asociativní uč Konrad Lorenz Imprinting 39

40 Imprinting Imprinting 40

41 Ukládání, uchovávání a vybavování informací jsou složky paměťových mechanismů. Kromě neuronální paměti, existují v organismu ještě další způsoby uchovávání informace: paměť genetická a imunitní. V neuronální paměti se do nervového systému ukládají jednotlivé stopy (engramy), představující časové a prostorové kombinace podnětů Typy paměti Paměť 41

42 1) Krátkodobá paměť Krátkodobá paměť trvá sekundy až minuty, n tedy trvalá. Pracuje jako zásobník a nové podněty vytlačují staré vjemy. Informace může být také přesunuta do jiného druhu paměti. Diskontinuálně jsou zaznamenávány jednotlivé statické vjemy (obrazy, zvuky, slova, čísla), bezprostředně nutné pro vykonávanou činnost. Kapacita této paměti je velmi omezená (u člověka 6-10 položek). Paměťová stopa je pravděpodobně součástí aktivity příslušné sensorické dráhy. 2) Střednědobá paměť Paměť Informace je uchovávána minuty až hodiny, vymizí spontánně, nebo přesunutím do dlouhodobé paměti. Kapacita je rovněž omezená. Uchovává komplexnější vjemy, včetně jejich časového průběhu (pojmy, obrazové a zvukové sekvence, vůně a chuti látek). Informace ovlivňují chování dlouhodobě, nebo s delší latencí. Pro ulož a vybav paměťové stopy má velký význam hippocampus s přilehlými oblastmi limbického systému a mozkové kůry. Paměť 42

43 3) Dlouhodobá paměť Dlouhodobá paměť trvá několik dní až mnoho let, případně je informace uchována trvale. Záznam vymizí spontánně, někdy je novými informacemi nebo druhotnými procesy pouze ztíženo nebo znemožněno jeho vybav. Kapacita této paměti je prakticky neomezená. Informace v dlouhodobé paměti jsou řazeny sémanticky v okruzích podle podobnosti a vzájemných logických vazeb. Vybavují se různě rychle, v závislosti na frekvenci používání a době od ulož. Paměť Paměť 43

44 A) Paměť deklarativní: obsah paměti může být vědomě vybaven buď ve slovní formě (verbálně), nebo jako myšlenková představa (nonverbálně). a) Sémantická paměť: obsahuje abstraktní informace jako jsou jména věcí a osob, čísla apod. Jednotlivé položky jsou ukládány nezávisle na kontextu i čase a jsou většinou vybavitelné ve verbální formě. Kapacita paměti je veliká, informace jsou uloženy dlouhodobě a jsou většinou dobře přístupné. Je umísťována do mozkové kůry a má vztah k řečovým centrům. b) Episodická paměť (dějová): zaznamenává časový a prostorový sled událostí a jejich vzájemné vztahy. Umožňuje orientaci v čase a prostoru. Informace vyžadují stálou obnovu, nebo zanikají. Bývá umisťována do korových i podkorových struktur mozku. c) Rozpoznávací paměť: umožňuje poznání osob, míst a objektů. Hlavními centry jsou asociační korové oblasti jednotlivých analyzátorů. Poruš může vést ke ztrátě schopnosti rozeznat známý předmět (agnosie). Dlouhodobá paměť B) Paměť nedeklarativní: je součástí různých mimovolních projevů chování. Informace zde uložené si proto většinou neuvědomujeme. a) Tvorba pohybových vzorců (motorická paměť): ukládá programy pro jednotlivé pohyby a jejich časový a prostorový sled (jízda na lyžích, tanec, profesionální úkony). Hlavní úlohu zde hrají bazální ganglia, mozeček a motorická kůra. V případě mluvené řeči je důležité Brocovo centrum. b) Somatické a vegetativní podmíněné reflexy: obdoba motorické paměti, avšak s výkonnou složkou autonomního nervstva. Jsou také podkladem vysokého stupně integrity některých somatických a vegetativních funkcí. c) Tvorba percepčních schémat: ukládá vzorce postupů pro zpracování určitých smyslových vjemů. ů Příkladem může být schopnost čt (globální vnímání větších celků - slov, slovních spoj), naslouchání mluvenému projevu nebo hudbě. Podobně se vytvářejí i profesionální schopnosti např. slyšet poruchu srdečních ozev, číst EKG, histologické obrazy apod. Dlouhodobá paměť 44