Elektrofyziologie - využití při studiu neuronálních mechanizmů paměti a epilepsie



Podobné dokumenty
Elektrofyziologické metody a studium chování a paměti

Elektrofyziologické metody a studium chování a paměti

Elektrofyziologické metody a studium chování a paměti

Spánek. Neurobiologie chování a paměti. Eduard Kelemen. Národní ústav duševního zdraví, Klecany

Etiologie epilepsie. Epilepsie nevychází z centra jizvy nebo postmalatické pseudocysty, ale spíše z jejího okraje, kde přežívají poškozené neurony.

Spánek. kurz Neurobiologie chování a paměti. RNDr. Eduard Kelemen, Ph.D. Národní ústav duševního zdraví Fyziologický ústav AVČR

VYŠETŘENÍ NERVOVÉHO SYSTÉMU. seminář z patologické fyziologie

Elektroencefalografie

Základní buněčné a fyziologické mechanismy paměti. MUDr. Jakub Hort, PhD. Neurologická klinika UK, 2.LF a FN Motol

SIMULTÁNNÍ EEG-fMRI. Radek Mareček

ZPRACOVÁNÍ INTRAKRANIÁLNÍHO EEG V MODELU TEMPORÁLNÍ EPILEPSIE. Abstract

Nervová soustava Centrální nervový systém (CNS) mozek mícha Periferní nervový systém (nervy)

Nervová soustava Centrální nervový systém (CNS) mozek mícha Periferní nervový systém (nervy)

SIMULTÁNNÍ EEG-fMRI. EEG-fMRI. Radek Mareček MULTIMODÁLNÍ FUNKČNÍ ZOBRAZOVÁNÍ. EEG-fMRI. pozorování jevu z různých úhlú lepší pochopení

ZDRAVÝ SPÁNEK Ing. Vladimír Jelínek

Marek Baláž I. neurologická klinika LF MU FN u sv. Anny Brno

Adiktologie 1. ročník, zimní semestr 2005/2006

10. PŘEDNÁŠKA 27. dubna 2017 Artefakty v EEG Abnormální EEG abnormality základní aktivity paroxysmální abnormality epileptiformní interiktální

Fyziologie synapsí. Rostislav Tureček. Ústav experimentální medicíny, AVČR Oddělení neurofyziologie sluchu.

Limbická encefalitida

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Funkce prodloužené míchy

Bioelektromagnetismus. Zdeněk Tošner

Elektroencefalografie. X31LET Lékařská technika Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Spánek, anestézie, paměťové stopy.

DETEKCE VYSOKOFREKVENČNÍCH OSCILACÍ V CHRONICKÉM MODELU TEMPORÁLNÍ EPILEPSIE

Paměti EEPROM (1) Paměti EEPROM (2) Paměti Flash (1) Paměti EEPROM (3) Paměti Flash (2) Paměti Flash (3)

Elektroencefalografie. X31ZLE Základy lékařské elektroniky Jan Havlík Katedra teorie obvodů

Neuroplasticita Celoživotní schopnost nervových buněk mozku stavět, přestavovat, rušit a opravovat svoji tkáň. Celoživotní potenciál mozku

Duševní stabilita z pohledu obecné psychologie

Vybrané parametry neurodegenerace u animálních modelů i lidí. Psychiatrické centrum Praha

Je pachová zátěž problémem? Eva Rychlíková Zdravotní ústav Kolín

EOG. ERG Polysomnografie. spánkové cykly poruchy spánku. Úvod ke cvičení

Kardiovaskulární systém

Výzva k podání nabídky na veřejnou zakázku malého rozsahu

Processing of EEG Data Marek Penhaker Konference IT4Innovations, Ostrava

Funkce prodloužené míchy

Transkraniální elektrostimulace jako způsob rehabilitace částo nemocných dětí

10. Reflexy a reakční doba.

Neuropočítače. podnět. vnímání (senzory)

Doc. MUDr. Aleš Bartoš, PhD. AD Centrum, Národní ústav duševního zdraví &Neurologická klinika, UK 3. LF a FNKV, Praha

8. PŘEDNÁŠKA 20. dubna 2017

Daniel Tokar

1 Elektronika pro zpracování optického signálu

Metody hodnocení hloubky anestezie v praxi II. Michal Horáček KARIM 2. LF UK a FN v Motole Praha

5. Bioreaktory. Schematicky jsou jednotlivé typy bioreaktorů znázorněny na obr Nejpoužívanějšími bioreaktory jsou míchací tanky.

Zpracování informace neurony ve sluchové dráze

Elektrická impedanční tomografie

1. Snímací část. Náčrtek CCD čipu.

Neuron je tvořen a) buněčným tělem (cyton = perikarion), uvnitř kterého leží většina buněčných organel;

Vlastnosti neuronových sítí. Zdeněk Šteffek 2. ročník 2. LF UK v Praze

Zpracování informace v NS Senzorická fyziologie

Princip inkoustového tisku

Tento výukový materiál byl vytvořen v rámci projektu EU peníze školám. Základní škola a Mateřská škola Veřovice, příspěvková organizace

SEMINÁŘ O MOZKU 28. března 2009

Jméno: Skupina: Datum: ELEKTROMYOGRAFIE. svalové bříško. katoda. anoda a

Auxin - nejdéle a nejlépe známý fytohormon

Miroslav Flídr Počítačové systémy LS /21- Západočeská univerzita v Plzni

5. Umělé neuronové sítě. Neuronové sítě

10. Minerální výživa rostlin na extrémních půdách

Fyziologie svalové činnosti. MUDr. Jiří Vrána

Jméno: Skupina: Datum: ELEKTROMYOGRAFIE. svalové bříško. katoda. anoda a. 1. Pokusné osobě očistěte mýdlovou vodou volární stranu zápěstí a vysušte.

Korové evokované potenciály jako metoda pro farmakologické studie

Obsah. Předmluva Úvod... 3 (Lubor Stejskal)

Obsah. Fylosofie obezity Jak pracuje Magic Cryo Ošetření

Vliv konopných drog na kognitivní funkce

Nervový systém lidského mozku

Kosterní svalstvo tlustých a tenkých filament

9. Léčiva CNS - úvod (1)

LTP A LTD MECHANIZMY UČENÍ A PAMĚTI, FARMAKOLOGICKÉ OVLIVNĚNÍ

Měření EEG, spánek, hodnocení EEG záznamů a následná vizualizace

FVZ K13138-TACR-V004-G-TRIGGER_BOX

Obsah. Fylosofie obezity Jak pracuje Magic Station Ošetření

BERA. Dieťa s poruchou sluchu: diagnostika a liečba POSTGRADUÁLNY KURZ November 2016 Horný Smokovec. Doc MUDr Mojmír Lejska. CSc.

Senzitivní systém a bolest. Hana Kalistová Neurologická klinika 1. LF UK, Praha

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

sp.zn. sukls152252/2014, sukls152875/2014

OSCILOSKOPY. Základní vlastnosti osciloskopů

Vyšetření sluchu. Úvod do biomedicínského inženýrství. Michal Huptych. Biomedical Data Processing G r o u p


Technologie konstrukce smart oděvů. Jana Drašarová

Zvuk a jeho vlastnosti

Digitální telefonní signály

Předmět: PŘÍRODOPIS Ročník: 8. Časová dotace: 2 hodiny týdně. Konkretizované tématické okruhy realizovaného průřezového tématu

doc. MUDr. Jan Pokorný, DrSc.

(VIII.) Časová a prostorová sumace u kosterního svalu. Fyziologický ústav LF MU, 2016 Jana Svačinová

Základní principy konstrukce systémové sběrnice - shrnutí. Shrnout základní principy konstrukce a fungování systémových sběrnic.

VLIV POUŽITÉ ANESTEZIE NA INCIDENCI POOPERAČNÍ KOGNITIVNÍ DYSFUNKCE. MUDr. Jakub Kletečka KARIM, FN a LF UK Plzeň

Počítačové sítě I. 4. Fyzická vrstva sítí. Miroslav Spousta, 2004

Eva Havrdová et al. Roztroušená skleróza. v praxi. Galén

Změny v mozku na základě zkušeností

Autorské řešení pracovního listu Soustava dýchací a cévní 1. přijímá kyslík, odstraňuje oxid uhličitý 2. 1B, 2A, 4C, 5D 3. c 4.

7. Elektromyografie - EMG.

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE. Fakulta elektrotechnická Katedra kybernetiky. Using of backaveraging in EEG signal analysis DIPLOMOVÁ PRÁCE

Dějiny somatologie hlavním motivem byla touha vědět, co je příčinou nemoci a smrti

Věda o učení je v podstatě zkoumáním mentálního svalu při práci studiem

Témata profilové maturitní zkoušky

Jak na mozek, aby fungoval aneb. PaedDr. Mgr. Hana Čechová

Transkript:

Elektrofyziologie - využití při studiu neuronálních mechanizmů paměti a epilepsie

Záznam elektrické aktivity mozku Buněčné mechanizmy vzniku Principy registrace Základní vlastnosti Experimentální využití Klinické využití Evokované potenciály

Elektrofyziologické techniky

Elektrická aktivita mozku Morfologie, amplituda a trvání vln závisí: Vzdálenosti elektrody od generátoru proudu Trvání postsynaptických potenciálů Počtu synchronně aktivovaných postsynaptických potenciálů Anatomické orientaci vrstvy pyramidových buněk generujících proud

Elektrická aktivita mozku Pyramidové neurony jsou hlavní projekční neurony v kůře Apikální dendrity jsou orientované kolmo k mozkovému povrchu Hlavním zdrojem EEG je synaptická aktivita na pyramidových buňkách V důsledku synaptickém aktivity vznikají extracelulární proudy Tyto proudy vedou ke změně potenciálů v extracelulární prostředí neuronů

Synaptický přenos postsynaptické potenciály Elektrofyziologické děje na neuronu Časová a prostorová sumace PSP

Mechanismy vzniku elektrické aktivity mozku - EPSP

EEG elektrický dipól V důsledku synaptické aktivity vznikají extracelulátní proudy Vztah mezi somatem a dendrity lze označit za měnící se dipól V okolí tyto proudy vyvolávají vlnovitá kolísání potenciálu, které lze registrovat

Mechanismy vzniku elektrické aktivity mozku - IPSP

Stimulační elektroda CA1 Registrační extracelulární elektrody DG CA3 Stimulační elektroda

Ortodromní stimulace Orientace CA1 neuronu Signál z extracelulárních elektrod Denzita zdrojů proudu 10 msec 10 msec

Mechanismy vzniku elektrické aktivity mozku Postsynaptické potenciály Povrchové potenciály (EEG) Povrchové + - Excitační + - Inhibiční Hluboké + - Excitační + - Inhibiční

Mechanismy vzniku elektrické aktivity mozku - IPSP Morfologie, amplituda a trvání EEG vln závisí: Vzdálenosti elektrody od generátoru proudu Trvání postsynaptických potenciálů Počtu synchronně aktivovaných postsynaptických potenciálů Anatomické orientaci vrstvy pyramidových buněk generujících proud

Postsynaptické potenciály a jejich synchronizace

Postsynaptické potenciály a jejich synchronizace

Akční potenciály Hrají akční potenciály roli při vzniku EEG?

Mechanismy vzniku elektrické aktivity mozku Morfologie, amplituda a trvání EEG vln závisí: Vzdálenosti elektrody od generátoru proudu Trvání postsynaptických potenciálů Počtu synchronně aktivovaných postsynaptických potenciálů Anatomické orientaci vrstvy pyramidových buněk generujících proud

Význam anatomického uspořádání

Rozdělení dle frekvence

Elektrofyziologické techniky

Jednotková aktivita

Buzsaki Nature Tetrody

Spikes Jednotková aktivita

Jednotková aktivita

Jednotková aktivita Averaged single units Auto-correlation IS histogram Cross-correlation A B E C

Jednotková aktivita E C B A

Neuronální aktivita před záchvatem CA1 Jiruska et al. J Neurosci 2010

Neuronální aktivita Neuronální aktivita v průběhu záchvatu záchvat Truccolo et al. Nature Neuroscience 2011 Čas (min)

Příklady využití kombinace elektrofyziologických technik, za účelem pochopení: Mechanizmů paměti Reorganizace epileptického mozku

Fyziologická aktivita hipokampu - sharp wave ripples EEG electrode hippocampus

Fyziologická aktivita hipokampu - sharp wave ripples Fyziologické ripples registrovány v CA1 oblasti hipokampu Propagace do cílových struktur Buzsaki & Chrobak 2005

Fyziologická aktivita hipokampu - sharp wave ripples Ripples jsou charakterizovány střídáním toku proudu z buňky ven, následované tokem proudu do buňky v oblasti těla neuronu Inhibiční postsynaptické potenciály následované excitačními potenciály, či pálením akčních potenciálů Csicsvari et al. 2007

Fyziologická aktivita hipokampu - sharp wave ripples Vysoce organizovaná aktivita neuronů, koordinovaná inhibičními interneurony Aktivace velko populace neuronů v průběhu ripples (Buzsaki & Lopes da Silva 2012) Důležité pro vytváření a uchovávání paměťníh stop. Csicsvari et al. 2007

Sharp wave ripples buňěčné mechanizmy Lokální zapojení v hipokampu Intracelulární záznam cell 1 cell 2 cell 3 cell 4 cell 5 Aktivita pyramidových neuronů je kontrolována inhibičními neurony IPSP Akční potenciály Ripples (~180 Hz) EEG I 5 ms Ylinen et al. 1995, Dupret et al. 2013

Sharp wave ripples a paměť forward replay reverse replay Diba & Buzsaki 2007

Fast ripples a epilepsie Chronická epilepsie je charakterizována spontánními a opakovanými záchvaty tetanus toxin Chronické modely (kainát, pilokarpine, tetanotoxin) R L

Ferecsko et al. submitted Fast ripples a epilepsie

Fast ripples a epilepsie Normální mozek Chronický epileptický mozek raw data raw data 100-600 Hz 100-600 Hz

Fast ripples a epilepsie raw data raw data 100-600 Hz CA1 100-600 Hz CA3 DG raw data 100-600 Hz Bragin et al, Jiruska et al. 2010

Fast ripples a epilepsie CA3 neuron vysokofrekvenční oscilace v CA3 oblasti

Fast ripples a epilepsie Tetanus toxin cleaves VAMP VAMP1, Day 2 Hippo Control VAMP1, Day 8 TetTX R Ferecsko et al. submitted

EVOKED SPONTANEOUS Fast ripples a epilepsie - inhibice CONTROL TETANUS STIMUL CONTROL TETANUS Ferecsko et al. submitted

EEG intracellular Fast ripples buněčné mechanizmy 200 Hz 400 Hz 200 Hz 200 Hz 200 Hz 400 Hz 400 Hz Ibarz et al 2010