Введение в нейрофизиологию

План лекции

Введение
История развития нейрофизиологии
Основные процессы в нервной системе
Нейрон – как структурно-функциональная

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ

Крылова Н.В., Искренко И.А. Мозг и проводящие пути: Анатомия человека в

Достижения человечества существуют благодаря разуму, вместилищем которого является головной мозг.
Все продукты

Введение

Нейрофизиология относится к разделу физиологии, который изучает функции нервной системы, в

Разделы нейрофизиологии

Общая нейрофизиология - изучает закономерности функционирования нервной системы на разных

История открытия и развитие представлений о биопотенциалах головного мозга

История развития нейрофизиологии

Зависимость сознания от мозга утверждал еще отец медицины -

Первые исследования

около 620-550 до н.э. – Фалес Милетский - считается первооткрывателем

История электрофизиологии началась с изучения влияния электричества на организм. В 18

История развития нейрофизиологии

Первые представления о рефлекторном принципе действия нервной системы человека

Начало электрофизиологии обычно связывают со знаменитыми опытами итальянского врача, анатома и

Карло Маттеучи (Carlo Matteucci 1811 – 1868) в 1830-1840 годах показал,

Опыт по электрофизиологии нервов и мышц лягушки [Du Bois-Reymond: Frog Experiment

В 1875 году английский хирург и физиолог Ричард Кэтон на заседании

Василий Яковлевич
Данилевский

В 1875 г. В.Я. Данилевский изложил данные по изучению

Иван Михайлович
Сеченов

1864 г. «Рефлексы головного мозга»

В 1882 году И.М.Сеченов опубликовал

Иван Михайлович Сеченов
1829 – 1905
В 1863 г. опубликовал книгу

Он обосновал возможность распространения принципа рефлекса как принципа организации поведения на

В 1884 году Н.Е. Введенский в работе “Исследования над нервными центрами”

Б.Ф. Вериго

В 1889 г. В журнале «Вестник клинической и судебной психиатрии

1890 год - работа А. Бека, посвященная использованию метода регистрации электрической

1898 год - В.Е. Ларионов производит исследования электрических явлений в головном

1900 год – работа С.А. Тривуса, который получил определенные изменения потенциалов

1912 год - обширное исследование П.Ю. Кауфмана, который в тщательных опытах

Первая запись биотоков головного мозга человека получена Гансом Бергером в 1925

Нейрофизиологические методы:

Внутриклеточная регистрация активности нервных клеток (ПП, ПД)
Внеклеточная регистрация нейронной активности

Регистрация импульсной активности нервных клеток

Фотографии нейронов, окрашенных флуоресцентным красителем

Подведение электрода к

Два подхода к изучению мозга

Гемодинамика (метаболизм) – ПЭТ, ЯМРИ

Электрофизиология – ЭЭГ,

Основные ритмы ЭЭГ

Альфа-ритм, 8-13 Гц
50-100 мкВ

Дельта-ритм, 0.5-4 Гц
20-200 мкВ

Бета-ритм, 14-30

Современные методы исследования мозга человека, позволяющие локализовать функции

Компьютерная томография
Ядерно-магнитный резонанс
Магнитоэнцефалография
Позитронно-эмиссионная томография

Компьютерная томография

Компьютерная томограмма

Позитронно-эмиссионная томография

Результаты ПЭТ-сканирования

ПET - изображение мозга, показывающее зрительное и слуховое распознавание

Ядерно-магнитный резонанс

Ядерная магнитно-резонансная интроскопия (ЯМРИ, MRI)

Послойное сканирование ЯМРИ

Возникновение современной нейронауки

На современном этапе функции нейрофизиологии построены на изучении интегративной

Задачи нейронауки

Объяснить поведение человека в терминах активности мозга.
Понять, как

Молекулярный уровень

рассматриваются вопросы морфологии и физиологические особенности нейронов, а также взаимосвязь

Клеточный уровень

Оценка механизмов восприятия сигналов дендритами, сомами и аксонами нейронов, а

Системный уровень

Использование анатомических и физиологических знаний для изучения таких физиологических функций,

Когнитивный уровень

Оценка психологических функций с точки зрения формирования нервной системы.

Основные процессы в нервной системе

Трансдукция. Превращение раздражения, внешнего по отношению к

Основные процессы в нервной системе

Моделирование. Построение нервной модели раздражения и/или раздражителя,

Виды модуляции

1. Активация (возбуждение). Повышение активности нервной структуры, повышение её

Виды модуляции

 3. Пластическая перестройка нервной структуры.          Варианты пластических перестроек:          1) Сенситизация -

Виды модуляции

  4. Активация исполнительного органа для совершения действия.
Таким способом нервная

Нейрон и его элементы

Нейрон – структурно-функциональная единица центральной-нервной системы.

Структурно-функциональная организация нервной системы

Тело (сома)
нейрона - центральная часть нейрона, обеспечивающая питанием все остальные

По отношению к отросткам тело клетки выполняют трофическую функцию -регулирует в

Аксон – одиночный, обычно длинный выходной отросток нейрона, служащий для быстрого

Строение нейрона

Дендриты – древовидно-ветвящиеся отростки нейрона, его главное рецептивное поле,

Строение нейрона

На дендритах имеются микроскопических размеров выросты (шипики), которые значительно увеличивают

Виды нейронов

А – униполярные: имеют один отросток – аксон. Может быть

Виды нейронов
В –биполярные клетки: имеют два отростка – аксон и дендрит.
Г

Виды нейронов
По форме:
Пирамидные,
Веретенообразные,
Звездчатые,
Корзинчатые.

Виды нейронов

По локализации:
Центральные - лежат в пределах ЦНС.
Периферические нейроны

Виды нейронов по выполняемой функции

Афферентные (чувствительные) нейроны обеспечивают восприятие раздражения и

Виды нейронов по выполняемой функции

Вставочные нейроны обеспечивают передачу информации внутри ЦНС.
В

Тела нейронов образуют серое вещество головного мозга: кора, подкорковые ядра
Отростки нейронов

Глиальные клетки

Глиальные клетки в совокупности называют нейроглией. Это клетки, окружающие нейроны

Анатомическое расположение

клетки нейроглии в головном мозге;
шванновские клетки в периферической нервной системе.

Функции нейроглии

Опорная – поддерживает нервные клетки
Изолирующая – препятствует переходу нервных импульсов

Функции нейроглии

Участие в регенерации. В отличие от нейронов, глиальные клетки сохраняют

Виды глиальных клеток

Эпиндемоциты - выстилают полости внутри мозга и имеют цилии

Астроциты

Функции
Гомеостатическая
(поддержание ионного
и химического состава
среды)
Метаболическая
(синтез и разложение
веществ)
Трофическая
(влияние на рост и
развитие нейронов)

Олигодендроциты

Находятся преимущественно в белом веществе мозга, где они образуют миелин вокруг

Радиальная глия

Участвует в миграции нейронов во время внутриутробного развития плода

Тело нейрона покрыто слоистой мембраной, которая представляет собой два слоя липидов

Строение нейрона

Белки мембраны:
Интегральные – ионные каналы
Поверхностные - рецепторы

Структуры, поддерживающие гомеостаз нейрона:

Мембрана – отделяет внутриклеточную среду от внеклеточной и

Схема ионного канала

Функция канала

Основные функции мембраны

Образует полупроницаемый, избирательный барьер между цитоплазмой и внешней средой

Ионные каналы

1. Пассивные (для калия)
2. Управляемые:
потенциалзависимые;
хемозависимые;
механические

Мембрана называется полупроницаемой, потому что:

Мембрана ограничивает движение ионов какого-либо вида, т.е.

Благодаря этим свойствам мембрана создает и поддерживает

Химическую (концентрационную) асимметрию ионов по

В покое мембрана более проницаема для ионов К+

Концентрационный градиент

Различная концентрация ионов является движущей силой для их диффузии в

Возникает и поддерживается МП

МП = ПП = Пассивный К+ ток.
МП регистрируют

ГЕНЕРАЦИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ В НЕРВНОЙ СИСТЕМЕ

Основной принцип функционирования центральной нервной системы – способность мембраны нейронов генерировать

Мембранный потенциал

это разность электрических потенциалов (напряжение) между внутренней и наружной поверхностью

Мембрана живой клетки поляризована — её внутренняя поверхность заряжена отрицательно по отношению

Потенциал покоя нейрона

 Если ввести внутрь живой клетки электрод и измерить мембранный потенциал покоя,

Потенциал покоя нейрона

 Снаружи — преобладают ионы натрия, кальция и хлора, внутри — ионы калия и отрицательно

Под воздействием стимула происходит открытие натриевых каналов. По градиенту концентраций положительно

Потенциал действия нейрона

Исходную концентрацию ионов восстанавливает натрий-калиевый насос.
Длительность ПД составляет около

Как распространяется возбуждение (потенциал действия) в нервной ткани?

Развития современных представлений

Согласно этой теории биоэлектрических потенциалы обусловлены неодинаковой различной проницаемостью для них

Потенциал действия (ПД) или Нервный импульс

Потенциал действия нейрона

ПД и фазы

Распространение ПД по волокну

В немиелинизированных нервных волокнах возбуждение распространяется посредством локальных токов очень маленькими

В миелинизированных волокнах, где поперечное сопротивление увеличивается за счет наличия дополнительной

Потенциал действия

Возникновению потенциала действия предшествуют активные изменения мембранного потенциала, которые обусловлены

В практической медицине используют эти фундаментальные знания

Местные анестетики блокируют натриевые каналы.
Натрий

Закономерности проведения возбуждения по нервным волокнам

Двустороннее проведение возбуждения.
Изолированное проведение возбуждения в

Контрольные вопросы

Кто впервые определил наличие токов в ЦНС

А – Бергер
Б – Декарт
В

Чему равен потенциал покоя мембраны нейрона?

А. -70 мВ
Б . +20 мВ