Transcript Стварање и пренос нервног импулса

STVARANJE I PRENOS
NERVNOG IMPULSA
Prof. dr Milorad K. Banjanin
Jelena Zlatić
Suzana Širgić
S 4480
S 4464
Kosmos oko nas,a kosmos i u nama.........
Čovek se mora orijentisati u sredini punoj pozitivnih
i negativnih valencija da bi zadovoljio svoje potrebe
NERVNI SISTEM
Responsivni sistem ljudskih receptora
koji se može uočiti posmatranjem
manifestovanih procesa ili aktivnosti
koje se javljaju kao rezultat skrivenih
operacija unutar sistema.
Nervni sistem predstavlja organski sistem
sazdan od vaskularnih, specifičnih
bioloških formacija (nervnih ćelija-neurona)
specijalizovan za utvrdjivanje (detekciju),
obradu (procesovanje), sprovodjenje (kondukciju)
i stvaranje (generisanje) informacija.
NERVNI SISTEM
CENTRALNI
NERVNI
SISTEM
(CNS)
PRIMA
REGISTRUJE
PROIZVODI
109 bit/s
10-100
bit/s
10bit/s
Sistem visoko integrisanih
nervnih formacija, koje čine mozak
(cerebrum) i kičmenu moždinu
(medulla spinalis)
PERIFRNI
NERVNI
SISTEM
(PNS)
Sistem nervnih formacija
lokalizovanih u telu ili
lobanji van CNS-a
CNS SKENIRA, EVALUIRA (UPOREDJUJE) SA
MEMORISANIM INFORMACIJAMA,
PROCESIRA INFORMACIJE PRIMLJENE OD PERIFERNIH
SENZORNIH NERAVA I GENERIŠE EFERENTNE IMPULSE
ČOVEK U SEBI IMA NEKOLIKO
MILIJARDI NEURONA
KOJI SE NE REGENERIŠU
NEURON
DENDRIT
Suženja na Mijelinskom
2.
AKSON
omotaču koja se duž
3.
RANVIJEOVA
Jedan
neuron može
da
aksona
ravnomerno
SUŽENJA (ČVOROVI)
ponavljaju.
ostvari veze4.i saTERMINALNI
ZAVRŠECI AKSONA
Mijelinskihiljadu
omotač obrazuju
drugih neurona.
Švanove ćelije tako
5.
MIJELINSKI OMOTAČ
što naležu na akson i
(ŠVANOVA ĆELIJA
obmotavaju se oko njega
OLIGODENDROCIT)
6.
TELO NEURONA
7.
JEDRO
1.
Nervne ćelije imaju ulogu provodnika (konduktora) nadražaja od
receptora do CNS-a, od CNS-a do odgovarajućih ćelija i organa
(efektori) koji će odgovarati na nadražaj, i ulogu prenosa i
skladištenja informacija u nervnom sistemu.
Neuroni prate promene u spoljašnjoj sredini (draži, stimulusi)
i kao odgovor na njih generišu i
prenose informaciju u vidu NERVNOG IMPULSA.
PUT NERVNOG IMPULSA
draž
čula
mozak
mišići
pokret
Preko čula se dolazi do informacija o procesima u
ČULA spoljašnjem svetu i u samom organizmu.
• vida
• sluha
• ukusa
• mirisa
• dodira
• za bol
• za toplo, za hladno
POKRET
Čovek na određeni način reaguje na
primljene informacije.
To najčešće čini putem pokreta koji mogu
da budu:
• namerni pokreti (voljni) ili
• refleksni pokreti (nezavisni od volje
čoveka) - refleks hvatanja, odbrambeni...
REFLEKSNI
LUK
Senzorni mehanizam čine receptor i senzorni nerv
(aferentno nervno vlakno)
MOTORNI DEO
koji spoljni nadržaj (pritisak, silu, temperaturu itd.)
prevode u akcioni potencijal, a zatim taj akcioni potencijal
prenose do centralnog nervnog sistema.
SENZORNI MEHANIZAM
Motorni deo refleksnog luka čine motorni nerv (eferentno vlakno)
i izvršni organ - efektor (mišić) koji
dobijaju kontrolni signal od kičmene moždine
i eventualno ga prevode u kontrakciju.
Dakle, na putu nervnog impulsa razlikujemo aferentni i eferentni put.
Sa aspekta sistemske analize, NERVNI SISTEM SE POSMATRA
KAO
“MANJE OPIPLJIVI” ILI ČAK “NEOPIPLJIVI” MODEL SISTEMA.
PORUKE IZ OKOLINE
dobijene
preko
jednog ili više receptora (čula)
SISTEMI-sistemi
koji
se mogu
inputi NEOPIPLJIVI
odgovore na prethodnog
iskustva
koje je skladišteno u
uočitiizazivaju
samo posmatranjem
manifestovanih
procesa
memoriji!koje se javljaju kao rezultat skrivenih
ili aktivnosti
procesi
autputi
ili implicitnih sistema.
KONVERTOVANJE ILI PRETVARANJE PORUKA dobijenih preko
angažovanih čula u oblik koji je pogodan za percepciju,
a potom za evaluaciju i poredjenje sa prethodnim iskustvom u
cilju stvaranja celovite slike u aktuelnoj situaciji!
skup shvatanja, opažanja, mišljenja i zaključaka koji su u vezi sa
situacijom i koji odlučuju da li ćemo postupiti na odgovarajući
način, u zavisnosti od zahteva situacije!
BIOINŽENJERING
predmet bioinženjeringa
su živi organizmi,
koji imaju dva važna
procesna aspekta
života
KOGNITIVNI ASPEKT
ključni za funkcionisanje živih
sistema koje podrazumeva
stalno učenje, u
interakcijama sistema i
čoveka
MATERIJALNI ASPEKT
bavi se načinom na koji se
energija i materija razmenjuju
preko granica sistema i
na koji se obradjuju unutar
sistema
MOZAK
hardver
ljudskog
mišljenja
MENTALNI PROCESI
softver ljudskog
ponašanja
(razmišljanje,
osećanja, emocije i želje)
MERENJE AKCIONIH POTENCIJALA NERVNIH ĆELIJA
1) ELEKTROMIOGRAFIJA -EMG
PRINCIPIJELNA ŠEMA ELEKTROMIOGRAFSKOG UREDJAJA
U elektrofiziološkim analizama aktivnosti nervnih ćelija posebna pažnja
SNIMANJE
ELEKTRIČNE
AKTIVNOSTI
MIŠIĆA PRIMENOM
se posvećuje
aktivnosti
perifernih
nerava (elektroneurografija
-ENG),
POVRŠINSKIH
(IGLENIH)
ELEKTRODA
SA CILJEM DIJAGNOSTIKA
kao
i aktivnosti ćelija
kore velikog
mozga (elektroencefalografija
-EEG).
SENZORNO – MOTORNIH PROMENA.
ELEKTROMIOGRAFSKI ZAPIS
ZAPIS ALGEBARSKOG ZBIRA AKTIVNOSTI SVIH
ĆELIJA KOJE GENERIŠU POTENCIJAL NA MERNOM
MESTU.
STOHASTIČKI SIGNAL
ELEKTROMIOGRAFSKI ZAPIS GENERISAN
VOLJNOM KONTRAKCIJOM ILI PASIVNIM
ISTEZANJEM.
2) ELEKTROENCEFALOGRAM (EEG)
PRINCIPIJELNA
ŠEMA
EEGćelija
UREĐAJA
Pokazuje kontinualnu
ritmičku
aktivnost
mozga.
Amplituda signala koje generišu ćelije mozga na
POVRŠINI KOŽE GLAVE JE U OPSEGU OD 10 DO 200 µV.
Učestanost električne aktivnosti je u opsegu Od 0.5 do oko 50Hz, i
jako zavisi od kortikularne Aktivnosti.
U toku posmatranja, Aktivnost se stalno menja i neregularna je,
Pa EEG signal treba da se analizira kao stohastički SIGNAL.
Postoji odredjena pravilnost u aktivnostima kore velikog
Mozga u odnosu na različite nadražaje ili pasivna stanja,
Pa se na osnovu toga mogu dijagnosticirati neki neurološki
Problemi i njihovi uzroci (epilepsija i slično).
ALFA TALASI (8 DO 13 HZ) Se javljaju u budnom stanju u mirovanju.
Pri spavanju alfa aktivnost nestaje. Kod budnog pacijenta koji je
aktivan, alfa aktivnost je zamenjena višim učestanostima sa manjom
amplitudom.
BETA TALASI (14 DO 30 HZ), A pri jakim mentalnim naporima i do 50 hz.
Ova učestanost se najbolje dobija u PARIETALNOJ i FRONTALNOJ oblasti.
Beta talase delimo na BETA I i BETA II(GAMA). Beta I talasi imaju
dvostruku učestanost od ALFA talasa i javljaju se sa mentalnim aktivnostima,
slično kao i alfa talasi.
Talasi se pojačavaju sa mentalnim aktivnostima Ili u
stanju napetosti
BETA II (GAMA)
TETA TALASI (4 DO 7 HZ). Kod dece su u PARIETALNOJ i TEMPORALNOJ
regiji korteksa, a javljaju se kod emocionalnih stresova kod nekih odraslih
posebno u periodima frustracije i razočarenja. Teta aktivnost postoji u tom
slučaju oko 20 sekundi.
DELTA AKTIVNOST JE ISPOD 3.5 HZ. Ova aktivnost ponekada postoji
samo svake 2 do 3 sekunde.
TABELARNO...
3) HOLTER MONITORING
MEMORIJSKI UREDJAJI KOJI SNIMAJU
EEG SA MANJEG BROJA ELEKTRODA
U PERIODU OD 24 SATA.
PRI MERENJIMA SE ELEKTRODE POSTAVLJAJU NA
STANDARDNA MESTA, ALI SE KORISTI KAPA.
4) BRAIN MAPPING
Prikaz KORTIKALNE aktivnosti korišćenjem 2D ili
3D grafike i prikazivanjem Radijalne struje kroz
površinu korteksa.
OVA METODA IMA PREDNOST AKO JE OD INTERESA
PROSTORNA RASPODELA AKTIVNOSTI.
Promena GUSTINE SLOBODNIH
NAELEKTRISANJA (ρ) direktno
odredjuje struje (i=dρ/dt) u korteksu.
Osnovu ove metode daje
Laplace - ova diferencijalna
jednačina koja uz pogodan
model glave (koža, kost,
cerebro-kranijalna
tečnost,
mozak)
koji
uključuje
nehomogenosti sredine i
geometriju posle primene
interpolacionih
metoda
kojima se odredjuje raspodela
potencijala na površini kože
pokazuje
vremensku
i
prostornu
raspodelu
slobodnih naelektrisanja u
korteksu.
Vizuelna informacija prostorne i vremenske raspodele aktivnosti
projektovane na mapu glave.
tople boje –
gustina struje
koja je
usmerena ka
površini korteksa
hladne boje
– struja koja je
usmerena
ka centru mozga
Neke zone ne pokazuju aktivnost ili je njihova
Aktivnost smanjenadok je u nekim zonama
Aktivnost hipertrofirana .
OVE ZONE SU POTENCIJALNO OBLASTI U KOJIMA
JE LOCIRAN UZROK NEUROLOŠKE PROMENE.
mišići
čulo
AFERENTNI PUT
EFERENTNI PUT
Kod VOLJNIH POKRETA
nervni impuls kreće iz moždane
kore.
U čulima se nalaze receptori,
nervne ćelije koje su osetljive
na odredjene vrste draži.
Preko
Drazi u tim receptorima
izazivaju nervni impuls, koji se
kroz nervna vlakna prosledjuje
u određene delove mozga gde
se stvaraju odgovarajući osecaji.
NERVNIH VLAKANA
duž kičmene moždine impuls
odlazi do mišića.
STEZANJEM MIŠIĆA
NASTAJU POKRETI.
Ovaj put od čula preko nervnih
vlakana do mozga se naziva
aferentni put, a nervna vlakna
koja
vode
ove
impulse
aferentna vlakna.
Ovaj put od mozga preko
nervnih vlakana do mišića se
naziva EFERENTNI PUT, a
nervna vlakna koja vode ove
EFERENTNA
VLAKNA.
BACK
impulse
NA PRIMER...
Stvaranje nervnog impulsa
1. moment
stimulacije
Kada draž stigne do nervne ćelije,membrana postaje propustljivija za jone K
2. latentni period
koji izlazeStepen
iz ćelijedepolarizacije
usled čega počinje
depolarizacija
membrane.
zavisi od intenziteta draži.
3. tačka okidanja
Odredjena razlika
unutrašnje strane
membrane
otvara
Kadapotencijala
se dostignespoljašnje
napon odi 55mV(tačka
paljenja)
4. Threshold
kanale
jonima
Nasekoji
ulaze
u ćeliju.
javlja se nervni
impuls
koji
dalje
prenosi
u vidu talasa.
potential –
prag draži
draž
Na+
input
K+
K+
impuls
Na+
Proces konverzije draži
output
Kada je ćelija u
stanju mirovanja
ona ima odredjeni
Prisustvo jonskih
membranski
kanala
potencijal (-85mV)
u membrani za
koji je posledica
pojedine
postojanja K+unutar
jone,obezbedjuje
+
i Na sa spoljašnje
razliku u
strane ćelije.
koncentraciji
jonastrana je
Spoljašna
sa intracelularne
i
pozitivnija
u
ekstracelularne
odnosu
strane.
na unutrašnju
stranu.
Zapis nervnog impulsa dobijen ekstracelularnim registrovanjem
ilistruje da se akcioni potencijal širi kao talas
BACK
PODACI UREĐENI U MODELE KOJI IMAJU
SADRŽAJNO, VREMENSKO I
FORMALNO ZNAČENJE
Grupa outputa iz operacije
podataka
u kontekstu
koji daje vrednost autputu
INFORMACIJA
Interpretacija obrade
podataka i uključuje
sam podatak
i vrednosno značenje
koje se dobija
njegovom obradom
Saznajni i spoznajni događaji kojima
operišu svi organizmi
BACK
1.
Motivacija: “Žedan sam.”
(prefrontalni korteks)
2.
2. Posteriorni parijetalni
korteks prima informacije iz
vizuelnog korteksa i računa
poziciju limenke u odnosu na
naše telo.
3.
Premotorni
korteks
računa poziciju limenke u
odnosu na ruku i odredjuje
plan akcije (koja limenka?
Koliko brzo?)
4. Mali mozak formuliše detalje
pokreta u domenu dinamike.
5.Primarni motorni korteks šalje
informaciju u kičmenu moždinu
6. Centri u moždanom stablu
obezbedjuje stabilnost za vreme
BACK
Inputi-poruke iz okoline dobijene preko jednog ili
više receptora (čula-vida,sluha,mirisa,ukusa,dodira)
koje izazivaju odgovore
na osnovu predhodnog iskustva koje je skladišteno u memoriji.
BILO KOJI VID ENERGIJE (MEHANIČKE, SVETLOSNE,
TOPLOTNE, HEMIJSKE) koji deluje na receptore
i izaziva neku promenu u organizmu
ili njegovom ponašanju
STIMULUS
DRAŽ
DRAŽ
SPOLJAŠNJA ILI UNUTRAŠNJA
koja može izazvati neku čulnu,
psihološku ili socijalnu
reakciju
BACK
FUNKCIONALNE CELINE MOZGA
BACK
Nastaje brzo i kroz nervno
vlakno se provodi uvek
istim intenzitetom
Nastaje na malom
delu nervne ćelije
AKCIONI POTENCIJAL
koji
nastaje usled razlike
u naelektrisanju spoljne i
unutrašnje strane
ćelijske membrane
neurona.
BACK
Dendriti su
kratki, razgranati
Akson
axon
nastavci(grč.
koji nadražaj
= osovina)
ili neurit
dovode
do tela
neurona.
Mogujeimati i
(nervno
vlakno)
bodlje
(izraštaje,
neparan
nastavak
koji
spine).
se samo
naGrananje
kraju
dendrita
je u funkciji
grana.
povećanja
povšine
Akson
nadražaj
neurona zbog
odvodi
od(sinapsi)
tela sa
kontakata
neurona
ka
sa
drugim neuronima.
sledećem
neuronu.
BACK
KIČMENA MOŽDINA JE ORGAN NA KOME SE
OSTVARUJE VEZA PERIFERNIH NERAVA SA CNS-om
BACK
JEDRO je najupadljivija, velika organela eukariotskih ćelija.
Naziv potiče od latinske reči nucleus što znači jezgro.
Jedro reguliše sve procese u ćeliji, u njemu se vrši sinteza DNK,
transkripcija RNK i sinteza dela proteina. U dezoksiribonukleinskoj
kiselini su uskladištene informacije o gradji i funkcionisanju ćelije.
Šema građe jedra:
1 – nukleinski omotač
2 - ribozomi
3 – kompleks nukleinskih pora
4 – jedarce
5 - hromatin
6 – jedro
7 – endoplazmatični retikulum
8 - nukleoplazma
BACK
Završne
nožice
koje sadrže
veliki broj
mitohondrija i
vezikula koje
imaju ogromnu
ulogu u
funkcionisanju
sinapse.
BACK
OPSEG UČESTANOSTI KARAKTERISTIČNIH ZA
ISPITANIKE BEZ PATOLOŠKIH PROMENA
BACK