ZÁKLADY NEUROVĚD PRACOVIŠTĚ Katedra psychologie, Fakulta sociálních studií PŘEDMĚT PSY 461, PSY 130 FORMA STUDIA denní studium ŠKOLNÍ ROK JS 2010 VYUČUJÍCÍ MUDr. et Mgr. Kristýna DROZDOVÁ drozdova25@seznam.cz ORGANIZACE PŘEDMĚTU Předpoklady: PSY113 Fyziologie člověka, PSY451 Fyziologie člověka, PSY713 Fyziologie člověka Počet kreditů: 4 kredity Ukončení předmětu: písemná zkouška - test Přednášky: 2x 2 hodiny (tj. 2 x 90 min) za 14 dní Sudé čtvrtky Charakteristika předmětu Základy neurovědy jsou jedno-semestrovým předmětem navazujícím na informace získané v kurzu Fyziologie člověka, zejména v oblasti stavby a funkce buňky a integrace funkcí nervového, hormonálního a imunitního systému atd. Cílem kurzu je zprostředkovat nejnovější poznatky o struktuře a funkci centrální nervové soustavy jako biologického podkladu lidského chování. Kurz je zaměřen na základy obecné neuroanatomie, neurofyziologie a na strukturu, funkci a význam jednotlivých funkčních systému CNS. Okrajově budou zmíněna témata patologické neurofyziologie, zobrazovacích metod, neuropsychologie, neuropsychologické diagnostiky, neuropsychoterapie a rehabilitace. Cíl předmětu Cílem předmětu Základy neurovědy je seznámit studenty s biologickým podkladem fungování lidské psychiky v rámci dosud dostupných informací, přiblížit jim základní stavbu centrální nervově soustavy a smyslové soustavy ve vztahu k jejím funkcím. Dále by kurz měl zprostředkovat integrovaný pohled na fungování lidského mozku jako celku v rámci celého lidského těla. Požadavky na ukončení předmětu Zkouška - písemný test. Test obsahuje 20 otázek s jednou správnou možností, minimální počet správně zodpovězených otázek pro úspěšné složení zkoušky je tj. 11. Otázky testu vycházejí z tematických okruhů, je však nutné čerpat informace z přednášek a doporučené literatury (viz níže). Příklad testové otázky Neuroglie je A) mezibuněčná hmota B) vývojové stadium neuronu C) podpůrná buňka nervová D) mozkomíšní mok OSNOVA 1. Dne 11. 3. 2010 Téma: NEUROVĚDA Vymezení oboru neurovědy, průnik do vědních disciplín: neuropsychologie a dg., neurologie a psychiatrie, rehabilitace a neuropsychoterapie NERVOVÁ SOUSTAVA: anatomie a fyziologie, vývoj ontogenetický a fylogenetický, plasticita NS, mozkový kmen, mozeček, mezimozek, koncový mozek Neuron: stavba a funkce, přenos informací, glie, akční potenciál, vedení vzruchu, synapse, neuromediátory 2. Dne 25. 3. 2010 Téma: FUNKČNÍ SYSTÉMY MOZKU: Smyslové vnímání, poznávání a vědomí zrak, sluch, rovnováha, čich, chuť, somatosenzorika (nervové dráhy, spoje a struktury, funkce, narušená funkce, vyšetřování) Vědomí a orientovaná pozornost, spánek (nervové dráhy, spoje a struktury, funkce, narušená funkce, vyšetřování) FUNKČNÍ SYSTÉMY MOZKU: somatomotorický systém, exekutivní funkce (nervové dráhy, spoje a struktury, funkce, narušená funkce, vyšetřování) Bazální ganglia, jejich zapojení v systému motoriky 3. Dne 8. 4. 2010 Téma: SYSTÉMY ŘÍZENÍ: vegetativní NS, neurohumorální řízení, stres (nervové struktury a spoje, funkce, narušená funkce, vyšetřování) cirkadiánní rytmy, thalamus, autonomní funkce, neuroimunologie 4. Dne 22. 4. 2010 Téma: VÝVOJ NERVOVÉ SOUSTAVY, sexuální dimorfismus, VĚDOMÍ, spánek a bdění, pozornost 5. Dne 6. 5. 2010 Téma: BEHAVIORÁLNÍ A KOGNITIVNÍ NEUROVĚDA – kognitivní funkce, paměť a učení, exekutivní funkce 6. Dne 20. 5. 2010 Téma: BEHAVIORÁLNÍ A KOGNITIVNÍ NEUROVĚDA - biologický základ jazyka, komunikace a řeč, funkční specializace hemisfér, emoce, motivace, addikce Kompletní podklady k přednáškám z minulého roku visí na http://www.jnv.cz/classes/kd/ REFERÁTY – budou zadávány na prvním setkání (11. 3. 2010) Percepce lidského obličeje – 25. 3. 2010 Cirkadiánní rytmicita – 8. 4. 2010 Stárnoucí mozek – 22. 4. 2010 Neuroplasticita – 22. 4. 2010 Neurobiologie všímavosti – 22. 4. 2010 Kognice a asociační kortexy – 6. 5. 2010 Lidská paměť – 6. 5. 2010 Emoce – 13. 5. 2010 Jazyk – 13. 5. 2010 (event. při zájmu Neurofenomenologie – 22. 4. 2010) ZÁKLADNÍ LITERATURA - povinná Orel, M., Facová, V. et al. (2009): Člověk, jeho mozek a svět. Grada Publishing, Praha. Mysliveček, J. (2003): Základy neurověd. TRITON, Praha. Sachs, O. (2008): Muž, který si pletl manželku s kloboukem. Dybbuk, Praha. Přednášky k jednotlivým tématům LITERATURA - doporučená Čihák, R. (1997): Anatomie 3. Praha, Grada Publishing, str. 203-555. Grave, K. (2007): Neuropsychoterapie. Portál, Praha, str. 17-182. Höschl, C., Libiger, J., Švestka, J. (2004): Psychiatrie. TIGIS, Praha, 39-90, 185-193. Kassin, S. (2007): Psychologie. C PRESS, Brno, str. 38-280. Koukolík, F. (2005): Mozek a jeho duše. Galén, Praha. Koukolík, F. (2000): Lidský mozek. Portál, Praha. Koukolík, F., Motlová, L. (2005): Citový mozek. Galén, Praha. Kulišťák, P. (2003): Neuropsychologie. Portál, Praha. Mumenthaler, M., Mattle, H. (2001): Neurologie. Grada Publishing, Praha. Novák, M., Faber, J., Kufudaki, O. (1992): Neuronové sítě a informační systémy živých organismů. Grada a.s., Praha. Preiss, M., Kučerová, H. (2006): Neuropsychologie v psychiatrii. Grada Publishing, Praha, str. 21-116. Purves, D., Augustine, G.J., Fitzpatrick, D., Katz, L.C., LaMantia A.S., McNamara J.O. (2001): Neuroscience. Sinauer Associates, Inc. Publishers, Sunderland, Massachsetts. Silbernagl, S., Despopoulos, A. (2004): Atlas fyziologie člověka. Grada Publishing, Praha, str. 310-371. Squire, L.R., Berg, D., Bloom, F.E., du Lac, S. (2008): Fundamental Neuroscience. Elsevier, Burlington. USA. Šmarda, J. a kol. (2004): Biologie pro psychology a pedagogy. Portál, Praha. Trojan, S. a kol. (2003): Lékařská fyziologie. Grada Publishing, Praha, str. 535-710. Petrovický, P. (1998): Struktury a dráhy systémů (noradrenalin, dopamin, serotonin). Psychiatrie, č. 1, pp. 4-11. Petrovický, P. (1999): Limbický systém, jeho struktury a spoje. Psychiatrie, Supplementum 2, pp. 6-13. Preiss, M. a kol. (1998): Klinická neuropsychologie. Grada Publishing, Praha, str. 259-305. Vyskočil, F. (2008): Poznámky k některým neurobiologickým a psychofarmakologickým rozdílům mezi pohlavími. Psychiatrie, roč. 12, supplementum 2, pp. 39-49. . Následující text obsahuje zásadní termíny, se kterými by měl být studen obeznámen, aby mohl zdárně absolvovat závěrečný test Neurověda – obecné základy Celulární neurověda · 2 typy buněk NS – neuron a glie – rozdíly stavebně a funkčně · Elementární stavba neuronu – tělo, dendrit, axon, synaptické zakončení · Presynaptická, postsynaptická membrána a jejich funkce · Synapse, neurotransmitery · Akční potenciál - co je to?, k čemu slouží, souvislost AP a synaptické funkce Vývoj a plasticita · Obratlovci – 3 a 5 částí mozku · Vývoj koncového mozku · Období růstového spurtu mozku (brain spurt) · Plasticita NS Anatomie a fyziologie Vývojově staré části mozku · mozkový kmen (prodloužená mícha, most, střední mozek), mozeček, mezimozek (hypotalamus) · jejich funkce § regulace základních životních funkcí….. § nepodmíněné reflexy …. § řízení postojové motoriky – rovnováha a pohyby · Co je retikulární formace – ovlivnění hybnosti, životních funkcí, spánku a bdění · Co je hypotalamus – obsahuje centra……. § Řízení sy a psy, sekrece hormonů, cirkadiánní rytmy Vývojově mladší části mozku – koncový mozek (mozková kůra a bazální ganglia) a limbický systém · Kůra – stavba (laloky, rýhy, broadmanovy arey) · Kůra – funkce (primární projekční oblasti, asociační oblasti, efektorové oblasti, oblasti s komplexní funkcí, funkční asymetrie hemisfér) · Součásti bazálních ganglií (caudatum, putamen, pallidum, amygdala, claustrum) · Bazální ganglia – funkce (expy systém, ovlivnění motoriky…) · Limbický systém (LS) – součásti (čichová kůra, hippokampus, amygdala, jádra thalamu, jádra hypotalamu) · Limbický systém – funkce: regulace emotivity, motivace, paměti, učení, tlumí instinkty Neurověda – smyslová soustava, vnímání Funkční systémy obecně · Rozdělení funkčních systémů mozku – 3 základní (smyslový, motorický, řídící) · Cyklický tok informace v organismu · Počitek a vjem · Obecná funkce receptorových buněk (senzorická transdukce, amplifikace, transmise, integrace, vč. adaptace), dělení receptorů · Vedení senzorických informací v CNS – dráhy a projekce Zrak · Buňky sítnice – jejich zapojení a funkce, receptivní pole · Zraková dráha, primární a sekundární zraková kůra, retinotopie · Zorné pole, binokulární disparita, binokulární konvergence, vnímání hloubky · Magno systém (Y cesta, dorzální proud) a Parvo systém (X cesta, ventrální proud) · Zpracování obrazu mozkovou kůrou · 3 úrovně rozpoznávání objektů · Narušení (vizuální agnozie, prosopagnozie, achromatopsie, astereognozie – topografická desorientace….) Sluch · Vnitřní ucho – vlastní receptorové buňky – neurony spirálního ganglia · Cesta zvuku – 5 fází, vč. transdukce a vzniku AP · Sluchová dráha, primární a sekundární sluchová kůra, tonotopie · Dva proudy zpracování informace – lokalizace zvuku a analýza zvuku · Binaurální slyšení, 2 mechanismy · Kódování sluchové informace Pohybově rovnovážné ústrojí · Vnímání pohybu (čidlo a receptorová buňka) a vnímání polohy (čidlo a receptorová buňka) · Dráha a projekce – vzhledem k funkci Čich · Receptorové bb. , odoranty a OBP, čichová dráha projekce · Spoje do jiných oblastí CNS a jejich význam Chuť · Receptorové bb., chuťová dráha a projekce – spoje do limbického systému a hypothalamu Nocicepce · Receptory bolesti a vedení bolesti, korové projekční oblasti · Možnost modulace bolesti Neurověda – motorický systém Stavba spinální míchy a periferního nervového systému · Bílá hmota míšní – dráhy vzestupné a sestupné, intersegmentální · Šedá hmota míšní – přední rohy, postranní rohy a zadní rohy míšní · Funkce míchy · Periferní nervový systém – somatické nervy, vegetativní nervy, míšní nervy a hlavové nervy · Reflexy – základní prvky, rozdělení, schéma reflexního oblouku Motorika · „vyšší“ a „nižší“ motoneurony, motorická jednotka, nervosvalová ploténka · Motorické programy – centrální generátor vzorce, typy motorických programů · Řízení motoricky – princip feed back (zpětná vazba) a feed forward (dopředná vazba) · Motorika – volní a mimovolní, opěrná a cílená Úrovně motoriky · 1. Úroveň – neurony páteřní míchy a části mozkového kmene · 2. Úroveň – neurony mozkové kůry a mozkového kmene o Pyramidový a extrapyramidový systém sestupného řízení · 3. Úroveň (modulace) – mozeček a bazální ganglia · Motorické učení a úloha mozečku · Apraxie Somatosenzorika · Senzoricko motorický systém (mozková kůra S1 a M1) · Kožní čití – receptory, dráhy a projekce · Propriocepce – receptory, dráhy a projekce · Vestibulární systém (statokinetické čidlo) – příspěvek pro řízení motoriky Neurověda – řídící systémy Hypothalamus · Vstupy – čichové, zrakové, viscerální, z limbického systému, z mozkového kmene, z cirkumventrikulárních orgánů) · Výstupy a funkce · Behaviorální stav – ovlivnění bdění a spánku, SCN · Neuroendokrinní regulace – přední a zadní lalok hypofýzy, jádra hypothalamu · Reprodukce – ovlivnění produkce pohlavních hormonů, zrání pohlavních buněk a sexuálního chování · Autonomní funkce – řízení parasympatiku a sympatiku · Imunitní funkce a termoregulace – propojení autonomních a neuroendokrinních funkcí · Příjem tekutin a homeostáza – centrální chemoreceptory, ovlivnění žízně · Příjem potravy – propojení autonomních a neuroendokrinních funkcí Autonomní systém · Periferní oddíly – reflexní oblouk, vegetativní nervy, sympatikus/ parasympatikus (mediátory, lokalizace a funkce) · Ústředí – mozkový kmen, hypothalamus, kortex · Viscerální neuroosa – centrální visceromotorický systém) · Motorika – volní a mimovolní, opěrná a cílená · Stres – podíl autonomního systému, a osy hypothalamus-hypofýza-nadledvina · Měření stresu Neuroendokrinologie · Osy řízení (osa hypothalamus- hypofýza-periferní žláza) · Přední a zadní hypofýza · Jádra hypothalamu – zejm. PVN Neurověda – kognitivní, afektivní a behaviorální neurověda Chronobiologie · Biologické rytmy (cirkadiánní, ultradiánní, infradiánní) · Vnitřní pacemaker rytmu (SCN) / zevní synchronizátory · Vstupy a výstupy z SCN · Bdění a spánek – charakteristika, funkce a narušení · Struktury zodpovědné za bdění a spánek Behaviorální stav organismu · Spánek – fáze (REM a NREM) a jejich stručná charakteristika, struktury zodpovědné za spánek, funkce spánku a jeho narušení · Arousal – stručná charakteristika, struktury zodpovědné za arousal · Bdění (wakefulness) – charakteristika, struktury zodpovědné za bdění, vztah k ostatním vyšším nervovým funkcím · Vědomí (consciousness) – vymezení a problematika definice · Pozornost – charakteristika, struktury zodpovědné za pozornost, funkce pozornosti, narušení pozornosti Kognitivní vývoj a kognice · Kognitivní vývoj a souvislost se změnami v mozku – dětství, stáří, plasticita, stárnutí · Kognitivní funkce a asociační kortex, funkce a narušení · Senzitivní periody ve vývoji – osvojení jazyka, binokulární vidění, filiální imprinting Jazyk a afázie · Lokalizace a lateralizace jazykových funkcí · Funkce jazykově dominantní a nedominantní hemisféry · Afázie – druhy a projevy Exekutivní funkce · Definice řídících schopností – systém kognitivního řízení · Prefrontální kortex – jeho vymezení, funkce a zapojení · Jednotlivé okruhy a jejich funkce · Dysexekutivní syndrom Systém odměny a motivace · Definice, lokalizace a funkce · Centrum slasti a mediátor slasti · Zneužívání psychoaktivních látek Emotivita · 3 složky emocí – subjektivní prožitek, autonomní (fyziologická) reakce a motorický doprovod · Autonomní nervový systém a jeho účast na emocích · Řídící centra emocí – limbický systém a mozková kůra · Amygdala a strach (podmiňování strachu, exprese strachu) · Význam emocí pro přežití jedince a druhu Paměť · Typy paměti – okamžitá - krátko- a dlouhodobá; deklarativní a nedeklarativní · Struktury zodpovědné za jednotlivé typy paměti · Systémy - Hippocampus, striatum, amygdala, mozeček a kůra · Amnézie, demence