2: Functional neuroanatomy of the nervous system and introduction to imaging techniques Flashcards
Cortical electrical-stimulation mapping
At kunne lokalisere de forskellige steder i hjernen under en operation hvor patienten er vågen og derfor kan respondere
Neuron-doktrinet
Hjernens celler er ikke sammenhængende (der er små mellemrum mellem neuronerne) - både strukturelt, metabolisk og funktionelt
Informationer bliver overført fra et neuron til et andet via små mellemrum - kaldet synapser
Neuroner består af:
- Mitokondrie, som producerer energi
- Cellekernen, som indeholder gener fra DNA’en
- Ribosomer, som omdanner genetiske instrukser til proteiner
Axon hillock
Der hvor dendritternes informationer bliver samlet, så axonet kan videregive det
Neuroners informations processering
Axoner sender information ud - output
Dendritter modtager information - input
Det perifere nervesystem:
Det somatiske nervesystem
Det autonome nervesystem - herunder:
- Det sympatiske (producerer noradrenalin/norepinephrine)
- Det parasympatiske (producerer acetylcholine)
- Det enteriske nervesystem
Synapsens tre komponenter
Den præ-synaptiske membran
Den synaptiske kløft - skiller de to neuroner ad
Den post-synaptiske membran
Thalamus
Del af Diencephalon. Næsten alle sansers “hovedbanegård”. Porten til kortex. Alle sanser skal er i gennem, bortset fra lugte og smags-sansen. Perception, opmærksomhed og bevægelse. Skade kan føre til synestesi (hvor personer f.eks. smager ord.)
De tre beskyttende membraner i hjernen og rygmarven:
- Dura mater: Hårdt yderst lag
- Pia mater: Blødt inderst lag
- Arachnoid: Substans mellem de to lag
Cerebral spinal fluid (CSF):
Omringer centralnervesystemet
- Beskytter hjernen mod pludselig bevægelser som ødelægger hjernen
- Fungerer som et medium for forskelligt materiale der skal bruges i hjernen
- Hver hemisfærer har ventrikler der er fyldt af det
Gliaceller: Microglia
Meget små celler, der kan reparere og “rengøre” normale celler
Gliaceller: Oligodendrocytes
A type of large glial cell found in the central nervous system. Hjælper med at producere myelinskeder i CNS
Gliaceller: Schwann cells
Er main glial cells i det perifere nervesystem, which wrap around axons of motor and sensory neurons to form myelinskeder
Det perifere nervesystem:
Det somatiske nervesystem Det autonome nervesystem: - Det sympatiske - Det parasympatiske Det enteriske nervesystem
Det sympatiske nervesystem
Sympatisk aktivering gør kroppen klar til at handle (fight or flight response)
Frigør noradrenalin (norepinephrine)
Det parasympatiske nervesystem
Parasympatisk aktivering gør kroppen klar til afslapning og at lade op til senere handling (rest and digest response)
Frigør acetylcholine
Det somatiske nervesystem:
To anatomiske grupper:
- Cranial nerves: 12 par (en på højre og en på venstre side) - sansesystemet og nogle bevægelser (se billede på s. 37)
- Spinal nerves: 31 par nerver på rygradens åbninger. Delt op i fem segmenter: Cervical Thoracic Lumbar Sacral Coccygeal
Developmental subdivisions of the brain:
○ Forhjernen (prosencephalon)
○ Mellemhjernen (mesencephalon)
○ Baghjernen (rhombencephalon)
§ Metencephalon: Cerebellum (lillehjernen)
§ Myencephalon: Medulla
○ Hjernestammen: Mellemhjernen, hjernebroen og medulla
○ Telencephalon (de to cerebrale hemisfærer, basalganglierne, det limbiske system)
○ Diencephalon: Thalamus, hypothalamus
Basalganglierne
Caudate nucleus
Putamen
Globus pallidus
Det limbiske system:
Vigtigt for læring og emotioner:
- Amygdala
- Hippocampus
- Mammilary bodies
- Fornix
- Septal nuclei
Allokortex og mesokortex - gamle krybdyrhjerne. Gyrus singularis, amygdala, hippocampus, hypothalamus. Regulerer emotioner og hukommelse. Vigtig i respons til stress. Forbundet til det autonome nervesystem. Varetager sammenkoblingen af signaler fra indre organer og emotioner til kognition og adfærd.
Bipolar og skizofreni.
Hypothalamus
- En del af diencephalon
- Centret for sult, temperaturregulering, sexlyst osv. Også center for hormonsystemerne
Dannelsen af hormoner, basale behov som søvn, tørst, sult, sex osv. Reagerer på mange forskelige stimuli, som lys, stress, arousal. Også forældreskab, blodtryk og hjerterytme.
Cerebellum
Er vigtig for motorisk koodination og kontrol, men er også vigtigt for fx læring. automatisk bevægelse og koordineret bevægelse samt balance og reflekser. Rysten og finmotorik. Sidder på toppen af hjernestammen.
De tre beskyttende membraner i hjernen og rygmarven
- Dura mater
- Pia mater
- Arachnoid
Medulla
- Er det sidste stykke inden rygmarven
- Regulerer vejrtrækning og hjerterytme
Cerebral spinal fluid (CSF):
Omringer centralnervesystemet
- Beskytter hjernen mod pludselig bevægelser som ødelægger hjernen
- Fungerer som et medium for forskelligt materiale der skal bruges i hjernen
Thalamus
Del af Diencephalon. Næsten alle sansers “hovedbanegård”
MRI (strukturel)
Ved at sende almindelige radiobølger ind i kroppen og registrere ekkoet kan en computer lave et detaljeret billede af kroppens indre. Der bruges hverken radioaktivet kontrastvæske eller stråling, derfor er den god. Forskellen på de forskellige vævs vand- og fedtindhold, som MR-scanningen afbilleder. Se forskel på grå og hvid substans.
CT (strukturel)
Røntgen - elektromagnetisk stråling. Måler hjernens bløde væv. Minus er at patienten udsættes for stråling. God til indre blødninger og knuder. De forskellige væv optager strålingen på forskellig vis og derfor kan der dannes et strukturelt billede.
PET (funktionel)
Ozygen-15 tilsættes i blodet (radioaktivt). Blodgennemstrømningen måles. Giver billede af sygdomsaktivitet. Diagnosticere Alzheimers. God sammen med CT. Minus er at der er aktivitet mange steder i hjernen. Hvilke områder af hjernen der er aktive når en kognitiv opgave udføres. Kan bruge sporingsstoffer der kan binde sig til forskellige receptorer. Minder om fMRI, men kan mere, men er dyrere og bruger radioaktivt væske.
fMRI (funktionel)
Mest benyttet inden for kognitionspsykologien. Måler hjerneaktivitet ved blodgennemstrømning ved ændring i metabolismen. Hvor i hjernen der er hvilken aktivitet. Signal peaker efter 6-10 sek. Hjerneområder der er aktive bruger mere oxygen - BOLD-signal. Hvordan forskellige områder af hjernen ændrer aktivitetsniveau i forhold til forskellige opgaver. Hvor i hjernen den øgede aktivitet stammer fra. Meget billigere og lettere at vedligeholde i forhold til PET, samt ingen radioaktive midler.
Single cell recording (funktionel)
Elektrode der opereres på en eller få neuroner for at måle specifik aktivitet. Invasiv - bruges på dyr eller når der er alligevel er åbent til hjernen.
EEG (funktionel)
Måler elektriske impulser fra hjernen direkte fra elektroder som er placeret på kraniet. God tidslig opløsning, men giver ikke et billede af hvor i hjernen aktiviteten sker, men hvornår den sker.
ERP (funktionel)
Begivenhedsrelateret EEG. Korrigerer EEG målingen med en bestemt begivenhed eller stimuli.
MEG (funktionel)
Udnytter ændringen i magnetiske felter som de elektriske ladninger skaber og måler megnetismen i stedet for elektricitetet. Bedre rumlig opløsning end EEG. Meget dyr.
TMS (funktionel)
Håndholdt device. Fremkalder virtuelle læsioner, så man kan studere dem uden egentlige skader. Man stimulerer områder, så man ser hvordan de normalt opfører sig, og derved bedre kan forstå skader. Samme princip som ved læsions-metoden, bare hvor læsionen er kunstigt fremkaldt. Bruges ofte i forskning.
OT (funktionel)
Optisk Topografi. Lyser med infrarødt lys og måler hvor der reflekteres mest lys tilbage - der hvor der er mest lys = mest aktivitet i hjernen. Bruges til babyer da det ikke larmer og fordi deres skal er tynd.
Amygdala
Mandelkerne. Dannelsen af emotioner, i sær frygt og afsky. Koordinerer fysiologisk respons baseret på kognitiv information (fight or flight). Frygtbaseret indlæring. Sammenkobler højere kognitive funktioner med lavere.
Vigtig for læring
Basale emotioner: frygt, afsky, vrede, tristhed, glæde og overraskelse.
Hippocampus
Hukommelse og dannelse af erindring (episodisk hukommelse - langtidshukommelse) samt læring. Spiller også en rolle for spatial navigation. Anteriorgrad amnesi.
Corpus Calossum
Hjernebjælken der deler de to hemisfærer. Her der er størst koncentration af axoner i hele kroppen.
Basalganglierne
Intentionelle bevægelser og balance. Linker thalamus til motorkortex. Også involveret i kognitive og emotionel opførsel - belønning og afhængighed.
Betændelse her kan føre til parkinsson og Huntington syge.
Globus pallidus: Motorisk kontrol og apati Putamen: Motorisk kontrol og implicit læring Nukleus caudatus: Motorisk kontrol og implicit læring Striatum: (også putamen og nukleaus caudatus) Nukleus Accumbens: lyst og belønning.
Orbitofrontal kortex
Beslutningstagen. Vrede.
Insula
Beslutningstagen ud fra tidligere erfaring og oplevelser - forbinder hippocampus og amygdala med orbitofrontal kortex. Afsky sidder også her.
Frontostriatale kredsløb
Det hvide snit var læsioner i det frontostriatale kredsløb. Kredsløb der går fra kortex, striatum, globus palidus, thalamus og kortex igen. De eksekutive funktioner og “højere funktioner”.
Gyrus singularis
En del af det limbiske system. Regulerer følelser og smerte. Med til at undgå negative og farlige situationer (hukommelse). Selvregulering (anterior del af gyrus singularis er emd i det frontostriatale kredsløb). Sidder lige under kortex (mesokortex).
Cerebellum (lillehjernen)
automatisk bevægelse og koordineret bevægelse samt balance og reflekser. Rysten og finmotorik. Sidder på toppen af hjernestammen.
Input zone
Receives information from
other cells through dendrites
Integration zone
Cell body (or soma) region where inputs are combined and transformed
Conduction zone
Single axon leads away from the cell body and transmits the electrical impulse
Output zone
Axon terminals at the end of the axon communicate activity to other cells
Nissl stains
Outline all cell bodies because the dyes are attracted to RNA, which encircles the nucleus.
Golgi stains
Fill the whole cell, revealing details, but stain only a small proportion of neurons.
Tract Tracers
Injection der bruges til at identificere og tracke ruter/forbindelser mellem neuroner.
Anterograd labeling: viser axonets mål (sprøjter ind ved dendritter og cellekroppen og viser så hvilke axoner)
Retrograd labeling: viser cellekroppens mål (sprøjtes i axonerne og så ser man hvilke cellekroppe de går ind til )
Receptors
In the postsynaptic membrane
- are specialized proteins that react to a
neurotransmitter.
Synapctic vesicles
Små poser med neurotransmitters i cellen som frigives i den synaptiske kløft (posen kommer ikke med ud, kun stoffet)
Ionotrop receptor
Er hurtige. Åbner en ion kanal så snart transmittermolekylet binder sig fast
Metabotrop
Er langsom, da den ikke er direkte - frigiver et g-protein og sætter gang i en second messenger
Astrocytes
Primære gliacelle (hjælper mest), opbygger og danner nye synapser bl.a.
Nodes of ranvier
Gaps mellem myeliniseringen hvor axonet er frit (og dermed kan komme aktionspotentiale ind)
Når aktionspotentialet ‘hopper’ fra node til node kaldes det saltatory conduction
Basalganglierne
Vigtig for motorkontrol. Består af:
- Caudate nucleus, putamen, and globus pallidus - under the cerebral cortex
- Substantia nigra - in the midbrain
Dorsal root (spinal nerves)
Bærer på sensorisk information fra kroppen til rygraden (dorsal - bagpå)
Ventral root (spinal nerves)
Bærer på motorisk information fra rygraden ud til musklerne (ventral - foran)
Nucleus
En samling af neuroner i CNS (kaldes ganglia i det perifere, kaldes nucleus i CNS)
Tract
Et bundt af axoner i CNS (kaldes nerve i det perifere, kaldes tract i CNS)
Saggital plane
Deler hjernen ud i to sider (skærer mellem øjnene) (siderne)
Horizontal plane
Skærer over horisonten (deler øverste og nederste hjernehalvdel)
Coronal plane
Deler hjernen op i front og back-regioner
Efferent
Bevæger sig fra hjernen og til noget (exit)
Afferent flow of information
A for ankomst - information bæres fra et område op til hjernen
Nucleus
En samling af neuroner i CNS
Tract
Et bundt af axoner i CNS
Basalganglierne
Vigtig for motorkontrol. Består af:
- Caudate nucleus, putamen, and globus pallidus - under the cerebral cortex
- Substantia nigra - in the midbrain
Det limbiske system
Amygdala, mammillary bodies, hippocampus, fornix, septal nuclei, singulate gyrus, olfactory bulb, stria terminalis
Reticular formation
Mellemhjerne-system - søvn, arousal, temperaturkontrol og motorkontrol
