Biologiczne podstawy zachowania

Michał Białek

Jądro - "centrum obliczeniowe" neuronu. To tutaj zachodzą procesy kluczowe dla funkcjonowania neuronu.

Akson - "wyjście" neuronu. Za jego pośrednictwem neuron powiadamia świat zewnętrzny o swojej reakcji na dane wejściowe. Neuron ma tylko jeden akson.

Wzgórek aksonu - stąd wysyłany jest sygnał wyjściowy, który wędruje dalej poprzez akson.

Dendryt - "wejście" neuronu. Tędy trafiają do jądra sygnały mające być w nim później poddane obróbce. Dendrytów może być wiele - biologiczne neurony mają ich tysiące.

Synapsa - jeśli dendryt jest wejściem neuronu, to synapsa jest jego furtką. Może ona zmienić moc sygnału napływającego poprzez dendryt.

Rodzaje neuronów:

Czuciowe – odbierają bodźce

Ruchowe – wykonują polecenia

Kojarzące – pośredniczą między czuciowymi a ruchowymi

Poza neuronami (100mlrd) występują tez komórki glejowe (klejące). Funkcje:Decydujące znaczenie o tworzeniu połączeń miedzy neuronamiUłatwiają komunikacje między NUsuwają resztki obumarłych NBiorą udział w odzywaniu N

Aktywacja neuronów:

Aktywacja neuronów:

Wejście = sygnały przychodzące przez dendrytyWagi = odpowiedniki modyfikacji dokonywanych przez synapsyBlok sumujący = jądroBlok aktywacji = wzgórek aksonuWyjście = akson

Impulsy nerwowe

Neuron w spoczynku posiada ładunek ujemny = potencjał spoczynkowy

Przy przekroczeniu progu pobudzenia otwierają się kanaliki w błonie komórkowej, umożliwiając wymianę jonów.

Zmieniający się wzdłuż aksonów ładunek to potencjał czynnościowy. Działa on na zasadzie wszystko albo nic.

Neuroprzekaźniki i neuromodulatory:

Porównanie synapsy elektrycznej (A) i chemicznej (B);

A) pobudzenie (1) jest przekazywane między komórkami za pomocą transportu jonów (2) przez bezpośrednie kanały;

B) pobudzenie (1) skutkuje egzocytozą pęcherzyków (2) zawierających substancją przekaźnikową (3) wchłanianą (4) przez komórkę - odbiornik.

Neuroprzekaźnik: sygnały przechodzące z neuronu do drugiego

Neuromodulatory: modyfikują lub zmieniają skutki działania neuroprzekaźników.

Receptory:

Wyspecjalizowane miejsca w dendrytach lub ciele komórki, które reagują na określone neuroprzekaźniki lub neuromodulatory. Możliwe są dwie reakcje:PobudzającaHamująca

 Neuron może otrzymywać tysiące sygnałów

równocześnie. Ich wartości się sumują lub znoszą.

Ten sam neuroprzekaźnik może wywoływać różne reakcje, w zależności od receptorów. Np. acetylocholina może działać jako:

Przekaźnik (spowalnia prace serca)

Modulator (wspomaga przechowywanie świeżych wspomnień).

Kontakt mózgu z otoczeniem:

Nerwy czaszkowe – zawiaduję określonymi mięśniami, pobierają sygnały ze zmysłów

Ośrodkowy układ nerwowy (OUN)

Rdzeń kręgowy poprzez 31 par nerwów rdzeniowych przesyła komendy mózgu do ciała. OUN nie tylko przekazuje impulsy, może także sam inicjować odruchy: automatyczne reakcje na zdarzenie.Neurony kojarzące w rdzeniu pośredniczą między neuronami czuciowymi a ruchowymi, ale mogą także zablokować lub osłabić reakcję. Mózg może stymulować neurony kojarzeniowe w rdzeniu do zaniechania przekazania pobudzenia.

Łuk odruchowy

Obwodowy układ nerwowy

Składa się z (AUN) oraz szkieletowego układu nerwowego.

AUN dzieli się na

Sympatyczny - uruchamiany w odpowiedzi na zagrożenie, także w dużym stresie. Kontroluje wszystkie narządy.

Parasympatyczny – uspokaja i obniża pobudzenie. Kontroluje jeden lub kilka narządów.

Funkcje poszczególnych obszarów mózgu:

Kora mózgowa:

Płat potyliczny:

Płaty potyliczne: widzenie. Nerwy wzrokowe biegną na krzyż, uszkodzenie prawego płatu potylicznego powoduje zaburzenie widzenia z lewej strony.

widzenie; analiza koloru, ruchu, kształtu, głębi;

skojarzenia wzrokowe, ocena, decyduje czy wrażenie jest analizowane i jaki jest jego priorytet.

 

Wyniki uszkodzeń płata potylicznego:

dziury w polach wzrokowych (skotoma);

trudności w umiejscowieniu widzianych obiektów;

halucynacje wzrokowe; niedokładne widzenie obiektów, widzenie aureoli;

trudności w rozpoznawaniu kolorów;

trudności w rozpoznawaniu znaków, symboli, słów pisanych;

trudności w rozpoznawaniu rysunków;

trudności w rozpoznawaniu ruchu obiektu;

trudności z czytaniem i/lub pisaniem.

Płat skroniowy:

zakręt górny i wieczko: słuch muzyczny, fonematyczny i wrażenia dźwiękowe; obszar Wernickego - rozumienie mowy, gramatyka, prozodia; zakręt dolny: rozpoznawanie obiektów; kategoryzacja obiektów; pamięć werbalna, zapamiętywanie; część podstawna: analiza zapachów  

Uszkodzenia płatów skroniowych:

zaburzenia słuchu, rozumienia mowy i percepcji dźwięków; zaburzenia wybiórczej uwagi na bodźce słuchowe i wzrokowe; problemy w rozpoznawaniu widzianych obiektów; trudności w rozpoznawaniu twarzy (prozopagnozja); upośledzenie porządkowania i kategoryzacji informacji werbalnych; lewa półkula - trudności w rozumieniu mowy (afazja Wernickego); uszkodzenia prawej półkuli moga spowodować słowotok; trudności w opisywaniu widzianych obiektów; zaburzenia pamięci - amnezja następcza, problemy z przypominaniem; zaburzenia zachowań seksualnych;

zaburzenia kontroli zachowań agresywnych.

Płat ciemieniowy:

część górna: czucie dotyku, temperatury, bólu; umiejscowienie wrażeń czuciowych; prawa część dolna: orientacja przestrzenna, układ odniesienia względem swojego ciała konstruowany na podstawie wrażeń wzrokowych; lewa częśćdolna: modelowanie relacji przestrzennych ruchów palców. pomiędzy i część przyśrodkowa: celowe ruchy; integracja ruchu i wzroku; integracja czucia i wzroku w jeden percept; manipulacja obiektami wymagająca koordynacji i wyobraźni przestrzenno/ruchowej. rozumienie języka symbolicznego, pojęć abstrakcyjnych, geometrycznych.

Uszkodzenia płata ciemieniowego:

całkowita niepodzielność uwagi; niezdolność do skupiania wzroku na określonym miejscu (apraksja wzrokowa); trudności w orientacji przestrzennej; trudności w integracji wrażeń wzrokowych w jedną całość (symultagnozja); trudności w koordynacji ruchu oczu i rąk; niezdolność do celowego działania wymagającego ruchu (apraksja), problemy w troszczeniu się o siebie;

Uszkodzenia płata ciemieniowego

lewy - niezdolność do odróżnienia kierunków, lewa-prawa trudności w liczeniu (dyskalkulia) i matematyce, zarówno algebrze jak i geometrii; niezdolność do nazwania obiektu (anomia); okolice lewego zakrętu kątowego - niezdolność do umiejscowanienia słów pisanych (agrafia); problemy z czytaniem; prawy - brak świadomości niektórych obszarów przestrzenii i części ciała (jednostronne zaniedbanie); anozagnozja, zaprzeczanie niesprawności; trudności w rysowaniu; trudności w konstruowaniu obiektów; zaburzenia osobowości (zwykle lezje ciemieniowo-skroniowe).

Płat czołowy: działanie

część górna - funkcje ruchowe, pierwotna kora ruchowa, kora przedruchowa, dodatkowa kora ruchowa; pamięć wyuczonych działań ruchowych, np. taniec, nawyki, specyficzne schematy zachowań, wyrazy twarzy; lewy płat - obszar Brocka (mowa – rozumie ale nie mówi); pola czołowe oczu (ruch gałek ocznych zależny od woli); część przedczołowa: "zdawanie sobie sprawy"; planowanie i inicjacja działania w odpowiedzi na zdarzenia zewnętrzne; oceny sytuacji;

Płat czołowy: działanieprzewidywanie konsekwencji działań - symulacje w modelu świata;

konfromizm społeczny, takt, wyczucie sytuacji;

analiza i kontrola stanów emocjonalnych, ekspresji językowej;

uczucia błogostanu (układ nagrody), frustracji, lęku i napięcia;

lewy płat - kojarzenie znaczenia i symbolu (słowa), kojarzenie sytuacyjne;

pamięć robocza;

wola działania, podejmowanie decyzji;

relacje czasowe, kontrola sekwencji zdarzeń.

część podstawna, kora okołooczodołowa -

Efekty uszkodzeń płata czołowego:

utrata możliwości poruszania częściami ciała; afazja Brocka – mówi, ale nie rozumie mowy innych; niezdolność do planowania wykonania sekwencji ruchów przy wykonywaniu czynności; niezdolność do działań spontanicznych; schematyczność myślenia; "zapętlenie", uporczywe nawracanie do jednej myśli; trudności w koncentracji na danym zadaniu; trudności w rozwiązywaniu problemów; niestabilność emocjonalna; zmiany nastroju; nieakceptowalne zachowania społeczne; zachowania agresywne; lewy płat - depresja, prawy - zadowolenie; prawy tylny - trudności w zrozumieniu kawałów i śmiesznych rysunków, preferencje dla niewybrednego humoru; zmiany osobowości.

Leukotomia:zabieg neurochirurgiczny polegający na przecięciu włókien nerwowych łączących czołowe płaty mózgowe ze strukturami międzymózgowia (najczęściej podwzgórzem lub wzgórzem). Freeman wprowadził w 1945 roku uproszczoną metodę polegającą na wprowadzeniu przez oczodół do płata czołowego mózgu noża do kruszenia lodu. W latach 1939–1951 w USA wykonano około 18 000 leukotomii i obecnie uważa się, że w większości przypadków wskazania do niej były mocno naciągane.

Paradoksalnie, dodatkowym utrudnieniem dla „niewinnie operowanych” była Nagroda Nobla, którą Antonio Egas Moniz otrzymał w 1949 roku. Trudno było podważać metodę leczenia, u podstaw, której leżały odkrycia nagrodzone w taki sposób.

Rosemary Kennedy

siostra prezydenta USA Johna Kennedy’ego, od swoich urodzin w roku 1918 była w lekkim stopniu upośledzona. Nie uczyła się z innymi dziećmi w zwykłej szkole, lecz musiała mieć prywatnych nauczycieli, na których stać było jej zamożnego ojca.  

Z czasem rodzinie coraz trudniej było radzić sobie z wybuchową i agresywną dziewczyną, której nastrój potrafił się w każdej chwili niespodziewanie zmieniać. Nie mówiąc pozostałym członkom rodziny, ojciec Rosemary skontaktował się z jednym z neurochirurgów, aby poprosić o operację, która wtedy uważana była za cudownie uzdrawiającą i mogącą pomóc w większości zaburzeń psychicznych. Operacja została wykonana w 1941 roku, a w jej następstwie Rosemary stała się całkowicie niezdolną do samodzielnego życia. Rodzina umieściła chorą w klasztorze St. Collet w Wisconsin, gdzie spędziła resztę swojego życia.

Innym przykładem jest znana w latach 40. XX w. Hollywoodzka aktorka Frances Farmer, która na swoje nieszczęście była polityczną aktywistką głośno wyrażającą swoje komunistyczne i rewolucyjne poglądy. W 1942 roku została uznana za niepoczytalną.

Kilka następnych lat spędziła w przytułkach dla psychicznie chorych, a w październiku 1948 roku sam Walter Freeman wykonał u niej swoją słynną leukotomię przy pomocy noża do rozbijania lodu. Zwolniona ze szpitala w 1953 roku nigdy nie odnalazła się w społeczeństwie mimo powrotu do showbiznesu. Jej historię przedstawia film „Frances”, w którym w rolę głównej bohaterki wcieliła się Jessica Lange.

Funkcje półkul:

Efekt rozdzielenia półkul, np. w terapii epilepsji.

Efekty rozdzielenia półkul

„widziałem kurzą łapę, więc wybrałem kurczaka” (lewa = kura + lewa= mowa).

„Kurnik trzeba posprzątać szuflą” (prawa śnieg, brak kontaktu z lewą, wiec lewa stworzyła historię).

Struktury podkorowe:

Wzgórze: odbiera informacje od układu czuciowego i ruchowego, odpowiada za uwagę. Odczucia czy bóle fantomowe.

.

Struktury podkorowe:

Podwzgórze: głód, pragnienie, temperatura ciała, ciśnienie krwi i tempo akcji serca. Ośrodek przyjemności – szczury wolały jego stymulacje niż jedzenie

Struktury podkorowe:

Hipokamp: umożliwienie przechowywania nowych informacji. H.M. – zawsze nowy dzień, nie nabywał nowych doświadczeń.

Struktury podkorowe:

Ciało migdałowate: emocje, strach czy lęk, gniew. Rozpoznawanie ekspresji emocji.

Zwoje podstawy; planowanie i tworzenie ruchu. Odpowiedzialne za tworzenie nawyku

Pień mózgu:

Rdzeń przedłużony: kontrolowanie oddychania, przełykania i krążenia krwi

Twory siatkowate rdzenia: czuwanie, gotowość do działania. Zawiaduje produkcja neuromodulatorów. Część zstępująca reakcje AUN, integracja impulsów od nieświadomie kontrolowanych mięśni.

Pień mózgu:

Most – wiele funkcji, od snu po kontroli mięśni twarzy.

Móżdżek: koordynacja fizyczna, orientacja w czasie, koncentracja uwagi.

Encefalopatia bokserska

Encefalopatia bokserska:Przewlekła encefalopatia pourazowa charakteryzuje się zaburzeniami świadomości, układu ruchowego oraz zaburzeniami psychicznymi. Pierwszymi objawami choroby są problemy z mową, często mowa jest bełkotliwa trudna do zrozumienia, występują drżenia. Innymi objawami mogą być zaburzenia koordynacji kończyn górnych. Bardzo rzadko zdarza się, że we wczesnej encefalopatii występują objawy parkinsonizmu. Bokserzy często są drażliwi, maja zachwiana równowagę emocjonalną, popadają w stany euforii, a następnie przygnębienia, depresji i apatii. Napady agresji oraz słowotok są częstym zachowaniem bokserów.  

Encefalopatia bokserska:

Kolejnym etapem są objawy z zakresu motoryki pięściarzy, często obserwuje się sztywność i bradykinezję (spowolnienie ruchowe). Stan psychiczny wykazuje zwolnienie procesów myślowych i kłopoty z pamięcią. Brak uwagi, roztargnienie oraz częste zespoły paranoiczne to tylko niektóre zachowania pięściarzy, jakie można zaobserwować.

Encefalopatia bokserska:Do najbardziej zaawansowanego etapu encefalopatii można zaliczy stan otępienia bokserskiego. Stan ten charakteryzuje się zaburzeniami świadomości i problemem z wykonywaniem funkcji codziennych. Spowolnione mówienie, myślenie oraz parkinsonizm pogłębia się. Występują problemy z koordynacja ruchowa oraz problemy z zapadaniem w sen. Zaburzenia funkcji płata czołowego mogą powodować amnezje. Zaobserwować można objawy padaczkowe w powiązaniu z silnymi bólami głowy.

Geny, mózg i środowisko:

Prawa Mendla.

Każda cecha dziedziczona jest od każdego z rodziców

Czasem jedne z elementów dominuje nad drugim

DNA – cząsteczka zawierająca geny

Gen to łańcuch DNA tworzący określone białka, stanowiące budulec ciała oraz napędza procesy życiowe

Genotyp: kod genetyczny noszony przez organizmFenotyp: obserwowalna struktura lub zachowanie organizmuDziedziczenie złożone: łączne działanie kombinacji genów współpracujących ze sobą. Powstają różnice ilościowe nie jakościowe.

Mutacja – fizyczna zmiana genu. Zmiana genu powoduje zmiany obiektu seksualnego u muszek owocówek (łańcuchy zalecających się samców).

Inaktywacja genu – usunięcie całego genu lub jego istotnej części

Aktywacja genu: wstawienie nowej sekwencji kodu lub zastąpienie już istniejącej.

Geny nie determinują fenotypu. Mózg miał więcej połączeń w momencie narodzin niż ma teraz. Nieużywane połączenia są usuwane

Plastyczność to zdolność mózgu do bycia kształtowanym przez siły zewnętrzne. Dobrze karmione i stymulowane szczury maja większe i cięższe mózgi.

Plastyczność jest widoczna szczególnie gdy:

W niemowlęctwie mózg kształtowany jest przez interakcje ze środowiskiem

Gdy ciało zmienia się tak, że zmieniają się docierające impulsy

Kiedy uczymy się czegoś nowego lub przechowujemy informacje

Jako rekompensata po urazie mózgu

Sprzężenie genów i środowiska

trening a konstrukcja mięśni

Trzy rodzaje interakcji geny – środowisko:

Bierna – skłonności rodziców tworzą środowisko przyjmowanie biernie przez dziecko.

Reaktywna – reakcja środowiska na cechy fenotypu ujawniane przez podmiot

Aktywna – podmiot sam wchodzi w pewne interakcje ze środowiskiem oraz unika innych.

Genetyka zachowania – genetyka zachowania – określa w jakim stopniu zachowanie jest genetyczna a w jakim wynika z oddziaływania środowiska.

Odziedziczalność – zmienność w zakresie cechy wynikające z genów. (wzrost uzależniony jest w 90%)

Eugenika

Eugenika

Pojęcie wprowadzone w 1883 roku przez Francisa Galtona, kuzyna Karola Darwina, które dotyczyło selektywnego rozmnażania zwierząt lub ludzi, aby ulepszać gatunki z pokolenia na pokolenie, szczególnie jeśli chodzi o cechy dziedziczone. W ciągu następnych lat Galton poprawił swoją definicję, aby uwzględnić specyfikę eugeniki pozytywnej, zachęcającej do częstszego reprodukowania się najlepszych osobników oraz eugeniki negatywnej, zniechęcającej do reprodukcji osobników mniej wartościowych. 

Od 1920 roku techniki eugeniczne w USA wspierała także organizacja American Birth Control League założona przez działaczkę na rzecz planowania rodziny Margaret Sanger. W 1922 roku Sanger wydała książkę pt. "Pivot of Civilisation", w której m.in. krytykowała dobroczynność i akcje charytatywne jako "sentymentalne i patriarchalne" oraz postulowała konieczność pilnej "segregacji i sterylizacji" kobiet należących do "klasy debili" przed osiągnięciem wieku rozrodczego. W kolejnych publikacjach zwalczała rodziny wielodzietne.

W 1924 przyjęto ustawę Immigration Restriction Act, w której eugenicy odgrywali wiodącą rolę ekspertów w debacie kongresowej, ostrzegając przed "podrzędnym asortymentem" z Europy południowej i wschodniej. Ustawa zredukowała liczbę imigrantów z zagranicy do 15% wielkości z poprzednich lat, aby kontrolować udział "nieprzydatnych" osobników wjeżdżających do kraju, i wzmacniała istniejące prawa dążące do niemieszania ras i utrzymywania niezmienionej puli genetycznej. Względy eugeniczne leżały także u podstawy przyjęcia prawa dotyczącego kazirodztwa w większej części Stanów Zjednoczonych.

Niektóre stany praktykowały sterylizację osób upośledzonych przez większość XX wieku. Amerykański Sąd Najwyższy w 1927 roku ogłosił werdykt w tzw. sprawie Buck vs. Bell, uznając, że stan Virginia może sterylizować osoby uznane za nieprzydatne.

Między 1907 a 1963 rokiem w Stanach Zjednoczonych, na mocy ustawodawstwa eugenicznego, przymusowo wysterylizowano ponad 64 tys. osób. Gdy nazistowscy administratorzy byli sądzeni w Norymberdze za zbrodnie wojenne, usprawiedliwiali masowe sterylizacje (ponad 450 tys. w ciągu niecałej dekady), pokazując palcem Stany Zjednoczone jako źródło inspiracji.

W 1939 roku Margaret Sanger zapoczątkowała "Projekt Murzyn" (Negro Project), którego celem było ograniczenie rozrodczości czarnych obywateli USA

Po II wojnie światowej American Birth Control League zmieniła nazwę na International Planned Parenthood Federation w celu uniknięcia niekorzystnych skojarzeń z eugeniczną działalnością nazistów.

W 2008 roku wobec Planned Parenthood ponownie wysunięto zarzuty o działalność eugeniczną i rasistowską w związku z przyjmowaniem przez nią dotacji finansowych ze szczególnym wskazaniem, że mają być użyte do promowania aborcji w środowisku czarnych obywateli USA. Zwrócono także uwagę, że w 2006 roku na 1,2 mln aborcji w USA ponad 680 tys. czyli 56% było dokonanych u czarnych kobiet pomimo, że ogólna ich liczebność w populacji USA to tylko 15%