NeurobiologieProf. dr. Alexandru Babe Catedra de Fiziologie i Biofizic

Neurotiina perspectiv istoric(http://www.pbs.org/wnet/brain/history/) -cca. 4000 i.e.n. civilizatia Sumeriana efectele halucinogenice ale extractelor din mac

-cca. 2500 i.e.n. Egiptul antic papirus care descrie 26 de cazuri de traume craniene; meningele, fluidul cerebrospinal, etc -cca. 2000 i.e.n. dovezi arheologice cu privire la trepanare (civilizatia Inca) pentru tratarea epilepsiei, ranilor, bolilor mintale

Alcmaeon din Croton (600 i.e.n) medic grec - primul care a identificat creierul ca fiind rspunzator de percepie i contien; ipoteze bazate pe experiment (disecie); nervii optici conduc lumina de la ochi la creier

Hippocrates (400 i.e.n) teoria celor 4 umori (bila galben, bila neagr, sngele i flegma) - A intuit corect c epilepsia este datorat unei disfuncii a creierului

Aristotel (350 i.e.n) filozoful care a influenat cel mai puternic omenirea pe durata Evului Mediu; inima ca sediu al emoiilor i contienei; nu a intuit importana creierului; totusi, a facut distinctie intre memoria pe termen scurt si cea pe termen lung

Herophilus & Erasistratos (300 i.e.n) practicau disectii chiar pe criminali in viata au descris SNP nervi motori si senzitivi

Galen (130-200 e.n) medic grec din epoca Roman; vzul implica transformarea imaginii vizuale n spirit vizual de ctre ochi (divinum oculi); spiritul vizual cltorete prin nervul optic ctre ventriculii laterali, unde genereaz contiena Rol important al ventriculilor n generarea cogniiei i a emoiilor

Evul Mediu interzicerea disectiilor si a studiului anatomiei Hyeronimus Bosch (1453 1516) Vindecarea nebuniei

Andreas Vesalius (1514-1564) De humani corporis fabrica - unul dintre cei mai faimoi anatomiti ai Renaterii -rolul creierului n controlul mduvei, precum i al mduvei n controlul muchilor scheletici - neaga importanta ventriculilor

Ren Descartes (1596-1650) sistemul nervos central controleaz funcionarea organismului; glanda pineal (epifiza) rol central in functionarea creierului; initiator al dualismului minte - creier

Thomas Willis (1621-1675) fondatorul neurobiologiei clinice; a combtut teoria conform creia ventriculii ar fi componentele eseniale ale creierului; rolul major al emisferelor cerebrale

Luigi Galvani (1737-1798) descoperitorul bioelectricitii a demonstrat contracia muscular ca urmare a stimulrii electrice a nervului sciatic

Giovanni Aldini experimente pe cadavre

Corp galvanizat

Monstrul lui Frankenstein

Franz Josef Gall (1758 1828) fondatorul frenologiei caracterul si personalitatea sunt indicate de forma craniului

James Parkinson (1817)

Cazul Phineas Gage (1850) lucrator la caile ferate; modificare radicala a personalitatii in urma lezarii lobului frontal

Pierre Paul Broca (1824 1880) a identificat aria corticala implicata in vorbire aria lui Broca

Carl Wernicke (1848 1905) a identificat aria corticala implicata in intelegerea limbajului aria lui WernickeAspirina primul analgezic comercial 1899

I. Sistemul nervos descriere general

Sistemul nervos central -creierul -mduva spinrii

Sistemul nervos periferic -ganglioni -nervii periferici

Ariile corticale senzoriale primare

Regiuni ale cortexului implicate n procesarea informaiei

A cortexul vizual primar; B aria lui Wernicke; C aria lui Broca Aria lui Wernicke nelegerea limbajului Aria lui Broca vorbire

Complexitatea sistemului nervos

-1011 neuroni; 1 neuron conexiuni cu ali 104 neuroni -doar 10% dintre celulele din creier sunt neuroni -90% sunt celule gliale (oligodendrocite, astrocite i celule microgliale)

II. Sistemul nervos componente celulare

Celule gliale oligodendrocite si microglii

oligodendrocita

microglie

Celule gliale astrocite

pot elibera gliomediatori

interactioneaza cu mai multi neuroni si sute de sinapse

regleaza fluxul sangvin local; participa la BHE

Oligodendrocitele genereaza stratul de mielina in SNC

O multitudine de tipuri de neuroni

Exist mai multe tipuri de neuroni, cu morfologie i rol fiziologic distinct

Regiunile funcionale ale neuronului

1. Arborizaia dendritic culegerea de informaii 2. Soma, sau corpul neuronal procesarea informaiei 3. Conul axonal declanarea excitaiei 4. Axonul propagarea informaiei 5. Terminaiile neuronale transferul de informaie ctre alt celul

Propagarea intra-neuronal a informaiei poteniale de aciune (impulsuri nervoase) Propagarea inter-neuronal transmiterea sinaptic (eliberare de neuromediatori)

Sinapsa structura care permite schimbul de informaientre doi neuroni (inter-neuronal)

Reelele neuronale sunt n general extrem de complicate grad uria de interconectare

Cortex Retin

Desene de Santiago Ramon y Cajal ( 1900)

III. Sistemul nervos tehnici de investigare

Tehnica de patch-clamp

Msurarea curenilor ionici prin membranele celulare a) n configuraia whole-cell se msoar curentul macroscopic prin ntreaga membran b) n configuraia excised-patch se msoar curentul microscopic printr-un numr redus de canale sau chiar printr-un singur canal

Imagistica de rezonan magnetic (MRI magnetic resonance imaging)

RMN static

Tehnica de RMN funcional se folosete la punerea n eviden a regiunilor din creier care particip la un anumit proces (de exemplu privirea unor fotografii, sau perceperea unui stimul dureros, etc)

RMN funcional

Electroencefalografia (EEG)

Electroencefalografia pune n eviden activitatea electric a neuronilor corticali -undele de frecven mic i amplitudine mare (delta, theta) indic o activitate sincronizat a unui numr mare de neuroni apar n general n starea de somn - desincronizarea undelor (creterea frecvenei i scderea amplitudinii) este caracteristic strii de veghe activ

IV. Sistemul nervos patologie

Boli neurodegenerative - Maladia Parkinson

Tremor, rigiditate, bradikinezie, disfagie, defecte de vorbire, oboseal, etc

Boli neurodegenerative - Maladia Alzheimer

Maladia Alzheimer deteriorare progresiv a funciilor cognitive; atrofie a cortexului; moarte neuronal; reducere masiv a numrului de sinapse

Boli neurodegenerativeScleroza lateral amiotrofic maladia Lou Gehrig

Degenerarea motoneuronilor din SNC neuronii rspunztori de generarea micrii voluntare n lipsa semnalelor nervoase, muchii se atrofiaz

Boli autoimune ale sistemului nervosScleroza multipl (sau n plci) maladie demielinizant inflamatorie

Demielinizarea nervului optic pierderea acuitii vizuale

Scleroza multipl se datoreaz atacrii stratului de mielin al neuronilor de ctre sistemul imun - declanarea procesului inflamator duce la distrugerea mielinei

Insensibilitatea cronic la durere

Durerea este o senzaie neplacut..

dar esenial pentru supravieuire. Pacient (12 ani) cu insensibilitate complet la stimuli dureroi. Observai degetele lips i rnile de la genunchi. Insensibilitatea cronic pentru durere se datoreaz unui defect genetic al receptorului trkA pentru factorul de cretere neuronal (NGF).