STVARANJE I PRENOS NERVNOG IMPULSA

Prof. dr Milorad K. Banjanin Jelena Zlatić S 4480 Suzana Širgić 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 sistemsazdan od vaskularnih, specifičnih bioloških formacija (nervnih ćelija-neurona) specijalizovan za utvrdjivanje (detekciju), obradu (procesovanje), sprovodjenje (kondukciju) i stvaranje (generisanje) informacija.

NERVNI SISTEM

Sistem visoko integrisanih Sistem nervnih formacijanervnih formacija, koje čine mozak lokalizovanih u telu ili(cerebrum) i kičmenu moždinu lobanji van CNS-a(medulla spinalis)

PERIFRNI NERVNI SISTEM(PNS)

CENTRALNI NERVNI SISTEM (CNS)

PRIMA 109 bit/s

CNS SKENIRA, EVALUIRA (UPOREDJUJE) SA

MEMORISANIM INFORMACIJAMA, PROCESIRA INFORMACIJE PRIMLJENE OD PERIFERNIH SENZORNIH NERAVA I GENERIŠE EFERENTNE IMPULSE

REGISTRUJE

10-100 bit/s

PROIZVODI

10bit/s

ČOVEK U SEBI IMA NEKOLIKO MILIJARDI NEURONA

KOJI SE NE REGENERIŠU

NEURON

1. DENDRIT2. AKSON3. RANVIJEOVA SUŽENJA

(ČVOROVI)4. TERMINALNI ZAVRŠEC

I AKSONA5. MIJELINSKI OMOTAČ

(ŠVANOVA ĆELIJA OLIGODENDROCIT)

6. TELO NEURONA7. JEDRO

Jedan neuron može da ostvari veze i sa

hiljadu drugih neurona.

Suženja na Mijelinskom omotaču koja se duž aksona ravnomerno

ponavljaju.

Mijelinski omotač obrazuju Švanove ćelije tako

što naležu na akson i obmotavaju se oko njega

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

dražčula mišićimozak

pokret

ČULAPreko čula se dolazi do informacija o procesima u spoljašnjem svetu i u samom organizmu.

• vida• sluha• ukusa• mirisa• dodira• za bol• za toplo, za hladno

POKRETČovek 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...

MOTORNI DEO

SENZORNI MEHANIZAM

REFLEKSNI LUK

Senzorni mehanizam čine receptor i senzorni nerv (aferentno nervno vlakno)

koji spoljni nadržaj (pritisak, silu, temperaturu itd.) prevode u akcioni potencijal, a zatim taj akcioni potencijal

prenose do centralnog nervnog sistema.

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) izazivaju odgovore na prethodnog iskustva koje je skladišteno u memoriji!

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!

NEOPIPLJIVI SISTEMI-sistemi koji se mogu uočiti samo posmatranjem manifestovanih procesa ili aktivnosti koje se javljaju kao rezultat skrivenih

ili implicitnih sistema.

inputi

procesi

autputi

BIOINŽENJERING

predmet bioinženjeringa su živi organizmi,

koji imaju dva važna procesna aspekta

života

KOGNITIVNI ASPEKTključni za funkcionisanje živih

sistema koje podrazumevastalno učenje, u

interakcijama sistema ičoveka

MATERIJALNI ASPEKTbavi se načinom na koji se

energija i materija razmenjuju preko granica sistema i

na koji se obradjuju unutar sistema

MOZAKhardver

ljudskog mišljenja

MENTALNI PROCESIsoftver ljudskog

ponašanja(razmišljanje,

osećanja, emocije i želje)

SNIMANJE ELEKTRIČNE AKTIVNOSTI MIŠIĆA PRIMENOM POVRŠINSKIH (IGLENIH) ELEKTRODA SA CILJEM DIJAGNOSTIKA

SENZORNO – MOTORNIH PROMENA.

ZAPIS ALGEBARSKOG ZBIRA AKTIVNOSTI SVIH ĆELIJA KOJE GENERIŠU POTENCIJAL NA MERNOM

MESTU.

MERENJE AKCIONIH POTENCIJALA NERVNIH ĆELIJA

1) ELEKTROMIOGRAFIJA -EMG

U elektrofiziološkim analizama aktivnosti nervnih ćelija posebna pažnja se posvećuje aktivnosti perifernih nerava (elektroneurografija -ENG),

kao i aktivnosti ćelija kore velikog mozga (elektroencefalografija -EEG).

ELEKTROMIOGRAFSKI ZAPIS GENERISAN VOLJNOM KONTRAKCIJOM ILI PASIVNIM ISTEZANJEM.

ELEKTROMIOGRAFSKI ZAPIS

STOHASTIČKI SIGNAL

PRINCIPIJELNA ŠEMA ELEKTROMIOGRAFSKOG UREDJAJA

2) ELEKTROENCEFALOGRAM (EEG)

Pokazuje kontinualnu ritmičku aktivnost ćelija mozga.

Amplituda signala koje generišu ćelije mozga naPOVRŠINI 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 velikogMozga u odnosu na različite nadražaje ili pasivna stanja, Pa se na osnovu toga mogu dijagnosticirati neki neurološkiProblemi i njihovi uzroci (epilepsija i slično).

PRINCIPIJELNA ŠEMA EEG UREĐAJA

.

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. BETA II (GAMA) Talasi se pojačavaju sa mentalnim aktivnostima Ili u stanju napetostiTETA 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 SNIMAJUEEG SA MANJEG BROJA ELEKTRODAU PERIODU OD 24 SATA. PRI MERENJIMA SE ELEKTRODE POSTAVLJAJU NASTANDARDNA 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.

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.

Promena GUSTINE SLOBODNIH NAELEKTRISANJA (ρ) direktno

odredjuje struje (i=dρ/dt) u korteksu.

tople boje – gustina struje koja je

usmerena kapovršini korteksa

hladne boje – struja koja je usmerena

ka centru mozga

Vizuelna informacija prostorne i vremenske raspodele aktivnosti projektovane na mapu glave.

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.

čulo mišići

AFERENTNI PUT EFERENTNI PUT

U čulima se nalaze receptori, nervne ćelije koje su osetljive na odredjene vrste draži.

Drazi u tim receptorima izazivaju nervni impuls, koji se kroz nervna vlakna prosledjuje u određene delove mozga gde se stvaraju odgovarajući ose-caji.

Ovaj put od čula preko nervnih vlakana do mozga se naziva aferentni put, a nervna vlakna koja vode ove impulse aferentna vlakna.

Kod VOLJNIH POKRETA nervni impuls kreće iz moždane kore.

Preko NERVNIH VLAKANA duž kičmene moždine impuls odlazi do mišića.

STEZANJEM MIŠIĆA NASTAJU POKRETI. Ovaj put od mozga preko nervnih vlakana do mišića se naziva EFERENTNI PUT, a nervna vlakna koja vode ove

impulse EFERENTNA VLAKNA. BACKNA PRIMER...

Stvaranje nervnog impulsa

Kada draž stigne do nervne ćelije,membrana postaje propustljivija za jone K koji izlaze iz ćelije usled čega počinje depolarizacija membrane.

Odredjena razlika potencijala spoljašnje i unutrašnje strane membrane otvara kanale jonima Na koji ulaze u ćeliju.

Na+draž

K+

K+

Na+

Stepen depolarizacije zavisi od intenziteta draži.Kada se dostigne napon od 55mV(tačka paljenja)

javlja se nervni impuls koji se dalje prenosi u vidu talasa.

input

Proces konverzije draži

impulsoutput

1. moment stimulacije2. latentni period3. tačka okidanja4. Threshold potential – prag draži

Zapis nervnog impulsa dobijen ekstracelularnim registrovanjem

ilistruje da se akcioni potencijal širi kao talas BACK

Kada je ćelija u stanju mirovanja

ona ima odredjeni membranski

potencijal (-85mV) koji je posledica

postojanja K+unutar i Na+ sa spoljašnje

strane ćelije.

Prisustvo jonskih kanala

u membrani za pojedine

jone,obezbedjujerazliku u

koncentraciji jonasa intracelularne i

ekstracelularne strane.

Spoljašna strana je pozitivnija u

odnosu na unutrašnju

stranu.

INFORMACIJA

PODACI UREĐENI U MODELE KOJI IMAJU SADRŽAJNO, VREMENSKO I FORMALNO ZNAČENJE

Grupa outputa iz operacije Interpretacija obrade podataka podataka i uključuje u kontekstu sam podatak

koji daje vrednost autputu 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 pokreta.

BACK

BILO KOJI VID ENERGIJE (MEHANIČKE, SVETLOSNE, TOPLOTNE, HEMIJSKE) koji deluje na receptore i izaziva neku promenu u organizmu ili njegovom ponašanju

SPOLJAŠNJA ILI UNUTRAŠNJA DRAŽ

koja može izazvati neku čulnu, psihološku ili socijalnu reakciju

DRAŽ

STIMULUS

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.

FUNKCIONALNE CELINE MOZGA

BACK

AKCIONI POTENCIJAL koji nastaje usled razlike u naelektrisanju spoljne i unutrašnje strane ćelijske membrane neurona.

NERVNI IMPULSBACK

Nastaje brzo i kroz nervno vlakno se provodi uvek

istim intenzitetom

Nastaje na malom delu nervne ćelije

BACK

Dendriti su kratki, razgranati

nastavci koji nadražaj dovode do tela

neurona. Mogu imati i bodlje (izraštaje, spine). Grananje

dendrita je u funkciji povećanja povšine

neurona zbog kontakata (sinapsi) sasa drugim neuronima.

Akson (grč. axon = osovina) ili neurit

(nervno vlakno) je neparan nastavak koji

se samo na kraju grana.

Akson nadražaj odvodi od tela

neurona ka sledećem neuronu.

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 - ribozomi3 – kompleks nukleinskih pora

4 – jedarce5 - hromatin

6 – jedro7 – endoplazmatični retikulum

8 - nukleoplazma

BACK

BACK

Završne nožice

koje sadrže veliki broj

mitohondrija i vezikula koje

imaju ogromnu ulogu u

funkcionisanju sinapse.

OPSEG UČESTANOSTI KARAKTERISTIČNIH ZA ISPITANIKE BEZ PATOLOŠKIH PROMENA

BACK