Neurofyziológia

Neurofyziológia je štúdium fungujúceho nervového systému, je považované za súčasť fyziológie. V súčasnosti je však viac spájaná s pojmom neurovedy. Neurovedy (alebo neuroscience) sú vedeckou disciplínou, ktorá študuje štruktúru, funkciu, vývoj, genetiku, biochémiu, fyziológiu, farmakológiu a patológiu nervového systému. Tradične sú vnímané ako vetva biologických vied. V súčasnosti k neurovedám konvergujú mnohé príbuzné disciplíny, vrátane psychológie, vedy o počítačoch, štatistiky, fyziky, filozofie, matematiky a medicíny. Sféra neurovied sa rozšírila a zahŕňa teraz akýkoľvek systematický vedecký experimentálny a teoretický výskum centrálneho a periférneho nervového systému. Metodiky využívané neurovedcami sa ohromne rozšírili, od biochemických a genetických analýz dynamiky individuálnych nervových buniek a ich molekulárnych zložiek až k obrazovému zobrazovaniu procesov v mozgu pri vykonávaní zmyslových a motorických aktivít. Štúdium mozgu sa stáva základom nášho porozumenia toho ako vnímame a interagujeme s vonkajším svetom a zvlášť, ako sa ľudská skúsenosť a biológia človeka navzájom ovplyvňujú. Je pravdepodobné, že štúdium mozgu bude jedným z ústredných intelektuálnych snažení v budúcich desaťročiach. Orientačná história neurovied:

• Doba kamenná – chirurgovia doby kamennej vysekávali diery do lebky, pravdepodobne aby vypustili “zlých duchov" ktorých považovali za príčinu bolestí hlavy alebo čudného správania • Egypťania - balzamovali telo, ale mozog odstraňovali z lebky a zahadzovali ho, domnievajúc sa že je pre posmrtný život nepotrebný • Gréci – pozorujúc bohatú cievnu seť mozgu Aristoteles usúdil, že to musí byť orgán, ktorý ochladzuje krv. • Rimania – Galén (2. st.n.l.), ako doktor rímskych gladiátorov, pozoroval často poruchy správania, ktoré mali pôvod v traumatických poraneniach hlavy a mozgu. Život (pneuma , t.j . dych) má podľa neho tri formy: mozog je centrom zmyslového vnímania a pohybu; srdce reguluje krv a telesnú teplotu a pečeň je centrom výživy a metabolizmu. O epilepsii píše: "Vo všetkých formách je to mozog, ktorý je chorý; buď choroba vzniká v mozgu samotnom, … alebo vystupuje do mozgu z horného otvoru žalúdka... Zriedka, ale, môže mať pôvod v hociktorej časti tela... a potom stúpa k hlave spôsobom ktorý pacient môže cítiť... “ • Stredovek - duševné choroby boli považované za trest za spáchané hriechy alebo prejav posadnutosťou démonmi. • 17. storočie: Rene Descartes (1596-1650) popisuje epifýzu ako riadiace centrum tela a mysle • 18. storočie: Antony von Leeuwenhoek (1632-1723) popisuje nervové vlákno v priereze; Luigi Galvani (1737-1798) elektricky stimuluje nerv žaby • 19. storočie: Jan Evangelista Purkinje, Robert Remak, Wilhelm His: Anatómia a fyziológia nervových buniek • 20. storočie: Sir Charles Scott Sherrington (1857-1952) za štúdium nervových funkcií mu bola udelená Nobelova cena moderná psychiatria: liečba mentálnych chorôb – od lobotómie a elektricko-kŕčovej terapie až po farmaceutické prostriedky dneška napriek Dekáde mozgu (1990-1999) zostávajú stále všetky neurologické choroby bez reálnej terapie. Camillo Golgi 1906 Neuroanatómia a neuronálna štruktúra Santiago Ramon y Cajal 1911 Allvar Gullstrand Optika oka 1914 Robert Barany Fyziológia vestibulárneho aparátu 1927 Julius Wagner-Jauregg Očkovanie maláriou lieči dementia paralytica Edgar Douglas Adrian 1932 Funkcia neurónov v mozgu a mieche Sir Charles Scott Sherrington

1936 Dale Henry Hallett, Loewi Otto Chemický prenos nervových impulzov

Erlanger Joseph, 1944 Diferencované funkcie jednotlivých nervových vlákien Gasser Herbert Spencer Egas Moniz, Antonio Caetano Lobotómia 1949 Hess, Walter Rudolph Kontrola aktivity vnútorných orgánov hypotalamom 1957 Bovet, Daniel Syntetické endokrinné inhibítory 1961 Von Bekesy Georg Funkcia slimáka vo vnútornom uchu Sir John Carew Eccles Iónové mechanizmy v membráne 1963 Sir Alan Lloyd Hodgkin nervovej bunky Sir Andrew Fielding Huxley Granit, Ragnar Arthur Mechanizmy vnímania a spracovania vizuálnej 1967 Hartline, Halden Keffer informácie Wald, George Julius Axelrod Chemická neurotransmisia v neuronálnych 1970 Sir Bernard Katz terminálach Ulf Svante von Euler Konrad Zacharias Lorenz 1973 Nikolaas Tinbergen Etológia Karl von Frisch Guillemin Roger, 1977 Produkcia peptidov v mozgu Schally Andrew Victor Cormack Allan MacLeod, 1979 Hounsfield Godfrey Newbold Vynález počítačovej tomografie

Hubel David Hunter, Spracovanie informácie vo vizuálnom systéme 1981 Sperry Roger Wolcott, a v jednotlivých hemisférach Wiesei Torsten N. Samuelsson Bengt Ingemar, 1982 Vane John Robert, Objav prostaglandínov Bergstrom Sune K. Cohen Stanley, 1986 Riadenie rastu nervových buniek Levi-Montalcini Rita Neher Erwin, 1991 Funkcie jednotlivých iónových kanálov v bunke Sakmann Bert Gilman, Alfred G. Receptory s väzbou s G-proteínom a ich úloha v prenose 1994 Rodbell, Martin signálu 1997 Prusiner Stanley B. Prióny ako ochorenie CNS Robert F. Furchgott 1998 Louis J. Ignarro Oxid dusný (NO) ako signálna molekula Ferid Murad Arvid Carlsson 1999 Paul Greengard Prenos signálu v nervovom systéme Eric R. Kandel Paul C. Lauterbur 2003 Zobrazenie magnetickou rezonanciou Sir Peter Mansfield Richard Axel 2004 Receptory vône a organizácia čuchového systému Linda B. Buck Výdavky na liečbu porúch nervového systému (2008)

Neurón Neurón Nervový systém

Nervový systém človeka koordinuje činnosť svalov, monitoruje orgány, tvorí a tiež zastavuje vstup zo zmyslových orgánov a inicializuje akcie. Najdôležitejšími aktérmi v nervovej sústave sú neuróny a nervy, ktoré sa zúčastňujú tejto koordinácie. Všetky časti nervovej sústavy sú tvorené nervovým tkanivom. Nervový systém (NS) má dve hlavné súčasti:

1. CNS – centrálny NS 2. PNS – periférny NS CNS pozostáva z mozgu a miechy. PNS je rozdelený do somatický a autonómny nervový systém.

Tieto dva systémy pracujú spoločne. Nervy z periférie vstupujú do CNS a stávajú sa jeho časťou, a naopak. Centrálny nervový systém

Pretože mozog a miecha sú jemné a zraniteľné ale pre život nevyhnutné, sú chránené ochrannými obalmi a pružnými izoláciami. Vonkajší obal pozostáva z kosti. Lebka chráni mozog, chrbtica miechu. Tri blanovité vnútorné obaly, nazývané meningy poskytujú ďalšiu ochranu. Z vonkajšej strany sú to: dura mater, arachnoid mater a pia mater. Konečne, CNS sa vznáša v cerebrospinálnom moku ktorý ho chráni a taktiež slúži na výmenu živín a odpadu medzi krvou a CNS. V CNS sú zhluky neurónov volané jadrá. Periférny nervový systém je súčasťou nervovej sústavy, a pozostáva z nervov a neurónov, ktoré sú lokalizované alebo presahujú mimo CNS aby inervovali končatiny a orgány. Na rozdiel od CNS však časti PNS nie sú chránené kosťou, sú vystavené toxínom a mechanickým poškodeniam.

PNS pozostáva zo: - Senzorických neurónov - sú napojené na zmyslové receptory a informujú CNS o stimuloch. - Motorických neurónov - tiahnu sa z CNS ku svalom a žľazám, ktoré sú volané efektory, aby uskutočnili akciu.

PNS pozostáva zo somatického a autonómneho NS. Periférny nervový systém Somatický NS je zodpovedný za koordináciu pohybov tela, a tiež za príjem vonkajších podnetov. Je to systém, ktorý reguluje aktivitu, ktoré sú pod vedomou kontrolou. Pozostáva z:

- 12 párov hlavových (kraniálnych) nervov - 31 párov miechových (spinálnych) nervov

1. Nerv hlavový I – olfactory - čuchový (senzorický) 2. Nerv hlavový II – optic (senzorický) 3. nerv hlavový III – oculomotor (zmiešaný) 4. Nerv hlavový IV – trochlear (motorický) 5. Nerv hlavový V – trigeminal - trojklaný (zmiešaný) 6. Nerv hlavový VI – abducent (motorický) 7. Nerv hlavový VII – facial (zmiešaný) 8. Nerv hlavová VIII – vestibule cochlear (senzorický) 9. Nerv hlavový IX – glosspharyngeal (zmiešaný) 10. Nerv hlavový X – vagus - blúdivý nervy (zmiešaný) 11. Nerv hlavový XI – accessory (motorický) 12. Nerv hlavový XII – hypoglossal (motorický) Hlavové nervy Typ Charakteristická funkcia I - čuchový senzorický čuch II - zrakový senzorický zrak (obsahuje 38% všetkých axónov vedúcich do mozgu) III - okohybný motorický očné viečko a okohybné svaly IV - kladkový motorický horný šikmý očný sval V - trojklanný zmiešaný 3 vetvy: očnicový, čel'usťový, sánkový (žuvacie svaly) VI - odťahujúci motorický okohybné svaly senzorický: chuť VII - tvárový zmiešaný motorický: mimické svaly, slinné žl'azy VIII - polohovosluchový senzorický Sluch a rovnováha senzorický: chuť IX - jazykovohltanový zmiešaný motorický: prehltanie X - blúdivý zmiešaný Hlavný nerv parasympatického nervového systéme XI - vedl'ajší motorický prehítanie; pohyby hlavy a pliec XII - podjazykový motorický svaly jazyka

https://www.brainfacts.org/3d-brain Miechové nervy:

Tridsaťjeden párov miechových nervov má pôvod v mieche. Sú to všetko zmiešané nervy a poskytujú obojsmernú komunikáciu medzi miechou a časťami rúk, nôh, krku a trupu. Hoci jednotlivé miechové nervy nemajú mená, sú zoskupené do skupín, podľa úrovne z ktorej z miechy vychádzajú, a každý nerv je očíslovaný podľa poradia.

Takto potom máme • 8 párov krčných (cervikálne) nervov (C1-C8, a) • 12 párov hrudných (thorakálne) nervov (Th1-Th12, b) • 5 párov driekových (lumbárne) nervov (L1-L5, c) • 5 párov (sakrálne) krížových nervov (S1-S5, d) • 1 pár kostrčových nervov. Dermatómy

Telo môžeme rozdeliť do oblastí ktoré sú v prevažnej miere inervované jediným miechovým nervom. Táto inervácia vytvára vzorkovanú štruktúru. Každá jednotlivá plocha povrchu tela, ktorá posiela informáciu do mozgu cez jeden miechový nerv sa volá dermatóm. Pozdĺž hrudníka a brucha dermatómy vyzerajú ako stĺpec diskov vytvárajúcich telo, pozdĺž rúk a nôh je rozloženie iné – dermatómy sú uložené pozdĺž končatín. Autonómny nervový systém je rozdelený na:

• Sympatetický (sympathetic) • Parasympatetický (parasympathetic) • Črevný (enteric).

Sympatetický nervový systém odpovedá na hroziace nebezpečenstvo alebo stres, a jeho účinkom je zvýšený tlkot srdca a krvný tlak, okrem iných fyziologických zmien, spolu s pocitom vzrušenia, ktorý je dôsledkom zvýšenia hladiny adrenalínu v systéme.

Činnosť parasympatetického nervového systému je naproti tomu viditeľná pri oddychu a pocite uvoľnenia, a prejavuje sa mimo iného zúžením zreničiek, spomalením činnosti srdca, rozšírením ciev a stimuláciou tráviaceho a močovo-pohlavného systému.

Úlohou črevného nervového systému je riadiť každý aspekt trávenia, od pažeráka až po žalúdok, tenké a hrubé črevo.