Duggorna under kursen tjänar som (1) kunskapskontroll efter respektive huvudavsnitt samt som (2) forum för frågor och diskussion.

Transkript

1 Karolinska Institutet Biomedicinprogrammet, T4 Neurovetenskap Målbeskrivning Duggorna under kursen tjänar som (1) kunskapskontroll efter respektive huvudavsnitt samt som (2) forum för frågor och diskussion. Sluttentamen kommer att bestå av ett antal integrerade frågeteman av kort essäkaraktär, med tyngdpunkt på förståelse av viktiga funktioner och principiella mekanismer, snarare än på enstaka detaljer. Nedanstående målbeskrivning är avsedd att fungera som en guide vid inläsningen. De olika delmomentens underrubriker anger det huvudsakliga innehållet i respektive föreläsning. Målbeskrivningen utgör således en samlad förteckning över de viktiga punkterna i kursens innehåll. Detta innebär att sluttentamen kommer att vara utformad med utgångspunkt från denna förteckning. I det fall en föreläsare inte hunnit belysa alla punkter inom sitt delmoment, gäller målbeskrivningens förteckning. NEUROANATOMI, UTVECKLING, TILLVÄXT, DEGENERATION Nervsystemets generella organisation: CNS - PNS ANS Organisationsprinciper: segment, symmetri, kranial transposition Orientering i CNS: absolut; relativt den neurala axeln Grå substans: cortex cerebri, subcortikala strukturer Vit substans: associativa banor, projektionsbanor, corpus callosum CNS makroanatomi: Hjärnans delar: telencephalon, diencephalon, hjärnstam, cerebellum Ryggmärgens delar: grå substans, vit substans, ascenderande och descenderande bansystem, spinalrötter Översikt PNS: kranialnerver, spinala nerver Organisationen av storhjärnans cortex (cortex cerebri) Makroskopisk struktur; hemisfärer, lober, sulci, gyri Cortikala neuron: utseende, axonprojektion, transmittorer, aktivitet Organisationsnivåer: hemisfär-område-cellager-kolumn/modul Cortikala förbindelser, cortikala kartor Hjärnans hinnor Hjärnans vätskerum: CSF, ventriklar, CSF-cirkulation Hjärnans blodcirkulation Nervsystemets utveckling Regional differentiering CNS utveckling på cellulär nivå: Proliferation, migration, cellidentitet, differentiering Bildandet av neurala kretsar Axonutväxt, growth cones, axon guidance Trofiska faktorer Betydelsen av aktivitet för etablerandet av förbindelser Syncortex: Okulär dominans-kolumner Kritiska perioder Överflödande tillväxt och regression under utvecklingen 1192-bimed-cc-sv.doc ver

2 CELLULÄR NEUROBIOLOGI Nervcellens funktionella delar Olika typer av neuron Afferenta och efferenta neuron Interneuron Gliaceller Olika typer Funktioner Membranpotentialer och dess uppkomst Jonströmmar Jämviktspotential Vilomembranpotentialen Aktionspotentialen Potentialberoende membranegenskaper Aktiv och passiv strömspridning Aktionspotentialens fortledning Refraktärperiod Principen för Voltage-clamp-tekniken Jonkanaler Jonkanalers generella molekylstruktur Olika typer av jonkanaler Mekanismer för reglering ( gating ) av jonkanaler Presynaptiska mekanismer Elektriska och kemiska synapser Axonal transport Kvantal mekanism för transmittorfrisättning i kemiska synapser Synapsvesikel-cykeln Calciums betydelse för frisättningen Frisättning av olika typer av synaptiska vesikler Neurotransmittorer Definition; kategorier av transmittorer Syntes, transport, bortförande av transmittor Egenskaper hos olika klasser av transmittorer Excitotoxicitet Kväveoxid Postsynaptiska mekanismer Neuromuskulära ändplattan; ändplattepotential Postsynaptiska potentialer Reverseringspotential Summation av synaptiska potentialer Transmittorreceptorer Ligand-reglerade jonkanaler Metabotropa receptorer; G-proteinaktivering Jonkanalmodulering genom G-proteiner resp intracellulära budbärare Reglering av genexpression 2

3 SENSORIK Allmän sensorik Sinnesorganens klassificering Förmedling av modalitet, intensitet, duration, lokalisation Receptoriska fält Transduktionsprocessen Receptorpotential Adaptation Somatosensorik Typer av receptorer och deras karakteristik Mekanoreceptorer för hudsinne och proprioception Dermatom Mekanosensoriska bansystem Somatosensoriska cortex Somatotopik Somatosensoriska associationsområden Smärta Hörsel Nociceptorer: typer, egenskaper Smärtperception Hyperalgesi, sensitisering Smärtinformationens väg till thalamus och cortex Refererad smärta; fantomsmärta Central reglering av smärtperception Smärtmodulering - portteorin Descenderande kontroll av smärtsignaltransmissionen Opioider Ljud - definition; frekvens, amplitud - ljudstyrka, decibel Det hörbara spektrat Örats olika delar och deras funktionella uppbyggnad Ljudvågens transmission från mellanörat till hörselcellen Transduktion av ljudvågor - hårcellen Kodning av ljudets frekvens Ljudinformationens spridning från cochlea till hjärnstam, thalamus och cortex Integrering av ljudinformation från båda öronen Vestibularis Balansorganets funktionella uppbyggnad Vestibulära hårceller: funktion, specifik orientering Otolitorganen (sacculus, utriculus) - detektion av linjär acceleration; gravitation Båggångarna - detektion av vinkelacceleration Centrala förbindelser till ryggmärg, hjärnstam, cerebellum, thalamus och cortex Vestibulo-okulära reflexen (VOR) Lukt, smak Lukt- resp. smaksystemens funktionella organisation Detektion, kodning och bearbetning av lukt- resp. smaksignaler 3

4 Synsinnet Retina Utveckling (del av CNS!) Celltyper, förbindelser, cellager Fototransduktion Fotoreceptorer Receptiva fält Center/surround Olika typer av ganglieceller On-center/off-center P- och M-celler Principer för färgseende Retina och generella principer för sensoriska system Centrala visuella systemet Ingående strukturer och deras förbindelser Laterala knäkroppen (LGN) Organisation; funktionella egenskaper Primära syncortex (area 17/V1) Retinotopisk organisation i synbanor och cortex Mono- och binokularitet; Stereoseende Receptiva fält - egenskaper Riktningsspecificitet; Rörelsedetektion Kolumner för okulär dominans, orientering, riktning; blobs Extra-striatala visuella områden Dorsala och ventrala bansystem ( var resp. vad ) Egenskaper hos neuron i högre visuella områden MOTORIK Ryggmärgens reglering av basal motorik Motorneuron, interneuron i ryggmärgen Motorneuronpooler Den motoriska enheten - olika typer; egenskaper Reglering av muskelkraft Muskelreceptorer: muskelspolen, Golgi s senorgan Struktur, innervation Funktion, adekvat stimulus Muskeltonus Principen för elektromyografi Spinala reflexer Sträckreflexen Ingående element; kopplingsschema Funktionell betydelse, automatisk belastningskompensation Senreflexen Ingående element; kopplingsschema Funktionell betydelse; negativ återkoppling Flexorreflexen, korsad extensorreflex Ingående element; kopplingsschema Funktion Spinala nätverk för rytmiska rörelsemönster: Lokomotion Gångrörelsens karakteristik Rytmgenererande nätverk - principiell uppbyggnad 4

5 Descenderande kontroll av spinala nätverk Hjärnstammens projektioner till ryggmärgen Formatio reticularis, nucleus vestibularis Hjärnstammens kontroll av lokomotionen Initiering, modulering Balansmotorik Balanskontroll under stående och gångrörelser Posturala synergier Reglering genom anticipatoriska mekanismer resp. sensorisk återkoppling Halsreflexer, vestibulära reflexer Viljemässig kontroll av motorik Somatotopik i motorcortex Kodning av muskelkraft och rörelseriktning i primära motorcortex Olika motoriska cortexområden och deras roll: Planering, programmering och utförande Descenderande bansystem från motorcortex Pyramidbanan - handens finmotorik Reglering av motorik Betydelsen av sensorisk information för modulering av motoriken Basala ganglierna: Planering, rörelseinitiering genom selektion av motorprogram Cerebellum: Koordination, adaptation och korrektion av pågående rörelser Effekter av lesioner i basala ganglierna och cerebellum Strukturell organisation av basala ganglierna och cerebellum Inkommande och utlöpande projektioner Neuronala mekanismer för reglering av rörelser Nervcellskretsar i basala ganglierna och cerebellum Basala ganglierna: Direkta och indirekta vägen; Betydelsen av disinhibition Mekanismer för rörelseutlösande resp. rörelsehämmande funktion Bakgrunden till hypo- och hyperkinesier Cerebellum: Bearbetning av två olika slag av information i cerebellumcortex: Mekanism för rörelsekorrektioner Cellinteraktioner; Långtidsdepression (LTD) Ögonmotorik Funktionen av olika typer av ögonrörelser Kontroll av saccadrörelser Vestibulo-okulära reflexen Cerebellums och basala gangliernas roll 5

6 HÖGRE FUNKTIONER Autonoma reglersystem Principer för autonoma nervsystemets kontroll av inre funktioner Sympatiska och parasympatiska delarna av ANS Sympatiska ganglier; Kranialnerver och parasympatiska ganglier Synaptisk transmission i ANS: Acetylkolin, noradrenalin; andra transmittorer Hypothalamus, limbiska systemet; Homeostas Begreppet homeostas Hypothalamus, hypofysen, limbiska systemet - funktionell anatomi, förbindelser Principer för reglering av homeostas Endokrin reglering av homeostas Överordnad kontroll av ANS Kognition Associationscortex - topologiskt organiserat cortex Cortex kvantitativa mått Representation Cortex funktionella organisation Generell och specifik uppmärksamhet Parallell bearbetning Arbetsminne Lateralisering av högre hjärnfunktioner Anatomiska och funktionella assymmetrier Språk Språkets karakteristik Lokalisation, lateralisering av språkfunktionen Språkförståelse, språkproduktion och språkstörningar - afasier Utveckling av språkförmågan Tekniker för studium av hjärnans aktivitet: PET och fmri Emotioner Fysiologiska reaktioner vid emotioner Emotionellt beteende: samordning av somatiska och autonoma komponenter Reglering av emotionellt beteende från amygdala och limbiska systemet Rädsla, fobi och ångest Kognitiva faktorer vid emotioner Emotion och motivation Sömn - Vakenhet Sömnens olika komponenter: REM-sömn, non-rem-sömn Sömnförloppet under en normal natt Sömnens funktionella betydelse; Drömmar Reglermekanismer för sömn - vakenhet Sömnrelaterade sjukdomar Cirkadiska rytmer - biologiska klockor Sexuellt beteende Sexuell dimorfism - hormonell kontroll Könshormoner; effekter på neuronmorfologi Sexuell dimorfism i CNS - relation till sexuellt beteende 6

7 Inlärning, minne Definitioner: inlärning - minne - glömska Typer av inlärning Habituering, klassisk betingning Olika kategorier av minne Betydelsen av att glömma CNS-strukturer av betydelse för minne och inlärning Minne och åldrande Synaptisk plasticitet - mekanismer för inlärning och minne Kortvariga förändringar av synaptisk effektivitet Facilitering, synaptisk depression, post-tetanisk potentiering Långvariga förändringar av synapsfunktion Långtidspotentiering (LTP) Hippocampus Molekylära mekanismer för LTP 7