Doktryna neuronu

http://brain.fuw.edu.pl/
Istota biała i szara
Istota szara składa się
z ciał neuronów,
dendrytów, krótkich
aksonów i komórek
glejowych.
Istota biała składa się
z aksonów (włókien
nerwowych
otoczonych mieliną)
Funkcja potęgowa y = xa
3
400
10
350
300
Log-log
250
H.S.
2
10
200
150
1
10
100
50
0
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
10
0
10
1
10
2
10
Założenia:
1.
Jednostkowy obszar kory, niezależnie od jej
grubości i rozmiaru mózgu wysyła i odbiera tyle
samo długozasięgowych połączeń.
2.
Geometria kory minimalizuje średnią długość
długozasięgowych połączeń.
Przewidywanie: a = 4/3
Kechen Zhang, and Terrence J. Sejnowski A universal scaling law between gray
matter and white matter of cerebral cortex. PNAS 2000;97;5621-5626;
Wynik: a = 1.23
Co czyni ludzki mózg ludzkim?
Mózg u słoni, wielorybów i delfinów jest
większy niż u człowieka, a jego struktura
jest podobna. U ssaków występują
znaczne różnice w stosunku aksonów
wchodzących i wychodzących z kory do
aksonów łączących struktury podkorowe:
R
liczba aksonow korowo - korowych
liczba aksonów podkorowyc h
Czy dominacja mózgu człowieka może
tkwić w największej ilości
długozasięgowych połączeń korowokorowych? Ilość połączeń można oszacować
mierząc powierzchnię z istotą białą.
Rysunek górny: powierzchnia granicząca z
istotą białą w różnych strukturach mózgu u
ssaków (neocortex – kora nowa, striatum –
prążkowie, thalamus – wzgórze).
Dolny rysunek: stosunek powierzchni
istoty białej z korą nową do powierzchni
istoty białej ze strukturami podkorowymi
(prążkowie + wzgórze).
Mózg delfina
U delfinów:
- powierzchnia kory mózgowej jest 60% większa niż u człowieka
- objętość kory mózgowej 20% większa -> kora bardziej pofałdowana
-grubość kory mózgowej delfina wynosi 1.3 – 1.8 mm (dwa razy mniej niż u człowieka).
Kolumny korowe mając więc mniejszą objętość, co może powodować mniejszą ilość połączeń
długozasięgowych.
-spoidło wielkie ma przekrój ok. 35% przekroju człowieka
For instance, on the planet Earth, man had always assumed
that he was more intelligent than dolphins because he had
achieved so much - the wheel, New York, wars and so on whilst all the dolphins had ever done was muck about in the
water having a good time. But conversely, the dolphins had
always believed that they were far more intelligent than man for precisely the same reasons.
Douglas Adams Hitchhiker's Guide To The Galaxy
Doktryna neuronu
Komórki móżdżku
obserwowane przez
Purkinjego, 1837
Motoneuron rdzenia kręgowego
obserwowany przez Deitersa w 1865.
Widoczne dendryty (przedłużenia
protoplazmatyczne), ciało neuronu i
akson (cylinder osiowy – axis
cylinder)
Doktryna neuronu - cd
Camillo Golgi (1843 - 1926) w laboratorium
Preparat wykonany przez Golgiego
Preparat metodą Golgiego wykonany
obecnie
Doktryna neuronu - cd
Santiago Ramon y Cajal (1852 – 1934)
Preparat Cajala
Struktura siatkówki. Rysunek Cajala (1900)
Doktryna neuronu - cd
Wilhelm Waldeyer, niemiecki profesor
anatomii i patologii, opublikował w 1891
artykuł z tezą, że teoria komórkowa stosuje
się również do układu nerwowego.
Waldeyer wprowadził termin ‘neuron’.
Jego teoria została ogólnie zaakceptowana i
nazwana ‘doktryną neuronu’.
Heinrich Wilhelm von Waldeyer-Hartz (1836-1921)
Nagroda Nobla z fizjologii i medycyny - 1906
Komórka nerwowa - neuron
Dendryty
Oligodendrocyt
Jądro neuronu
Ciało komórki
Przewężenie Ranviera
Otoczka mielinowa
Akson
Synapsa
Zakończenia aksonu
Komórka nerwowa - neuron
Neurony
jednobiegunowe
Neuron dwubiegunowy
Średnica aksonu
od 4 (0,004 mm) do 100 mikronów (.1 mm)
Średnica włosa
0,02 mm do 0,08 mm.
Neurony wielobiegunowe
Długość aksonu od 1 mm do ponad 1m
U ludzi:
Ok. 1011 neuronów w mózgu
Każdy neuron ok. 104 połączeń
Średnia długość aksonu w korze ok. 0.06 m.
Całkowita długość aksonów A = 6*109m
Odległość Ziemia – Księżyc L = 4* 108m
A/L = 15
Komórka nerwowa - terminologia
Neurony posiadające
długi akson, który tworzy
połączenie z innym
rejonem układu
nerwowego nazywają się
neuronami projekcyjnymi,
neuronami głównymi i
komórkami
przekaźnikowymi.
Neurony wewnętrzne lub
interneurony znajdują się
w całości wewnątrz
jednego obszaru układu
nerwowego. Neurony
wewnętrzne mogą nie
posiadać aksonu.
Dendryty - terminologia
Neurony posiadają
zazwyczaj jeden akson
oraz wiele dendrytów.
Wyróżniamy dendryty
wierzchołkowe (apical) i
podstawne (basal).
Druga składowa układu nerwowego komórki gleju