AZ AGYKÉRGI ÉS A KÉREG ALATTI FUNKCIÓK 1.
Specifikus érző működések – Hallás – Látás – Szomatoszenzoros - Szaglás, ízérzékelés
2.
Specifikus mozgató működések – Szomatomotoros koordináció Integratív funkciók: magasabb/mentális idegi tevékenység
3.
Alvás
Érző, mozgató, vagy vegetatív működésekhez közvetlenül nem kapcsoló idegi működés. -
Motiváció, Emóciók, Beszéd, nyelv, Ébrenlét és Alvás, Tanulás, Emlékezet, Viselkedés, Magatartás Öntudat, Gondolkodás, megértés,
Elektrofiziológiai mérések az elektróda helyzete szerint intracellulárs (1. félév) patch clamp (1. félév) extracelluláris közvetlenül a sejt mellett: juxtacellulárs és single unit elvezetés egyedi akciós potenciálok érzékelése a közeli idegsejtekben és a közeli sejthálózat összaktivitása (local field potential LFP, pop-spike, evoked potential) példa juxtacelluláris elvezetésre szabadon viselkedő állatban (Averkin Róbert, Tamás Gábor) :
EEG (elektroencephalogram) Hans Berger (1924) alfa ritmus Az EEG az extracelluláris áramok következtében fellépő feszültségváltozást (µV) méri. A szöveti szintű elektromos jelek amplitúdója kisebb, mint az egy sejten mérhető membránpotenciál változások. Oka: elektróda távolsága a működő agytól (meninges, koponya, bőr) Következménye: egyedi akciós potenciálok kiszűrődnek (aluláteresztő szűrő) lassabb feszültségváltozások, pl. szinaptikus potenciálok jobban megőrződnek .
Standard humán EGG elektróda pozíciók
Standard éber humán EGG regisztrátum
fejbőrön: EEG (elektorenkefalogram) agyfelszínen: ECoG (electrocorticogram) agyban: ICoG (intracorticogram) a közeli sejthálózat összaktivitása: mezőpotenciál (field potential) szinkron akciós potenciál (populációs spike vagy pop-spike) küszöb alatti működés, pl. hálózati oszcilláció sejthálózati válasz ingerlésre: kiváltott potenciál (evoked potential)
1
EEG hullámsávok
EEG hullámsávok
during spatial exploration in hippocampus
Time (s)
Az EEG sejtszintű mechanizmusai
Apikális dendritek dipólusos működése
Nem minden sejt járul az EEG jelhez egyformán hatékonyan felszíni agystruktúrák (agykéreg) sejtjei dominálnak agyi rétegek orientációja (agyfelszínre merőleges, felszínhez közeli az optimális: gyrusok teteje) Az EEG jelgeneráció szempontjából az agykérgi gyrusok tetején lévő piramissejtek szinaptikus aktivitása a legfontosabb.
Extracelluláris elektróda Intracelluláris elektróda
Az EEG sejtszintű mechanizmusai Nem minden sejt járul az EEG jelhez egyformán hatékonyan felszíni agystruktúrák (agykéreg) sejtjei dominálnak agyi rétegek orientációja (agyfelszínre merőleges, felszínhez közeli az optimális: gyrusok teteje)
extracelluláris EPSP
EPSP
Az EEG jelgeneráció szempontjából az agykérgi gyrusok tetején lévő piramissejtek szinaptikus aktivitása a legfontosabb.
(aktív) (áramnyelő) Rm
Az apikális dendritek dipólusos működése bemenetfüggő polaritású: áramforrás sűrűség analízis (current source density CSD analysis) sink/áramnyelő = serkentés; source/áramforrás = gátlás
Az apikális dendritek dipólusos működése bemenetfüggő polaritású: áramforrás sűrűség analízis (current source density CSD analysis) sink/áramnyelő = serkentés; source/áramforrás = gátlás
Rm>Re EPSP>extracelluláris EPSP
Alapvető agykérgi mikrohálózat Intracelluláris és extracelluláris polaritásokkal (CSD) térképezhető
(inaktív)
Extracelluláris elektróda (áramforrás)
+
extracelluláris potenciál
+ -
+ + -
- +
2
Alvási stádiumok és poliszomnográfia Hipnogram Ultradián ritmus
ALVÁS / ÉBRENLÉT ALVÁS
ÉBER ÁLLAPOT Fiziológiás, tudatos állapot Aktív szenzorimotoros kölcsönhatás a környezettel Aktív szenzoros bemenet Teljes motoros kimenet Kognitív tevékenység (érzékelés, felfogás, figyelem, memória, ösztön, érzelem, nyelv, öntudat)
Fiziológiás tudatvesztés, Fekvő/nyugalmi testhelyzet Szenzoros ingerlési küszöb emelkedett Kicsi motoros kimenet Egyedülálló viselkedés: álmodás
EEG: deszinkronizáció (kis amplitúdó, magas frekvencia)
EEG: szinkronizáció (nagy amplitúdó, alacsony frekvencia) Átmeneti, csökkent frekvencia az éberhez képest
Az alvás a központi idegrendszernek az ébrenléttől eltérő működési mintázata, amely bonyolultan szabályozott, aktív, átmeneti tudatállapot. Az alvásért és az ébrenlétért eltérő idegi struktúrák felelősek.
7-15 Hz
Relaxáció, hiperpolarizáció
Orvosi Élettan 675-680.
Alvási stádiumok és poliszomnográfia
Alvási stádiumok és poliszomnográfia Egy éjszakai alvás alatti a ciklikusok paraméterei változnak
- A természetes alvás egymásután ismétlődő ciklusokra tagolódik, - A ciklusok különböző mélységű stádiumokból állnak. Nem-REM (NREM), vagy lassú hullámú alvás 1. Nincs szemmozgás, 2. Lassú EEG: szinkronizáció, 3. Mozgásképes állapot, csökkent tónus, 4. Álmodás a periódus idejének <50 %-ában rövidebb, napi eseményekről 5. Paraszimpatikus aktiváció, 6. Spontán ébredés felületes alvásból, 7. Külső ébresztés: - Felületes alvásból gyenge, - Mély alvásból csak erős ingerekkel
1. A nem-REM alvás fokozatosan mélyül, majd kb. 45 perc múlva felszínesebbé válik. Az első REM szakasz kb. 10-20 percig tart. 2. Az éjszaka előrehaladtával a nem-REM fázis rövidül és egyre kevésbé mélyül, A REM fázis hosszabbá válik, Egy éjszakai alvás alatt kb. 4-5 ciklus zajlik le.
Non-REM
REM (paradox alvás) Mindig felületes alvási stádiumot követ 1. Rapid Eye Movement 2. Gyors EEG: deszinkronizáció, (paradox alvás) 3. Gyenge izom tónus,mozgás gátolt 4. Álmodás hosszabb, intenzív, bizarr, vizuális emóciókkal 5. Szimpatikus aktiváció 6. Szexuális izgalom 7. Spontán ébredés, 8. Külső ébresztés csak erős ingerekkel
(>50%)
90-100 min/ciklus, NREM 75-80 %
Az alvás mélysége a külső ingerekkel való ébreszthetőség mértékével vizsgálható. 3-4: Mély alvás h elalvás
h Természetes ébredés
AZ ÁLOM: • Eltérő REM és nonREM alatt • Az alvás alatt folyó mentális tevékenység, • Az alvás alatti agyi működések szubjektív megélése, (illetve az a része, amelyre ébrenlét alatt emlékezni tudunk). • EEG deszinkronizált: 40 Hz, b és γ ritmus, • Motoneuronok gátoltak (nincs mozgás!), • Pulzusszám nő, vérnyomás nő, légzés változik, • Mellékvesevelő adrenalin szintézise nő Elsősorban a REM-ben történő álmainkra emlékezünk.
3
Az alvás szerepe
Az alvás életkori változásai
Az alvás alapvető életszükséglet, az alvás megvonása súlyos következményekkel járhat. 1940-ig az alvást az agy passzív állapotának gondolták, azóta az agy aktív állapotának tekintik. Az alvás funkciói: • Neuronális kapcsolatok stabilizálódása alvás alatt történik, Az agy alvás közben dolgozza fel az ébren kapott (tanult) ingereket, és tárolja az emléknyomot a memóriában (memória konszolidáció). Alvás idején eltűnik a „kognitív szemét” (haszontalan emléknyom). • REM (alvás általában) elengedhetetlen a túléléshez, Erősíti a genetikailag determinált viselkedési mintákat, • Fokozott növekedési hormon és serotonin szintézis a lassú hullámú alvás alatt. Alvásmegvonás a serotonin megvonáshoz hasonló tüneteket eredményez (hiperaktivitás), - Gyógyulás - Gyermekkorban növekedés
„Az információszerzés fázisában működő neuronális aktivitás térbeni-időbeni sorozatai újra lejátszódnak a neuronhálózatokban alvás során, de időben felgyorsítva” Buzsáki Gy
• Energia karbantartás: alvásmegvonás után fokozott táplálék fogyasztás, súlynövekedés nélkül, • Néhány napos alvásmegvonás után deprimált szellemi tevékenység. Az alvás stádiumok feltételezett funkciói REM • Memória konszolidáció és tanulás Az emocionális tónusú szövegek megőrzése az éjszaka második felében a magas REM arányú alvásban hatékonyabb, • • • •
Pszichológiai jól-lét, Motiváció, Stresszel való megbirkózás, Hangulatszabályzás
NREM • Memória-konszolidáció Az explicit memória konszolidációja a NREM 3-4 stádiumban hatékonyabb • • • •
Fejlődés, Rekonstrukció, Energiatermelés (ATP), Immunreguláció,
A gerincesek alvása
Cirkadián ritmus
4
Cirkadián ritmus: kettős szabályzás
Cirkadián ritmusért felelős idegi hálózatok IV. Thalamo-corticalis hálózat Alvási orsók generálása Kérgi neuronok szinkronizálása Kéreg felé futó szenzoros ingerek kapuzása.
Az alvás szükséglethez (belső igény) kapcsolódik, Az alvási igény az előzőleg éberen töltött idővel arányos, (agyi anyagcsere kimerülésekor megjelenő anyagokra érzékeny receptorokra épül
HOMEOSZTATIKUS (humorális) Mennyit aludjunk?
HOMEOSZTATIKUS HIÁNY éber
alvó
ALVÁSSZABÁLYOZÁS CIRKADIÁN RITMUS alvó CIRKADIÁN (idegi) Mikor aludjunk?
éber
A belső cirkadian ritmus generátor a Nucleus Suprachiasmaticus Szinuszoid, endogén alvás-ébrenléti ciklus, (külső ingerek pl. nappal/éj, táplálék hozzáférés, szociális interakciók, mozgás, és belső jelzések pl. emocionális, zsigeri - befolyásolják)
III. Hypothalamus alvás/ébredés közti váltás. Orexin serkenti az ébresztő rendszert (PLH) GABA, galanin gátolja az ébresztő rendszert (VLPO) I. Nucleus Suprachiasmaticus Cirkadián ritmus Öröklött bológiai ritmus „belső idő”
Az alvás bizonyos agyi struktúrák és neurotransmitter rendszerek közötti kölcsönhatás (összjáték) eredménye.
II. Felszálló retikularis ébresztő rendszer (ARAS) Külső ingerek általi éberségfokozódás
Az alvás nem a környezet ingereinek hiányában jön létre, hanem aktív idegi funkció, amelynek bekövetkezését külső ingerek módosítják. Ébresztő rendszer
Cirkadián ritmus: napi biológiai óra
Cirkadián ritmus: tobozmirigy (corpus pineale, pineal gland)
Suprachiasmaticus mag (SCN), páros struktúra a hypothalamusban, a cirkadián ritmusért („belső idő”) felelős, ami sötétségben is műkő, genetikailag meghatározott endogén ritmus (emberben: 24óra 11 ±16 perc). „CLOCK” gének az SNC sejtjeiben
Az SCN a megvilágítás mértékéről a szemen keresztül szerez tudomást a fény aktiválja a retina un. nem vizuális ganglonsejtjeit.
Az SCN efferens pályáin keresztül Szabályozza: - Alvás-ébrenlét ciklust - Táplálkozás időzítést, - Testhőmérsékletet, - Egyes hormonok szekréciójának ritmusát
Retino-hipothalamikus pálya Hypothalamus Suprachiasmaticus Mag SCN
Suprachiasmaticus mag Chiasma opticum
663. o. Orvosi Élettan
Az aktuális napi ritmust (mikor aludjunk) több tényező együttesen alakítja ki: 1. Endogén cirkadián ritmus („belső idő”), - ez szinkronizálja a test egyéb sejtjeiben lévő „perifériás órákat” (hormonok, stb.) 2.
Világosban a retinából jövő rostok közvetítésével a rendszer leállítja a melatonin termelését, ezáltal elősegíti a szervezet ébredését. Fényterápia!, „jet-lag”
tobozmirigy
A Suprachiasmaticus mag gátló (GABA, AVP, VIP) kimenetet küld a paraventricularis maghoz (hipothalamus) A Paraventricularis mag axonjai a gericvelő (nyaki) preganglionáris szimpatikus neuronjaihoz futnak, Ezek axonjai a Ganglion cervicale superior sejtjeit aktiválják, Melyek axonjai a tobozmirigy melatonint termelő sejtjeit aktiválják. Sötétben a Suprachiasmaticus magból eredő gátló hatás kiesése miatt a melatonin termelődése fokozódik, így elősegíti az elalvást.
A melatonin mennyisége éjjel a legmagasabb (2-4 óra között) és délután a legalacsonyabb.
Retino-hipothalamikus pálya által közvetített fény-sötétség („óra idő”), és egyéb környezeti jelzések (hő, táplálék) felülírhatják a belső időt. Cirkadián ritmus („napi biológiai óra”; Az agy órája
A Suprachiasmaticus mag vezérli a Tobozmirigy működését, ami fényfüggően(sötétben) melatonint (alvási hormon) szekretál.
Melatonin alvást támogató hatású hormon, a tobozmirigy termeli sötétben.
A melatonint gyógyszerként is alkalmazzák alvási zavarok esetén. A hormon mennyisége csökken az életkorral.
(Tk. 663-665)
5
Cirkadián ritmus: Agytörzsi felszálló retikuláris ébresztő rendszer (ARAS, ascending reticular activating system)
Cirkadián ritmus: Agytörzsi felszálló retikuláris ébresztő rendszer (ARAS, ascending reticular activating system)
Funkcionális működési egység, Feladata az éberség fokozása (arousal), és az éber állapot fenntartása Az ARAS-en keresztül minden szenzoros pálya (viscerális, látás, hallás, szomatoszenzoros) nem specifikus módon az egész kérget ébreszti.
Deszinkronizált agykérgi tevékenység Éber figyelmi állapotra jellemző, EEG: b ritmus (13-Hz felett), γ ritmus(~40 Hz)
diffúz pályák Thalamus CHOLINERG rendszer Thalamuson keresztül aktiválja a cortexet LDT(laterodorsalis tegmentum) középagy: ACh PPT (pedunculopontine tegmentum) híd: ACh
Hipothalamus Középagy
THALAMUS felé - dorzális irány, (relé- és retikuláris magvakhoz)
Híd
Rostralis formáció reticularis
ARAS
Az ARAS a diencefalon magasságában ketté ágazik:
histamin
HIPOTHALAMUS és a kéreg felé - ventrális irány, (TMN, PLH, VLPO)
serotonin
NA
+ MONOAMINERG rendszer Közvetlenül aktiválja a cortexet TMN (tuberomammillaris mag) histamin Dorsalis Raphe mag, serotonin LC (locus coeruleus-hídban), NA
Minden szenzoros pálya felől ingerlő bemenet
Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis pályák
Mindkét rendszer az éber állapotot támogatja
Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis szinkronizáció – alvási orsó 1 sec
Az ébresztő rendszer az agytörzsi formatio retiocularis meghatározott területeinek ingerlésével aktiválható, a rendszer funkciója az ébresztés, és a nagyon aktívan figyelő állapot fenntartása. Az ARAS aktivitása az intrathalamikus reverberációs kört kikapcsolja azáltal, hogy a relay (TC) magokat serkenti, a retikuláris magot gátolja, így a kéreg aktivitását deszinkrnizációs irányba tolja el ébredéskor (arousal)
kéreg Szinkronizáció Alvási orsó
corticithalamikus Corticothalamikus pálya
Delta ritmus (0.5-3Hz)
1. Meggátolja, hogy a thalamocorticalis sejtek folyamatosan közvetíthessék a külvilág felől a kéreg felé az éberséget fenntartó ingereket.
Nucleus Reticularis (GABA-erg)
2. Elősegíti a thalamocorticalis magvak felől a kérgi sejtek felé menő impulzusok tagolását, így a kérgi sejtek szinkron tevékenységét.
inrathalamikus reverberációs kör
Nem-specifikus Thalamocorticalis Mag (glutamáterg) gátlás Serkentés (ébredés)
THALAMUS
A thalamus reticuláris magból eredő gátlás (ARAS bemenet hiányában):
nucleus Reticuláris mag reticuláris
Thalamo-corticalis pálya
Thalamus-Cortex időviszonyok intra és extracellulárisan
Alvási orsó és delta tevékenység (szinkronizált) Intrinsic NRT oscilláció vezéreli a TC sejteket: reciprok GABAerg és gap junction kapcsoltság GABA polaritás: hiperpolarizáló éberen, depolarizáló alváskor
Nem-specifikus Thalamocorticalis Mag
NRT
ARAS (cholinerg) pályák Külvilág ingerei aktiválják
6
Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis szinkronizáció - delta ritmus
Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis szinkronizáció
1 sec kéreg Szinkronizáció Alvási orsó
corticithalamikus
THALAMUS
Delta ritmus (0.5-3Hz)
Thalamo-corticalis pálya
nucleus Reticuláris mag reticuláris
A thalamus „kapu” –ként működik, az afferens információknak a kéreg felé áramlását szelektálja Nem-specifikusThalamocorticalis Mag sejtjeinek kettős viselkedése 2+
A nemspecifikus thalamus szinkronizáló aktivitása alvás alatt elzárja a kéreg felé irányuló specifikus afferens áramlást, miközben a kéregi sejtek aktivitása nem szűnik meg, csak átrendeződik.
low-threshold Ca current (IT) and hyperpolarization activated cation current (Ih)
Alvás alatt a szinkronizált aktivitás idején a kérgi neuronok megszabadulnak az új információk folyamatos áramlásától, a korábban tárolt információk rögzülnek, konszolidálódnak.
Nem-specifikus Thalamocorticalis Mag The mechanism of single TC cell delta activity A long-lasting hyperpolarization of thalamic relay neuron leads to slow Ih activation that depolarizes the membrane potential and triggers rebound burst mediated by IT, which was deinactivated by the hyperpolarization. Both Ih (because of its voltage dependency) and IT (because of its transient nature) inactivate during burts, so membrane potential becomes hyperpolarized after burst termination. This after hyperpolarization starts next cycle of oscillations.
Cirkadián ritmus: Hipothalamus
Cirkadián ritmus: Hipothalamus
A Hypothalamus kapcsolóként működik az alvás/éber állapot között (egymást kölcsönösen gátló „flip–flop” rendszerek) Éber állapot
cortex Basalis Előagy ACh (ACh)
Alvó állapot
+
-
+ +
PLH orexin
Limbikus rendszer Suprachiasmaticus mag Energia készlet
+
PLH PosteroLaterális Hipothalamus) -
(GABA, Gal) +
+
-
pedunculopontine land laterodorsal tegmental nucleus
pedunculopontine land laterodorsal tegmental nucleus
+
Tuberomammillary nucleus
Adenozin, Prostaglandin, Growth hormone Interleukin
+
locus coeruleus
locus coeruleus
VLPO (ventrolateralis preopticus mag, PLH éber állapotban aktív, és az Orexin/hypocretin peptidet termeli: 1. Serkenti az ébresztő rendszert és diffúzan a teljes kérget is.
A VLPO neuronjai alvás alatt tónusosan működnek (GABA, galanin). A VLPO gátolja a felszálló ébresztő rendszer elemeit, Aktivitása alvást indukál
2. A monoaminerg rendszer gátolja a VLPO sejtjeit Az Orexin termelő neuronok (PLH) érzékelik a test külső és belső környezetét (homeosztázist - éhség, szomjúság, stb.), ennek megfelelően szabályozzák az alvás/ébrenlétet. Ez a funkció a túlélést szolgálja! Az ébrenléttel összefüggő neuronok és a VLPO reciprok-, külcsönösen gátló kapcsolatban állnak egymással., Mindkét rendszer hatásosan erősíti saját magát, miközben gátolja a másikat: két stabil állapot („flip-flop” mechanizmus) Ezt a „flip-flop” átkapcsolót billenti – vagy az alvás, vagy az ébrenlét irányába a cirkadián és a homeosztatikus szabályozás.
7
Cirkadián ritmus: Adenozin / Koffein
Alvászavarok
Az álmosságérzethez az asztrocitákból és részben neuronokból származó adenozin mennyiségének növekedése is hozzájárul (nonREM alvás alatt). A kávéban és a teában található koffein az adenozin alváskiváltó hatását gátolja, így hosszabbítja meg mesterségesen az ébrenlét idejét. A koffein többféle adenozin receptor hat (antagonista) Narkolepszia populáció 0,04%-a hirtelen alvás, kataplexia (izomtónus = 0), valódinak tűnő hipnagogikus (sleep onset) és hipnopompikus (sleep offset) hallucinációk, alvási paralízis elalváskor vagy ébredéskor, zavart ultradián ritmus. REM epizódok betörése a nappali órákban, Az orexin mechanizmus hiánya, vagy a PLH sejtek léziója miatt.
Túladagolás: LD50 (median lethal dose) 150-200 mg/kg, 80-100 espresso.
Obstruktív alvási apnoe populáció 4%-a Pharynx fizikai elzáródása (kb. 10 s, 5-10/óra) REM alatt (izomrelaxáló periódus) Csökkenő O2 tenzió, CO2 ébreszt, de nem teljesen REM alatt magasabb hiperkapnia küszöb Obezitás elősegíti
G-protein-coupled adenosine receptors
Insomnia
ébrenlét
alvás
Parasomniák Alvajárás (3. és 4. nonREM stádiumban) Alvási rémület (3. és 4. nonREM stádiumban)
Emocionális működés NEOCORTEX Racionális gondolkodás, (MENTÁLIS VISELKEDÉS) „Egy jobb élet” érdekében,
LIMBIKUS RENDSZER „Élni akarás” ösztön, érzelmek,
AGYTÖRZS „Életben maradás” (Vitális központok)
8
Emóciók és érzelmek
Emóciók és érzések: korai elméletek Perifériás visszacsatolási elmélet
William James (~1890)
Emóció: automatikus, nagyrészt nem tudatos viselkedési és kognitív válaszok, amelyeket akkor alakulnak ki, ha az agy pozitív vagy negatív töltetű, fontos ingert kap.
Központi elmélet
Walther B. Cannon (~1920) - átmetszéses kísérletek - fight or flight (vészreakció): szimpatikus idegi aktiváció fokozott mellékvese velő működés magatartási válasz(ok) hipotalamikus integráció (kilépési kapu) agykérgi kontroll stresszhelyzet (vélt vagy valós)
Érzelem/Érzés: az emocionális válaszok tudatos reprezentációi.
Emóciók és érzelmek: korai elméletek Perifériás visszacsatolási elmélet
Központi elmélet
A LIMBIKUS RENDSZER Papez-féle gyűrű
Ézelmeink/érzéseink központja, melynek sérülése személyiségváltozást okozhat. Az asszociációs kérgi területekről érkező szenzoros információk magas szintű feldolgozását végzi. Gyrus Cinguli Az érzelmek olyan agykéreg alatti és agykérgi szerkezetekhez kötődnek, amelyek az embernél alacsonyabb törzsfejlődési Fornix szinten is föllelhetők.
Gyrus Cinguli
Hipothalamus
William James (~1890)
Walther B. Cannon (~1920) átmetszéses kísérletek
James Papez (1937)
Klüver-Bucy szindróma Henrich Klüver, Paul Bucy (~1930) Kétoldali temporálislebeny eltávolítás majmokban: ehetetlen dolgok szájba helyezése, szex más fajokkal, félelemmentesség
Zsigeri agy Paul MacLean (~1950) Limbikus rendszer ; evolúciós szemlélet; távoli agyi struktúrák viszonylag független együttműködése
Részei: középvonali és mély, mediális halántéklebenyi struktúrák. - Hippocampus, - Gyrus Cinguli, Septum - Amygdala, - Septum, - Középagy egyes részei - Basalis ganglionok egyes részei, A limbikus rendszerhez szorosan kapcsolódó struktúrák: - Hipothalamus, - Szaglókéreg,, - Nucleus accumbens.
Hippocampus Amygdala Mammillaris test Középagy Orvosi Élettan 669. o.
Kiterjedt kölcsönös kérgi-, és kéreg alatti kapcsolatokkal rendelkezik, Neurotranszmitterek: Noradrenalin, Dopamin, Serotonin
9
A LIMBIKUS RENDSZER FUNKCIÓI • • • • • • • •
inger
inger
Kritikus szabályzási pont: AMYGDALA Félelmi kondícionálás (fear conditioning) CS: kondícionáló stimulus, US: nem kondícionáló stimulus, CG: központi szürkeállomány, LH: laterális hipotalamusz, PVN: paraventrikuláris hipotalamusz
Érzelmi működés Szexuális magatartás Félelem Düh Motiváció Szaglás Táplálkozás Tanulás, memória
Agykéreg frontalis lebeny
Tudat alatti kommunikáció
Limbikus rendszer (érzelem) Hypothalamus Integráló központ Formació Retikuláris (légzés, szívkeringés, pupilla, nyelés, stb.)
Kondícionálás után az idegsejtek tüzelése a lateralis amygdalaban gyorsabb, mint a hallókéregben
Idegsejtek tüzelése a lateralis amygdalaban: extracelluláris elvezetés in vivo
Gerincvelő 1. Értelmezi a külvilágból származó inger-együtteseket 2. A korábbi tapasztalatoktól függően pozitív/negatív érzelmi töltetet ad 3. Parancsot ad a hipothalamusnak a megfelelő autonóm idegrendszeri és viselkedési válasz reakciók kivitelezésére.
Az AMYGDALA szerepe az emocionális reakciókban Az amygdala ingerlésével vagy a külvilágból származó kellemetlen, fájdalmas ingerekkel/gondolati felidézésükkel egyszerű emóciók és az őket kísérő autonóm és viselkedési válaszok válthatók ki: félelem, düh, agresszió kondicionált félelmi válasz
Amygdala fMRI
5. Amigdala blokkolja a „lassú” gondolkodást 4. Amigdala: gyors veszély elemzés (tapasztalat)
Az amygdalának szintén jelentős szerepe van az emocionális színezetű események tanulásában, és a memória kialakításában: érzelmi memória veszélyes-nem veszélyes minősítés A félelmi válasz: kellemetlen, fájdalmas inger vagy gondolata által kiváltott válasz együttes komponensei: - autonóm (cardiovascularis, légzés, stb.) - endokrin (catechoaminok, ACTH, glukocorticoid), - szomatomotoros (viselkedési) reakciók
A félelmi válasz lépései
Félelmi kondícionálás emberben
1. Szenzoros inger a thalamusba Urbach-Wiethe szindróma
3. Információ továbbítás a kéregbe
2. Információ továbbítás az amigdalába LIMBIKUS RENDSZER Hipothalamus
Amygdala lézió utáni félelemmentesség, fear conditioning nincs
agytörzs
Orvosi Élettan 671-673. 685.
6. Gondolkodás nélküli cselekvés
10
JUTALMAZÁS
JUTALMAZÁS Depresszió, szociopátia
Öningerlés
corpus callosum elülső („térd”) görbülete előtti area (prefrontális kéreg) sérül
Az állat agyába helyezett elektród segítségével az állatnak lehetősége van, hogy önmagát elektromosan ingerelje. Az öningerlések száma függ: • az ingerlés helyétől • a félelemmel, fájdalommal, és a táplálékkal szembeni preferenciától. A hipothalamusba ültetett elektróda ingerlésével - általános szimpatikus idegi aktivációra utaló, és - komplex viselkedési (szomatikus) válaszokat lehet indukálni, melyek együttesen hasonlítanak a bizonyos élethelyzetekben kialakuló, úgynevezett. Cannon-féle készenléti-(vész) reakció, vagy Fight or Flight válasz együttesekre. Orvosi Élettan 671-673. o.
Prefrontális kéreg Depr. dopamin
A jutalmazás pályarendszere
VTA
nucleus Accumbens Ventralis Tegmentalis Area
Hangulat, kedély állapot: - Normális (kiegyensúlyozott) állapot: Raphe mag (serotonin - agytörzsben) és Laterális Tegmentalis Area (noradrenalin)
ADDIKCIÓ: drogok Az addiktív drogok főbb csoportjai
Felszálló monoaminerg pályák
ADDIKCIÓ: celluláris mechanizmusok Szubcellulárisan konvergáló glutamáterg és domapinerg bemenetek
A középagyi dopaminerg sejtek aktivitása nő jutalmazáskor
heroin, morphine µ-receptor VTA int amphetamine
Az addiktív drogok növelik a szinaptikus dopamin szintet, de különféle (direkt és áttételes) mechanizmusokkal.
cocaine
11
ADDIKCIÓ: celluláris mechanizmusok Szubcellulárisan konvergáló glutamáterg és domapinerg bemenetek
Az aktív szinaptikus kapcsolatok megerősödése cyclic AMP response element binding protein (CREB), CREB-binding protein (CBP), RNA polymerase 2 (POL 2);, TATA binding protein (TBP)
heroin, morphine µ-receptor alcohol VTA int
nicotine amphetamine
NAchR cocaine
12
