PODSTAWY NEUROFIZJOLOGII KLINICZNEJ

POJĘCIE NEUROFIZJOLOGII KLINICZNEJ

-Neurofizjologia kliniczna jest nauką o czynnościach komórek i włókien nerwowych, receptorów i ośrodków nerwowych i o czynnościach całego układu nerwowego somatycznego i autonomicznego człowieka.

ROZPOZNAWANIE ZABURZEŃ

Rozpoznawanie zaburzeń neuromechanizmów percepcji, odruchów i ruchów dowolnych ustala się na podstawie wyników badań funkcji struktur mózgowych;

-rdzenia kręgowego,

-obwodowego układu nerwowego,

-mięśni,

-narządów zmysłów,

-autonomicznego układu nerwowego,

-wzajemnych relacji tych funkcji.

SYSTEME INTERNATIONAL D`UNITES

-Funkcje te są obiektywizowane i kwalifikowane w jednostkach układu miar Międzynarodowego Układu Jednostek Miar, oznaczonego akronimem SI.

-System ten został przyjęty jako obowiązujący w naukach medycznych w świecie 1954 roku, a w Polsce w 1975r.

-W latach „ Dekady mózgu” (01.01.1990 - 01.01.2000) nastąpił szczególnie aktywny rozwój neurobiologii oraz związanej z nią neurofizjologii klinicznej.

UKŁAD NERWOWY SOMATYCZNY

-Układ nerwowy kontroluje zachowania ciała człowieka i jego umysłu.

-Zachowanie jest wyjściem globalnym układu nerwowego do wszystkich jego efektorów tj. gruczołów i mięśni.

-U podstaw postrzeganego wzrokiem zachowania ruchowego i jego niedostrzegalnych objawów podklinicznych leży kaskada procesów neurofizjologicznych, powiązanych wzajemnie ze sobą i w odpowiednich sekwencjach czasowych.

-Najważniejszy jest jednak sam neuron.

ANATOMIA I BIOLOGIA NEURONU

-Twórcą teorii komórkowej jest Rudolf Virchow (1821 - 1902), który pierwszy stwierdził istnienie podziału komórkowego.

-W skład tego podziału wchodzi mitoza, podział jądra komórkowego.

-Proces mitozy dokonuje się w ludzkim ciele miliony razy na sekundę zastępując wciąż nowymi wszystkie komórki z wyjątkiem mięśniowych i nerwowych.

ANATOMIA I BIOLOGIA NEURONU

-Układ nerwowy jest zbudowany z komórek neuronów.

-Neurony układu nerwowego, a szczególnie mózgu, spełniają swoiste, nadrzędne w stosunku do innych układów funkcje.

-Neurony kontrolują funkcje innych komórek w ustroju człowieka, ponieważ mają odpowiednią budowę anatomiczną i wydzielają do krwioobiegu substancje aktywne biologicznie.

Neuron składa się z ciała komórkowego i wypustek cytoplazmatycznych, tzw. dendrydów, oraz aksonu.

IDEOGRAMY NEURONU

Rzeczywista budowa różnych neuronów różni się od wyobrażanej.

NEURON - PRZKRÓJ POPRZECZNY

NEURON A KOMÓRKI GLEJU

-Jednostka podstawową jest neuron, pomimo że znacznie więcej jest komórek gleju.

-Rozmaite strukturalne i czynnościowo komórki glejowe wspierają zarówno odpowiednie ministruktury neuronu, jak i jego funkcje.

-Komórki gleju tworzą fizyczną macierz, w której neurony są osadzone.

-Tworzą wokół neuronów izolacje, wymieniają z neuronami środki odżywcze i metabolity, a także wzajemnie z neuronami oddziałują elektrycznie.

FUNKCJONALNA WŁAŚCIWOŚĆ NEURONÓW

-Neurony generują impulsy elektryczne, nazywane potencjałami czynnościowymi.

-Szerzą się one wzdłuż wyrostków cytoplazmatycznych neuronów do miejsc osiągania innych komórek docelowych, tj. mięśni, gruczołów lub innych neuronów.

-Kolejno po sobie potencjały czynnościowe niosą w swoich salwach i seriach ważne biologiczne ”powiadomienia” do komórek docelowych, wyrażone w postaciach częstotliwości wyładowań impulsów oraz we wzorcu interwałów występujących między sukcesywnymi wyładowaniami.

IMPULS NERWOWY

Średnia prędkość impulsu nerwowego biegnącego wzdłuż błony komórkowej wynosi 50m/sek.

PRZEWODZENIE SYGNAŁÓW

-Impuls nerwowy powstaje dzięki ruchom atomów obdarzonych ładunkiem elektrycznym, czyli jonów: sodu (Na) i potasu (K) przez błonę komórkową.

-W spoczynku istnieje różnica potencjałów, o wartości - 80 miliwoltów.

-Potencjał czynnościowy powstaje w ten sposób, że dodatnio naładowane jony potasu wypompowywane są na zewnątrz, skutkiem czego potencjał komórki przybiera wartość + 40 miliwoltów.

-Dodatnio naładowane jony sodu pompowane są z powrotem do wnętrza komórki i potencjał spoczynkowy wraca do wartości wyjściowej.

-Impuls przemierza jeden odcinek aksonu w czasie od 2 do 5 milisekund po czym następuje okres niepobudliwości przed kolejnym impulsem.

SYNAPSA

-Oddziaływanie potencjałów czynnościowych na komórki docelowe odbywa się poprzez wyspecjalizowane miejsca błony komórki docelowej, tj. jej synapsy.

-Docierający do synapsy impuls nerwowy powoduje, że z pęcherzyków synaptycznych uwalniają się cząsteczki mediatora.

-Przedostają się one przez szparę synaptyczną i pobudzają receptory dendrydu, uruchamiając w ten sposób kolejny impuls nerwowy.

-W różnych częściach układu nerwowego występują rozmaite mediatory synaptyczne:

acetylocholina, adrenalina, noradrenalina, dopamina, serotonina, aminokwasy ; glutamin, asparaginian, kwas gamma-aminomasłowy (GABA) i glicyna.

SYNAPSY

-Są to struktury anatomiczne długości 0,2 - 0,3 mikrona, które można zobaczyć, scharakteryzować i przeliczyć używając mikroskopu elektronowego.

-W korze mózgowej większość synaps jest rozmieszczona na kolcach dendrycznych.

-Średnia długości aksonu w korze mózgowej wynosi 35 - 40 mm.

-Jego synapsy występują średnio co 5 mikronów.

-Akson komórki nerwowej kory mózgowej może mieć około 7 - 8 tysięcy synaps.

SYNAPSA - DZIAŁANIE

-Synapsa może mieć tylko dwa kierunki działania, tzn. pobudzanie lub hamowanie.

-Oddziaływania synaptyczne są głównie elektrochemiczne.

-Potencjały czynnościowe powodują wystąpienie z zakończeniu aksonalnym presynaptycznym reakcji biochemicznych, a w następstwie uwolnienie nuroprzekaźnika.

-Transport chemiczny prekursorów i metabolitów odbywa się ruchem wahadłowym.

-Neurotransmisja przez synapsę jest zjawiskiem czasowym.

NEURON JEDNOSTKA OPERACYJNA

-Neurony są: wyspecjalizowane, liczne i występują w skupiskach w miejscach ich wzajemnych połączeń.

-Neuron pośredniczy w przekazywaniu informacji w układzie nerwowym.

-W przekazywaniu informacji biorą udział ciało neuronu, jego akson oraz dendrydy.

-Charakterystyczną, jednakową i niezmienną cechą funkcjonalną różnych komórek nerwowych jest zawsze jednokierunkowe przekazywanie pobudzania - od aksonu do dendrydów.

NEURON JEDNOSTKA OPERACYJNA

-Informacja, jaką stanowią bodźce elektromechaniczne, jest odbierana przez dendrydy - określa się jako wejście.

-Dendrydy przenoszą informacje, zakodowaną w częstotliwościach impulsów bioelektrycznych, do ciała komórki nerwowej, wywołując nagłą zmianę stanu elektrochemicznego błony komórkowej.

-Zmiana ta jest stanem pobudzenia neuronu, w następstwie czego jego akson przenosi zakodowaną w impulsach bioelektrycznych informację „elektrochemiczną” do innych komórek docelowych - określa się jako wyjście.

-Neuron musi otrzymać wiele wejść pobudzających, zanim nastąpi jego wyładowanie.

-Reaguje wygenerowaniem potencjału czynnościowego wtedy, kiedy zostaje uaktywnionych więcej jego synaps pobudzających niż hamujących.

-Neurony aktywne przez cały czas trwania pobudzenia nazywają się tonicznymi.

-Neurony, które odpowiadają wyładowaniem jedynie na zmianie parametrów bodźca w czasie, nazywają się fazowymi.

-Mózg ma ogromna liczbę 1011 neuronów.

-Każdy neuron wytwarza połączenia funkcjonalne z około tysiącem innych neuronów.

-Neuron wyładowuje się z częstotliwością około 100 Hz.

-Szybkość przetwarzania informacji na poziomie całego systemu jest ogromna - to około 1016 wzajemnych funkcjonalnych oddziaływań na siebie neuronów znajdujących się „w żywym komputerze” człowieka (mózg), ważącym około 1,5 kg.

SIECI NEURONOWE

-Funkcje sieci neuronowych określają działania mózgu, a w konsekwencji zachowań. W tym ruchowych, człowieka.

-Istnieją cztery typy organizacji sieci neuronowych w układzie nerwowym, wyróżniane w związku z organizacją przepływu impulsów wzdłuż aksonów. Są to sieci: Konwergentne , Dywergentne, Równoległe, Sieci sprzężeń zwrotnych

-Taka organizacja zapewnia podstawę anatomiczną do rozprowadzenia informacji przetwarzanych w układzie nerwowym.

TYPY SIECI NEURONOWYCH

-Trzy pierwsze typy sieci neuronowych sprzęgają się do przodu i progresywnie rozprowadzają informacje do rozmieszczonych sekwencyjnie elementów komórkowych sieci.

-Typ sieci czwarty wykazuje elementy sprzężenia zwrotnego, umożliwiające niektórym wyjściom sieci kierowanie przepływu impulsów z powrotem do wejścia tej samej sieci.

-Sieć taka stanowi podstawę anatomiczną powtarzających się, rytmicznych oscylacji pobudzeń w obrębie sieci.

SIEĆ KONWERGENTNA

-W sieci konwergentnej sygnały np. ruchu dowolnego mogą pochodzić z wielu okolic mózgu, ale zbiegają się do kilku motoneuronów rdzenia kręgowego, będący początkiem tzw. wspólnej drogi końcowej.

-Przykładem innym jest neuron czuciowy rdzenia kręgowego; otrzymuje on pobudzenie pochodzące z różnych miejsc skóry i trzewi jednocześnie.

-Przykładem klinicznym jest ból odczuwany w ramieniu podczas zawału serca. Dzieje się tak, ponieważ o.u.n. otrzymuje informacje bólowe od tych samych neuronów czuciowych rdzenia kręgowego, które są połączone zarówno z sercem jak i ramieniem.

SIEĆ DYWERGENTNA

-Przykładem funkcji tej sieci jest wejście bodźca bólowego - może on pochodzić z jednego punktu, np. ukłucia skóry i rozpoznawany jest szeroko w korze mózgowej czuciowej oraz w wielu innych okolicach kory mózgowej.

-Do tej sieci należą również niektóre neurony związane z kontrolą ruchu.

-Wyjście ruchowe motoneuronów kory mózgowej ruchowej rozchodzi się w różnych sieciach neuronowych.

-Niektóre zakończenia nerwowe docierają do ośrodków koordynacyjnych na podstawie przodomózgowia do różnych obszarów pnia mózgu i móżdżku.

SIEĆ NEURONOWA RÓWNOLEGŁA

-Jest to typ sieci sprzęgającej impulsy nerwowe w kierunku od wejścia do wyjścia.

-Jest to sieć wielopoziomowa, której neurony, znajdujące się na trzech lub większej liczbie poziomów, oddziałują na siebie wzajemnie w sposób zarówno konwergentny, jak i dywergentny.

-Głównym przykładem sieci neuronowej równoległego sprzężenia przedniego jest układ somatosensoryczny czucia dotyku, ucisku i temperatury.

-Drogi nerwowe tego układu dochodzą do kory mózgowej, ale jednocześnie oddają odgałęzienia biegnące równolegle do pnia mózgu, który z kolei ma własne połączenia z korą mózgową.

-Znaczenie takiej organizacji polega na tym, że neurony docelowe w korze mózgowej otrzymują jednocześnie dwa rodzaje informacji.

-Wejście od strony pnia mózgu dociera do całej kory mózgowej, a nie tylko do niewielkich obszarów swoistego rodzaju czucia umiejscowionych w korze czuciowej.

-Takie wejście ze strony pnia mózgu powoduje aktywacje całej kory mózgowej.

SIEĆ SPRZĘŻEŃ ZWROTNYCH

-Organizacja tej sieci umożliwia powtarzające się samowzbudzające pobudzenia neuronów wejściowych (reverberation of excitation) i jest podstawą występowania w wielu systemach neuronowych tzw. oscylacji.

-Przykładem jest system obejmujący korę mózgową, która łączy się z wielką podkorowa stacją przekaźnikowa, jaką jest wzgórze.

-Oscylacja objawia się synchronicznym wyładowaniem neuronów korowych w korze mózgowej wzrokowej.

-Powoduje to występowanie w zapisie elektroencefalogicznym (EEG) fal o rytmicznej oscylacji, znanej jako rytm alfa.

DZIAŁANIE OBWODÓW W SIECI NEURONOWEJ

-Badanie najprostszego odruchu tzw. kolanowego, będącego testem klinicznym sprawdzającym przewodzenie impulsów nerwowych w drogach nerwowych rdzeniowego łuku odruchowego.

-Gwałtowne rozciągnięcie mięśnia czworogłowego (przez uderzenie młotkiem neurologicznym w ścięgno pod rzepką kolana) powoduje pobudzanie receptorów czucia głębokiego tego mięśnia.

-Wywołanie wzmożonej impulsacji czynnościowej we włóknach dośrodkowych przekazuje informacje do struktur rdzenia kręgowego, gdzie wywołany zostaje wolny potencjał pobudzeniowy bezpośrednio na motoneuronach tego samego mięśnia.

-Wyjścia tych motoneuronów powodują skurcz mięśnia czworogłowego i wyprost podudzia.

-Równolegle - kolaterale włókien dośrodkowych pobudzają wstawkowe neurony hamujące (interneurony) rdzenia kręgowego, których wyjścia hiperpolaryzują motoneurony zginaczy podudzia (mm. dwugłowy uda, półsciegnisty, półbłoniasty, brzuchaty łydki), uniemożliwiając tym samym jednoczasowy skurcz tych mięśni i zablokowanie odruchu prostowania podudzia.

-Poprzez drogi nerwowe korowo-korowe, informacja ta może zostać odnotowana, a położenie podudzia zmodyfikowane przez aktywację szlaków ruchowych zstępujących.

-Badając zachowanie się tego prostego odruchu monosynaptycznego, można wnioskować o stanie w sieci neuronowej wyższych ośrodków mózgowych.

SIEĆ NERWOWA

-Nie ma części ciała, która nie byłaby połączona z siecią nerwową.

-Prawie każdy nerw grubszy od grafitu w ołówku ma własną nazwę, często nazwa pochodzi od kości położonych blisko nerwów.

-W przekazywaniu informacji pomiędzy mózgiem i narządami zmysłów nie bierze udziału rdzeń kręgowy.

UKŁAD NERWOWY W LICZBACH

-Poza mózgiem istnieją 43 połączeń pomiędzy ośrodkowym i obwodowym układem nerwowym, ponadto 12 par łączy te układy w mózgu.

-Całkowita dł. nerwów obwodowych - ok.150 000 km

-Największy nerw - rdzeń kręgowy - długość - 45 cm szerokość - 3,8 cm

-Najdłuższy inny nerw - piszczelowy - długość - 50 cm

-Najszerszy inny nerw - kulszowy - szerokość - 2 cm

-Najcieńszy ważny nerw - bloczkowy - szerokość - 0,2 cm

-Najwyższy potencjał impulsu nerwowego - 100 miliwoltów

-Liczba impulsów: Najwyższa - w dużych włóknach z otoczką - 300/sek., Najniższa - w małych włóknach bez otoczki - 50/sek.

MODULARNOŚĆ

-Zespół neuronowy jest zespołem komórek nerwowych rozproszonych pod względem lokalizacji, ale działających kolektywnie jako moduł dzięki sieci wzajemnych połączeń synaptycznych.

-Moduł jest zespołem neuronowym, wyspecjalizowanym w opracowaniu określonej funkcji jakiegoś systemu nerwowego.

-Wewnętrzna organizacja tych systemów oparta jest na modułowym sposobie opracowania informacji.

-Nawet najprostsze zachowanie ruchowe jest wywołane szybkim, skoordynowanym działaniem wielu obszarów mózgu.

SYMETRYCZNOŚĆ I LATERALIZACJA

-Funkcje zlateralizowane są kontrolowane głównie przez korowe obszary mózgu, ale żaden obszar mózgu nie funkcjonuje w izolacji.

-Pierwsze przypuszczenie, że funkcje mózgu są topograficznie mapowane, dotyczyło mowy.

-Wejście sygnałów zarówno wzrokowych, jak i dźwiękowych słów jest kierowane przez projekcje neuronowe wpierw do pola Wernickiego, które działa jako obszar rozumienia słów (języka).

-Następnie informacja ta kierowana jest do innego skupiska neuronów kory mózgowej - pola Brocka. Stąd informacje są kierowane do okolic kory ruchowej związanych z obszarami reprezentatywnymi dla warg, języka i ust.

MAPY KOROWE

Mapy kory mózgowej zostały sporządzone na podstawie identyfikacji różnych własności funkcjonalnych różnych jej obszarów.

ZACHOWANIE

-Zachowanie jest tym, co powstaje w wyniku wyjścia układu nerwowego do gruczołów i mięśni, a w odniesieniu do zachowania ruchowego - szczególnie do mięśni szkieletowych.

-Zachowanie ruchowe, mogące być odruchem (mono lub polisynaptycznym) bądź ruchem dowolnym, najczęściej jest sumą ciągu pojedynczych skurczów mięśniowych, połączonych ze sobą w specyficznym porządku czasowym.

-Porządek czasowy (czasowanie; timing) oraz liczba skurczów mięśniowych decydują o tym, jaki rodzaj zachowania ruchowego się pojawi.

-Niektóre zachowania są stereotypowe i automatyczne.

-Są to wzorce ruchowe utrwalone, często zaprogramowane genetycznie.

-Wiele złożonych zachowań ruchowych automatycznych jest wywoływanych przez działanie specyficznego generatora umiejscowionego w o.u.n.

-Np. zwierzęta domowe mają generatory wzorców centralnych kroczenia, zlokalizowane w pniu mózgu i rdzeniu kręgowym.

-Stymulacja elektryczna takich okolic rdzenia kręgowego kota powoduje występowanie prawie normalnej funkcji kroczenia.

-Rdzeniowy generator wzorca kroczenia występuje również u człowieka.

PRZETWARZANIE INFORMACJI

-W układzie nerwowym informacja przybiera różne formy.

-Oto ich przykłady: zjawisko rozpoznawania molekularnego przez receptor; fluktuacja wyładowań postsynaptycznych neuronu, wzorce ciągów potencjałów czynnościowych, wzajemne oddziaływanie zespołów dużych populacji neuronowych.

-Formy te stanowią mechanizmy integrujące obraz świata zewnętrznego wewnątrz mózgu.

ZMYSŁY

SYSTEMY CZUCIA

-Wszystkie systemy czuciowe są wyposażone w komórki receptorowe, które z kolei przetwarzają energie fizyczną w przepływ jonów poprzez błony komórkowe, co z kolei generuje zmiany ich potencjału.

-Różne typy receptorów są wyspecjalizowane w przetwarzaniu określonych rodzajów energii fizycznej.

-Potencjał komórki receptorowej powoduje depolaryzację błony komórkowej tzw. neuronu pierwszego drogi nerwowej czuciowej (Neuron I) i generowanie w nim potencjałów czynnościowych.

MODALNOŚĆ CZUCIA

-Bodźce są kodowane w określonych modalnościach oraz we wzorcach częstotliwości wyładowań potencjałów czynnościowych.

-Wyróżnia się pięć podstawowych modalności czucia, odpowiadających takim zmysłom, jak: czucie somatyczne, wzrok, słuch, smak i węch.

-W zakresie modalności czucia somatycznego wyróżnia się pięć kategorii, określanych tez jako submodalności czucia.

-Są to odczuwania: dyskryminacji dwupunktowej, wibracji, ułożenia, temperatury i bólu.

SYSTEM SOMATOSENSORYCZNY

-Czucie somatosensoryczne jest wrażeniem zmysłowym polegającym na subiektywnej ocenie bodźców pobudzających receptory rozmieszczone w skórze mięśniach, ścięgnach i stawach.

-Do receptorów somatosensorycznych zlicza się mechanoreceptory (dotyk, ucisk, wibracja, czucie proprioceptywne), termorecepetory (ciepło, zimno) i receptory bólowe ( ból skóry i tkanek innych).

ANATOMIA CZUCIA SOMATOSENSORYCZNEGO

-System somatosensoryczny przekazuje informacje czuciowe od receptorów o.u.n. poprzez szereg dróg nerwowych biegnących równolegle wzdłuż osi czuciowej układu nerwowego.

-Proces czucia somatycznego rozpoczyna się od pobudzenia receptorów obwodowych, tj. zakończeń nerwowych neuronów czuciowych I rzędu.

-Neurony pierwsze mają ciała komórkowe w zwojach korzeni grzbietowych, a aksony czuciowe z głowy i twarzy - w zwojach korzeni grzbietowych, a aksony czuciowe głowy i twarzy - w zwoju nerwu trójdzielnego, który jest odpowiednikiem zwojów grzbietowych.

-Neurony drugie otrzymują wejście od aksonów dochodzących przez korzenie grzbietowe i od nerwów czaszkowych.

-Neuron pierwszy łączy się z neuronem drugim synapsa, tworzącą pierwszą stację przekaźnikową drogi somatosenorycznej.

-Ciała komórkowe neuronów drugich systemu somatosensorycznego są umiejscowione w rdzeniu kręgowym, jądrach neuronowych kolumn grzbietowych i - w odniesieniu do wejść a głowy i twarzy - w pniu mózgowym.

-Neurony drugie wysyłają swoje aksony do neuronów trzecich, znajdujących się we wzgórzu.

-Druga synapsa przełącznikowa z neuronu II na neuron III znajduje się w zespole jąder wzgórza.

-Aksony neuronu III docierają drogą wzgórzowo-komorową do kory somatosenorycznej.

KORA SOMATOSENSORYCZNA

-Wyróżnia się w niej pierwszorzędowe pole czuciowe oznaczone przez Brodmanna jako pole 3, 1 i 2.

-Pole to obejmujące zakręt środkowy tylny, jest oznaczone także symbolem SI.

-W mniejszym stopniu aksony neuronów docierają do drugorzędowego pola czuciowego, leżącego do boku i ku dołowi od zakrętu pozaśrodkowego, oznaczanego symbolem SII.

-Przyjmuje się, że pole czuciowe SI odbiera impulsacje głównie z układu tylno- powrózkowego, a pole czuciowe SII, głównie z układu rdzeniowo- wzgórzowego.

SYSTEM SOMATOSENSORYCZNY

-Organizacja struktur anatomicznych systemu somatosensorycznego człowieka odpowiada również za inne cechy percepcji bodźców czuciowych.

-Dzięki projekcji somatotopicznej od neuronów pierwszych do kory somatosnesorycznej jest możliwa lokalizacja bodźca tj. określenie części powierzchni ciała na którą on działa.

-Zlokalizowanie działania bodźca jest dokładniejsze w obszarach ciała, w których gęstość receptorów jest większa.

WRAŻLIWOŚĆ NA DOTYK

Wrażliwość na dotyk można zmierzyć. Określa ją minimalny odstęp, jaki należy zachować pomiędzy dwoma ukłuciami, aby je odczuć jako odrębne. Im mniejszy odstęp, tym skóra wrażliwsza.: Język - 0,3 cm., Wargi - 0,7 cm.. Szyja - 3 cm., Palec wskazujący 0,5 cm., Dłoń - 1 cm., Plecy 4 cm., Grzbiet dłoni 2,5 cm., Czoło 1,8 cm.

SYSTEM SOMATOSENSORYCZNY

-Dotyk opuszki palca ręki umiejscawia się dokładniej niż dotyk skóry grzbietu.

-Topografia czuciowego unerwienia skóry przez nerwy obwodowe i korzenie nerwowe grzbietowe jest zróżnicowana.

-Obszary unerwienia skóry przez nerwy obwodowe mają wyraźne granice.

-Dermatony - obszary ciała unerwione przez sąsiednie korzenie grzbietowe nakładają się na siebie.

Język wargi, palce rąk, stopy i palce nóg stanowią najbardziej wrażliwe okolice ciała ludzkiego

RECEPTORY CZUCIOWE

-Wolne zakończenia nerwowe stanowią najczęściej spotykane receptory czuciowe skóry. Reagują właściwie na wszystkie bodźce dotykowe, od muśnięcia do dużego nacisku: na ciepło, zimno i na ból. Słabe pobudzenie tych zakończeń nerwowych odczuwamy jako swędzenie.

-Ciałka blaszkowate składają się jak cebula z wielu warstw i tkwią głęboko w skórze właściwej. Reagują na duży nacisk oraz szybkie drgania - jak wibracje kamertonu.

-Ciałka zmysłowe (dawna nazwa: narządy Ruffiniego) reagują na długotrwały nacisk lub stopniową zmianę kształtu. Należą do grupy adoptujących się mechanoreceptorów. Znajdują się głównie w owłosionej skórze. Mogą również reagować na skrajnie wysoką temperaturę.

-Ciałka dotykowe położone są w górnej części skóry właściwej, szczególnie na rękach, stopach, wargach oraz na wewnętrznej powierzchni powiek. Te jajowate mechanoreceptory wykrywają lekki dotyk i wibracje.

-Łąkotki dotykowe reagują na niewielkie odkształcenia, wykrywają zatem lekki dotyk. Są wśród nich zarówno wolno, jak i szybko adoptujące się mechanoreceptory.

-Kolbki końcowe są wielowarstwowymi kapsułkami zawierającymi zakończenia nerwowe o wielu odgałęzieniach. Należą do grupy mechanoreceptorów reagujących na szybkie zmiany kształtu, spowodowane naciskiem lub wibracjami. Mogą także uczestniczyć w odczuwaniu skrajnego zimna.

NEUROPRZEKAŹNIKI

-W układzie nerwowym wzajemnemu oddziaływaniu bioelektrycznemu neuronów towarzyszy wzajemne oddziaływanie biochemiczne.

-Transmisja synaptyczna odbywa się bowiem za pośrednictwem cząsteczek białek endogennych - neuropeptydów.

-Te neuroprzekaźniki (neurotransmitery), wydzielane przez neurony w synapsach, są substancjami o silnym działaniu biologicznym (noradrenalina, acetylocholina, dopamina, serotonina), które działają przez własne układy receptorowe, wpływają na funkcje układu nerwowego zarówno somatycznego, jak i autonomicznego.

-Neurotransmitery wiążą się z odpowiadającymi receptorami, znajdującymi się na błonie postsynaptycznej innych neuronów lub komórek elektronowych, tj. mięśni lub gruczołów.

-Komórki nerwowe przewodzące bodźce somatosensoryczne różnych submodalności, np. dotyku, temperatury, bólu, ułożenia czy wibracji, zawierają różne neuropeptydy.

-Nocyceptory zwierają takie neurotransmitery, jak substancja P, kalcytonina i somatostatyna.

-Neuromodulatory są, jak neuromediatory, a wiązkami endogennymi, ale nie zawsze wytwarzanymi przez neurony i uwalnianymi w stanie ich aktywacji. Funkcje neuromodulatorów mogą pełnić np. adenozyna, ATP czy tlenek azotu.

-Substancje te wpływają modulująco na funkcję neuronów zarówno ośrodkowych, jak obwodowych.

PERCEPCJA BODŹCÓW CZUCIOWYCH

-Bodźce czuciowe docierające do kory mózgowej somatosenorycznej, są przetwarzane w ciałach neuronów rozmieszczonych w sześciu różnych poziomych warstwach kory mózgowej.

-Komórki te są połączone ze sobą wypustkami biegnącymi pionowo w tzw. kolumnach czynnościowych, przeznaczonych do przetwarzania podobnych typów informacji czuciowej.

-Organizacja kory w pionie kolumny funkcjonalnie występuje także w innych obszarach kory mózgowej.

-Stadia początkowe procesów przetwarzania rozpoczynają się w pierwszorzędowym polu czuciowym i są kontynuowane w czuciowych polach asocjacyjnych.

INFORMACJA CZUCIOWA

-Informacja czuciowa jest przetwarzana w korze mózgowej jednocześnie na dwa sposoby, tzw. równoległy i hierarchiczny.

-Przetwarzanie równoległe polega na tym, że submodalne rodzaje czucia mają, równoległe wejścia do różnych pół kory czuciowej SI. Pól 1, 2, 3a i 3b według Brodmanna - każde z tych pól jest zdominowane przez jeden rodzaj wejścia submodalnego.

-Przetwarzanie hierarchiczne polega na tym, że w obrębie sieci neuronowych kory somatosnesorycznej znajdują się zespoły neuronowe reagujące selektywnie na określone fizykalne cechy bodźca czucia somatycznego.

INTEGRACJA INFORMACJI

-Pomiędzy polami czuciowymi SI i SII występują rozległe wzajemne połączenia .

-Pola czuciowe SII otrzymują również wejścia od neuronów wzgórza.

-Istnieją także rozległe projekcje do kory ciemieniowej tylnej, stanowiącej korę asocjacyjną do integrowania informacji pochodzących od somatosensorycznych i innych modalności czuciowych.

-Kora ciemieniowa tylna otrzymuje informacje w celu określenia pozycji ciała w odniesieniu do otoczenia.

-Jednostronne uszkodzenie kory ciemieniowej tylnej powoduje występowanie objawu klinicznego nazywanego zespołem połowicznego zaniedbania czuciowego, tj. ignorowania bodźców działających po stronie ciała przeciwnej.

-Istnienie rozległych projekcji od kory somatosenorycznej do kory ruchowej i dróg nerwowych zstępujących do ośrodków ruchowych w pniu mózgowym i rdzeniu kręgowym odgrywa bardzo ważną role w kontroli ruchu.

SPRZĘŻENIE ZWROTNE

-Sprzężenie zwrotne zapewniają wzajemne połączenia czuciowo-ruchowe, występujące na każdym poziomie osi nerwowej.

-U człowieka ok. 1/3 wszystkich aksonów biegnących w zstępujących drogach korowo-rdzeniowych pochodzi od neuronów kory somatosenorycznej.

-Wykonywanie ruchów ręką, tzw. manipulacyjnych, wymaga jednoczesnego wejścia informacji czuciowych od struktur układu ruchu kończyny górnej, funkcjonującego jako sprzężenie zwrotne.

-Przejawem klinicznym braku takiego sprzężenia zwrotnego jest brak koordynacji ruchowej, czego przykładem jest ataksja.

BÓL

-Różnice percepcji bodźców bólowych pochodzą z aktywacji różnych typów receptorów bólowych, tj. nocyceptorów.

-Różnice tej percepcji zależą także od osobniczych czynników psychicznych.

-Ze względu na rozmieszczenie receptorów ból dzieli się na somatyczny bądź skórny (lub powierzchowny) oraz ból trzewny.

-Nocyceptory występują niemal we wszystkich tkankach.

-Są to receptory o wysokim progu pobudliwości, odpowiadające na bodźce potencjalnie uszkadzające.

NOCYCEPTORY

-Są to wolne zakończenia nerwowe, wrażliwe szczególnie na bodźce mechaniczne, termiczne i chemiczne.

-Istotną cechą funkcji nocyceptorów jest zjawisko nadwrażliwości, tzw. hiperalgezji.

-Podstawą obniżenia się progu pobudliwości są takie czynniki jak; uwolnienie się z uszkodzonych tkanek histaminy, brykanin i prostagladyn, które depolaryzują nagie zakończenia nerwowe i wyzwalają salwy impulsów bólowych we włóknach aferentnych, uwolnienie przez zakończenia nerwowe nocyceptorów aktywnych neuropeptydów,

uwalnianie peptydów rozszerzających naczynia krwionośne (np. substancję P), co powoduje zwiększenie przepływu krwi i obrzęki i z kolei prowadzi dodatkowo do uwalniania bradykinin.

INFORMACJE BÓLOWE

-Informacje bólowe są przewodzone przez aksony czuciowe słabo zmielinizowane lub bezosłonkowe i w związku z tym wolno przewodzące.

-Ból ostry, kłujący, dokładnie lokalizowany, jest przewodzony grubszymi włóknami typu A-delta grupy III, o średnicy 2-5 mikrometrów i szybkości przewodzenia 6-30m/s.

-Ból rozlany, gniotący, o niedokładnej lokalizacji, jest przewodzony przez włókna cieńsze, typu C grupy IV, o średnicy 0,4-1,2 mikrometrów i szybkości przewodzenia 0,5-2,0 m/s.

POTENCJAŁ POBUDZAJĄCY (EPSP)

-Po wejściu do rdzenia kręgowego korzeniami grzbietowymi, aksony receptorów kończą się w powierzchownej części rogów tylnych rdzenia kręgowego, nazywanej substancją galaretowatą (substantia genelatinosa).

-Tutaj pierwotne włókna aferentne nocyceptorów tworzą synapsy z neuronami II rzędu, w których uwalniają się neurotransmitery pobudzające (aminokwasy i neuroceptydy ekscytujące), i w konsekwencji wytwarzają postsynaptyczny potencjał pobudzający - ESPS.

„BRAMKA KONTROLNA”

-Mechanizm ten opisali w ten sposób w 1965r. R.Melzack i P.D. Wall, twórcy tzw. bramkowej teorii bólu.

-Mechanizm hamowania rdzeniowego ma nazwę „bramka kontrolna”, gdyż reguluje przepływ sygnałów bólowych przez „bramę”, która stanowią rogi tylne i pierwsze przełęcze drogi bólowej.

-Polega to na obniżaniu wielkości odpowiedzi neuronów II rzędu na wejścia bólowe od wolno przewodzących pierwotnych włókien aferentnych (od aksonów nocyceptorów o wysokich progach pobudliwości przez jednoczasowe pobudzenie mechanoreceptorów o niskich progach pobudliwości, których pierwotne włókna aferentne przewodzą impulsy nerwowe z szybkością większą.

ELEKTROSTYMULACJA NERWÓW OBWODOWYCH- TENS

-Transcutaneous elektrical nerwe stymulation (TENS) - bezpośrednia elektrostymulacja struktur śródmózgowia przez implantowane tam elektrody.

-Istotna cechą modulowania, tzn. hamowania, przepływu sygnałów bólowych w sieciach neuronów nocyceptywnych jest to, że neurotransmiterami niektórych neuronów są endogenne opoidy, np. enkefaliny i endorfiny.

-Enkafaliny hamują transmisję pomiędzy pierwotnymi włóknami aferentnymi a neuronami II rzędu.

-Neurony okołowodociągowej istoty szarej uwalniają z kolei dynorfiny, które aktywują neurony dające początek drogom nerwowym zstępującym.

SYSTEM WZROKOWY

Wyniki badań klinicznych i psychofizjologicznych ubiegłego wieku przyniosły wiele odkryć dotyczących układu wzrokowego człowieka, dzięki czemu jest to najlepiej zbadana część mózgu, a jego funkcje sensoryczne (od receptora do kory mózgowej) najlepiej poznane.

FIZYKA ŚWIATŁA

Pręciki (detektory czerni i bieli), obejmują zakres widma widzialnego.

Trzy rodzaje czopków wykrywają kolory podstawowe, co umożliwia nam percepcję barw.

Inne istoty widzą te części widma, których my nie dostrzegamy.

Motyle widzą ultrafiolet.

POSTRZEGANIE

-Światło biegnące od danego obiektu przechodzi przez rogówkę i soczewkę, gdzie zostaje skupione i rzucone na siatkówkę w formie ostrego i odwróconego obrazu.

Postrzegamy jednak to co nas otacza, w sposób właściwy

PRZEKAZYWANIE SYGNAŁÓW

-W jednym oku ludzkim znajduje się około 6 milionów czopków i 120 milionów pręcików, skąd impulsy nerwowe są przewodzone przez 800 tyś. dośrodkowych włókien nerwowych jednego nerwu wzrokowego.

-Dwoje ludzkich oczu ludzkich gromadzi informacje napływające z widzianego otoczenia za pomocą ok. 250 milionów receptorów i przesyła je do mózgu mniej więcej przez 1,6 miliona włókien nerwowych

-Przetwarzanie informacji wzrokowej zaczyna się w dwóch typach fotoreceptorów siatkówki: czopkach - bardziej wrażliwych na kolory, pręcikach - bardziej wrażliwych na światło.

ANATOMIA OKA

-W przekazywaniu sygnałów uczestniczą pręciki i czopki.

-Sygnały od nich przechodzą poprzez dwie synapsy: pierwsza znajduje się między samym fotoreceptorem, a komórką dwubiegunową, druga między komórką dwubiegunową, a komórką zwojową siatkówki.

-Aksony komórek zwojowych tworzą pień nerwu wzrokowego.

FIZJOLOGIA WZROKU

-System wzrokowy, podobnie jak wszystkie systemy czuciowe układu nerwowego, ma budowę hierarchiczną i wykazuje przy tym istnienie jednego z podstawowych mechanizmów układu nerwowego, nazywanego hamowaniem ubocznym.

-Mechanizm ten jest realizowany przez specjalne hamujące neurony wstawkowe (interneurony).

-Np. fotoreceptor siatkówki zostaje pobudzony światłem, co powoduje zwiększenie częstotliwości potencjałów czynnościowych wysyłanych przez tę komórkę siatkówki np. o trzydzieści na sekundę to powoduje jednocześnie wystąpienie działania hamującego bocznic tego aksonu na fotorecepotory sąsiednie i w następstwie zmniejszenie częstotliwości ich wyładowań iglicowych np. o dziesięć na sekundę.

-Rezultatem wzajemnego oddziaływania połączeń między fotoreceptorami w siatkówce jest widzenie kontrastowe.

-Analiza obrazu przez układ wzrokowy zaczyna się w chwili, gdy promienie świetlne odbite od bodźca wzrokowego, padając na siatkówkę, pobudzają fotoreceptory, zmieniają polaryzację ich błon komórkowych i powodują generowanie potencjałów czynnościowych.

-Kolejne etapy przetwarzania informacji wzrokowej odbywają się na kolejnych „piętrach” sieci neuronowej drogi wzrokowej hierarchicznego systemu wzrokowego.

-Każde „piętro” jest położone o jedną synapsę dalej od powierzchni recepcyjnej siatkówki i każde scala coraz bardziej skomplikowane specyficzne cechy bodźca wzrokowego, które jeszcze w siatkówce zostały ekstrahowane osobno.

-Aksony komórek zwojowych wychodzących z siatkówki docierają do neuronów dwóch ciał kolankowych bocznych wzgórza.

-Stąd aksony neuronów ciała kolankowego bocznego docierają do neuronów pierwotnej kory wzrokowej i jej pól projekcyjnych, odpowiednich dla wyekstrahowanej informacji wzrokowej (np. dotyczącej kształtu linii).

-Bodziec świetlny (obraz jakiegoś przedmiotu) zostaje odwzorowany na siatkówce w postaci zbioru ekstrahowanych z tego obrazu jednostek wrażeń punktowych i następnie kolejno „jest składany od nowa”, na poszczególnych piętrach drogi wzrokowej, w coraz bardziej skomplikowanych polach recepcyjnych.

SYGNAŁY WZROKOWE

-Sygnały wzrokowe w oku nie są bezpośrednio przekazywane do kory wzrokowej.

-Włókna nerwowe z obu nerwów wzrokowych wymieniają się wzajemnie na ich skrzyżowaniu.

-Dzięki temu lewa kora wzrokowa otrzymuje sygnały z lewych pól wzrokowych, a prawa kora wzrokowa z prawych pól obu siatkówek.

POJĘCIE KANAŁÓW INFORMACYJNYCH

-W układzie wzrokowym wyróżnia się wiele kanałów informacyjnych, ale najczęściej zwraca się uwagę na trzy, niezależne od siebie, którymi przekazywane jest informacja o takich cechach specyficznych jak : kształt - kolor - ruch.

-Wyróżniono także trzy różne funkcjonalne typy komórek zwojowych, dających aksony wyjściowe z sieci nerwowej siatkówki. Daje to poczatek dwóm, różnym morfologicznie systemom drogi wzrokowej: System P (parvocellular - drobnokomórkowy), System M (magnocellular - wielokomórkowy), System M zapoczątkowuje kanały informacyjne związane z postrzeganie ruchu, a system P - kanały informacyjne związane z analizą kształtu i koloru.

WIDZENIE PRZESTRZENNNE

-Informacje wzrokowe mogą być także opracowywane przez układ limbiczny, tj. struktury przodomózgowia (hipokamp, jądra przegrody, ciało migdałowate), podwzgórza i pnia mózgu (istota szara środkowa, jądro międzykonarowe).

-Układowi temu przypisuje się ważną rolę w procesach asocjacyjnych dotyczących obserwowanych przedmiotów i ich umiejscowienia przestrzennego

Nałożony na wiele sposobów obraz prawego i lewego oka, daje wizerunek trójwymiarowy

POLE WIDZENIA

-Aby mieć dwa dobre, nakładające się na siebie obrazy oddaliśmy w zamian panoramiczne widzenie świata.

-Pole widzenia u człowieka, czyli to co postrzegamy bez poruszania oczami czy głową wynosi ok.120o w płaszczyźnie pionowej i 200o w płaszczyźnie poziomej.

WZROK W LICZBACH

-Aż 70% wszystkich naszych receptorów mieści się w oku. Jednak nasz zakres widzenia stanowi zaledwie jedną siedemdziesiątą część, czyli 1,5% całego widma elektromagnetycznego.

-Przekrój gałki ocznej - 2,5 cm.

-Masa gałki ocznej - 7 g.

-Liczba receptorów w siatkówce każdego oka - 160 mil.

-Liczba pręcików - 150 milionów.

-Liczba czopków - 10 milionów.

-Długość fal widma widzialnego 380 - 750 nm.

-Najwyższa czułości w mroku - 500 nm.

-Najwyższa czułość w świetle 560 nm,

-Liczba rozróżnialnych kolorów - 10 milionów.

SYSTEM SŁUCHOWY

-Drgania błony bębenkowej jako reakcja na zmiany ciśnienia powietrza to zaledwie początek długiego łańcucha zdarzeń, które w końcowym rezultacie prowadzą do świadomej percepcji dźwięków.

-Przyjęto, że dźwięki można podzielić na sygnały i szumy.

-Sygnał jest rodzajem energii akustycznej dla ucha korzystnej, a szum - energii zakłócającej odbiór sygnałów.

-Ucho jest niezwykle czułym narzędziem odbiorczym, zdolnym do wykrywania również dźwięków pochodzących z samej głowy.

FIZYKA DZWIĘKU

-Fale dźwiękowe przenoszą się w powietrzu z prędkością ok.330 m/s, a w wodzie - z prędkością ok.1500 m/s.

-Wymierne cechy fizyczne dźwięku podobnie jak cechy światła - to częstotliwość, związana z wysokością (tonem) dźwięku oraz intensywność, związana z głośnością dźwięku.

-Zmiany ciśnienia powietrza w fali dźwiękowej można przedstawić graficznie w postaci sinusoidy i określić jej trzy parametry: jak szybko się zmienia (częstotliwość), jak silne wytwarza ciśnienie (jej amplituda), gdzie się zaczyna faza.

-Im większa amplituda sinusoidy, tym silniejszy dźwięk, a im większa częstotliwość tym wyższy ton.

-Im większa amplituda sinusoidy, tym silniejszy dźwięk, a im większa częstotliwość tym wyższy ton.

-Intensywność, albo głośność dźwięku, jest mierzona w dwojaki sposób: w decybelach lub jednostkach siły na wielkość powierzchni (Niuton/m2). Miara decybeli jest miarą odnosząca się do stosunku dwu intensywności.

-Jeżeli jakiś dźwięk ma intensywność 65 db HL, oznacza to, że dany dźwięk jest o 65 decybeli intensywniejszy od międzynarodowego standardowego poziomu odniesienia jaki przyjęto 0,0002 dyny/cm2.

-Jeden fon, to jednostka głośności opierająca się na odbieranej sile głosu o standardowej częstotliwości tysiąca Hz. Wykazuje on wrażliwość ucha przy różnych częstotliwościach.

-Niskie dźwięki musza być intensywniejszego od wysokich, aby wywołać to samo wrażenie głośności.

Wrażliwość słuchu na zmiany natężeń jest największa w pasmach pomiędzy 1000 a 3000 Hz, ale słyszalność dźwięku zależy też od wieku osobniczego.

Głośność szeptu jest mniejsza od 10 db.

ANATOMIA UCHA

-Błona bębenkowa jest pierwszym przetwornikiem dźwięków zamieniającym ich energię na energię mechaniczną, która poprzez struktury ucha środkowego powoduje oscylacje ciśnienia przychłonki (perylimfy) w części kostnej oraz sródchłonki (endolimfy) w części błoniastej ślimaka.

-Wywołane fale ciśnieniowe powodują kaskadę następstw: falowanie błony tzw. podstawnej przewodu ślimaka; przemieszczanie się komórek włoskowych tej błony.

-Fale ciśnieniowe powodują pobudzanie komórek nerwowych dwubiegunowych tworzących zwój spiralny Cortiego wygenerowanie w tych ostatnich impulsów nerwowych bioelektrycznych, które przenoszą do mózgu włóknami nerwowymi dośrodkowymi nerwu ślimakowego informacje akustyczne zakodowane we wzorcach częstotliwości potencjałów czynnościowych

DRGANIA

-Drgania wprawiają w wibracje błonę podstawową ślimaka, wzdłuż której biegnie narząd Cortiego.

-Wibracje zależą od siły i wysokich drgań, czyli od częstotliwości.

-Tam gdzie wibracje są najsilniejsze, narząd Cortiego generuje najwięcej sygnałów nerwowych.

FIZJOLOGIA SŁUCHU

-Ślimak jest jedną z najważniejszych części ucha, związana z fizjologicznym procesem słyszenia.

-Ruch błony podstawowej ślimaka powoduje deformacje włosków komórek włosowatych wywołuje zmianę ich błonowego potencjału wolnego albo kierunku hiperpolaryzacji ( wynik zamykania kanałów błonowych dla wejścia jonów potasu K+), albo w kierunku depolaryzacji (wynik otwierania kanałów błonowych dla wejścia jonów potasu, a także jonów sodu (Na+) oraz wapnia (Ca+).

-Potencjał spoczynkowy komórek włoskowatych jest wysoki - wynosi ok.(-) 70 mV.

-Śródchłonka ( endolimfa), zawierająca wysokie stężenie jonów potasu, jest elektrycznie dodatnia; wynosi ok. (+) 70 mV w porównaniu z przychłonką (perylimfą).

-Tak duża różnica potencjału po obu stronach błony komórki włoskowej, zwana potencjałem sródchłonki jest najwyższa różnicą potencjałów bioelektrycznych (około 140 mV), jaka zarejestrowano u człowieka.

SIEĆ DROGI SŁUCHOWEJ

-Sieć drogi słuchowej tworzy układ pięciu neuronów.

-Neuron I stanowią komórki dwubiegowe zwoju spiralnego Cortiego, których włókna dośrodkowe tworzą nerw ślimakowy (n. cochlearis).

-Nerw ślimakowy tworzy razem z nerwem przedsionkowym (n.vestibularis), związanym ze zmysłem równowagi, jeden pień nerwowy, wchodzący do pnia mózgu w kącie mostowo - móżdżkowym.

-Aksony neuronu I tworzą synapsy z neuronami jąder brzusznymi i grzbietowymi ślimaka (nucleus ventralis e. dorsalis - neuron II).

-Aksony neuronu II biegną w głąb mostu, gdzie tworzą synapsy z neuronami jąder brzusznego i grzbietowego ciała czworobocznego (nuclea corporis trapesoidi - neuron III).

-Aksony tych neuronów, przechodząc drogami po tej samej lub przeciwnej stronie, łączą się we wstęgę boczną (lemniscus lateralis), biegnącą przez śródmózgowie i kończą sysnapsami na neuronach wzgórka dolnego blaszki czworaczej pokrywki ( neuron IV).

-Droga dalsza impulsów słuchowych kieruje się do neuronów ciał kolankowatych środkowych wzgórza (neuron V).

-Aksony tych z kolei neuronów podążają ,przez promienistość słuchową (radiatio acustica) i tylna odnogę torebki wewnętrznej , do neuronów pól korowych mózgu, tj. pierwszorzędnego pola słuchowego w obrębie zakrętów słuchowych, tj. pola 41 według Brodmanna.

-Pole to jest otoczone częściowo przez wtórne pola na bocznej powierzchni płata skroniowego.

-Są to pola 42 i 22.

IDENTYFIKACJA DŻWIĘKÓW

-Dobiegające z ucha wzorce sygnałów nerwowych reprezentujące dźwięki, zostają w pierwotnej korze słuchowej mózgu odkodowane, przetworzone i porównane z wzorcem pamięciowym

-Pole kojarzeniowe przywołując wspomnienia słuchowe pomaga porównać z nimi dochodzące dźwięki i skojarzyć je z innymi cechami.

-Jeżeli te obszary zostaną zniszczone, traci się zdolność np. rozumienia mowy.

-Oznacza to wystąpienie tzw. afazji czuciowej.

-wzorcem pamięciowym.

NARZĄD SŁUCHU W LICZBACH

-Długość zewnętrznego kanału słuchowego - 2,5 cm

-Liczba kości w każdym uchu - 3

-Zakrętów w ślimaku 2¾

-Wewnętrznych komórek rzęskowych w jednym uchu - 3.500

-Zewnętrznych komórek rzęskowych w jednym uchu 20.000

-Rzęsek w wewnętrznych komórkach rzęskowych 40-60

-Rzęsek w zewnętrznych komórkach rzęskowych 80-100

-Maksymalny zakres słyszalnych częstotliwości 20-20.000 Hz

-Maksymalny zakres czułości 300 - 3000 Hz

-Przybliżony próg bólu 130 db.

-Wydajność przekazywana energii w ślimaku 99,9%

-Słyszalność wysokich częstotliwości obniża się wraz z wiekiem.

PLASTYCZNOŚĆ MÓZGU

KORA MÓZGOWA

Kora mózgowa to pobrużdżona warstwa istoty szarej grubości ok. 3 - 5 mm.

Znajdują się w niej ciała oraz wypustki miliardów komórek nerwowych połączonych ze sobą w niezwykle skomplikowaną sieć.

W każdej sekundzie zmysły bombardują korę mózgową milionami sygnałów nerwowych

MÓZG

Sygnały nerwowe poddawane są wstępnej obróbce, selekcji w skupisku komórek nerw. zwanych wzgórzem

SIECI NEURONALNE

-Sieci neuronalne, zawiadujące swoistymi, często powtarzalnymi ruchami, zwane ośrodkowymi generatorami wzorca, mogą sterować wykonaniem specyficznych, rytmicznych czynności, nie angażując świadomości.

-Główne sieci kontroli neuronalnej, które pozwalają oddychać , przełykać i żuć, a także poruszać oczami, znajdują się w pniu mózgu.

-Sieci odpowiedzialne za chodzenie i bieganie, a również sterujące wykonaniem niektórych odruchów obronnych znajdują się w samym rdzeniu kręgowym.

-Bardzo proste sygnały sterujące, które pochodzą z pnia mózgu , mogą pobudzać w rdzeniu kręgowym generatory wzorca lokomocyjnego.

-W ten sposób wywoływane są złożone wzorce ruchowe, w których bierze udział wiele mięśni tułowia i kończyn.

-Wyspecjalizowane sieci neuronalne w kresomózgowiu wybierają „programy ruchowe”, pobudzające odpowiednie części pnia mózgu

-Pień mózgu inicjuje ruchy i kontroluje ich szybkość, aktywując sieci neuronalne znajdujące się w rdzeniu kręgowym.

Te lokalne sieci zawierają niezbędne połączenia, które w odpowiednich momentach rozpoczynają i kończą skurcz mięśni zaangażowanych w kolejne fazy ruchu.

PLASTYCZNOŚĆ MÓZGU W ROZWOJU DZIECKA

-Pojęcie plastyczności mózgu wprowadził polski uczony Jerzy Koniarski w 1948 roku.

-Zwrócił uwagę, że komórki nerwowe charakteryzują się pobudliwością, a w określonych układach neuronów powstają trwałe przekształcenia funkcjonalne w wyniku działania określonych bodźców lub ich kombinacji.

-Te przekształcenia plastyczności zostały nazwane zmianami plastycznymi.

-Według Konarskiego podłożem plastyczności są morfologiczne zmiany synaptyczne.

-Współcześnie uważa się, że plastyczność mózgu jest odpowiedzialna za efekty uczenia się, wpływu środowiska sensorycznego na rozwój mózgu, efekty naprawcze po uszkodzeniu mózgu.

PROCES UCZENIA SIĘ I ARTYKUŁOWANIA JĘZYKA

Porozumiewania się za pomocą mowy stanowi zdumiewające połączenie sprawności ruchowej i intelektualnej

-W przypadku języka mówionego zdania budowane są w tylnym ośrodku mowy (pole Wernicke`a), a stąd informacja przekazywana jest do przedniego ośrodka (pole Broca).

-Po podzieleniu zdania na elementy dźwiękowe (fonemy), generowane są sygnały nerwowe, które następnie docierają do mięśni klatki piersiowej, krtani, ust i warg.

ISTOTA PLASTYCZNOŚĆ MÓZGU

-Istotą plastyczności jest aktywacja genomu podczas pobudzania neuronu i synteza odpowiedniego białka, odpowiedzialnego za gotowość do zmian synaptycznych, oraz współdziałanie wielu neuronów w procesie wzmacniania.

-Gdy dwa lub więcej neuronów jest pobudzonych jednocześnie, wówczas połączenia te mogą plastycznie się wzmocnić.

PLASTYCZNOŚĆ PAMIĘCIOWA MÓZGU

-Odgrywa rolę w procesie uczenia się.

-W odpowiedzi na bodźce następują wzmocnienie i reorganizacja połączeń między określonymi neuronami.

-W konsekwencji powstaje pamięciowa zmiana plastyczna - ślad (engram) pamięci.

-Informacje gromadzone w postaci doznań wewnętrznych w neuronach są zapamiętywane, tj. przechowywane w określonym czasie z możliwością wykorzystania ich w miarę potrzeby.

-Istnieje wielka różnorodność form pamięci.

-Różne okolice mózgu przechowują różne postacie pamięci jako całości.

-Pamięć złożonych umiejętności , charakterystycznych dla człowieka, jest reprezentowana zarówno w układzie percepcji, jak i w układzie ruchowym i asocjacyjnym.

-Wydzielane w mózgu neurohormony mają wpływ na poziom emocji i procesy wzbudzania czynności neuronalnej, od których zależy proces uczenia się i formowania pamięci.

-Poziom uwagi, motywacja, emocje i wzbudzanie czynności neuronalnej zależą od wyspecjalizowanych okolic mózgu (np. od ośrodków widzenia, słuchu), ściśle powiązanych ze strukturami układu limbicznego, podwzgórza i wzgórza, stanowiąc układ neurohormonalny.

-W wyniku uczenia się następuje zmiana w sile połączeń synaptycznych między zespołami neuronów zaangażowanych w tworzeniu śladu pamięciowego przez zwiększenie liczby synaps oraz zwiększenie sprawności działania już istniejących.

-Deprywacje receptorów czuciowych, słuchu, wzroku, równowagi, smaku i węchu nie tylko prowadzą do zaniku drogi aferentnej, ale także powodują atrofię mikrostruktur w mózgu.

PLASTYCZNOŚĆ ROZWOJOWA MÓZGU

-Obejmuje zjawiska tworzenia i dojrzewania połączeń międzyneuronalnych w czasie rozwoju embrionalnego.

-Zjawiskiem charakterystycznym dla rozwoju OUN jest nadprodukcja neuronów i apoptoza, czyli zaprogramowana śmierć 40-80% neuronów w okresie płodowym i tuż po urodzeniu.

-Neurony obumierają, aktywując w sobie program samobójczy, gdy nie mogą znaleźć struktury docelowej lub też nie otrzymują wystarczającej liczby bodźców.

-Tę rolę apoptozy nazwano dopasowaniem ilościowym.

-Apoptoza może służyć do eliminowania niewłaściwych połączeń spowodowanych błędami rozwojowymi.

-Na uwagę zasługują badania nad działaniem czynników genetycznych i epigenetycznych w zjawisku zaprogramowanej śmierci neuronów, prawdopodobnie uwarunkowanym genetycznie (np. w zespole Downa).

-Przebieg apoptozy mogą modyfikować czynniki zewnętrzne, ale nie mogą one całkowicie tego zjawiska wyeliminować.

-Wykryto także nadprodukcję synaps w wielu strukturach mózgu, a także ich obumieranie (ok. 20-30%).

-Aktywność funkcjonalna jest niezbędna do prawidłowego kształtowania zakończeń aksonalnych, umożliwiających tworzenie się sieci połączeń międzyneuronalnych, a także ich dojrzewanie.

PLASTYCZNOŚĆ KOMPENSACYJNA

-Polega na tworzeniu połączeń synaptycznych między nietypowymi strukturami, umożliwiających częściową lub całkowitą odnowę utraconych funkcji mózgu.

-Czynnikiem ułatwiającym tę plastyczność jest degeneracja już istniejących synaps, aby mogła się rozwinąć nowa sieć połączeń z innych neuronów. Dalsze procesy naprawcze wspomagają czynniki troficzne i gangliozydy.

-Zdolność regeneracji włókien nerwowych zależy od wielu czynników fizycznych i biochemicznych, a maleje z upływem czasu i odległości od miejsca uszkodzenia w stosunku do komórki nerwowej.

-Nerwy zmiażdżone regenerują się szybciej niż przeciętne.

-Proces ten jest szybszy także wtedy, gdy jest dostępność substancji troficznych, takich jak czynniki wzrostu nerwów, syntetyzowane w układzie nerwowym.

-Zdolność regeneracji aksonów jest ograniczona.

-Procesy te są hamowane przez substancje wytwarzane w mózgu.

-Jedynie promaksymalny odcinek ma zdolność do odrastania, rozgałęziania się i odtwarzania połączeń w sieci neuronalnej.

-Powstawanie korowych map ciała odbywa się pod wpływem informacji sensorycznych zachowań ruchowych i tworzenia się świadomości schematu ciała.

-Najlepiej poznany jest obraz ciała w korze somatosenorycznej.

-Zmiany map korowych można obserwować bardzo szybko po ustaniu przekazywania bodźców z nerwów obwodowych do określonego obszaru kory.

-W ten sposób dochodzi do zaniku motoneuronów korowych i powstania deficytu świadomości dotyczącej schematu ciała.

HOMUNKULUS- RUCH

-W modelu istoty ludzkiej, każda z przedstawionych części ciała ma wielkość proporcjonalną do obszaru, jaki zajmuje kontrolujący tę część fragment kory ruchowej mózgu

-Pola najsilniej reprezentowane w kontroli ruchowej to; palce rąk, język, wargi i usta.

PLASTYCZNOŚĆ KOMPENSACYJNA

-Każdy neuron w korze mózgowej otrzymuje informacje w postaci impulsów z kilku lub kilkunastu tysięcy połączeń.

-Nie wszystkie informacje wywołują powstanie potencjału czynnościowego; są to wejścia podprogowe. Dopiero usunięcie wejścia dominującego może spowodować wejście potencjałów słabszych (podprogowych).

-Zmiana map korowych może nastąpić przez aktywację, tzw. milczących synaps i rozrastanie się aksonów wzgórzowo- podwzgórzowych lub korowo-korowych we wszystkich obszarach kory sensorycznej, motorycznej, wzrokowej, słuchowej.

-Częste używanie receptorów dotykowych powoduje zwiększenie obszaru kory somatosenorycznej pobudzanej przez te receptory.

-Ćwiczenie motoryki poprzez reedukację oraz doskonalenie umiejętności percepcyjnych przeorganizowuje aktywne obszary kory mózgowej, tworząc nową mapę ciała.

HOMUNKULUS- DOTYK

-Ten czuciowy homunkulus, przedstawia poszczególne części ciała proporcjonalnie do obszaru, jaki zajmują w korze czuciowej.

-Język wargi, palce rąk, stopy i palce nóg stanowią najbardziej wrażliwe okolice ciała ludzkiego.

INTEGRACJA SENSORYCZNA-(SI)

-Informacja sensoryczna odbywa się w korze mózgowej, gdzie informacje z wrażeń zmysłowych są przyjmowane przesiewane (eliminowane), rozpoznawane, interpretowane i integrowane z już posiadanymi.

-Bodźce dźwięki, przedmioty, osoby są postrzegane i integrowane z już posiadanymi i mogą być postrzegane tylko wtedy, kiedy mogą być włączone w proces integracji, jeżeli mają jakieś znaczenie dla danej osoby.

-Do pracy mózgu potrzebna jest ciągłość przetwarzania bodźców.

-Drażnienia zmysłów, ruch, bodźce powstające w czasie ruchu pobudzają do tworzenia połączeń nerwowych na synapsach; następnie dochodzi do integracji impulsów i zapamiętywania w ośrodkach kory mózgowej.

-Ruch ciała, używanie rąk, mowy mogą podlegać koordynacji i stanowić podstawę do kształtowania się celowych i sensownych działań.

-U noworodka percepcja poszczególnych kanałów zmysłowych i motoryczna aktywność są jeszcze słabo ze sobą powiązane.

-Łączenie się podstawowych informacji z poszczególnych kanałów zmysłowych następuje w pierwszych dwóch miesiącach po urodzeniu i stopniowo się doskonali w pierwszych latach życia.

-Uczenie się, myślenie abstrakcyjne nie zjawiają się automatycznie, ale są wynikiem wielu lat rozwoju i przetwarzania bodźców mózgu.

-Ayres (1989( odróżnia 4 poziomy integracji sensorycznej, a każdy poziom buduje się na poprzednim. Główną podstawą tworzenia się schematu ciała są najniższe, podstawowe piętra integracji zmysłowej.

POZIOMY INTEGRACJI SENSORYCZNEJ

-Na poziomie I ( pierwsze dwa miesiące życia) podlegają powiązaniu bodźce dotykowe podczas ssania, jedzenia, odczuwania przyjemnego dotyku.

-Integracja błędnikowych i prioreceptywnych bodźców umożliwia niemowlęciu koordynację ruchów gałek ocznych, utrzymanie postawy, napięcia mięśniowego, równowagi i poczucia pewności w stosunku do sił grawitacji.

-Zaburzenia powstałe na tym poziomie integracji prowadzi do upośledzenia odczucia grawitacji i reakcji odruchowej postawy, czego skutkiem jest powstanie wrażenia sztywności i braku płynności ruchu.

-Na poziomie II (do końca 1-go roku życia), odbywa się łączenie bodźców zmysłów podstawowych: systemu błędnikowego, prioreceptywnego i dotykowego, co warunkuje napięcie uwagi, koordynację i planowanie ruchu.

-W świadomości powstaje percepcja własnego ciała oraz koordynacja czynności obu jego stron; wytwarza się stabilność emocjonalna.

-Zaburzenie napięcia uwagi dziecka w późniejszym wieku powoduje nadpobudliwość psychoruchową, deficyt uwagi i aktywności w sposób celowy.

-Poziom III (kształtujący się od 1 do 3-go roku życia) obejmuje integrację bodźców wzrokowych i słuchowych, powiązanie ich z bodźcami przedsionkowymi i prioreceptywnymi.

-Uzmysławianie ciała, koordynacja wzrokowo-ruchowa, używanie mowy i zdolność jej rozumienia oraz uczenia się odgrywają ważną rolę w rozwoju aktywności celowej (zależnej od woli), służącej poznaniu świata.

-Integracja bodźców optycznych z wymienionymi wyżej bodźcami zmysłów podstawowych umożliwia dokładną percepcję wzrokową i tzw. Koordynację oko-reka. Dzięki temu dziecko może włożyć kurtkę, nalać sobie mleka, budować z klocków dom, malować.

-Na poziomie IV integracji (od 3 do 6-go roku życia) odbywają się specjalizacja jednej połowy mózgu i lateralizacja czynności ciała.

-Powstają efekty końcowe procesów przetwarzania bodźców zmysłowych, które odbywały się na poprzednich trzech poziomach.

-Dziecko uzyskuje świadomość własnego ja, pojawia się samokontrola funkcji fizjologicznych, troska o siebie i poczucie zaufania do siebie, zdolność do koncentracji uwagi, umiejętność organizacji, myślenia abstrakcyjnego i rozumienia oraz zdolność uczenia się technicznego.

POZIOM IV

-Osiągnięcia integracyjne na poziomie IV stanowią podstawę do nauki szkolnej.

-Podczas aktywności motorycznej, zbiegów pielęgnacyjnych, karmienia, pieszczot dziecko doznaje wrażeń zmysłowych, ciepła dotyku, odczucia ciała.

-Od urodzenia integruje te wrażenia z obrazem ciała (już w 3 miesiącu życia), tworząc obraz o określonych wymiarach, granicach kształcie i pozycji.

-Ta wiedza stanowi w świadomości schemat ciała.

-Nie wszystkie bodźce odbierane przez receptory docierają do kory mózgowej i nie wszystkie są uświadomione

-Stopień pobudliwości, koncentracja uwagi zależą od procesów hamowania i torowania pobudzeń o.u.n., gdzie szczególną role odgrywa twór siatkowaty (formatio reticularis).

-Poszczególne układy zmysłów mogą być stymulowane lub hamowane przez neuronu -tworu siatkowego, który rozpoznaje zbyt słabe, wzmacniając je, lub wycisza bodźce zbyt mocne, zanim dotrą do odpowiednich struktur mózgu (jądra podkorowe, kora mózgowa, móżdżek).

-Zburzenia integracji sensorycznej objawiają się tym silniej, im niższy poziom integracji jest upośledzony (Ayres, 1984)

---