Wykład 3 metody badania mózgu I dr Marek Binder Zakład Psychofizjologii
ośrodkowy układ nerwowy (OUN) mózgowie rdzeń kręgowy obwodowy układ nerwowy somatyczny układ nerwowy: przewodzi informacje z i do OUN; zawiera drogi zstępujące i wstępujące autonomiczny układ nerwowy: zawiera ośrodki i drogi nerwowe sterujące czynnościami fizjologicznymi; składa się z części współczulnej (sympatycznej) i przywspółczulnej (parasympatycznej) UKŁAD NERWOWY 2
badania na zwierzętach lezje nieodwracalne ablacja usunięcie fragmentu mózgowia lezje odwracalne chemiczna blokada schładzanie obszaru aparat stereotaktyczny dla szczura 4
lezje u ludzi przedmiot zainteresowania neuropsychologii brak kontroli nad umiejscowieniem lezji najczęściej wywoływane przez wypadek losowy (uraz, choroba, zatrucie) wyjątki: psychochirurgia lobotomia leczenie objawów choroby Parkinsona palidotomia operacyjne leczenie padaczki 5 Dr Marek Harat
operacja rozdzielenia półkul mózgowych split-brain przecięcie spoidła wielkiego dzięki badaniom nad pacjentami dowiedzieliśmy się o asymetrii funkcjonalnej mózgu Roger W. Sperry (1913-1994) 6 Michael Gazzaniga
Henry Molaison po obustronnym usunięciu hipokampa utracił zdolność tworzenia wspomnień pacjent HM 7
metody biochemiczne autoradiografia wprowadzanie radioaktywnego znacznika do tkanki nerwowej histochemia wprowadzanie barwnika, który łączy się z wybranymi komórkami lub ich częściami, np. peroksydaza chrzanowa (PRP) pozwala zbadać przebieg aksonów mikrodializa badanie lokalnego stężenia neuroprzekaźników 8
Fezl regulates the differentiation and axon targeting of layer 5 subcortical projection neurons in cerebral cortex 9
pomiar aktywności neuronów single-cell recording rejestracja aktywności pojedynczego neuronu elektroda jest umieszczana w pobliżu błony komórkowej zależnie od części neuronu możliwy jest pomiar potencjału czynnościowego lub postsynaptycznego multi-unit recording matryca elektrod rejestrująca jednoczesną aktywność kilkuset neuronów pole recepcyjne 10
badania genetyczne wyłączanie genów (ang. gene knockout) zwierzę nie wytwarza określonego typu komórek lub receptorów zwierzęta transgeniczne badanie ekspresji genów w trakcie rozwoju rola w chorobach psychicznych lub neurologicznych 12
optogenetyka bezpośrednia manipulacja aktywnością kanałów jonowych za pomocą światła światłoczułe receptory umieszcza się w genomie myszy za pomocą metod inżynierii genetycznej 13
Elektroencefalografia (EEG) pomiar potencjałów elektrycznych wytwarzanych przez neurony elektrody umieszcza się na powierzchni głowy 14
ciągły pomiar EEG uwidacznia różnice w pobudzeniu EEG
zapis napadu padaczkowego po prawej napad padaczkowy grand mal 16
potencjały wywołane zdarzeniem (ang. event related potentials, ERP)
słuchowe potencjały wywołane
magnetoencefalografia (MEG) metoda podobna do EEG i ERP zamiast aktywności bioelektrycznej bada się zmiany w polu magnetycznym tkanki mózgowej różnice z EEG/ERP większa precyzja (lokalizacja dipoli) mniej zakłóceń dużo droższe 19
Mózgowe mechanizmy funkcji 20
rekonstrukcja źródła sygnału MEG pola wywołane zdarzeniem (event related fields, ERF)
elektrokortykografia (ECoG) pomiar aktywności bioelektrycznej neuronów bezpośrednio z powierzchni kory lokalizacja źródła aktywności padaczkowej lub obszarów funkcjonalnie ważnych w trakcie zabiegu chirurgicznego 22
przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) transcranial magnetic stimulation zastosowanie krótkotrwałego impulsu magnetycznego do zakłócenia aktywności neuronów korowych
zasada działania TMS 24
wykorzystanie MRI w stymulacji TMS
rtms wielokrotna przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (ang. repetitive transcranial magnetic stimulation) wywoływanie wirtualnych lezji zakłócenie pracy mózgu następuje przez kilka minut
przykład TMS stymulacja płata potylicznego kiedy impuls następuje między 70-130 ms po bodźcu osoba badana ma problem z poprawną identyfikacją litery
przezczaszkowa stymulacja prądem stałym (tdcs) transcranial direct current stimulation przepuszczanie przez głowę strumienia prądu stałego o niskim natężeniu polepsza zdolności poznawcze rehabilitacja uszkodzeń mózgu 28
tdcs zastosowania komercyjne system foc.us przydatny do rozrywki i do nauki nie znamy efektów długotrwałego stosowania! 29