[探索腦讀書會02.講義].突觸.神經(jīng)遞質(zhì).腦區(qū)功能定位.ppt

探索腦讀書會 第2次討論問題列表突觸傳遞與神經(jīng)遞質(zhì) 神經(jīng)系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)與功能 2011年4月24日北京叁號會所何永振 集智俱樂部heyz 零 動作電位補(bǔ)遺 神經(jīng)科學(xué) 探索腦 第4章 1 不同物種進(jìn)化出怎樣不同的方式 來提高神經(jīng)信號在軸突內(nèi)的傳導(dǎo)速度 動作電位在軸突內(nèi)的傳導(dǎo) 槍烏賊 增大軸突的直徑 可達(dá)1mm 粗的管子漏的少 離子主要在管內(nèi)流動 膜去極化程度高 動作電位傳得快 非常適合做神經(jīng)生物學(xué)的研究 脊椎動物 給軸突包上絕緣的髓鞘 髓鞘的中斷處 郎飛氏結(jié) 集中有離子通道 動作電位在結(jié)之間跳躍 無需激活緊鄰的離子通道 無髓鞘時 動作電位只能在膜上相鄰的離子通道間傳導(dǎo) 有髓鞘時 動作電位可以在髓鞘的中斷處之間跳躍傳導(dǎo) 2 為什么成年人中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損后無法再生 魚 青蛙視神經(jīng)切斷后可再生 而人的視神經(jīng)切斷后將永遠(yuǎn)失明 提速的代價 哺乳動物把軸突包入髓鞘 為提高動作電位速度付出代價 使得軸突受損后的再生被抑制 即CNS軸突缺乏再生功能 P688 發(fā)現(xiàn)自己越來越喜歡生物學(xué)了 生物學(xué)中雖然有無數(shù)貌似瑣碎的細(xì)節(jié) 但一條條清晰的因果鏈 把這些細(xì)節(jié)串聯(lián)起來 給我一個解釋 我就可以再相信一次人世 我就可以接納歷史 我就可以義無反顧地?fù)肀н@荒涼的城市 臺 張曉風(fēng) 3 是誰讓鈉鉀泵制造濃度差 鈉鉀泵為何要主動熵減 廣而言之 生物學(xué)因果鏈的起點(diǎn)在哪里 要追溯到生命起源嗎 甚至復(fù)雜結(jié)構(gòu)的起源 這個我不懂 劍橋年度主題講座 起源 第3章普利高津 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的起源 等待小木球 jake的拓展 一 神經(jīng)元之間 為何要用突觸和神經(jīng)遞質(zhì)這樣的復(fù)雜方式 來傳遞信息 神經(jīng)科學(xué) 探索腦 第5 6章 進(jìn)化史上2種突觸之1 電突觸 神經(jīng)元之間直接傳遞電信號 電突觸特性 突觸縫隙僅3nm 化學(xué)突觸間隙 20 50nm 離子流從一個細(xì)胞直接傳遞到另一個 無需化學(xué)遞質(zhì) 相鄰神經(jīng)元高度同步化 信號可雙向傳遞 進(jìn)化上古老的形式 普遍存在于無脊椎動物的逃避反射神經(jīng)通路 存在于哺乳動物胚胎早期神經(jīng)元 相鄰細(xì)胞共享電信號和化學(xué)信號 有助于協(xié)調(diào)它們的生長成熟 電突觸幫助化學(xué)突觸的形成 哺乳類動物的大腦皮層感覺區(qū)星狀細(xì)胞 小腦皮層藍(lán)細(xì)胞與星狀細(xì)胞 視網(wǎng)膜水平細(xì)胞與雙極細(xì)胞 嗅球 嗅味的辨別 的僧帽細(xì)胞均存在著電突觸 需要固化的快速反應(yīng) 進(jìn)化史上2種突觸之2 化學(xué)突觸 電 化學(xué) 電信號的兩次轉(zhuǎn)換 突觸間傳遞神經(jīng)遞質(zhì)的基本過程 視頻 Discovery TheBrainOurUniverseWithin MatterOverMind 大腦與感官 flv5 55 8 35 暫停 1 哺乳動物為何放棄速度快的電突觸 而選擇速度慢的化學(xué)突觸 1 與電信號相比 神經(jīng)遞質(zhì)的種類更豐富 可以傳遞的信息種類更多 信息量大 2 化學(xué)突觸可塑性強(qiáng) 在進(jìn)化過程中 對環(huán)境的適應(yīng)性更強(qiáng) 使得高級學(xué)習(xí)和記憶成為可能 神經(jīng)遞質(zhì)的三種類型 圖見下頁 三種神經(jīng)遞質(zhì)分子的不同尺寸 含一個氮原子 多肽大分子 2 為何有快慢兩種速度的神經(jīng)遞質(zhì)傳遞 P102 快突觸傳遞 小分子 3種氨基酸 中樞神經(jīng) 系統(tǒng) 胺類 乙酰膽堿介導(dǎo)神經(jīng)肌肉接頭 神經(jīng)肌肉接頭需要快速反應(yīng) 慢突觸傳遞 氨基酸 單胺 多肽均可介導(dǎo) 包裹神經(jīng)遞質(zhì)的泡泡 分小泡和大泡 突觸囊泡 小泡 包裹氨基酸和胺類神經(jīng)遞質(zhì) 分泌顆粒 大泡 包裹多肽大分子神經(jīng)遞質(zhì) 為什么神經(jīng)遞質(zhì)要分大小呢 不同的神經(jīng)遞質(zhì) 將在不同的條件下被釋放P102不同的遞質(zhì) 將攜帶不同的信息 兩類神經(jīng)遞質(zhì) 大小分子 的合成和打包儲存 4 動作電位如何觸發(fā)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放 動作電位到達(dá)軸突末梢 末梢膜去極化 電壓門控鈣通道打開 鈣離子大量涌入膜內(nèi) 突觸囊泡釋放神經(jīng)遞質(zhì)的觸發(fā)信號 突觸囊泡膜 突觸前膜融合 將囊泡內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì) 釋放到到突觸間隙 囊泡膜重新重新形成囊泡 重載神經(jīng)遞質(zhì) 圖在下頁 神經(jīng)遞質(zhì)通過胞吐釋放 神經(jīng)遞質(zhì)的受體 受體 釋放到突觸間隙的神經(jīng)遞質(zhì) 與鑲嵌在突觸后膜上特異性蛋白質(zhì)分子結(jié)合 就像鑰匙插入鎖孔 可影響突觸后神經(jīng)元的活動 神經(jīng)遞質(zhì)種類超過100種 不同的遞質(zhì)不可能與同一受體結(jié)合 同一遞質(zhì)卻可以與不同受體結(jié)合 受體亞型 與同種遞質(zhì)結(jié)合的不同受體 如 乙酰膽堿可以作用于兩種不同的受體亞型 一種在骨骼肌 一種在心肌 神經(jīng)遞質(zhì)的兩類受體 遞質(zhì)門控的離子通道 對比軸突上的電壓門控離子通道 G蛋白耦聯(lián)受體 就是連在G蛋白上的受體 遞質(zhì)門控離子通道 興奮性突觸后電位 EPSP 突觸前神經(jīng)遞質(zhì)釋放 導(dǎo)致突觸后膜瞬時去極化 如 Ach 乙酰膽堿 門控通道 同時通透鈉離子和鉀離子 抑制性突觸后電位 IPSP 突觸前神經(jīng)遞質(zhì)釋放 導(dǎo)致突觸后膜瞬時超極化 如激活Gly 甘氨酸 門控通道或GABA 氨基丁酸 門控通道 遞質(zhì)門控離子通道結(jié)構(gòu)圖 興奮性突觸后電位 EPSP 的產(chǎn)生 抑制性突觸后電位 IPSP 的產(chǎn)生 G蛋白耦聯(lián)受體 就是連接在G蛋白上的受體 由于G蛋白受體能觸發(fā)廣泛的代謝效應(yīng) 它們被稱為促代謝型受體 為什么毒蘑菇和致幻藥能產(chǎn)生幻覺 視頻 Discovery 大腦與感官 flv8 35 12 22 5 羥 qi ng 色胺是抑制性神經(jīng)遞質(zhì) 有對應(yīng)的受體 二甲4 羥色胺 是從蘑菇中提取的化學(xué)物質(zhì) 也是LSD致幻劑成分 致幻過程 二甲4 羥色胺與5 羥色胺的分子式很接近 二甲4 羥色胺 鳩占鵲巢 與5 羥色胺的受體結(jié)合 5 羥色胺無法與自己的受體結(jié)合 遞質(zhì)傳遞被中斷 5 羥色胺無法發(fā)揮抑制作用 過多的信號通過丘腦進(jìn)入大腦 產(chǎn)生幻覺 視幻覺 體驗(yàn)吸毒的感覺 體驗(yàn)吸毒的感覺葦子2010 08 2001 36 52來自 葦子 我們坐在高高的谷堆旁邊 點(diǎn)擊進(jìn)入網(wǎng)址 大腦中產(chǎn)生愛的化學(xué)物質(zhì) 視頻 大腦與感官 flv28 46 36 35 神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺 讓我們覺得世界美好 ArvidCarlsson確定多巴胺為腦內(nèi)信息傳遞者的角色使他贏得了2000年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎 愛情其實(shí)就是腦里產(chǎn)生大量多巴胺作用的結(jié)果 所以 吸煙和吸毒都可以增加多巴胺的分泌 使上癮者感到開心及興奮 多巴胺能夠治療抑郁癥 多巴胺也是大腦的 獎賞中心 多巴胺無法抵達(dá)基底神經(jīng)節(jié) 令人失去控制肌肉的能力 造成帕金森綜合癥 患者失去控制動作的能力 大腦中產(chǎn)生愛的化學(xué)物質(zhì) 續(xù) 正腎上腺素流經(jīng)大腦 刺激分泌腎上腺素 神經(jīng)遞質(zhì)苯乙胺 巧克力成分 愛情是多情男子遇到懷春女子時體內(nèi)產(chǎn)生的苯乙胺使人產(chǎn)生的一種眩暈感 不少食品中也有極豐富的苯乙胺 例如在巧克力或含巧克力的食品中 尤其是可可含量較多的黑巧克力 苯乙胺被科學(xué)家稱為 愛情的化學(xué)分子 如果能在日常生活中適當(dāng)從食物中攝取苯乙胺 愛情的保質(zhì)期會變的更長久 這些化學(xué)物質(zhì)在邊緣系統(tǒng)中舉足輕重 所以說 戀愛中的女人最傻 因?yàn)槔碇堑钠邮チ俗饔?神經(jīng)遞質(zhì)如何影響學(xué)習(xí) 記憶 視頻 探索心理學(xué)03 腦的行為 flv17 32 20 39 通過刺激腦化學(xué)系統(tǒng) 可使腦忘記 或記得更牢 小白鼠置于雙臂迷宮 沒什么不跳出來 注射東莨菪 l ngd ng 堿 Scopolamine 阻斷神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿 acetylcholine 的受體 受體無法接收到神經(jīng)遞質(zhì)造成 實(shí)驗(yàn)性失憶 健忘癥 amnesia 東莨菪 l ngd ng 堿 一種提取自茄科植物的生物堿 對大腦皮質(zhì)有明顯的抑制作用 臨床用為鎮(zhèn)靜藥 還可抗暈船暈車 公元2世紀(jì)中國名醫(yī)華陀的麻沸散 其有效成分就是東莨菪堿 東莨菪堿 Scopolamine 阻斷神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿 acetylcholine 的受體 造成健忘癥 amnesia 毒扁豆堿 Physostigmine 增強(qiáng)記憶 毒扁豆堿 Physostigmine 阻斷了分解神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿 acetylcholine 的酶 使得突觸中有更多的神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿可以起作用 增強(qiáng)記憶 阿爾采默氏癥 就是老年癡呆癥 為何不給正常人用這種藥 記憶太強(qiáng)不是好事 破壞體內(nèi)平衡 有副作用 突觸整合的原理 每個神經(jīng)元接受成千的突觸輸入 需要整合所有的復(fù)雜的離子和化學(xué)信號 給出簡單的輸出 動作電位 許多突觸傳入 簡單的神經(jīng)輸出 每秒數(shù)億次的神經(jīng)計(jì)算 一個神經(jīng)元就是一個信息整合器 一個神經(jīng)元就是一個整合器 隨時都在接受成百上千的信息 隨時都在對所接受的信息進(jìn)行加工 使相同的信息加在一起 相反的信息互相抵消 然后決定是興奮還是保持沉默 抑制 這就是神經(jīng)元的整合作用 integration 皮層突觸可塑性的基本機(jī)制 突觸修飾的兩條規(guī)則 1 一起激活的神經(jīng)元 連接在一起 2 不同步激活的神經(jīng)元 將失去它們的連結(jié) P701 一種分布式記憶模型 神經(jīng)元每天都死掉 但系統(tǒng)對此有免疫力 P719 學(xué)習(xí)和記憶 都發(fā)生在突觸處 P771 腦內(nèi)電活動改變 第二信使分子 突觸蛋白的修飾 突觸結(jié)構(gòu)改變 長時程記憶更詳細(xì)的Miner 和尚 學(xué)習(xí)記憶專題時討論 二 漫游人腦迷宮 人腦解剖結(jié)構(gòu) 對應(yīng)功能 神經(jīng)科學(xué) 探索腦 第7章 人腦組成部分 腦干 小腦 大腦 視頻 探索心理學(xué)03 腦的行為 flv5 38 8 46 腦干 連結(jié)大腦與脊髓 基本生命維持中心 呼吸 心跳 覺醒 睡眠 小腦 協(xié)調(diào)身體動作 控制姿態(tài)和平衡 大狗 邊緣系統(tǒng) 繼承于舊哺乳動物 維持機(jī)體內(nèi)部平衡 體溫 血壓 血糖水平等 包括 杏仁核 海馬 丘腦 下丘腦杏仁核 感覺沖動傳遞到邊緣系統(tǒng)的通道 海馬 基礎(chǔ)的信息加工器 新信息 已存儲信息進(jìn)行匹配 下丘腦 丘腦 聯(lián)絡(luò)員 中繼站 大腦 兩個大腦半球通過胼胝體連結(jié) 皮質(zhì) 腦活動的最高管理者 腦區(qū)和功能是否對應(yīng) 從腦進(jìn)化史的角度看 人腦如何形成今天的結(jié)構(gòu) 視頻 Discovery 大腦演化 flv9 09 18 15 始于5億年前的海洋 海鞘 300可傳導(dǎo)電流的管狀細(xì)胞 古魚 原始大腦 神經(jīng)元細(xì)胞管壁出現(xiàn)突起 出現(xiàn)髓鞘 兩棲類 爬行類 爬行動物腦 所有的爬行動物和哺乳動物皆繼承了爬行動物腦 哺乳動物 哺乳動物腦 大腦 覆蓋著皮質(zhì) 早期人腦 皮質(zhì)增加 出現(xiàn)了腦區(qū) 溝回 500萬年前 非洲人腦不足1磅 300萬年前 增加半磅 能制造工具 200萬年前 發(fā)明火與狩獵 2磅 現(xiàn)代人 3磅 比原始腦大了4倍重了3倍 腦干 邊緣系統(tǒng) 基底神經(jīng)節(jié) 回溯到恐龍 舊哺乳動物腦新哺乳動物腦 皮質(zhì) 爬行動物腦 古生哺乳動物腦 新哺乳動物腦 現(xiàn)代的腦科學(xué)家認(rèn)為人的大腦由密切聯(lián)系的三部分組成 爬行動物腦 哺乳動物中 是由一組包括嗅覺系統(tǒng)和其它部分的大神經(jīng)節(jié)代表的 產(chǎn)生于約2 5億年至2 8億年前 它用于從領(lǐng)地爭奪 兩軍相斗和恫嚇對手到形成社會等級 迎送禮儀 尋偶求愛 規(guī)則遷移和貯存收藏 這些行為都已由蜥蜴和其它爬行動物顯示出來 可它們在應(yīng)付新情況時效率低 也就是說缺乏良好的學(xué)習(xí)能力 古生哺乳動物腦 圍繞著腦干的 邊緣腦葉 的原始皮層及其進(jìn)一步發(fā)展 起源于約1 65億年前最古老的哺乳動物 對個性的形成有重要幫助 邊緣系統(tǒng)處理信息的方式使它體驗(yàn)了感受情感和情緒 這里似乎只是在它自己的界線內(nèi)擴(kuò)展了它釋放的電性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì) 這有助解釋為什么情感和理智相悖 還有思維的固定 爬行動物腦 古生哺乳動物腦 新哺乳動物腦 新哺乳動物腦 主要是新大腦皮層 主要是由新皮層及與之相連的腦干結(jié)構(gòu)組成 它可能是5千萬年前最早的靈長類動物出現(xiàn)時期起源的 在進(jìn)化過程中新皮層的急劇成長是地球上生命歷史中最驚人的事件之一 這里出現(xiàn)了語言和邏輯 包括數(shù)學(xué) 的符號表象 有了抽象能力 從外部世界的實(shí)在中解放出來就成為可能 從人腦發(fā)育的角度看 個體的人腦如何成熟 視頻 Discovery 大腦演化 flv23 55 30 17 基因 提供神經(jīng)元連結(jié)的參數(shù) 出生后的成長環(huán)境 塑造了神經(jīng)元的連結(jié) 兒童發(fā)展的關(guān)鍵期 對應(yīng)某種功能的神經(jīng)元連結(jié) 將在某個特定時期內(nèi)進(jìn)行塑造 錯過 將很難補(bǔ)償 創(chuàng)建新連接 同時剔除不必要的連結(jié) 經(jīng)驗(yàn)塑造了神經(jīng)細(xì)胞網(wǎng) 成年人的腦 以速度犧牲靈活性 C 多態(tài)的實(shí)現(xiàn) 用虛函數(shù)表和虛指針 在運(yùn)行時進(jìn)行動態(tài)綁定 選擇靈活性 以時間和空間為代價 對比決策樹的剪枝 腦外科手術(shù) 思想是物理現(xiàn)象 視頻 人腦漫游 Newmov Brain Story Ep01 av