1

AZ AGYKÉRGI ÉS A KÉREG ALATTI FUNKCIÓK

3. Integratív funkciók: magasabb/mentális idegi tevékenység

Érző, mozgató, vagy vegetatívműködésekhez közvetlenül nemkapcsoló idegi működés.

- Motiváció, - Emóciók,- Beszéd, nyelv,- Ébrenlét és Alvás,- Tanulás, Emlékezet,- Viselkedés, Magatartás- Öntudat,- Gondolkodás, megértés,

1. Specifikus érző működések– Hallás– Látás– Szomatoszenzoros- Szaglás, ízérzékelés

2. Specifikus mozgató működések– Szomatomotoros koordináció

Alvás

Elektrofiziológiai mérések az elektróda helyzete szerintintracellulárs (1. félév)patch clamp (1. félév)

extracellulárisközvetlenül a sejt mellett: juxtacellulárs és single unit elvezetés

egyedi akciós potenciálok érzékelése a közeli idegsejtekben ésa közeli sejthálózat összaktivitása (local field potential LFP, pop-spike, evoked potential) példa juxtacelluláris elvezetésre szabadon viselkedő állatban (Averkin Róbert, Tamás Gábor) :

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)

EEG (elektroencephalogram) Hans Berger (1924) alfa ritmusAz 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

2

EEG hullámsávok

Time (s)

EEG hullámsávok

during spatial exploration in hippocampus

Az EEG sejtszintű mechanizmusaiNem minden sejt járul az EEG jelhez egyformán hatékonyan

felszíni agystruktúrák (agykéreg) sejtjei dominálnakagyi rétegek orientációja (agyfelszínre merőleges, felszínhez közeli az optimális: gyrusok teteje)

Az EEG jelgeneráció szempontjából az agykérgi gyrusok tetején lévő piramissejtek szinaptikus aktivitása a legfontosabb.

Apikális dendritek dipólusos működése

Intracelluláriselektróda

Extracelluláriselektróda

Extracelluláriselektróda

EPSP

extracellulárisEPSP

extracellulárispotenciál

(áramnyelő)

(áramforrás)

Rm>Re

EPSP>extracelluláris EPSP

Rm

(aktív)

(inaktív)

Az apikális dendritek dipólusos működése bemenetfüggő polaritású:áramforrás sűrűség analízis (current source density CSD analysis)sink/áramnyelő = serkentés; source/áramforrás = gátlás

Az EEG sejtszintű mechanizmusaiNem minden sejt járul az EEG jelhez egyformán hatékonyan

felszíni agystruktúrák (agykéreg) sejtjei dominálnakagyi rétegek orientációja (agyfelszínre merőleges, felszínhez közeli az optimális: gyrusok teteje)

Az EEG jelgeneráció szempontjából az agykérgi gyrusok tetején lévő piramissejtek szinaptikus aktivitása a legfontosabb.

Alapvető agykérgi mikrohálózatIntracelluláris és extracelluláris polaritásokkal (CSD) térképezhető

Az apikális dendritek dipólusos működése bemenetfüggő polaritású:áramforrás sűrűség analízis (current source density CSD analysis)sink/áramnyelő = serkentés; source/áramforrás = gátlás

++

+

-- -

-

+ +

3

ALVÁS / ÉBRENLÉT

ÉBER ÁLLAPOT ALVÁS

Orvosi Élettan 675-680.

Fiziológiás, tudatos állapotAktív szenzorimotoros kölcsönhatás a környezettelAktív szenzoros bemenetTeljes motoros kimenetKognitív tevékenység (érzékelés, felfogás, figyelem,memória, ösztön, érzelem, nyelv, öntudat)

EEG: deszinkronizáció(kis amplitúdó, magas frekvencia)

Fiziológiás tudatvesztés, Fekvő/nyugalmi testhelyzetSzenzoros ingerlési küszöb emelkedettKicsi motoros kimenetEgyedülálló viselkedés: álmodás

EEG: szinkronizáció(nagy amplitúdó, alacsony frekvencia)

Az alvásért és az ébrenlétért eltérő idegi struktúrák felelősek.

Az alvás a központi idegrendszernek az ébrenléttől eltérő működési mintázata, amely bonyolultan szabályozott, aktív, átmeneti tudatállapot.

Átmeneti, csökkent frekvencia az éberhez képest

7-15 Hz

Relaxáció, hiperpolarizáció

(>50%)

Hip

nogr

amU

ltrad

ián

ritm

us

Alvási stádiumok és poliszomnográfia

- A természetes alvás egymásután ismétlődő ciklusokra tagolódik,- A ciklusok különböző mélységű stádiumokból állnak.

Az alvás mélysége a külső ingerekkel való ébreszthetőség mértékével vizsgálható.

3-4: Mély alvás

helalvás h

Természetes ébredés

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

REM (paradox alvás)Mindig felületes alvási stádiumot követ

1. Rapid Eye Movement2. Gyors EEG: deszinkronizáció,

(paradox alvás)3. Gyenge izom tónus,mozgás gátolt4. Álmodás

hosszabb, intenzív, bizarr, vizuálisemóciókkal

5. Szimpatikus aktiváció6. Szexuális izgalom7. Spontán ébredés,8. Külső ébresztés csak

erős ingerekkel

Alvási stádiumok és poliszomnográfia

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.

Egy éjszakai alvás alatti a ciklikusok paraméterei változnak

90-100 min/ciklus, NREM 75-80 %

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 fázisrövidül és egyre kevésbé mélyül,

A REM fázis hosszabbá válik, Egy éjszakai alvás alatt kb. 4-5 ciklus zajlik le.

Non

-RE

M

Alvási stádiumok és poliszomnográfia

4

Az alvás szerepe

1940-ig az alvást az agy passzív állapotának gondolták, azóta az agy aktív állapotának tekintik.

Az alvás alapvető életszükséglet, az alvás megvonása súlyos következményekkel járhat.

• 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

• Energia karbantartás: alvásmegvonás után fokozott táplálék fogyasztás, súlynövekedés nélkül,

• Néhány napos alvásmegvonás után deprimált szellemi tevékenység.

Az alvás funkciói:

Az alvás stádiumok feltételezett funkcióiNREM

• Memória-konszolidációAz explicit memória konszolidációja a NREM 3-4 stádiumban hatékonyabb

• Fejlődés,• Rekonstrukció,• Energiatermelés (ATP),• Immunreguláció,

REM

• Memória konszolidáció és tanulás Az emocionális tónusú szövegekmegőrzése az éjszaka második felében a magas REM arányú alvásban hatékonyabb,

• Pszichológiai jól-lét,• Motiváció,• Stresszel való megbirkózás,• Hangulatszabályzás

„Az információszerzés fázisában működő neuronális aktivitás térbeni-időbeni sorozatai újra lejátszódnak a

neuronhálózatokban alvás során, de időben felgyorsítva” Buzsáki Gy

Az alvás életkori változásai

A gerincesek alvása

Cirkadián ritmus

5

Cirkadián ritmus: kettős szabályzás

ALVÁSSZABÁLYOZÁS

Az alvás bizonyos agyi struktúrák és neurotransmitter rendszerek közötti kölcsönhatás (összjáték) eredménye.

Az alvás nem a környezet ingereinek hiányában jön létre, hanemaktív idegi funkció, amelynek bekövetkezését külső ingerek módosítják.

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?

éber alvó

HOMEOSZTATIKUS HIÁNY

CIRKADIÁN (idegi)Mikor aludjunk?

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)

éber

alvóCIRKADIÁN RITMUS

Cirkadián ritmusért felelős idegi hálózatokIV. Thalamo-corticalis hálózat

Alvási orsók generálásaKérgi neuronok szinkronizálásaKéreg felé futó szenzoros

ingerek kapuzása.

II. Felszálló retikularis ébresztőrendszer (ARAS)Külső ingerek általi éberségfokozódásI. Nucleus Suprachiasmaticus

Cirkadián ritmusÖröklött bológiai ritmus „belső idő”

III. Hypothalamusalvás/ébredés közti váltás. Orexin serkenti az

ébresztő rendszert (PLH)GABA, galanin gátolja az

ébresztő rendszert (VLPO)

Ébresztő rendszer

Hypothalamus

Chiasma opticum

Suprachiasmaticusmag

Cirkadián ritmus („napi biológiai óra”; Az agy órája

SCN

Retino-hipothalamikuspálya

SuprachiasmaticusMag

663. o. Orvosi Élettan

Az SCN efferens pályáin keresztül Szabályozza: - Alvás-ébrenlét ciklust- Táplálkozás időzítést, - Testhőmérsékletet,- Egyes hormonok

szekréciójának ritmusát

A Suprachiasmaticus mag vezérli a Tobozmirigy működését, ami fényfüggően(sötétben) melatonint (alvási hormon) szekretál.

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 tudomásta fény

aktiválja a retina un. nem vizuális

ganglonsejtjeit.

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. Retino-hipothalamikus pálya által közvetített fény-sötétség („óra idő”),és egyéb környezeti jelzések (hő, táplálék) felülírhatják a belső időt.

Cirkadián ritmus: napi biológiai óra

tobozmirigy

Melatonin alvást támogató hatású hormon, a tobozmirigy termeli sötétben.

Világosban a retinából jövő rostok közvetítésével a rendszer leállítja a melatonin termelését, ezáltal elősegíti a szervezet ébredését. Fényterápia!, „jet-lag”

A hormon mennyisége csökken az életkorral.

A melatonint gyógyszerként is alkalmazzák alvási zavarok esetén.

A Suprachiasmaticus mag gátló (GABA, AVP, VIP) kimenetet küld a paraventricularis maghoz (hipothalamus)A Paraventricularis mag axonjai a

gericvelő (nyaki) preganglionárisszimpatikus neuronjaihoz futnak,

Ezek axonjai a Ganglion cervicalesuperior sejtjeit aktiválják,

Melyek axonjai a tobozmirigy melatonint termelő sejtjeit aktiválják.

Sötétben a Suprachiasmaticusmagból eredő gátló hatás kiesése miatt a melatonin termelődésefokozódik, így elősegíti az elalvást.

A melatonin mennyisége éjjel a legmagasabb (2-4 óra között) és délután a legalacsonyabb.

(Tk. 663-665)

Cirkadián ritmus: tobozmirigy (corpus pineale, pineal gland)

6

Az ARAS a diencefalonmagasságában ketté ágazik:

THALAMUS felé - dorzális irány,(relé- és retikuláris magvakhoz)

HIPOTHALAMUS és a kéreg felé - ventrális irány, (TMN, PLH, VLPO)

Minden szenzoros pálya felől ingerlő bemenet

Thalamus

diffúz pályák

Hipothalamus

Rostralis formációreticularis

Híd

Középagy

ARAS

+

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)

Funkcionális működési egység, Feladata az éberség fokozása (arousal), és az éber állapot fenntartása

Cirkadián ritmus: Agytörzsi felszálló retikuláris ébresztő rendszer(ARAS, ascending reticular activating system)

Cirkadián ritmus: Agytörzsi felszálló retikuláris ébresztő rendszer(ARAS, ascending reticular activating system)

CHOLINERG rendszer Thalamuson keresztülaktiválja a cortexet

MONOAMINERG rendszer Közvetlenül aktiválja a cortexet

serotoninhistamin NA

LDT(laterodorsalis tegmentum) középagy: AChPPT (pedunculopontine tegmentum) híd: ACh

TMN (tuberomammillaris mag) histaminDorsalis Raphe mag, serotoninLC (locus coeruleus-hídban), NA

Mindkét rendszer az éber állapotot támogatja

Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis pályák

NucleusReticularis(GABA-erg)

Nem-specifikusThalamocorticalisMag (glutamáterg)

Corticothalamikuspálya

ARAS (cholinerg) pályákKülvilág ingerei aktiválják

A thalamus reticuláris magból eredő gátlás (ARAS bemenet hiányában):

1. Meggátolja, hogy a thalamocorticalis sejtek folyamatosan közvetíthesséka külvilág felől a kéreg felé az éberséget fenntartó ingereket.

Serkentés(ébredés)

gátlás

inrathalamikusreverberációs

kör

Alvási orsó és delta tevékenység(szinkronizált)

2. Elősegíti a thalamocorticalis magvak felől a kérgi sejtek felé menő impulzusok tagolását, így a kérgi sejtek szinkron tevékenységét.

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

nucleusreticuláris

corticithalamikus

Thalamo-corticalispálya

THAL

AMU

S

Reticuláris mag

SzinkronizációAlvási orsó

Delta ritmus(0.5-3Hz)

1 sec

Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis szinkronizáció – alvási orsó

Thalamus-Cortex időviszonyok intra és extracellulárisan

Nem-specifikusThalamocorticalis Mag

NRT

Intrinsic NRT oscilláció vezéreli a TC sejteket:reciprok GABAerg és gap junction kapcsoltságGABA polaritás: hiperpolarizáló éberen, depolarizáló alváskor

7

kéreg

nucleusreticuláris

corticithalamikus

Thalamo-corticalispálya

THAL

AMU

S

Reticuláris mag

SzinkronizációAlvási orsó

Delta ritmus(0.5-3Hz)

1 sec

Nem-specifikusThalamocorticalis Mag

Cirkadián ritmus: Thalamocorticalis szinkronizáció - delta ritmus

Nem-specifikusThalamocorticalis Mag sejtjeinek kettős viselkedése

low-threshold Ca2+ current (IT) and hyperpolarization activated cation current (Ih)

The mechanism of single TC cell delta activityA 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: Thalamocorticalis szinkronizáció

A thalamus „kapu” –ként működik, az afferens információknak a kéreg felé áramlását szelektálja

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.

Alvás alatt a szinkronizált aktivitás idején a kérgi neuronok megszabadulnak az új információk folyamatos áramlásától, a korábban tárolt információk rögzülnek, konszolidálódnak.

Cirkadián ritmus: HipothalamusA Hypothalamus kapcsolóként működik az alvás/éber állapot között (egymást kölcsönösen gátló „flip–flop” rendszerek)

Alvó állapot

(GABA, Gal)

-

-

--

-PLH

VLPO (ventrolateralis preopticus mag,

Adenozin, Prostaglandin,

Growth hormoneInterleukin

+

Éber állapot

PLHorexin

+

+

++

+

+

ACh

Limbikus rendszerSuprachiasmaticus mag

Energia készlet

+

BasalisElőagy(ACh)

pedunculopontine landlaterodorsal tegmental nucleus

locus coeruleus

Tuberomammillarynucleus

cortexPosteroLaterális Hipothalamus)

pedunculopontine landlaterodorsal tegmental nucleus

locus coeruleus

Cirkadián ritmus: Hipothalamus

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!

A VLPO neuronjai alvás alatt tónusosan működnek (GABA, galanin).

A VLPO gátolja a felszálló ébresztőrendszer elemeit,

Aktivitása alvást indukál

PLH éber állapotban aktív, és azOrexin/hypocretin peptidet termeli:

1. Serkenti az ébresztő rendszert és diffúzan a teljes kérget is.

2. A monoaminerg rendszer gátoljaa VLPO sejtjeit

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.

8

Cirkadián ritmus: Adenozin / Koffein

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)

Túladagolás: LD50 (median lethal dose) 150-200 mg/kg, 80-100 espresso.

G-protein-coupledadenosine receptors

alvásébrenlét

Alvászavarok

Narkolepsziapopuláció 0,04%-ahirtelen alvás, kataplexia (izomtónus = 0), valódinak tűnő hipnagogikus (sleep onset) és hipnopompikus (sleepoffset) hallucinációk, alvási paralízis elalváskor vagy ébredéskor, zavart ultradián ritmus.

REM epizódok betörése a nappali órákban,Az orexin mechanizmus hiánya, vagy a PLHsejtek léziója miatt.

Obstruktív alvási apnoe populáció 4%-aPharynx fizikai elzáródása (kb. 10 s, 5-10/óra) REM alatt (izomrelaxáló periódus)Csökkenő O2 tenzió, CO2 ébreszt, de nem teljesenREM alatt magasabb hiperkapnia küszöbObezitás elősegíti

Insomnia

ParasomniákAlvajárás (3. és 4. nonREM stádiumban)Alvási rémület (3. és 4. nonREM stádiumban)

Emocionális m űködésNEOCORTEX

Racionális gondolkodás,(MENTÁLIS VISELKEDÉS)

„Egy jobb élet” érdekében,

LIMBIKUS RENDSZER„Élni akarás” ösztön, érzelmek,

AGYTÖRZS„Életben maradás” (Vitális központok)

9

Emóciók és érzelmek

Emóció: automatikus, nagyrészt nem tudatos viselkedési és kognitív válaszok, amelyeket akkor alakulnak ki, ha az agy pozitív vagy negatív töltetű, fontos ingert kap.

Érzelem/Érzés: az emocionális válaszok tudatos reprezentációi.

Emóciók és érzések: korai elméletek

William James (~1890) Walther B. Cannon (~1920)- átmetszéses kísérletek- fight or flight (vészreakció):

szimpatikus idegi aktivációfokozott mellékvese velő működésmagatartási válasz(ok)hipotalamikus integráció (kilépési kapu)agykérgi kontrollstresszhelyzet (vélt vagy valós)

Perifériás visszacsatolásielmélet

Központi elmélet

Emóciók és érzelmek: korai elméletek

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

Perifériás visszacsatolásielmélet

Központi elmélet Papez-féle gyűrű

Zsigeri agyPaul MacLean (~1950)Limbikus rendszer ; evolúciós szemlélet; távoli agyi struktúrák viszonylag független együttműködése

Hippocampus

Amygdala

Fornix

Mammillaris test

Gyrus Cinguli

Gyrus Cinguli

Orvosi Élettan 669. o.

Hipothalamus

Kiterjedt kölcsönös kérgi-, és kéreg alatti kapcsolatokkal rendelkezik,

Részei: középvonali és mély, mediális halántéklebenyi struktúrák.- Hippocampus,- Gyrus Cinguli,- Amygdala,- Septum,- Középagy egyes részei- Basalis ganglionok egyes részei,

A limbikus rendszerhez szorosan kapcsolódó struktúrák:- Hipothalamus,- Szaglókéreg,,- Nucleus accumbens.

Neurotranszmitterek: Noradrenalin, Dopamin, Serotonin

Az érzelmek olyan agykéreg alatti és agykérgiszerkezetekhez kötődnek, amelyek az embernél alacsonyabb törzsfejlődési szinten is föllelhetők.

Septum

Középagy

Ézelmeink/érzéseink központja, melynek sérülése személyiségváltozást okozhat. Az asszociációs kérgi területekről érkező szenzoros információk magas szintű feldolgozását végzi.

A LIMBIKUS RENDSZER

10

A LIMBIKUS RENDSZER FUNKCIÓI

Agykéregfrontalis lebeny

Limbikus rendszer(érzelem)

HypothalamusIntegráló központ

FormacióRetikuláris

(légzés, szív-keringés, pupilla,

nyelés, stb.)

Gerincvelő

Tudat alattikommunikáció

inger inger

1. Értelmezi a külvilágból származó inger-együtteseket2. A korábbi tapasztalatoktól függően pozitív/negatív érzelmi töltetet ad3. Parancsot ad a hipothalamusnak a megfelelő autonóm idegrendszeri és viselkedési válasz reakciók kivitelezésére.

• Érzelmi működés• Szexuális magatartás• Félelem• Düh • Motiváció• Szaglás• Táplálkozás• Tanulás, memória

Kritikus szabályzási pont: AMYGDALAFélelmi kondícionálás (fear conditioning)CS: kondícionáló stimulus, US: nem kondícionáló stimulus, CG: központi szürkeállomány, LH: laterális hipotalamusz, PVN: paraventrikuláris hipotalamusz

Idegsejtek tüzelése a lateralis amygdalaban: extracelluláris elvezetés in vivoKondícionálás után az idegsejtek tüzelése a lateralis amygdalaban gyorsabb, mint a hallókéregben

Az AMYGDALA szerepe az emocionális reakciókbanAz 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, agressziókondicionált félelmi válasz

Az amygdalának szintén jelentős szerepe van az emocionális színezetű események tanulásában, és a memória kialakításában: érzelmi memóriaveszélyes-nem veszélyes minősítés

A félelmi válasz:kellemetlen, fájdalmas inger vagy gondolata által kiváltott válasz együtteskomponensei:

- autonóm (cardiovascularis, légzés, stb.) - endokrin (catechoaminok, ACTH, glukocorticoid), - szomatomotoros (viselkedési) reakciók

Orvosi Élettan 671-673. 685.

Urbach-Wiethe szindrómaAmygdala lézió utáni félelemmentesség, fear conditioning nincs

Félelmi kondícionálás emberbenAmygdala fMRI

A félelmi válasz lépései

1. Szenzoros inger a thalamusba

2. Információ továbbítás az amigdalába

3. Információ továbbítás a kéregbe

4. Amigdala: gyors veszély elemzés (tapasztalat)

5. Amigdala blokkolja a „lassú” gondolkodást

6. Gondolkodás nélküli cselekvés

LIMBIKUS RENDSZER

Hipothalamus

agytörzs

11

JUTALMAZÁSÖningerlésAz 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.

Orvosi Élettan 671-673. o.

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, vagyFight or Flight válasz együttesekre.

A jutalmazás pályarendszere

JUTALMAZÁS

Felszálló monoaminerg pályák

Hangulat, kedély állapot: - Normális (kiegyensúlyozott) állapot:

Raphe mag (serotonin - agytörzsben) és Laterális Tegmentalis Area (noradrenalin)

Depresszió, szociopátiacorpus callosum elülső („térd”) görbülete előtti area (prefrontális kéreg) sérül

VentralisTegmentalis Area

nucleusAccumbens

Depr.

Prefrontáliskéreg

dopamin

VTA

ADDIKCIÓ: drogokAz addiktív drogok főbb csoportjai

Az addiktív drogok növelik a szinaptikus dopamin szintet, de különféle (direkt és áttételes) mechanizmusokkal.

ADDIKCIÓ: celluláris mechanizmusokSzubcellulárisan konvergáló glutamáterg és domapinerg bemenetek

cocaine

amphetamine

heroin, morphine

µ-receptor

A középagyi dopaminerg sejtek aktivitása nő jutalmazáskor

VTAint

12

ADDIKCIÓ: celluláris mechanizmusokSzubcellulárisan konvergáló glutamáterg és domapinerg bemenetek

cocaine

amphetamine

heroin, morphine

µ-receptor

Az aktív szinaptikus kapcsolatok megerősödésecyclic AMP response element binding protein (CREB), CREB-binding protein (CBP), RNA polymerase 2 (POL 2);, TATA binding protein (TBP)

nicotine

NAchR

VTAint

alcohol