MED3: Thalamus og cortex cerebri. Espen Hartveit, Institutt for biomedisin (2017)

Like dokumenter
EN KORTFATTET OVERSIKT OVER NERVESYSTEMETS ANATOMI FOR TANNLEGESTUDENTER i 4. sem. del 2, uke 9. H11 v. M. Wika

22. Mai Eksamen i NEVR2030. Du vil få to ulike typer oppgaver. KORTSVARSSPØRSMÅL og SANT eller USANT.

CNS histologi - MED3 (2017) Espen Hartveit Institutt for biomedisin

Smertefysiologi. Definisjon. Smertetyper ulike inndelinger Petter Bogsti Manuellterapeut

EKSAMEN Høst 2014 PSYC2206 Kognitiv Nevrovitenskap Desember kl. 09:00 (6 timer)

Kristin J. Harila, seminaroppgave om hjernens strukturer.

EKSAMEN Våren PSYC2206 Kognitiv Nevrovitenskap 1. Onsdag 8. juni kl. 09:00 (6 timer)

Del 1 Hovedtrekk i nervesystemets bygning og funksjon... 29

Enkel oversikt-smertefysiologi

22. Mai Eksamen i NEVR2010. Du vil få to ulike typer oppgaver. KORTSVARSSPØRSMÅL og SANT eller USANT.

Grunnleggende om nervesystemet

Nervesystemets bygning og funksjon. Noen hovedtrekk.

Hjernens plastisitet og mekanismer for restitusjon og rehabilitering

Smerte. Arne Tjølsen

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 biologisk psykologi 1

MAKROKURS HJERNE, HJERNENERVER, RYGGMARG 4.SEM. TANNLEGESTUDENTER, uke 9. Kursleder: M. Wika

HØRSEL og LIKEVEKT - MED3 (2017) Espen Hartveit Institutt for biomedisin

MOTORISKE SYSTEMER. Introduksjon ARVID LUNDERVOLD INSTITUTT FOR BIOMEDISIN. 16 oktober 2017 MED3. Arvid Lundervold

Psykiatriske sykdommer og rusmiddelavhengighet. Hva er de kliniske og neuropsykiatriske assosiasjoner?

I dette dokumentet er det en stikkordsmessig oversikt over emnene, unntatt Hode-hals.

Hva er smerte? Lars Jørgen Rygh

Fysisk aktivitet. Fysisk aktivitet. Mekanismene. Effekt av fysisk aktivitet på hjernen. Mekanismene

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

Motoriske systemer. Motorisk Cortex (Brodman area 4)

Hva skjer i hjernen ved rusmiddelbruk?

MED3: Cellulære funksjoner - 1 -membranpotensialet -aksjonspotensialet -synapsepotensialer. Espen Hartveit, Institutt for biomedisin (2017)

MOTORISKE SYSTEMER. Sentrale motoriske baner ARVID LUNDERVOLD INSTITUTT FOR BIOMEDISIN. 18 oktober 2017 MED3

Predisponerende faktorer for rusbruk

Autonome nervesystem (ANS)

Smertefysiologi. Jan Sture Skouen Seksjonsoverlege, AFMR, Professor, UiB

Hele eksamen består av 68 oppgaver (100 poeng) på 6 sider (inkludert forside).

Smertefysiologi kortversjon 2012

Bacheloroppgave. Effekten av pusteøvelser på innsovningstiden til personer med innsovningsproblemer og

MOMENTLISTE (H2012) Nevrobiologi

SYN - MED3 (2017) Espen Hartveit Institutt for biomedisin

Janicke Nordgreen Seksjon for farmakologi og toksikologi NVH

Det nevrobiologiske grunnlaget for motivasjon og målrettet atferd

Søvn. 1 av 49. Sleep is potentially dangerous

NEVROTRANSMITTERE. og deres mekanismer. Linda White Inst. for nevromedisin, NTNU. Notater til forelesning , Stadium 1C

Nervesystemet hvordan påvirkes en hjerne under utvikling?

Hvorfor blir smerten kronisk? Psykologisk perspektiv. Arnstein Finset

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

HYPOTHALAMUS Disposisjon Overordnet funksjon Hypofysen og endokrin regulering Regulering av kroppstemperatur Regulering av matinntak

-nettverk, noder og angrepspunkter

MOTORISKE SYSTEMER. Oppsummering ARVID LUNDERVOLD INSTITUTT FOR BIOMEDISIN. 25 oktober 2017 MED3. Arvid Lundervold

Grunnleggende nevrobiologi

Kompendium MEDSEM7R. Laget mai 2009

Implikasjoner av rottemodeller for ADHD

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

Dias 1. Dias 2. Dias 3

Nevrotransmittere. Grunnleggende om nervesystemet. Clive Bramham. Nevronal cellebiologi. Membranpotensialet. Aksjonspotentialet. Synapsepotensialet

Eksamensoppgave i Bi3016 Celle og molekylærbiologi Examination in Bi3016 Cell and molecular biology

Eksamensoppgave i PSY2013/PSYPRO Biologisk psykologi II

Begreper og smertefysiologi Hva bør almenpraktikeren vite om smertefysiologi?

Avhengighet og nevrobiologi

Betydning av kognitiv anatomi med relevans for MR undersøkning under utredning av pasienter med demens

MOTORISKE SYSTEMER. Ryggmargen og spinale reflekser ARVID LUNDERVOLD INSTITUTT FOR BIOMEDISIN. 18 oktober 2017 MED3

Smertefysiologi. Innhold. Smertetyper ulik inndeling SMERTE. Smerteledningssystemet. Fra reseptor til ryggmarg

Alkohol: Nevrobiologi og farmakologi Akutte tilstander og helseproblemer ved langvarig bruk Svein Skjøtskift

Det nevrobiologiske grunnlaget for motivasjon og målrettet atferd

Repetisjonsoppgaver i anatomi/fysiologi Nervesystemet

Membranpotensial og aksjonspotensial

UNIVERSITETET I OSLO

NEVROTRANSMITTERE. og deres mekanismer. Linda White Inst. for nevromedisin, NTNU. Notater til forelesning , Stadium 1C

Undersøkelse og behandling av svimmelhet og balanseforstyrrelser

Litt grunnleggende cellebiologi Vevene Blodet

Neural Network. Sensors Sorter

Et flerleddet forskningsprosjekt. En fmri-undersøkelse av talepersepsjon og taleproduksjon hos personer som stammer

Rus og avhengighet Et biologisk perspektiv

Alkohol: Nevrobiologi og farmakologi Akutte tilstander og helseproblemer ved langvarig bruk Svein Skjøtskift

Eksamensoppgave i PSY2013/PSYPRO4313 Biologisk psykologi II

Alkohol og benzodiapiner:

Nevroplastisk effekt av å spille piano i kognitiv rehabilitering etter traumatisk hjerneskade

TUSEN TAKK! BUTIKKEN MIN! ...alt jeg ber om er.. Maren Finn dette og mer i. ... finn meg på nett! Grafiske lisenser.

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

TUSEN TAKK! BUTIKKEN MIN! ...alt jeg ber om er.. Maren Finn dette og mer i. ... finn meg på nett! Grafiske lisenser.

Bacheloroppgave. Leddmobilisering og manipulering antatte mekanismer bak den smertelindrende responsen / Innleveringsfrist:

TUSEN TAKK! BUTIKKEN MIN! ...alt jeg ber om er.. Maren Finn dette og mer i. ... finn meg på nett! Grafiske lisenser.

Glutamat reseptorer og signaltransduksjon. Læringsmål: Ha grundig forståelse for oppbygningen, funksjonen og utbredelsen av glutamat reseptorer.

Prevalens av demens-alle typer I Norge i dag ca personer demente. I 2040 vil det være nesten !

NEVROFYSIOLOGI OG ANATOMI

Flervalgsoppgaver: Nervesystemet

Viktige funksjoner. Formidle impulser fra sanseorgan og danne sanseopplevelser

Eksamensoppgave i PSY3111 Individuell utvikling, gener, nervesystem og atferd

Kan vi regne ut hvordan vi tenker?

Kids who «don t wanna»?

Sansecelle er spesialisert til å omdanne bestemte stimuli til elektriske signaler som kan sendes og behandles av nervesystemet.

KROPPEN LEDER STRØM. Sett en finger på hvert av kontaktpunktene på modellen. Da får du et lydsignal.

Serotonin som nevromodulator i luktesystemet generelle prinsipper i små og store hjerner

EKSAMENSOPPGAVE INKL. SENSORVEILEDNING

EKSAMENSOPPGAVE I NEVR2010 Innføring i nevrovitenskap

Migrenesmerte mekanismer og konsekvenser for behandling

Exercise 1: Phase Splitter DC Operation

SERVICE BULLETINE

Hva skjer i hjernen ved demens? Karin Persson, lege, PhD Oslo Universitetssykehus og Nasjonal kompetansetjeneste for aldring og helse

Hjerneslag. Disposisjon. Hjernens lapper KROSS 2014 Kompetanse om Rehabilitering Om Syn og Slag. KFAmthor 1

Embryologi og normal fosterutvikling for patologer

En nevrobiologs forsøk på å forklare langvarige smertetilstander (hvorfor går smertesystemet så lett i vranglås?)

Funksjonell MR. Ole A. Andreassen

Rusmiddelbruk. Rusmiddelbruk. Hvorfor bruke et rusmiddel? Etablering og utvikling av avhengighet: Hva skjer i hjernen?

Transkript:

MED3: Thalamus og cortex cerebri Espen Hartveit, Institutt for biomedisin (2017)

Thalamus og cortex cerebri Cortex cerebri Thalamus

Cortex cerebri

Thalamus og cortex cerebri Corpus callosum Nucleus caudatus Fornix Thalamus 3. ventrikkel Putamen Insula Sulcus lateralis Capsula interna Nucleus ruber Corpus geniculatum laterale Sideventrikkelens temporalhorn Brodal 4. utg., Fig. 3.27 Hippocampus Substantia nigra Pyramidebanen Pons

Thalamus (frontalsnitt) Nucleus anterior Lamina medullaris interna Nucleus medialis Nucleus lateralis Capsula interna Fasciculus mamillothalamicus Sulcus hypothalamicus Hypothalamus Putamen Fornix Globus pallidus 3. ventrikkel Tractus opticus Hypothalamus (nucleus arcuatus) Brodal 4. utg., Fig. 3.24

Thalamus (frontalsnitt) Thalamus Nucleus anterior Nucleus lateralis dorsalis (LD) Nucleus medialis dorsalis (MD) Nucleus reticularis thalami Nucleus ventralis lateralis (VL) x x Zona incerta Tractus mamillothalamicus Corpus mamillare Capsula interna Putamen Globus pallidus Crus cerebri Tractus opticus Corpus mamillare Brodal 4. utg., Fig. 21.8

Grå substans - Hvit substans Grå substans (bark) Hvit substans Grå substans (kjerner) Brodal 4. utg., Fig. 1.14

Lagdeling i neocortex: Laminae I - VI Golgiimpregnering Nisslfarging (tionin) Myelinfarging I. Lamina molecularis II. Lamina granularis ext. III. Lamina pyramidalis ext. IV. Lamina granularis int. V. Lamina pyramidalis int. VI. Lamina multiformis Brodal 4. utg., Fig. 21.1 Hvit substans

Brodmanns cytoarkitektoniske kart Vergleichende Lokalisationslehre der Großhirnrinde in ihren Prinzipien dargestellt auf Grund des Zellenbaues A- Von Dr. K. Assistenten am Brodmann neurobiologischen Laboratorium der Universität zu Berlin. Mit 150 Abbildungen im Text. Leipzig Korbinian Brodmann (1868-1918) A photograph of Korbinian Brodmann that served as frontispiece in the original 1909 edition (and is also featured on the cover of this edition. The cover also shows two of the best known of Brodmann s maps of the human brain (Figs. 85 and 86), found on page 110 of this edition). Areae 1-44 Area 17 = VI Areae 3,1,2 = SI Areae 41,42 = AI Area 4 = MI Brodal 4. utg., Fig. 21.3 Verlag von Johann Ambrosius Barth 1909

Thalamocorticale forbindelser Bakre parietalcortex (5,7) SI MI SMA Gyrus cinguli Prefrontal cortex PMA SMA MI SI Bakre parietalcortex (5,7) Area striata (17) Temporal assosiasjonscortex Nucleus anterior Nucleus medialis dorsalis (MD) Auditiv cortex Intralaminære thalamuskjerner Pulvinar Temporal assosiasjonscortex Brodal 4. utg., Fig. 21.7 Nucleus lateralis (LP, LD) Nucleus ventralis (VPL, VPM, VL, VA) Corpus geniculatum mediale Corpus geniculatum laterale

Thalamocorticale forbindelser SI MI SMA PMA Prefrontalcortex VPL, VPM VL VA Fra basalgangliene (pallidothalamisk bane) Brodal 4. utg., Fig. 14.16 Lemniscus medialis Fra cerebellum (cerebellothalamisk bane)

Thalamus - nc. reticularis thalami

Thalamus - nc. reticularis thalami - cortex Brodal 4. utg., Fig. 21.9

Aksjonspotensialer for reléceller i thalamus A Oscillatory mode Tonic ( single spike) mode Oscillatory mode Depolarizing current injection -58 mv B -65 mv B Na + /K + action potentials C C 2 s E h -65 mv I h activate I T activate I h deactivate I T inactivate Pacemaker potential Removal of I T inactivation Ca 2+ spike Skurfyring ( burst firing ) vs. Enkeltimpulsfyring ( single spike firing ) 200ms 20 mv Fra Byrne & Roberts (2004) From Molecules to Networks

Lokalkretser i neocortex Input (fra thalamus) Interneuroner eksitatoriske inhibitoriske Output Cortical layer (gray matter) White matter I II and III IV V VI Local axon collateral Excitatory interneuron Inhibitory interneuron Pyramidal cell Descending axon (output) Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 14.3 From thalamus (input) To other Outside neocortex neocortex and thalamus Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved.

Thalamus cortex Spesifikke thalamocorticale og corticothalamiske signaler Modulatoriske signaler

Efferenter fra laminae I - VI i neocortex

Topografisk representasjon = kart Definisjon: Naboområder i periferien er representert av naboområder i cortex A SOMATOSENSORY Upper lips Lips Lower lips Teeth Gums Jaw Eye Nose Face Tongue Pharynx Intra-abdominal Hand Fingers Thumb Elbow Forearm Lateral Arm Head Neck Trunk Hip Leg Foot Toes Genitals Midline Sensorisk Motorisk Syntetisk B MOTOR Eyebrow Eyelid and eyeball Face Lips Jaw Tongue Thumb Neck Swallowing Hand Wrist Little Ring Elbow Index Middle Shoulder Trunk Hip Ankle Toes Midline Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 14.11 Lateral Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved.

Topografisk representasjon A SOMATOSENSORY Eye Nose Face Upper lips Lips Lower lips Teeth Gums Jaw Tongue Hand Fingers Thumb Forearm Elbow Arm Head Neck Trunk Hip Leg Foot Toes Genitals Pharynx Intra-abdominal Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 14.11 Lateral Midline

Topografisk representasjon B MOTOR Eyebrow Eyelid and eyeball Face Lips Thumb Neck Hand Wrist Little Ring Elbow Index Middle Shoulder Trunk Hip Ankle Toes Jaw Tongue Swallowing Midline Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 14.11 Lateral

Øyedominanskolonner i primær visuell cortex (area V1) A LAYERS OF AREA V1 Cytochrome oxidase blobs B SPLIT-OPEN VIEW Cytochrome oxidase blobs II, III I II, III IV IV Right eye Left eye Right eye Left eye V, VI V, VI Ocular dominance columns Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved. Right eye Left eye Ocular dominance columns Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 14.10

Plastisitet av topografisk representasjon A SOMATOSENSORY REORGANIZATION Owl monkey 3b (S1 proper) Body Face I H I T P4 P3 P2 P1 Dorsum D1 D5 D4 D3 D2 Normal organization Median (input) nerve cut Reorganization Dorsum H Dorsum H Dorsum H D5 P4 P4 P4 I D5 D5 I I D4 D4 D4 P3 P3 P3 D3 D3 D3 P2 I D3 I D2 Deprived D2 P1 T P3 H D1 D1 Portion corresponding to the palm deprived by the median nerve section...now corresponds to the dorsal (hairy) skin of the first three digits. B MOTOR-SYSTEM REORGANIZATION Rat cortex M1 M1 Eye FL Vibrissa N Trunk Forelimb Hind limb Eye FL Vibrissa N Trunk Forelimb Hind limb Eye Eye lid Trunk Forelimb Hind limb Jaw Jaw Weeks Jaw Normal organization Facial nerve cut Reorganization Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved. Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 14.13

Projeksjonsnevroner i neocortex Lamina 1 Apikal dendritt 2 3 4 Glutamat 5 Akson 6 Rekurrent kollateral Hvit substans Brodal 4. utg., Fig. 21.5

Internevroner i neocortex Lamina 1 2 3 GABA 4 5 6 Brodal 4. utg., Fig. 21.6

Aksjonspotensialer for neuroner i cortex A INHIBITORY INTERNEURON I V m Pyramideceller (eksitatoriske) Interneuroner (inhibitoriske) Variasjon i ionekanaler B SMALL PYRAMIDAL CELL I 0 25 Time (msec) V m Neocortical interneuron Neocortical pyramidal cell 0 100 msec 100 C LARGE PYRAMIDAL CELL I Change in V m (mv) 50 V m 0 0 150 msec 0 2 4 6 Time (msec) 0 2 4 6 msec Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 11.5

Synaptiske forbindelser Axospinous synapse Shaft synapse Soma Dendrite Axon Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.5 Axodendritic synapses Axosomatic synapses Axoaxonic synapses Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved.

Dendrittiske spinae Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved. Boron & Boulpaep 1. utg., Fig. 12.6

Gray type I og type II synapser (cortex) Gray type I morfologi: asymmetrisk, eksitatorisk Gray type II morfologi: symmetrisk, inhibitorisk

Gray type I og type II synapser (cortex) INPUT Spinae Neuron med spinae (+) én type I, evt. én type I og én type II Neuron uten spinae (-) - Dendritt type I + II type I + II Soma type II type I + II Axon hillock type II - OUTPUT type I type II

MED3: Neuromodulatoriske systemer Espen Hartveit, Institutt for biomedisin (2017)

Neuromodulasjon Det retikulære aktiveringssystem Retikulærsubstansen Anatomisk lokalisasjon (hj.stammen, nc. basalis) Transmittersystemer (NA, 5-HT, DA, ACh, HA) Modulasjon av synaptisk transmisjon Modulasjon av nevronal eksitabilitet Relasjon til oppmerksomhet, søvn/våkenhet, stemningsleie, emosjoner Tilstandsavhengig signalbehandling ( state dependent signal processing )

Retikulærsubstansen Utgjør et overordnet styringsnivå i forhold til hjernenervekjerner og medulla spinalis ( premotoriske nettverk, jfr. Brodal) Påvirkning av synaptisk transmisjon i thalamus, cortex og medulla spinalis via ascenderende og descenderende baner, relatert til oppmerksomhet, aktivering og våkenhet/søvn (neuromodulatorisk kontroll) Lokalisert i hjernestammen

Retikulærsubstansens struktur nettverk av cellelegemer og nervefibre (aksoner, dendritter), lav celletetthet, varierende cellestørrelse kan til en viss grad inndeles i kjerner ihht. cytoarkitektoniske kriterier, en lang rekke kjerner (>40) med egne navn, funksjonell betydning stort sett ukjent nyere data basert på celle-gruppers nevrokjemiske spesifisitet mere informativt mhp. mulig funksjon Medulla oblongata

Retikulærsubstansens ~mediale 2/3 struktur store celler, gir opphav til lange opp- og nedadstigende baner til medulla spinalis, thalamus og cortex ~laterale 1/3 små celler, målområde for mange afferente fibre karakteristisk cellulær struktur, lange dendritter, lange aksoner med kollateraler, transverselt forløp, laminær struktur? Colliculus superior Periakveduktale grå substans (PAG) Rafekjerner Substantia nigra Pedunculus cerebellaris superior Rafekjerner Ponskjernene Trigeminuskjerne Nc. reticularis gigantocellularis Nc. raphe magnus

Retikulærsubstansens struktur Hypoglossuskjernen Nc. reticularis gigantocellularis Akson Oliva inferior Pyramidebanefibre Pons Orientering av dendritt-trær i retikulærsubstansen Medulla oblongata Brodal 4. utg., Fig. 16.3

Afferente forbindelser til RS Fra andre områder i RS Fra områder utenfor RS medulla spinalis (spinoretikulære fibre) kollateraler fra sensoriske fibre spinothalamiske fibre trigeminothalamiske fibre auditive fibre vestibulære fibre viscerale sensoriske colliculus superior (visuelle signaler) cortex cerebri (corticoretikulære fibre) motoriske hjernenervekjerner hypothalamus basalangangliene cerebellum

Efferente forbindelser fra RS Aksoner til områder innen RS (multisynaptiske kretser) Aksoner som projiserer til områder utenfor RS kjerner i hjernestammen (spesielt hjernenervekjerner) thalamuskjerner (både spesifikke og intralaminære) hypothalamus cortex cerebri cerebellum medulla spinalis Tractus reticulospinalis: RS internevroner i medulla spinalis preganglionære sympaticusnevroner motonevroner

Funksjonelle forhold kompensatoriske bevegelser av øyne, hode og kropp for å opprettholde stilling orienterende bevegelser av øyne, hode og kropp mot interessante stimuli kontroll av muskeltonus kontroll av respirasjon og blodtrykk modulasjon av synaptisk transmisjon i thalamus og cortex Sensorisk input (polymodalt) Integrasjon i RS Koordinert respons Motorisk respons: -somatisk -autonom Aktivering : -thalamus -cortex

Modulatoriske systemer: NA, 5-HT, DA, ACh, HA A NOREPINEPHRINE B SEROTONIN Neocortex Thalamus Basal ganglia Hypothalamus Amygdala Cerebellum Hippocampus Locus coeruleus To spinal cord Raphe nuclei C DOPAMINE D ACETYLCHOLINE Prefrontal cortex Nucleus accumbens Caudate nucleus and putamen Substantia nigra Cingulate bundle Fornix +HISTAMIN! Septal nuclei Ventral tegmental area Nucleus basalis Pontomesencephalotegmental complex Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved. Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.8

Modulatoriske systemer: NA A NOREPINEPHRINE Neocortex Thalamus Hypothalamus Amygdala Hippocampus Locus coeruleus To spinal cord Cerebellum Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.8

Noradrenalin - Locus coeruleus Locus coeruleus Pedunculus cerebellaris superior 4. ventrikkel 4. ventrikkel Pontin retikulærsubstans Lemniscus medialis Locus coeruleus Ponskjernene Pons (tverrsnitt) Brodal 4. utg., Fig. 16.7

Modulatoriske systemer: 5-HT B SEROTONIN Basal ganglia Raphe nuclei Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.8

Modulatoriske systemer: 5-HT

Serotonin (5-HT) - Rafekjerner Spinale trigeminuskjerne Rafekjerner Oliva inferior Lemniscus medialis Pyramiden Medulla oblongata (tverrsnitt) Brodal 4. utg., Fig. 16.5

Modulatoriske systemer: DA C DOPAMINE Prefrontal cortex Nucleus accumbens Caudate nucleus and putamen Substantia nigra (pars compacta) Ventral tegmental area =Area tegmentalis ventralis (VTA) Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.8

Modulatoriske systemer: ACh D ACETYLCHOLINE Cingulate bundle Fornix Septal nuclei Nucleus basalis Pontomesencephalotegmental complex Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.8

Cholinerge cellegrupper (Ch1 - Ch8) Cholinerge cellegrupper i basale prosencephalon Ch1 = mediale septumkjerne ( hippocampus) Ch2 = vertikale kjerne i Brocas diagonale bånd ( hippocampus) Ch3 = horisontale del av kjernen i Brocas diagonale bånd ( bulb. olf.) Ch4 = nucleus basalis (Meynert) ( cortex cerebri, amygdala) Cholinerge cellegrupper i hjernestammen Ch5 ~ PPT = nc. pedunculopontinus tegmentalis Ch6 ~ LDT = nc. laterodorsalis tegmentalis Ch5 + Ch6 = peribrachiale region (PBR) ( thalamus) Ch7 = mediale habenula ( nc. interpeduncularis) Ch8 = nc. parabigeminalis ( colliculus superior)

Andre neuromodulatoriske cellegrupper i hjernestammen A1 - A7 = noradrenerge cellegrupper i pons og medulla oblongata (A6 = locus coeruleus) A8 - A15 = dopaminerge cellegrupper B1 - B9 = serotonerge cellegrupper (~rafekjernene) C1 - C3 = adrenerge cellegrupper i medulla oblongata

Modulatoriske systemer: Histamin Nc. tuberomammillaris (i posterolaterale hypothalamus) L. Heimer (1995) The Human Brain and Spinal Cord 2nd ed., Fig. 10.10

Basale prosencephalon Basal forebrain area, Substantia innominata Lokalisering: Basalt i hemisfærene, under og medialt for basalgangliene Struktur (tre overlappende områder): Nc. basalis (Meynert) Ventrale striatopallidum Ekstenderte (forlengede) amygdala (langs stria terminalis) Cholinerge neuroner med projeksjon til cortex: Nc. basalis neocortex Septumkjernene Brocas diagonale bånd } hippocampus

Basale prosencephalon Nc. caudatus Fornix Bed nucleus of stria terminalis (forlengede amygdala) Putamen Globus pallidus Insula Claustrum Ventrale pallidum Nucleus basalis Uncus Amygdala Brodal 4. utg., Fig. 20.8

Temporale aspekter mhp. synaptisk transmisjon TYPE OF ACTION 1 msec 1 sec TIME COURSE 16 min 10 days EXAMPLES Fast transmission Acetylcholine (nicotinic) Amino acids Slow transmission Acetylcholine (muscarinic) Catecholamines Facilitation and depression Many transmitters Modulation Peptides.001 1 sec 10 3 10 6 Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved. Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.3

Spesifikk vs. uspesifikk innervasjon A SPATIALLY FOCUSED B WIDELY DIVERGENT Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved. Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.7 Høy grad av divergens Volumtransmisjon Metabotrope reseptorer

Synaptisk transmisjon - neuromodulasjon PRIMARY VISUAL CORTEX Lateral geniculate nucleus of thalamus Axon from locus coeruleus Norepinephrineutilizing synapse (modulatory) Axon from lateral geniculate nucleus Eye Retinal neuron Locus coeruleus in brain stem Glutamate-utilizing synapse GABA-utilizing synapse Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved. Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.12 Høy grad av divergens Volumtransmisjon Metabotrope reseptorer

Modulasjon av fyringsmønster i cortex (NA) A CONTROL B NOREPINEPHRINE (NE) C WASHOUT OF NE Stimulus wave (na) 0.25 Membrane potential (mv) 0 70 Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved. 0 200 400 600 800 0 200 400 600 800 0 200 400 600 800 Time (msec) msec msec Pyramidecelle i hippocampus Fasisk vs. tonisk fyring av aksjonspotensialer Metabotrope reseptorer Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.14

Mekanismer for neuromodulasjon A LIGAND-GATED CHANNEL Ligandgated channel Extracellular space NT B C AMPLIFICATION BY A MEMBRANEDELIMITED PATHWAY 1 A neurotransmitter can activate multiple G proteins NT G protein α βγ subunit can open multiple channels. + K channel K+ Receptor NT NT G protein activated channel AMPLIFICATION BY A SIGNALLING CASCADE β γ α γ AC Cytosol 5 Each kinase can phosphorylate and open many K+ channels. Ion 2 whose α subunits may activate many adenylyl cyclases camp 3 which in turn can make many camp molecules Copyright 2002, Elsevier Science (USA). All rights reserved. β P K + camp camp camp camp 4 which activate many protein kinase A molecules. PKA Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.15

Divergente og konvergente transmittereffekter A DIVERGENT TRANSMITTER ACTIONS Transmitter Adrenergic receptor and signal-transduction cascade Channel and its effect I A α 1 Gα q PLC PKC I K + (leak) Gα i or Gα o I K + NE α 2 Gα i or Gα o PLC PKC I Ca 2+ I AHP I A β Gα s Adenylyl cyclase camp I K + (leak) I Ca 2+ I h Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.16

Divergente og konvergente transmittereffekter B CONVERGENT TRANSMITTER ACTIONS Transmitter GABA 5-HT Receptor and G protein GABA 5-HT 1A Channel and its effect Adenosine ACh Enk A 1 M 2 µ Gα i or Gα o I K + NE α 2 DA D 2 SS SSTR Boron & Boulpaep (2002) Medical Physiology 1. utg., Fig. 12.16

Modulasjon av fyringsmønster i thalamus A Oscillatory mode Tonic ( single spike) mode Oscillatory mode Depolarizing current injection -58 mv -65 mv B C 2 s Reléceller i thalamus Skurfyring vs. enkeltimpulsfyring ( bi-stabilitet ) Moduleres av input fra hjernestammen (spesielt ACh og NA; økt input fører til enkeltimpulsfyring)

Modulasjon av fyringsmønster i thalamus