Aju uurimine

1
Aju uurimine

• Eva Palk

2
Närvisüsteemi uurimise tasandid
Organi tasandAju
Mikrotasand neuronid
Makrotasand kesknärvisüsteem
3
Makrotasand
Mikrotasand Sünaps, neurotransmitterid
4
Kuidas teadmisi saadakse?

• Õnnetusjuhtumite uuringud
• II Maailmasõja patsiendid
• Loomkatsed
• Solomon Snyder ( NO mõju käitumisele, katsed
  hiirtega),
• Albert Hofmann( LSD looja). Juhuse läbi tehtud
  avastused
• Invasiivsed meetodid
• Mitteinvasiivsed meetodid

Phineas Cage
http//www.ajakiri.ut.ee/103808 http//teadvus.wo
rdpress.com/2009/01/27/fmri-ajuteadlaste-pailapse-
toeline-pale/
5
Aju uurimine

• ... teadus ei kajasta mitte tõde, vaid annab
  pildi sellest, mida me hetkel oma hetkel
  kasutustel olevate meetodite abil arvame teadvat.
  
• http//teadvus.wordpress.com/2009/01/27/fmri-ajute
  adlaste-pailapse-toeline-pale/

6
Aju uurimine

• PETpositronemissioontomograafia
• SPECTüksiku footoni emissiooni
  kompuutertomograafia
• TMStranskraniaalne magnetstimulatsioon
• MRImagnetresonantskuvamine
• fMRIfunktsionaalne MRI
• EEGelektroentsefalogramm

7
Elektroentsefalograafia

• EEG, Hans Berger 1929
• Aju elektriliste protsesside registreerimine
  kolju pinnale asetatud elektroodidega

8
EEG
9
Elektroentsefalograafia

• Deltalained(sügav uni 1,3-3Hz)
• Teetalained(4-7Hz)
• Alfalained(suletud silmi,rahuolekus 8-13Hz)
• Beetalained(14-30Hz)
• Une ja ärkveloleku, haiguste uurimine,
• Aju aktiivsuse uurimine
• Psühhiaatriliste häirete korral ilmnevad teatud
  spetsiifilisusega aju strukturaalsed ja
  funktsionaalsed muutused

10
Kompuutertomograafia CAT

• Rajaneb röntgenikiirtel
• Uurimine kolmemõõtmeline, kihiti

Enneaegne vastsündinu
38 rasedusnädal
http//www.hot.ee/lasterad/kesknarvisysteem.htm
11
(No Transcript)
12
Positronemissioonitomograafia PET

• Eri elementidel esineb ebastabiilseid,
  radioaktiivseid isotoope (11C, 18F), mis
  lagunedes eraldavad positrone, ?-kiirgust jne.
• ( füüsika)
• Saab sünteesida selliseid aineid (nt. glükoos),
  millele pannakse külge radioaktiivne isotoop
• ( keemia)
• Aju tarvitab energia saamiseks glükoosi
  (bioloogia)
• Läbi pea suunatakse röntgenikiired, on näha,
  milllises aju osas on glükoosi imendumine kõige
  kiirem, verevoolu kiiruse muutused

http//learn.genetics.utah.edu/content/addiction/d
rugs/brainimage.html
13
Alzheimerit põdeva inimese aju, PET
Normaalne aju, PET
http//feww.wordpress.com/2009/12/21/the-dementia-
dozen-foods-to-avoid/
14
http//biomed.brown.edu/Courses/BI108/BI108_2008_G
roups/group07/Parkinsons.htm l
15
http//drmikeross.com/images/MRI20of20Love.jpg
http//www.ohiovalley.org/images/cartoons/manual/r
opewalk.gif
16
Magnetresonantskuvamine MRI

• Bioloogia inimese kehas on umbes 70 vett
• Füsioloogia igas koes veesisaldus erinev
• Keemia vesi koosneb H-st ja O-st, H2O
• Füüsika vesinikul (prootonil) on magnetilised
  omadused
• Katsealuse pead ümbritseva magnetiga pannakse
  ajus aatomituumad võnkuma. Ajukoores toimunud
  muutuste asukoha kindlakstegemine
• saab uurida eri aju osi, kuna ka erinevates
  ajupiirkondades on veesisaldus erinev

17
MRI tehnika

• Ajule lastakse peale kindla tugevusega magnetväli
  (0,5 1,5 teslat)
• Vesiniku aatomid vees, mis enne olid suvaliselt
  paigutunud, orienteeruvad magnetvälja suuna järgi
• Kui magnetväli eemaldada, pöörduvad pisikesed
  magnetmomendid jälle suvalistesse suundadesse ja
  varem neeldunud kiirgus eraldub
• Seda kiirgust saab jälgida (detekteerida)

18
(No Transcript)
19
(No Transcript)
20
Funktsionaalne magnetresonantskuvamine fMRI

• Põhimõte sama kui MRI-l
• Uuritakse aju aktiivsust TEGUTSEMISEL (lugemine,
  piltide vaatamine, helide kuulamine)
• Arvestab aju verevoolu ja hapnikutarbimist
• Näitab ajupiirkondade aktiivsust kolmemõõtmeliselt

21
(No Transcript)
22
Üksiku footoni emissiooni kompuutertomograafia

• SPECT
• röntgenikiirgus

23
(No Transcript)
24
LOOMAD ja loomkatsed

• Rotid,hiired
• Ahvid
• Merisead

25
Loomkatsed

• Ravimite ja nende koosmõjude testimine
• Valu ja selle tundmine
• Õppimine/mälu
• Ruumiline taju ja mälu
• Stress

26
Ruumiline taju
27
Stress
Õppimine, stress, antidepressantide uurimine
Mikrodialüüs
28
Närviimpulsi ülekanne

• Närviimpulss kandub edasi elektrilise signaalina
• Ühelt rakult teisele aga toimub ülekanne
  keemiliste vahendajate- neurotransmitterite abil
  sünapsis
• Kui ühest rakust neurotransmitterid vabanevad,
  siis teises rakus on moodustised, mis need
  transmitterid ära tunnevad- retseptorid

29
(No Transcript)
30
(No Transcript)
31
Mida uurib neurokeemia ja farmakoloogia?

• Mis juhtub sünapsis?
• Millised neurotransmitterid osalevad impulsi
  ülekandes?
• Millised retseptorid võtavad signaale vastu?
• Mis juhtub närvirakus, kui signaal on edasi antud
• Mis juhtub geeniregulatsioonis, kui signaal on
  üle kantud?

32
Loomkatsed

• Retseptorite iseloomustamiseks kasutatakse
  radioaktiivseid aineid
• Mõne uue aine, näiteks antidepressandi uurimiseks
  kasutatakse juba tuntud retseptoreid ja nende
  retseptoritega seostuvaid aineid
• Geneetika uurimiseks kasutatakse geeni
  vaigistamise tehnikaid või knockout-hiiri

33
Loomkatsed

• Manustatakse katseloomale mingit ainet
  antidepressanti, narkootikumi, skisofreeniaravimit
  vms.
• Vaadatakse, kuidas loom käitub suheldes teiste
  loomadega ja igasugustes testides
• Uuritakse looma ajus teatud retseptoreid ja
  neurotransmittereid kuidas on nende käitumine
  muutunud, võrreldes normaalse loomaga

34
Mida uuritakse, kesksed teemad

• Õppimine fMRI, loomkatsed, ravimid
• Emotsioonid fMRI, loomkatsed, EEG
• Alzheimer PET, SPECT, MRI, fMRI, ravimid,
  biokeemilised katsed
• Sõltuvus-motivatsioon loomkatsed, SPECT, MRI
• ADHD loomkatsed ravimite uuringul, fMRI
• Skisofreenia loomkatsed ravimite uuringul, fMRI,
  PET, SPECT
• Depressioon loomkatsed ravimite uuringul,
  biokeemilised katsed retseptoritega, MRI

35
Kasutatud allikad

• www.neuroguide.com
• faculty.washington.edu/chudler/neurok.html
• Neuroscience for Kids
• http//www.nooruse.ee/43905152717/Hingamiselundit
  e_haigused/kompuutertomograafia.html
• http//www.hot.ee/lasterad/kesknarvisysteem.htm
• http//www.epl.ee/artikkel/485209
• http//coe.bri.niigata-u.ac.jp/content/HFMRI_enH3
  T