PS 3 -kurssin
tiivistetyt asiat

Neuroni  suomenkielisessä Wikipediassa.

Aksoni voi olla jopa lähes metrin mittainen.

Solukalvon ionikanavat  suomenkielisessä Wikipediassa.

• kiihdyttävä synapsi lisää hermosolun reagoimisen todennäköisyyttä
  
  
• ehkäisevä synapsi vähentää hermosolun reagoimisen todennäköisyyttä

|                ^        ^   K+
|   Na+     Na+  |        |   |
|____________|___|________|___|_______
    K+       |   K+       |   |
             V           Na+  V
AKSONI
 _____________________________________
|                             SOLUN 
|                             PINTAKALVO
|    ^         ^            ^
     |         |            |  
     |         |            |   
 Normaali-  HERMO-      Palautuminen.
 tilanne,   IMPULSSI    Ionipumput
 jännite    jännite     pumppaavat
  -70 mV     +40 mV     Na+ ja K+ 
      \      /          -ionit takaisin 
       \    /           
        \  /
     Ero on 110 mV

__________________________________
      AKSONI
__________________________________
   
  Normaali hidas aksoni,
  esim. jomottava kipu

   
         _________________
________/ MYELIINITUPPI   \_______
AKSONI  |                 |
________|  GLIASOLU       |_______
        \_________________/
   
  Myeliinitupellinen nopea aksoni, 
  esim. nopea, viiltävä kipu.
  Tuntoaistimusten välitys.
  Liikekäskyjen välitys.
  Gliasolu on kiertynyt aksonin 
  ympärille.
  Aktiopotentiaalin sähkökenttä
  hyppää myeliinitupen yli
  (ns. salsatorinen eteneminen).

pelko.

Esim. käden supistajalihaksen eli hauislihaksen aktivointi on turhaa, ellei samalla käden ojentajalihasta rentouteta.

VÄLITTÄJÄAINEET JA KÄYTTÄYTYMINEN

• skitsofrenia eli jakomielitauti
      harhat
  
  
• Touretten syndrooma eli oireyhtymä, mm. pakonomaista kiroilua ja rumien puhumista sekä nopeita ja rajuja ei-tahdonalaisia liikkeitä
  
  Tourette's syndrome  YouTubessa
  
  
  
• luovuus

Dopamiini  suomenkielisessä Wikipediassa.

HERMOSOLUN TOIMINTAAN VAIKUTTAMINEN

1. Välittäjäaineisiin vaikuttaminen,  esim. monet psyykenlääkkeet
   
   
• voidaan estää välittäjäaineen synty
  
  
• postsynaptisen kalvon reseptorien vastaanottopaikat voidaan täyttää (katso kuva alla)
  
  

  Huomaa, että myrkky-/lääkemolekyyli on ainakin jostain kohdastaan samanmuotoinen kuin välittäjäainemolekyyli ja siksi se pääsee solahtamaan reseptoriin ja täyttää välittäjäainemolekyylille kuuluvan kolon.

  
  
• voidaan estää välittäjäaineen hajoaminen,  esim. tappava hermokaasu-taistelukaasu estää asetylkoliinia hajottavan entsyymin
  
  
2. Hermosolun pintakalvoon vaikuttaminen, esim. alkoholi
   
   
• raju alkoholin juominen ("sammuminen"=alkoholimyrkytys) korkeina pitoisuuksina alkoholi tappaa hermosoluja, jotka eivät enää uusiudu
  
  
• liuottimet (esim. liimassa) tappavat hermosoluja ja neuroneita hyvin tehokkaasti
  
  
• huomaa: sekä alkoholi että liuottimet ovat tehokkaita rasvaliuottimia. Hermosolujen pinta koostuu rasvamolekyyleistä ja siksi liuottimet tuhoavat tehokkaasti hermosoluja.
  
  

   ^     YLHÄÄLLÄ ajatuksia,       MIELI 
  / \    muistoja, suunnitelmia,   MIND
 /   \   tunteita,                 ”TOP”
/     \  yhtenäinen havaintokenttä
 |   |   
 |   |    
 |   |    
 |   |    
 |   |    
 |   |   ALHAALLA hermosolut ja 
 |   |   niiden liitokset,         AINE
 |   |   sähköistä ja kemiallista  BODY
 |   |   toimintaa                 ”DOWN”
                                   
                                   
  Miten aineesta nousee mieli?

VIREYS

s.278

• ihmisen vireyden säätelyssä ydinjatkeen aivoverkosto (= RAS = Retikulaari Aktivaation Säätö) on keskeisessä osassa
Esimerkki eläinkokeista: leikkaus aivoverkostossa johtaa joko pitkittyneeseen unitilaan tai pitkittyneeseen valveillaoloon (riippuen leikkauskohdasta)

• ihmisen ’sisäinen kello’ on hypotalamuksen eräs tumake, joka ohjaa käpylisäkettä tuottamaan melatoniini-hormonia eli ’pimeähormonia’. Valon vähyys on keskeinen asia melatoniinin erityksessä.

• ihmisen luonnollinen vuorokausirytmi on 25 +/- 0,5 h (havaittu luolakokeissa)

viikonloppuna valvotaan pidempään
länteen on helpompi lentää kuin itään

• eri tehtävien vaatima suorituskyky vaatii erilaisen vireyden:



Painonnostossa, joka vaatii lyhytaikaista ja räjähtävää suoritusta, käytetään usein ammoniakin haistamista elimistön saamiseen ylivirittyneeseen ja kiihkeään tilaan. Katso

UNI

AISTITIEDON VASTAANOTTO JA AIVOT

NÄKÖAISTI

• eläimillä ja ihmisillä on kaksi eri näköjärjestelmää:

1. Kohteen sijaintiin keskittyvä näköjärjestelmä

• ohjaa liikkeitä (motoriikkaa)
  
  
• tiedostamaton
  
  
• sijaitsee väliaivoissa (aivojen vanha osa)
  
  
• tämä tulee näkyviin ns. sokeanäössä: ihmisellä, jolla ei ole tietoista näköä, voi liikkeiden motorinen ohjaus onnistua aivan kuten näkevällä ihmisellä, esim. sormet mukautuvat otettavan esineen muodon mukaan tai ihminen pystyy jopa pelaamaan tennistä!

2. Kohteen laatua tutkiva näköjärjestelmä:

• johtaa tietoiseen näköhavaintoon
  
  
• sijaitsee aivokuorella (mm. näköaivokuori)

• ihmisille on tyypillistä aistitiedon rinnakkainen käsittely aivoissa:

1. Muotoja tutkiva järjestelmä (esineen rajojen ja rajapintojen erottaminen keskeistä, vrt. PS3 –kurssin alun vihkotyö ’rajakontrastin synty verkkokalvolla’)
   
   
2. Värejä ja kirkkautta tutkiva järjestelmä
   
   
3. Liikettä ja etäisyyksiä tutkiva järjestelmä

• eri järjestelmät ovat koko ajan yhteistyössä yhtenäinen mielikuva havaintokentästä eli maailmasta

IHMINEN NÄKEE AIVOILLAAN!

• aivokuoren hermosolut, jotka hoitavat nähdyn tunnistamisen, voivat olla hyvin erikoistuneita. Yksittäissolumittauksissa on esim. löydetty apinalta solu, joka reagoi vain vanhan apinan kuvaan (Hubelin ja Wieselin tutkimukset).

Wiesel study visual cortex  YouTubessa

TUNTOAISTI

Homonculus  Googlen kuvahaussa

KUULOAISTI

McGurk effect  YouTubessa

LIIKKEIDEN HERMOSTOLLINEN SÄÄTELY

• kehittynyt ja tehokas
  
  
• tarkat käsiliikkeet ja muut tietoiset liikkeet sekä puhe
  
  
• isoaivokuori

• asennon ja tasapainon ylläpito
  
  
• aivojen runko-osien alkeelliset liikekeskukset

Peilisolut löydettiin eläinkokeissa, kun huomattiin, että kun simpanssi näkee toisen simpanssin ottavan rusinan pinsettiotteella, aktivoituvat katselevan simpanssin aivoissa samat alueet, kuin jos simpanssi itse ottaisi jotain pinsettiotteella. Pelkän rusinan näkeminen ei aktivoi kyseisiä aivoalueita.

mirror neurons experiment  Googlen kuvahaku

AMNESIAT eli aivoperäiset muistihäiriöt

1. Taaksepäin suuntautuva amnesia
   = vaurioita edeltäviä tapahtumia ei muisteta
   
   
2. Eteenpäin suuntautuva amnesia
   = mieleen ei kyetä painamaan uusia asioita

VAKAVAT SAIRAUDET, JOTKA VAIKUTTAVAT MUISTIIN

• syynä alkoholin liikakäyttö ja normaalien ruokailujen vähyys, erityisesti B1 –vitamiinin eli tiamiinin puute
  
  
• yleinen sekavuus ja amnesiat
  
  
• lopulta aivokudoksen kutistuminen ja noin 10-15 vuoden taaksepäin suuntautuva amnesia

korsakoff syndrome  Googlen kuvahaku

korsakoff disease  YouTubessa

• alussa unohtelua, sitten yhä pahenevat muistihäiriöt lopulta ei enää tunnista edes omaisiaan
  
  
• lopulta sekavuus, depressio, levottomuus, harhakuvitelmat
  
  
• Alzheimerin taudin syynä aivokuoren ja hippokampuksen surkastuminen
  
  
• kuona-aineplakit tappavat hermosolut

alzheimer's disease  Googlen kuvahaku

alzheimer's disease  YouTubessa

AIVOJEN LATERALISAATIO JA KIELI

Yleisperiaate:

VASEN aivopuolisko kielelliset toiminnot (näin oikeakätisillä)

OIKEA aivopuolisko avaruudellinen hahmotus

• yleensä hallitseva
  
  
• radat risteytyvät oikeakätisyys
  
  
• puhumista, lukemista ja kirjoittamista säätelevät aivoalueet
  
  
• käsittelee tietoa peräkkäisessä järjestyksessä

• tärkeä ympäristön tulkitsemisessa
  
  
• kuvan kokonaistaju
  
  
• tilan taju, muototaju, kauneuden taju
  
  
• sävel- ja kuvataiteellinen taitavuus
  
  
• yksinkertainen kielentaju ja ajattelu ilman symboleja
  
  
• käsittelee tietoa samanaikaisesti

split brain  Googlen kuvahaku

split brain  YouTubessa

KIELI JA AIVOT

• äännevaihdokset (”kykkö” p.o. tyttö)
  
  
• väärien sanojen käyttö (”käsi” p.o. jalka)
  
  
• väärien lauserakenteiden käyttö (”minä olen kurkku ja tomaattia torista” p.o minä ostin kurkkua ja tomaattia torilta)
  
  
• turvautuminen kiertoilmaisuihin (’Se mikä se on se semmoinen keittiössä’ p.o kattila)
  
  
• kykenemättömyys erotella äänteitä, tulkita sanoja ja lauseita
  
  
• mieleenpainaminen hidasta ja epätarkkaa
  
  
• lukemisessa ja kirjoittamisessa vaikeuksia
  
  
• tahdonalaisten liikkeiden, havaitsemisen, muistin ja päättelyn häiriöitä
  

• aivoverenkiertohäiriöt syynä 90 % tapauksia
  
  
• aivovammat

• Brocan alue on motorinen puhealue.
  Se toimii Wernicken alueelta tulevan informaation perusteella.
  
  
• liikekäskyt puhumiseen osallistuville lihaksille
  
  
• vaurion seurauksia: sanaton tai muutama sana käytössä: ”Tan” (Paul Brocan kuuluisa potilas)
  
  
• usein kirosanoja tai muita voimakkaan tunnelatuksen sanoja
  
  
• automaattisia sanoja (tervehdykset, viikonpäivät, lukusanat): ”Terve”, ”Hyvää yötä”, ”Kiitos!”
  
  
• sanat, jotka potilas oli sanomassa, kun vaurio syntyi (eräs potilas: ”Kaks kertaa sulle”)
  
  
• kömpelö artikulaatio eli äänteiden tuotto
  
  
• äännevirheitä ja –vaihteluita
  
  
• ei monimutkaisia kielioppirakenteita
  
  
• kuulonvarainen ymmärtäminen sekä lukeminen saattavat säilyä hyvin
  

paul broca tan  Googlen kuvahaku

Broca's aphasia  YouTubessa

• vaikeus ymmärtää kuultua puhetta
  
  
• puhe vuolasta, hyvin artikuloitua, mutta merkityksetöntä
  
  
• sanojen löytäminen vaikeaa
  
  
• lauseet pitkiä ja monimutkaisia, sivulauseita sisältäviä
  
  
• kirjoitusmotoriikka säilyy, mutta sisältö on merkityksetöntä
  
  
• lukeminen ja luetun ymmärtäminen vaikeaa
  
  
• sanavääristymät
  
  
• sanasalaattia: ”suolattu sokerisilli”
  
  
• Wernicken afaatikot luulevat puhuvansa järkeviä ja usein suuttuvat, kun heitä ei ymmärretä
  

wernicke's aphasia  Googlen kuvahaku

Wernicke's aphasia  YouTubessa

AIVOPERÄISET KOGNITIIVISET (=tiedolliset) HÄIRIÖT

agnosia  YouTubessa

HERMOVERKKOJEN MUOTOUTUVUUS

esim. jos ihminen on sokea silmän linssin sameuden takia ja hän saa uuden kirkkaan linssin esim. 10-vuotiaana, uudesta linssistä ei enää ole hyötyä. Aivojen kyky nähdä on lopullisesti menetetty.

karsastuksen peittohoito: lapsen yleensä käyttämän paremman silmän päälle pannaan lappu, jolloin myös vähemmän käytetyn silmän vastinalueet aivoissa kehittyvät

tarzan joe kubert  Googlen kuvahaku

tarzan russ manning  Googlen kuvahaku

Sokea voi naksautusäänillä kaikuluodata ympäristöään (kuten lepakot).

human echolocation  YouTubessa

AIVOJEN JA HERMOSTON TUTKIMUSMENETELMÄT

Esim. lääkäri Paul Brocan potilas, jonka ainoa sana oli "tan".

paul broca tan  Googlen kuvahaku

löytyi Brocan alue

EEG:ssä suuri määrä elektrodeja kiinnitetään pään iholle mittaamaan aivojen sähköistä toimintaa.

EEG  Googlen kuvahaku

EEG =Elektro-Enkefalo-Grafia

1. Röntgenkuvauksella
   
   brain x ray  Googlen kuvahaku
   
   Röntgenissä näkyy hyvin dementiaan liittyvä aivojen hermosolujen tuho.
   
   brain x ray dementia  Googlen kuvahaku
   
   
   
2. Tietokonetomografialla eli aivojen kerroskuvauksella eli kehittyneemmällä röntgenlaitteella.
   
   Tietokonetomografialla saadaan aivoista kuvia vaikkapa yhden senttimetrin viipaleista.
   
   brain x ray ct  Googlen kuvahaku
   
   
   
3. Magneettisella MRI-mittauksella.
   
   brain MRI  Googlen kuvahaku
   

1. Toiminnallinen magneettikuvaus eli fMRI
   

   brain fmri  Googlen kuvahaku
   

   
   
2. Aivomagneettimittaus eli MEG = magnetoenkefalografia mittaa aivojen sähköisen toiminnan tuottamia magneettikenttiä
   

   brain meg  Googlen kuvahaku
   

   
   
3. PET-mittauksella selviää, missä aivojen toiminta on vilkasta ja missä ei.
   

   brain PET  Googlen kuvahaku
   

Mikroelektrodi voidaan työntää yksittäiseen hermosoluun ja siten voidaan mitata sen sähköistä toimintaa.

Esim. tutkimus apinoilla, joka johti peilisolujen löytymiseen.

HAVAITSEMINEN, TARKKAAVAISUUS JA MUISTI

Verkkokalvo:
tappisolut – värinäkö
sauvasolut – mustavalkonäkö, hämäränäkö

tappisolu  Googlen kuvahaku

cone cell rod cell  YouTubessa

Esim. rajakontrastin syntyminen sivusuuntaisen ehkäisyn tuloksena

esim. kuvio ja tausta, kokonaisvaltaisuus, läheisyyden laki (lähellä olevat luetaan samaan kuvioon), sulkeutuneisuuden laki, valiomuotoisuuden laki (esim. ihmiskasvot ja ihmishahmot)

laws of grouping  Googlen kuvahaku

esim. rakkaus ja pelko
rakkaus ’vaaleanpuniset silmälasit’ = kaikki on ihanaa
pelko kaikki havaitaan pelottaviksi (esim. metsä)

esim. nälkä ja seksuaalimotiivi.
Nälkä on voimakas havainnon suuntaaja: ruokamainokset, ravintolat…
Seksuaalimotiivi – ihmisjoukossa huomio kiinnittyy usein vastakkaiseen sukupuoleen.
Halu saada lapsia (lapsettomuusongelma)
koko kaupunki on täynnä odottavia äitejä, lastenrattaita, vauvoja ja pikkulapsia…

HAHMOLAIT

laws of grouping  Googlen kuvahaku

laws of grouping  YouTubessa

HAVAINTOJEN KONSTANSSI ELI PYSYVYYS

• koon konstanssi
  
  = koko pysyy samana eri
  
  etäisyyksiltä katsottaessa
  
  
• muodon konstanssi
  
  = muoto pysyy samana katselu-
  
  kulman muuttuessa
  
  
• vaaleuskonstanssi
  
  = musta pysyy mustana niin
  
  auringonvalossa kuin varjossakin
  
  
• värikonstanssi
  
  = esineet näyttävät saman-
  
  sävyisiltä eri valaistuksissa

VÄRIEN HAVAITSEMINEN s. 252 – 254

1. Fysiikan asia (valonsäteiden eri aallonpituudet)
   
   
2. Fysiologinen asia (vastaanottosolut, verkkokalvon hermoverkko, näköaivokuori)
   
   
3. Psykologinen asia (värihavainnon synty näköaivokuorella, värien merkityksen analyysi aivoissa)