Neuronauka

Neurofizjologia jest szeroko definiowana jako nauka o funkcjonowaniu układu nerwowego. W tej dziedzinie naukowcy badają ośrodkowy i obwodowy układ nerwowy na poziomie całych organów, sieci komórkowych, pojedynczych komórek, a nawet przedziałów subkomórkowych. Wspólną cechą tej wszechstronnej dyscypliny jest zainteresowanie mechanizmami prowadzącymi do generowania i propagacji impulsów elektrycznych wewnątrz neuronów oraz pomiędzy nimi. Przedmiot ten jest istotny nie tylko dla naszego...

Błony komórkowe neuronów zawierają kanały jonowe, które kontrolują przepływ ładunków do wnętrza komórki i na zewnątrz, regulując w ten sposób pobudliwość neuronów. Niezwykle użyteczną techniką badania właściwości biofizycznych tych kanałów jest rejestracja metodą patch clamp. W tej metodzie neuronaukowcy przykładają wypolerowaną szklaną mikropipetę do komórki i stosują podciśnienie, aby utworzyć uszczelnienie o wysokiej rezystancji. Proces ten izoluje niewielki „fragment” (patch) błony...

Jony wapnia odgrywają kluczową rolę w funkcjonowaniu neuronów: działają one jako sygnały wewnątrzkomórkowe, które mogą wywoływać odpowiedzi, takie jak zmiana ekspresji genów oraz uwalnianie neuroprzekaźników z pęcherzyków synaptycznych. Wewnątrz komórki stężenie wapnia jest bardzo dynamiczne ze względu na obecność pomp, które selektywnie transportują te jony w odpowiedzi na różnorodne sygnały. Obrazowanie wapnia wykorzystuje wewnątrzkomórkowy przepływ jonów wapnia do bezpośredniej wizualizacji...

Neuroanatomia to nauka zajmująca się badaniem struktur układu nerwowego oraz ich związkiem z pełnionymi funkcjami. Jednym z obszarów zainteresowań neuroanatomów są struktury makroskopowe w obrębie ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego, takie jak bruzdy i zakręty kory na powierzchni mózgu. Naukowcy z tej dziedziny interesują się jednak również mikroskopowymi zależnościami między neuronami a glejem – dwoma głównymi typami komórek układu nerwowego.Niniejszy film przedstawia krótki przegląd...

Chirurgia stereotaktyczna jest metodą stosowaną do manipulacji mózgiem żywych zwierząt. Technika ta pozwala badaczom na precyzyjne celowanie w głębokie struktury mózgu przy użyciu atlasu stereotaktycznego, który dostarcza współrzędnych 3D każdego obszaru względem punktów orientacyjnych czaszki. Po odsłonięciu czaszki znieczulone zwierzęta są mocowane w specjalistycznym urządzeniu zwanym ramką stereotaktyczną, która umożliwia precyzyjne umieszczenie narzędzi eksperymentalnych w określonych...

W celu zbadania budowy komórkowej, strukturalnej i molekularnej tkanek oraz narządów badacze stosują metodę znaną jako barwienie histologiczne. W tej technice badana tkanka jest utrwalana za pomocą utrwalaczy chemicznych, a następnie sekcjonowana, czyli cięta na bardzo cienkie plastry. Następnie stosuje się różne techniki barwienia, aby zapewnić kontrast w wizualnie jednolitych przekrojach. W badaniach nad neuroanatomią techniki histologiczne są często wykorzystywane do wizualizacji i analizy...

Neuronauka behawioralna to dziedzina zajmująca się badaniem tego, w jaki sposób układ nerwowy steruje zachowaniem oraz jak poszczególne obszary funkcjonalne i sieci w obrębie mózgu korelują z konkretnymi zachowaniami i stanami chorobowymi. Badacze w tej dziedzinie wykorzystują szeroką gamę metod eksperymentalnych, od złożonych technik treningu zwierząt po zaawansowane eksperymenty obrazowe z udziałem ludzi.W niniejszym materiale wideo przedstawiono najpierw przegląd historyczny najważniejszych...

Labirynt wodny Morrisa jest jednym z najszerzej stosowanych testów behawioralnych służących do badania uczenia się przestrzennego i pamięci. W początkowych fazach tego zadania gryzonie muszą dopłynąć do platformy, aby wydostać się z basenu z wodą. Następnie platforma zostaje ukryta pod powierzchnią wody, dzięki czemu zwierzę musi zapamiętać jej położenie, aby móc uciec. Ta prosta, a zarazem skuteczna konstrukcja labiryntu może być wykorzystywana do oceny funkcji poznawczych, badania modeli...

Funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI) jest nieinwazyjną techniką neuroobrazowania stosowaną do badania funkcji mózgu i procesów poznawczych u ludzi, zarówno u osób zdrowych, jak i w populacjach z patologicznymi stanami mózgu. Funkcjonalny MRI wykorzystuje sygnał rezonansu magnetycznego do wykrywania zmian w przepływie krwi, które są powiązane z aktywacją neuronalną podczas wykonywania konkretnego zadania. Jest to możliwe, ponieważ hemoglobina we krwi wykazuje różne właściwości magnetyczne w...

Neuronauka komórkowa i molekularna jest jedną z najnowszych i najszybciej rozwijających się poddyscyplin neurobiologii. Badając wpływ genów, cząsteczek sygnałowych i morfologii komórkowej, badacze w tej dziedzinie odkrywają kluczowe informacje na temat prawidłowego rozwoju i funkcjonowania mózgu, a także pierwotne przyczyny wielu stanów patologicznych. To wprowadzenie wideo do fascynującego świata neuronauki komórkowej i molekularnej rozpoczyna się od osi czasu z przełomowymi badaniami, od...

Złożoność mózgu często zmusza neuronaukowców do korzystania z prostszych systemów w celu przeprowadzania manipulacji eksperymentalnych i obserwacji. Jednym z efektywnych podejść jest tworzenie kultur pierwotnych poprzez wyobcowanie tkanki układu nerwowego, dysocjację jej do pojedynczych komórek i hodowlę tych komórek in vitro. Kultury pierwotne sprawiają, że neurony i glej są łatwo dostępne dla narzędzi eksperymentalnych niezbędnych w technikach takich jak manipulacje genetyczne czy obrazowanie...

Transfekcja – proces przenoszenia materiału genetycznego do komórek – jest potężnym narzędziem służącym do szybkiej i wydajnej manipulacji ekspresją genów w komórkach. Ponieważ metodę tę można wykorzystać do wyciszania ekspresji specyficznych białek lub do indukowania ekspresji białek obcych lub zmodyfikowanych, transfekcja jest niezwykle użytecznym narzędziem w badaniu procesów komórkowych i molekularnych sterujących funkcją neuronów. Jednakże dojrzałe neurony posiadają szereg właściwości,...

Złożona struktura układu nerwowego kręgowców wynika z serii skomplikowanych zdarzeń obejmujących różnicowanie komórek, migrację komórek oraz zmiany w ich morfologii. Badanie tych procesów jest niezbędne dla zrozumienia funkcjonowania układu nerwowego, a także dla naszej zdolności do diagnozowania i leczenia zaburzeń wynikających z nieprawidłowego rozwoju. Jednak tkanki neuronalne są stosunkowo niedostępne dla manipulacji eksperymentalnych, zwłaszcza u embrionów ssaków. W związku z tym wielu...

In utero elektroporacja jest ważną techniką badania mechanizmów molekularnych kierujących proliferacją, różnicowaniem, migracją i dojrzewaniem komórek podczas rozwoju układu nerwowego. Elektroporacja umożliwia szybkie i celowane dostarczanie materiału do komórek poprzez wykorzystanie impulsów elektrycznych do tworzenia przejściowych porów w błonach komórkowych. Choć elektroporacja była tradycyjnie stosowana w badaniach in vitro, postęp naukowy rozszerzył obecnie jej zastosowanie na nienaruszone...

Neurobiologia rozwojowa to dziedzina badająca sposób, w jaki tworzy się układ nerwowy, od wczesnych etapów embrionalnych aż po wiek dorosły. Choć wiadomo, że neuralne komórki progenitorowe przechodzą przez przewidywalne etapy proliferacji, różnicowania, migracji i dojrzewania, mechanizmy kontrolujące przejście przez każdy z tych etapów nie są w pełni poznane. Badanie rozwoju jest istotne nie tylko dla zrozumienia sposobu budowy złożonych struktur, ale także dla charakterystyki i leczenia...