Yhtäläisyydet selkärankaisten aivoissa, osa I. Taksonomiaa ja vertailua



Samankaltaiset tiedostot
Evolutiiviset muutokset aivoalueiden rakenteessa, osa , Nisse Suutarinen

Yhtäläisyydet selkärankaisten aivoissa, osa II. Niko Lankinen

HERMOSTON FYSIOLOGIA II

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Kurssin tavoitteet. Anatomian (vähän sekavia) termejä. Lisää (edelleen vähän sekavia) anatomian termejä

BIOSÄHKÖISET MITTAUKSET

Aivojen keskeiset rakenteet kognitiivisissa ja psyykkisissä toiminnoissa

TIEDOKSI! Kaikkiin kysymyksiin ei välttämättä näyttelyssä löydy suoraa vastausta infokylteistä. Osa

kysymyksistä vaatii oppilaiden omaa päättelykykyä. Myös henkilökuntaamme voi pyytää auttamaan ja antamaan vinkkejä tehtäviin!

Hermoston toiminnallinen jako

Hermosto. Enni Kaltiainen

MUSIIKKI, AIVOT JA OPPIMINEN. Mari Tervaniemi Tutkimusjohtaja Cicero Learning ja Kognitiivisen aivotutkimuksen yksikkö Helsingin yliopisto

Nucleus caudatus. Putamen. Globus pallidus. Cingulum. anterior Uncinatuskimppu

Kaikki eläimet täyttävät alla olevat seitsemän elämälle välttämätöntä ehtoa: 2. Hengittäminen Voi ottaa sisään ja poistaa kehostaan kaasuja

Motoriikan säätely. 2 Supraspinaaliset Mekanismit Pertti Panula. Biolääketieteen laitos ja Neurotieteen Tutkimuskeskus

Neuropeptidit, opiaatit ja niihin liittyvät mekanismit. Pertti Panula Biolääketieteen laitos 2013

Gastrulaatio neurulaatio elinaiheet

Blastula. Munasolun vakoutumistyypit (itseopiskeluun liittyen) 2. Meroblastisen vakoutumisen jälkeen (lintu, matelija, kala)

Autonominen sympaattinen hermosto Autonominen parasympaattinen hermosto. Kirsi Sainio

Nikotiniriippuvuus. Anne Pietinalho, LKT, dos, FCCP Johtava lääkäri, Raaseporin tk Asiantuntijalääkäri, Filha ry

Tärkeimpien solutyyppien tunnistaminen kudosleikkeissä immunohistokemiallisilla värjäyksillä

3. Endodermi ja sen johdannaiset A. Kidussuoli (branchium) ja sen johdannaiset. kidussuoli = sydämen etupuolelle jäävä osa archenteronia l.

Kurssin tavoitteet. Anatomian (vähän sekavia) termejä. Lisää (edelleen vähän sekavia) anatomian termejä

Kurssin tavoitteet. Anatomian (vähän sekavia) termejä. Lisää (edelleen vähän sekavia) anatomian termejä

Moduloivat hermoverkot. Tarja Stenberg

Laskut käyvät hermoille

Aivokuntoluento. Jaakko Kauramäki, TkT Aivokunto Oy

Lisääntyminen. BI1 Elämä ja evoluutio Leena kangas-järviluoma

Fyysinen valmennus sulkapallossa Pajulahti Motorinen yksikkö V-M Melleri

Autonominen sympaattinen hermosto Autonominen parasympaattinen hermosto. Kirsi Sainio

Moduloivat hermoverkot. Tarja Stenberg

Kognitiivinen psykologia tutkii tiedonkäsittelyä. Neuropsykologia tutkii aivojen ja mielen suhdetta MITEN AIVOT TOIMIVAT?

Hermoston kehitys KIRSI SAINIO 2018

Kahdet aivot ja psyykkinen trauma

Päästä varpaisiin. Tehtävät. Ratkaisut. Päivitetty ISBN , , Sisällys (ratkaisut) Johdanto

Steven Kelly & Mia+Janne

Psyykkisten rakenteiden kehitys

Toisiinsa kytkeytyneet hermosolut muodostavat hermoston

Tehtävät Lukuun 15. Symbioosi 1. Tehtävä 1. Eliökunnan kehitys - vedestä maalle siirtyminen

Liikehallintakykytestaus

MONISTE 2 Kirjoittanut Elina Katainen

Pikalajittelu: valitaan ns. pivot-alkio esim. pivot = oikeanpuoleisin

Kognitiivinen mallintaminen Neuraalimallinnus, luento 1

Luku 8 Miten järvessä voi elää monta kalalajia?

Tupakkariippuvuuden neurobiologia

Eliökunnan kehitys. BI1 Eliömaailma Leena Kangas-Järviluoma

Meripihka. Trilobiitti. 1. Fossiilit. Hominidin kallo. Kivettynyt metsä. Ramses Suuri. Jäätynyt mammutti. Jäämies

Liikunta ja skitsofrenia?

Avainsanat: BI5 III Biotekniikan sovelluksia 9. Perimä ja terveys.

Käyttäytyminen. Ikä: 7-12 vuotta. Omatoimista oppimista. Työpajat. Muut sarjan aiheet:

Alkionkehityksen vaiheet (kertaus) Postnataalinen kehitys: (lat. natus = syntymä) 2 moodia

KandiakatemiA Kandiklinikka

Tilastotiede ottaa aivoon

TRANSKRANIAALISEN MAGNEETTISTIMULAATION KÄYTTÖ AIVOVERENKIERTOHÄIRIÖPOTILAIDEN MOTORISTEN PUUTOSOIREIDEN KUNTOUTUKSESSA

SUOMEN VOIMISTELULIITTO

Tänään ohjelmassa. Kognitiivinen mallintaminen Neuraalimallinnus laskarit. Ensi kerralla (11.3.)

Hyvinvointia työstä. Virpi Kalakoski. Työterveyslaitos

NEUROLOGIA copyright 2012

Teabepäeva korraldamist toetab Euroopa Liit Eesti riikliku mesindusprogrammi raames

Hermosolu 3. Hermosolu. Hermosolu 1. Hermosolun rakenne 1. Hermosolu 2. Hermosolun rakenne 2

HERMOSTON FYSIOLOGIA I

VALAISTUSSUUNNITTELUN RESTORATIIVISET VAIKUTUKSET RAKENNETUSSA YMPÄRISTÖSSÄ

Tuntoaisti. Markku Kilpeläinen. Ihossa olevat mekanoreseptorit aloittavat kosketusaistimuksen. Somatosensoriset aistimukset

Miksi aivoista kannattaa kiinnostua

KATSOMALLA JA MIELIKUVILLA HARJOITTELU, OPPIMINEN

laatija tark. hyv. edell. ohje Pvm koodi HY1 SAIRAUDEN OIREIDEN TUNNISTAMINEN JA HOITOON TOIMITTAMINEN Jakelu jakelulistan mukaan

Valkosolujen tehtävät useimmat tehtävät verenkierron ulkopuolella!

800 Hz Hz Hz

Aivoverkosto. Aivorunko. Aivot - Aivojen khit kehitys

Tehtävät Lukuun 21. Symbioosi 1. Tehtävä 1. Sammalet - aukkotehtävä. Kirjoita oikeat sanat aukkoihin.

Ongelma(t): Mitä voimme oppia luonnosta? Miten voimme hyödyntää näitä oppeja?

Sikiön CNS ultraäänidiagnostiikkaa. Tommi Vimpeli

3 Missä aivojen kieli on?

BI4 Ihmisen Biologia KAUSTISEN MUSIIKKILUKIO

Tuuli Laaninen ja Juha Pirttijärvi Traumaperäisten aivovammojen ensihoitotyö ja potilaan päihtymystilan huomiointi hoidossa

I JAKSO ELÄVÄT ELÄIMET JA ELÄINTUOTTEET

Peliteoria luento 2. May 26, Peliteoria luento 2

Keskeiset termit kalakantaarvioiden. Ari Leskelä, RKTL

Musiikista ja äänestä yleisesti. Mitä tiedetään vaikutuksista. Mitä voi itse tehdä

Aivotutkimus osoittaa kulttuuriharrastusten hyötyjä

Mittausjärjestelmän kalibrointi ja mittausepävarmuus

Aistifysiologia II (Sensory Physiology)

JÄTTIhampaan. ar voitus

Virikkeitä laadukkaaseen varhaiskasvatukseen aivotutkimuksesta Markku Penttonen, Jyväskylän Yliopisto

Lataa Tiesitkö tämän linnuista? - Pertti Koskimies. Lataa

Kokemäenjoen nahkiaisselvitys. -toukkien määrä ja elinympäristö -ylisiirtojen tuloksellisuus

Tuotteen oppiminen. Käytettävyyden psykologia syksy T syksy 2004

REM-UNI JA SEN MERKITYS IHMISELLE FT Nils Sandman

Näiden aihekokonaisuuksien opetussuunnitelmat ovat luvussa 8.

Työmuisti on säilömuistin aktivoitunut osa

ETNIMU-projektin, aivoterveyttä edistävän kurssin 5.osa. Aistit.

Unen fysiologiaa ja tavallisimmat unihäiriöt. Salla Lamusuo Neurologian erikoislääkäri, TYKS Unilääketieteen erityispätevyys

Järvi 1 Valkjärvi. Järvi 2 Sysijärvi

AKILLESJÄNNEKIPUPOTILAIDEN POHJELIHASHARJOI- TUKSEN AIKAINEN AIVOAKTIVAATIO JA KUNTOUTUS- JAKSON VAIKUTUS AKTIVAATIOON

Kuka on näkövammainen?

Lataa Sammakoiden nahkea todellisuus - Anto Leikola. Lataa

Kahden lausekkeen merkittyä yhtäsuuruutta sanotaan yhtälöksi.

epiteeli endodermi Nisäkkään hampaan kehitys nisäkkään alkio:

SOLUISTA KUDOKSIKSI. Veli-Pekka Lehto, M.D., Ph.D. Patologian osasto/haartman instituutti/helsingin yliopisto

FYYSISEN AKTIIVISUUDEN JA AIVOJEN TILAVUUDEN YHTEYDET MONOZYGOOTTISILLA KAKSOSILLA

Transkriptio:

Yhtäläisyydet selkärankaisten aivoissa, osa I Taksonomiaa ja vertailua

Sisällys Historiaa Selkärankaisten taksonomiaa Aikuisten aivojen vertailua Aivoalueet Solutyypit

Historiaa Geoffroy Saint-Hillaire: kaikilla eläimillä on sama perusrakenne ja hermosysteemi Cuvier: Eläimet jaettavissa neljään osaan, joista kullakin omat tyypilliset rakenteet. Nilviäiset Säteittäissymmetriset Niveljalkaiset selkärankaiset

Nykykäsitys Samankaltaiset ruumiinrakenteet eri eläimillä ovat osoitus evoluutiosta, mutta uusia rakennelmia kehittyy evoluution myötä Molekyyli- ja solutasolla kaikki eläimet rakentuvat hyvin konservoituneista elementeistä Jos ruumiinrakenne voidaan yleistää, voidaanko myös selkärankaisten aivot yleistää? Verrattu sekä aikuisten että alkioiden aivoja

Kuka kukin on? Jotta voidaan verrata aivojen evoluutiota ja yhtäläisyyksiä, täytyy tuntea eliöiden evoluutio

Lähin sukulaisemme, suikulainen Selkäydin samankaltainen Jonkinlaiset taka-aivot ja keskiaivot, ei etuaivoja

Selkärankaisten sukupuu Tetrapods (neliraajaiset maaeläimet) rustokalat suikulainen Nisäkkäät hagfishes nahkiaise t Hait, rauskut, sillikuningaskalat sikiökalvolliset salamanterit Sammakot ja konnat istukalliset pussieläimet Nokkaeläimet Liskot ja käärmeet kilpikonnat Krokotiilit linnut luulliset leualliset eväkalat selkärankaiset Lobe-finned vertebrate varsieväkalat keuhkokalat polypterus sammet luuhauet Varsinaiset luukalat amiat sauropsidit Eläimet, joiden selkäjänne on suojattu nikamilla, muodostavat selkärankaisten alajakson.

Leuattomat Nahkiaiset Viettävät enimmän aikansa toukkina mudassa, aikuisina kiinnittyvät kaloihin ja imevät ne kuiviin Hagfishes Elävät mutaan hautautuneina Uhattuina erittävät paljon limaa, josta nimi limaankeriaat Passiivisuudestaan huolimatta paljon suuremmat ja monimuotoisemmat aivot kuin nahkiaisilla

Leualliset Tetrapods (neliraajaiset maaeläimet) rustokalat suikulainen Nisäkkäät hagfishes nahkiaise t Hait, rauskut, sillikuningaskalat sikiökalvolliset salamanterit Sammakot ja konnat istukalliset pussieläimet Nokkaeläimet Liskot ja käärmeet kilpikonnat Krokotiilit linnut varsieväkalat keuhkokalat sauropsidit polypterus luulliset leualliset eväkalat selkärankaiset Lobe-finned vertebrate sammet luuhauet Varsinaiset luukalat amiat

Rustokalat: Hait, rauskut ja sillikuningaskalat Ei luuta Sillikuningaskaloilla oudot pienet ja pitkänmalliset aivot Hailla ja rauskuilla aivojen koko ja monimutkaisuus vaihtelee suuresti Torpedorauskulla ydinjatkeesta hermotettava sähköä tuottava elin Ydinjatkeen sähkölohkot vievät 60% aivoista

Luulliset selkärankaiset Tetrapods (neliraajaiset maaeläimet) rustokalat suikulainen Nisäkkäät hagfishes nahkiaise t Hait, rauskut, sillikuningaskalat sikiökalvolliset salamanterit Sammakot ja konnat istukalliset pussieläimet Nokkaeläimet Liskot ja käärmeet kilpikonnat Krokotiilit linnut luulliset leualliset eväkalat selkärankaiset Lobe-finned vertebrate varsieväkalat keuhkokalat polypterus sammet luuhauet Varsinaiset luukalat amiat sauropsidit Molemmat ryhmät todella monimuotoisia, yli 20 000 lajia kummassakin Erikoistuneita Valloittaneet maailman

Eväkalat Evät, jotka ovat luiden tukemia Suurin osa varsinaisia luukaloja (teleost), peruskaloja Uusi innovaatio on esiintyöntyvä suu, joka imaisee saaliit suuhun Kasvavat koko elinaikansa, myös aivosolut kasvavat ja lisääntyvät Jotkut voivat luoda ja havaita heikkoja sähkökenttiä Mormyridseillä yhtä suuri aivo:ruumis suhde kuin ihmisellä

Lobe-finned vertebrates Tetrapods (neliraajaiset maaeläimet) Lobe-finned vertebrate sikiökalvolliset salamanterit Sammakot ja konnat varsieväkalat keuhkokalat Nisäkkäät sauropsidit istukalliset pussieläimet Nokkaeläimet Liskot ja käärmeet kilpikonnat Krokotiilit linnut Niillä on ulokkeita, jotka kiinnittyvät ruumiiseen lihaksisilla lohkoilla (esim. kädet ja jalat)

Varsieväkalat ja keuhkokalat Varsieväkalat eläviä fossiileita Muuttumattomana 300 milj. vuotta Aivot vievät vain prosentin kallon tilavuudesta Keuhkokalat osaavat hengittää ilmaa Aivot selkärankaisten yksinkertaisimpia

Tetrapods eli naliraajaiset maaeläimet Nisäkkäät istukalliset pussieläimet Nokkaeläimet Tetrapods (neliraajaiset maaeläimet) sikiökalvolliset salamanterit Sammakot ja konnat Liskot ja käärmeet kilpikonnat Krokotiilit linnut sauropsidit Jako sammakkoeläimiin ja sikiökalvollisiin (amniotes) Ryhmä sisältää myös esimerkiksi käärmeet ja valaat

Sammakkoeläimet Sammakkoeläimillä suhteellisen pienet ja yksinkertaiset aivot Jotkut salamanterit voivat regeneroida aivoalueita, jotka on poistettu kokeellisesti Metamorfoosi vaikuttaa myös aistielimiin ja aivoihin Ääneen perustuva viestintä Keskeinen äänenkäsittelysysteemi (central auditory system)

Sikiökalvolliset Alkiot hyvinkehittyneiden sikiökalvojen sisällä Jako nisäkkäisiin ja sauropsideihin (matelijat + linnut) Nisäkkäät istukalliset pussieläimet Nokkaeläimet Liskot ja käärmeet kilpikonnat Krokotiilit linnut sauropsidit

Nisäkkäät Nokkaeläinten kärsissä elektroreseptoreita Kärsänokkasiilin aivoissa paljon aivouurteita Vesinokkaeläimen aivot sileät Pussieläinten poikaset ihanteellisia esim. selkäytimen kehityksen ja regeneroitumisen tutkimiseen Ei aivokurkiaista Nisäkkäillä aivokurkiainen ja yli 20 erillistä aivoaluetta, jotka eroavat lajista riippuen järjestäytymisessä ja toiminnassa

Sauropsit, eli liskon- ja linnunnaamaiset Linnut ovat lentäviä matelijoita Linnuilla monimutkaisesti laskostuneet pikkuaivot Aivojen suhteellinen koko vaihtelee suuresti Kilpikonnilla ja käärmeillä pienet, korpeilla ja papukaijoilla suuret. Kyyhkyn ja laululinnun aivoja tutkittu paljon Aurinko-kompassi navigaatio Laulujen oppiminen Kilpikonnia tutkittu, koska aivoja pidetään primitiivisinä, ja ne kestävät hapenpuutetta

Aikuisten aivojen vertailua Etsitään aivojen arkkityyppiä Aivojen kompleksisuus voidaan hallita tekemällä jako analyyttisiin tasoihin Aivoalueet (pääalueet, alialueet, soluryhmät) Solutyypit (hermosolut ja gliasolut) Molekyylit (molekyyliperheet)

Aikuisten aivoalueet Telencephalon, pääteaivot Diencephalon, väliaivot etuaivot Mesencephalon, keskiaivot Rhombencephalon, taka-aivot Käsittelyjärjestys nenästä häntään, selästä vatsaan.

Aivojen osat

Telencephalon, pääteaivot Hajukäämiin input hajukudoksesta (nenästä), tiedonvälitys syvemmälle telencephaloniin Ei merieläimillä Dorsaali pallium Pieni nahkiaisilla, keuhkokaloilla, vesiliskoilla ja salamantereilla, suuri suuriaivoisilla Nisäkkäillä koostuu hippokampuksesta, neokorteksista, hajukuoresta, aivomuurista sekä osista amygdalaa. Homologisia alueita muilla selkärankaisilla Subpallium Konnektoitunut palliumin ja thalamuksen kanssa Pieni kaloilla, erikoistunut nisäkkäillä

Diencephalon, väliaivot Epitalamus Talamus Dorsaali talamus suuri sikiökalvollisilla, pieni muilla Saa syötteitä kaikkialta aivoista Hypotalamus useimmilla suuri ja erikoistunut, erityisesti rusto- ja peruskaloilla Säätelee homeostaasia (yl. tasapaino): lämmönsäätely, ruokailu, lisääntyminen, hormoonien eritys Retina ja esioptinen alue Pretectum ja posterior tuberculum melko suuria muilla kuin nisäkkäillä

Mesencephalon, keskiaivot Tectum, katto Optinen tectum saa visuaalista infoa retinasta ja yhdistää sen muiden havaintojen kanssa. Kontrolloi myös erityisesti tilaan ja suuntaan liittyviä liikkeitä Tegmentum, peite Aivoverkosto osallistuu liikkeiden säätelyyn Silmän liikkeitä kontrolloiva osa

Rhombencephalon, taka-aivot Isthmus, aivosola Pikkuaivoilla monia tehtäviä, perinteisesti pidetään liikkeen hienosäätäjinä Ei hagfisheillä Medulla l. ydinjatke säätelee mm. vireystilaa Ydinjatkeen aisti- ja liikeosioiden koko korreloi positiivisesti eläimen aisti- ja liikekykyjen kanssa

Muut yleisesti yhteiset osuudet Suprakiasmaattinen tumake hypotalamuksessa saa syötteitä retinalta ja säätelee vuorokausirytmiä Vaikea tutkia tarkempia osia, ei esim. tiedetä, onko linnuilla kuuloaivokuorta Osat muuttuvat ryhmästä toiseen, jolloin niitä ei voida laskea mukaan aivojen arkkityyppiin

Homologisoinnin perusteet Kaikki piirteet, jotka löytyvät kaikilta selkärankaisilta, ajatellaan homologioiksi, koska olisi tuhlailevaista keksiä sama asia monesti. Aivojen pääalueet jaetaan sijaintien mukaan (ventraali/dorsaali) Soluryhmien luokittelussa vaikuttaa lisäksi solujen arkkitehtuuri ja anatomia sekä hermojen yhteydet

Aikuisten aivojen solutyypit Glia-solut (tuki- ja apusoluja) Hermosolut eli neuronit

Glia-solut Mikrogliat ovat makrofagien kaltaisia soluja, jotka poistavat vahingoittuneet solut Ei hagfisheillä, on ainakin sikiökalvollisillaja eväkaloilla Myeliiniä tuottavat oligodendrogliat tukevat hermosoluja Kaikilla selkärankaisilla paitsi leuattomilla Astroglia Säteittäinen glia luo tukirakenteen kehityksen aikana vaeltaville hermosoluille katoaa nisäkkäillä ja linnuilla kehityksen aikana Vähäistä eläimillä, joilla paksu aivokuori Tähdenmuotoiset astrosyytit huoltavat ja säätelevät hermosolujen ympäristöä Vähäistä eläimillä, joilla ohut aivokuori, esim. salamanterit ja nahkiaiset

Hermosolut eli neuronit Suuri ja sekalainen ryhmä Yksinkertaisimmillaan jako unipolaarisiin, bipolaarisiin ja multipolaarisiin, riippuen dendriittien määrästä Eroja lisäksi mm. koossa, sijainnissa, konnektiivisuudessa, välittäjäaineissa, stimulaatiovasteissa ja aksonien muodossa

Sekalaiset solutyypit Purkinjen solut leuallisilla Pulloharjaneuronit matelijoilla, linnuilla ja nisäkkäillä Pyramidisolut nisäkkäillä ja matelijoilla, muttei muilla sikiökalvollisilla Ei konservoituneita solutyyppejä? Statistisia tutkimuksia Mitkä ominaisuudet kuvaavat parhaiten? Yleisin peruste dendriittien malli ei välttämättä kerro homologiasta