Клеточные механизмы передачи информации: нейрональная и синаптическая пластичность

Credits: 
1.00
Дата: 
07.04.2011
Организаторы: 
СПбГУ, ФТИ Иоффе
Координатор: 
Иван Павлов
Лектор: 
Павлов И.Ю., Чижов А., Зыкин П.А.
Минимальные требования для посещения: 
Студенты должны иметь базовые знания о клеточной нейрофизиологии и электрических свойствах возбудимых мембран. Опыт в электрофизиологии in vitro или клеточной визуализации является преимуществом. Хорошее знание английского языка.
Описание: 

Курс пройдет в аудитории №90 на биолого-почвенном факультете СПбГУ. 
7-9 апреля с 9.00 до 12.50

Язык:
русский & английский

 

Координатор курса: Иван Юрьевич Павлов, к.б.н., PhD, Университетский Колледж Лондона, Институт неврологии, Великобритания, i.pavlov(at)ion.ucl.ac.uk 

Для аспирантов БиоН существует возможность получить грант на поездку покрывающий проезд и проживание (до 300 Евро). Для получения гранта необходимо связаться с локальными координаторами БиоН вашего университета а также прислать координатору курса ваше резюме и мотивационное письмо (300-400 слов), которое должно содержать:

  1. тему диссертации
  2. имеется ли опыт проведения а) электрофизиологических опытов in vitro (на срезах или культурах нейронов); б) компьютерного моделирования; в) микроскопии (электронной, конфокальной); г) имиджинга в культурах или срезах. 
  3.  обоснование выбора курса

Окончание регистрации на курс - 3 марта 2011

 Краткое описание курса:

Пластичность является фундаментальным свойством нейронов и необходима для реалзации целого ряда физиологических функций нервной системы. Пластические преобразования в ответ на определенные паттерны стимуляции выражаются как в «глобальных» изменениях возбудимости нервных клеток, так и в их способности регулировать эффективность нейротрансмиссии в отдельных синаптических контактах. Обе формы пластичности принимают участие в ряде когнитивных процессов и необходимы для формирования следов памяти. В ходе предлагаемого лекционного курса дается представление о многообразии форм и механизмов реализации нейрональной пластичности. В курсе лекций студентам будут представлены последние экспериментальные данные, существенно расширяющие наши представления о молекулярно-клеточных процессах, сопровождающих изменения свойств мембраны нейронов и пластические перестройки синаптического аппарата. Часть курса посвящена вопросам использования компьютерного моделирования в изучении поведения индивидуальных нейронов и нейронных сетей. В курсе также рассматриваются механизмы, связывающие изменения функциональных параметров нейротрансмиссии с морфологическими сдвигами в структуре синаптических контактов. Особое внимание уделено вопросам участия нейрональной пластичности в процессах передачи информации в мозге и клеточным механизмам, лежащим в основе процессов обучения и памяти.

Курс состоит из трех модулей:

  1. Нейрональная пластичность: глобальные изменения и сайт-специфические перестройки (Павлов И.Ю., Чижов А.В.)
  2. Морфологическая пластичность (Зыкин П.А.)
  3. Пластичность и передача информации в норме и при патологии (Чижов А.В., Павлов И.Ю.)


Обзор различных форм синаптической пластичности. Кратковременнная и долговременная пластичность, депрессия и потенциация синаптической передачи. Принцип Хебба, свойства долговременной потенциации. ВСМ (Bienenstock, Cooper and Munro 1982) теория, двунаправленная пластичность.

Механизмы индукции и экспрессии синаптической пластичности. Роль пре- и постсинаптичеких механизмов индукции синаптической пластичности. НМДА рецепторы и роль Са2+. CaMKII – молекула памяти? Участие метаботропных рецепторов глютамата в индукции различных форм синаптической пластичности. Модуляция выброса нейромедиатора, трафик рецепторов (летеральный транспорт, кластеризация, транспорт посредством эндо- и экзоцитоза), изменение свойств рецепторных каналов. Спиловер глютамата и роль механизмов обратного захвата нейромедиатра. Роль молекул клеточной адгезии и внеклеточного матрикса в синаптиечской пластичности.

Торможение и возбуждение: единство и борьба противоположностей. Роль торможения в индукции различных форма синаптической пластичности. Многообразие видов интернейронов в гиппокампе. Синаптические и вснесинаптические ГАМК рецепторы. Интернейроны в механизмах ритмогенеза. Синаптическая пластичность в интернейронах.

Ионные каналы и нейрональная пластичность. Внесинаптическая пластичность. Глобальные изменения возбудимости нейронов под действием физиологических и патологических факторов. Изменениния проводимости мембраны, сопутствующие индукции синаптической пластичности. Гомеостатическая пластичность, механизм и функциональное значение.

Моделирование. Модель нейрона Ходжкина-Хаксли и нейрональная пластичность. Аппроксимация синаптических токов. Некоторые модели синаптической пластичности: Hebb, STDP, BCM, Markram-Tsodyks.

Пластичность развивающегося мозга. Развитие новой коры. Пренатальные и ранние постнатальные воздействия на развивающийся мозг. Эпигенетические факторы как один из механизмов возникновения критических периодов развития. Сходства и различия механизмов синаптической пластичности на стадии перинатального развития и во взрослом состоянии. Долговременная потенциация и депрессия как механизм формирования и настройки нейронных сетей в период развития. Теория «молчащих» синапсов, за и против. Нейрогенез в зрелом мозге.  

Структурная пластичность и морфолоические сдвиги в зрелом мозге. Пластичность на примере сенсомоторной коры. Топическая организация
моторной коры. Физиологические и морфологические характеристики модулей
моторной коры. Морфофункциональные корреляты топической пластичности во
взрослом состоянии. Топическая стабильность моторной коры в норме. Морфологические корреляты измнений эффективноти синаптической передачи. Синаптическая пластичность во время старения. Патологические состояния и сдвиги в ультраструктуре и функционировании нейронов при нейродегенеративных заболеваниях.

После рассмотрения  молекулярно-клеточных механизмов синаптической и нейрональной пластичности обсуждается роль этих процессов в передачеи обработке информации а также теоретические аспекты роли пластических изменений в процессах обучения и формирования памяти. Современные представления о мехаизме хранения информации в мозге. Проблемы интерпретации результатов, достоинства и недостатки различных экспериментальных походов к изучению связи пластичности и обучения.

Увидеть on-line трансялицию лекций можно по следующей ссылке (нажать кнопку "Трансляция")

http://www.bio.pu.ru/news/detail.php?ID=2427

Слайды презентаций:

Лекция 1: Долговременная и кратковременная синаптическая пластичность Часть 1 (И. Павлов)
Лекция 2: Долговременная и кратковременная синаптическая пластичность Часть 2 (И. Павлов)
Лекция 3: Нейрональная пластичность: глобальные изменения и сайт-специфические перестройки (И. Павлов)
Лекции 4-6: Модели нейрональной и синаптической пластичности (А. Чижов)
Лекция 7: Синаптическая пластичность на ранних этапах развития (И. Павлов)
Лекция 8: Факторы нейрональной пластичности: развитие неокортекса (П. Зыкин)
Лекция 9: Пластичность в интернейронах (И. Павлов)
Лекция 10: Синаптическая пластичность как основа обучения и пямяти (И. Павлов)
Лекция 11: Организация колонок неокортекса (П. Зыкин)
Лекция 12: Пластичность моторной коры (П. Зыкин)


Продолжительность (дни): 
3
Результаты обучения: 
Студенты будут изучать основные виды синаптической и нейрональной пластичности и почему изменения в нейротрансмиссии и возбудимость нейронов имеют важное значение для передачи информации в мозге. Студентам будут представлены основные преимущества и недостатки различных современных методов и экспериментальных подходов, часто используемых в нейрофизиологии. Различные исследования будут использованы как примеры того, как различные подходы могут дополнять друг друга. Особое внимание будет уделено экспериментальным методам. Студенты научатся критически оценивать научные публикации, уделять особое внимание к деталям. Студенты узнают, как компьютерное моделирование может помочь нашему пониманию нейрофизиологических процессов.
Принимающая организация: 
СПбГУ





Планировка и дизайн, проектные работы, зонирование пространства квартир, домов, офисов, коммерческой недвижимости