Neurovetenskap n n Studier av centrala nervsystemet Varfr

Neurovetenskap n n Studier av (centrala) nervsystemet Varför intressant för kognitionsvetare? n n 1 kul kan befästa/förkasta kognitionspsykologiska och lingvistiska teorier kan bidra till vår modell över kognitiv arkitektur visar på våra begränsningar i informationsbehandling

Abstraktionsnivåer 2

Centrala nervsystemet (CNS) n n Hjärnan + ryggraden Uppgift: kontrollcenter för tolkning av sensor-indata n styr tanke- och den fysiska verksamheten n n 3 Hjärnan är det mest aktiva organet i hela kroppen (förbrukar 15 -20% av allt syre)

Neuroanatomi celebral cortex vision n ljudbehandling n långtidsminne för sinnesdata n bl. a. . . 4 cerebellum

Människans hjärna vs. djurens n Mycket mycket lika, men. . . störst, relativt kroppsvikten (delfinen tvåa) n växer mer än andra djurs efter födseln n n 5 . . . men det är inte säkert att storleken har betydelse

Neuronen n Liknar andra celler men kan skicka och ta emot stora mängder signaler n kan inte duplicera sig själva – vuxnas hjärnskador blir permanenta n n Mycket känslig för störningar i syretillförseln (dör inom minuter) n omgivningens ämnesinnehåll (gifter, men även förhöjda halter av naturliga ämnen) n 6

Neuronens uppbyggnad dendriter cellkropp axon 7 hillock

Neuronens viloläge (1) n n 8 Potentiell energi i och runt neuronen Cellmembranet separerar inre och yttre förhållandena DNA i cellkärnan är negativt laddat. Neuronens omgivning är elektriskt neutral.

Neuronens viloläge (2) n n 9 I och runt neuronen finns bl a kalium-, natrium- och klorjoner (K+, Na+, C-). Kalium dras in i cellen p g a elektrisk kraft. Klorjoner dras utåt p g a att kärnan är negativt laddad. => överskott av kaliumjoner i cellen, och ett underskott av natrium- och klorjoner, jämfört med utsidan. Jämvikt uppnås vid -70 m. V i neuronen.

Neuronens kommunikation (1) n n 10 ”local potentials” – slö kommunikation nära vänner emellan ”action potentials” – blixtsnabb kommunikation för distansarbete

Neuronens kommunikation (2) - “action potentials” n n n 11 En receptor på neuronen retas av signalsubstans från en annan neuron. Portarna på receptorn öppnas under 1 ms. Natriumjoner strömmar in. Jonpumpen börjar pumpa in natriumjoner för att återställa jämvikt men under tiden höjs spänningen i neuronen. . . Natriumjoner fördelar sig i neuronen och tunnas ut.

Neuronens kommunikation (3) - ”action potentials” n n n 12 Om tillräcklig koncentration av natriumjoner når hillock (så att spänningen där höjs till -55 m. V) öppnas portarna i hillock. Då strömmar natriumjoner in p g a elektrisk och kemisk kraft. Natriumjonerna sprids nedåt i axonet eftersom spänningen är lägre där (-70 m. V). Om koncentrationen av natriumjoner ger upphov till spänningsökniing till -55 m. V längre ned i axonet (vid nästa port) öppnas denna port, o s v.

Neuronens kommunikation (4) - hämmande signaler n 13 signaler kan både verka exciterande och hämmande på mottagarneuronen

Neuronens kommunikation (5) - avfyrningshastighet n n n 14 ”action potentials” varar 1 -10 ms och kan färdas med 100 m/s avfyrningshastigheten varierar mellan en och hundratals signaler per sekund förändring i avfyrningsfrekvens betyder ”beräkning pågår”

Neuronens kommunikation (6) - synapsen n 15 Ställe där neuroner utbyter info på kemisk väg Presynaptisk cell = sändare Postsynaptisk cell = mottagare

Neuronens kommunikation (7) - synapsen n 16 Bild från ett elektronmikroskop

Neural utveckling (1) - före födseln n 17 Ett mysterium

Neural utveckling (2) - efter födseln n n 18 Plasticitet – bygger på överproduktion av synapser fram till puberteten Utan stimulans utvecklas inte vissa centra

Topografiska kartor (1) n 19 Ex: beröringscentra i hjärnbarken

Topografiska kartor (2) n n n 20 Kan förändras pga yttre stimuli Kan variera något mellan individer Neuronnätverket bestäms av både genetiskt arv och miljö

Neuropsykologi n n n 21 Studiet av neuronimplementationen av minne, språk, medvetande etc. top-down: från kognitiv modell till neuronimplementation bottom-up: från neuronimplementation till kognitiv modell

Minne (exempel på top-down slutsats) n 22 Amnesi påverkar bara deklarativt minne. - Bevis för att deklarativt och procedurellt minne är biologiskt skilda åt

Vänster/höger hjärnhalva n n 23 Vänster hjärnhalva kontrollerar högra delen av kroppen och tvärtom Synen nästan också Ena halvan ofta dominant för styrning av beteende Ex: språk finns i höger, motorik i vänster (för högerhänta)