The Hows, Whats and Whos of Neuroscience
the Whats
What is a neuron?
hermosolu on hermosolu. Aivot koostuvat noin 86 miljardista neuronista (lähde: Frederico Azevedo et al. Yhtä suuri määrä neuronaalisia ja ei-neuronaalisia soluja tekee ihmisaivoista isometrisesti mitoitetut kädellisten aivot. J. Comp. Neurol., 513: 532-541, 2009.).
hermosolut muistuttavat jossain määrin muita kehon soluja, kuten:
- neuroneja ympäröi kalvo.
- neuroneilla on Tuma, joka sisältää geenejä.
- neuronit sisältävät sytoplasmaa, mitokondrioita ja muita ”organelleja”.
neuronit kuitenkin eroavat muista kehon soluista jollain tavalla, kuten:
- neuroneilla on erikoistuneita projektioita, joita kutsutaan dendriiteiksi ja aksoneiksi. Dendriitit tuovat tietoa soluruumiiseen ja aksonit vievät tiedon pois soluruumiista.
- neuronit kommunikoivat keskenään sähkökemiallisen prosessin kautta.
- neuronit muodostavat ”synapseiksi” kutsuttuja erikoistuneita yhteyksiä ja tuottavat erityisiä ”välittäjäaineiksi” kutsuttuja kemikaaleja, joita vapautuu synapsissa.
ihmisaivoissa on noin 1 Kvadriljoona synapsia.Se on 1000000000000000 synapsia! Tämä vastaa noin puolta miljardia synapsia kuutiomillimetrissä. (Tilastot Changeux, J-P. ja Ricoeur, P., mikä saa meidät ajattelemaan?, Princeton: PrincetonUniversity Press, 2000, s. 78)
Types of Neurons
What is behind the saying ”We use only 10% of our brain?”Onko tämä totta?
No…it se ei ole totta. Käytämme kaikkia aivojamme. Olen luonut erityisen sivun nimeltä ”käytämmekö vain 10% meidän koulutus” , joka käsittelee tätä kysymystä tarkemmin.
The Hows
How big is the brain?Paljonko aivot painavat?
aikuisen ihmisen aivot painavat 1300-1400 g (noin 3 lbs). Vastasyntynyt ihmisen aivot painavat 350-400 g. Vertailu:
norsun aivot = 6 000 g
simpanssin aivot = 420 g
reesusapinan aivot = 95 g
beaglekoiran aivot = 72 g
kissan aivot = 30 g
rotan aivot = 2 g
enemmän Aivopainoja
kuinka monta neuronia (nervecells) ovat aivoissa? Kuinka isoja ne ovat?
ihmisaivoissa on noin 86 miljardia (86 000 000 000) neuronia.
saadaksemme käsityksen siitä, kuinka pieni neuroni on, tehdään hieman matematiikkaa:
tämän ”i”: n päällä oleva piste on halkaisijaltaan noin 0,5 mm (500mikronia tai 0,02 in). Jos siis oletat, että neuroni on halkaisijaltaan 10 mikronia, voit puristaa sisään 50 neuronia vierekkäin acrosshotessa. Kuitenkin, voit puristaa vain 5 suurta (100 mikronin halkaisija)neuronit.
kuinka pitkä on neuroni?
jotkut hermosolut ovat hyvin lyhyitä…alle millimetrin pituinen. Someneuronit ovat hyvin pitkiä…metrin tai enemmän! Motorisen neuronin aksoni selkäytimessä, jossa on lihas jalassa, voi olla noin metrin(3 jalkaa) pituinen.
mieti, kuinka pitkä motoneuronin aksoni olisi, jos haluaisit tehdä siitä mallin. Motoneuronisolun halkaisija on noin 100 mikronia (0,1 millimetriä) ja kuten nyt tiedätte, aksonin pituus on 1 metriä (1000 millimetriä). Motorneuronin aksoni on siis 10 000 kertaa niin pitkä kuin solurunko on leveä. Jos käytät aping-pong-palloa (halkaisija = ~3,8 cm tai 1,5 tuumaa) solun rungon mallintamiseen,aksonisi on oltava 38000 cm (380 metriä) tai 1247 jalkaa pitkä. Jos solurunkona käytetään koripalloa (halkaisija ~24 cm tai 9,5 tuumaa), aksonisi on oltava 240000 cm (2,4 kilometriä) tai 7874 jalkaa(1,49 mailia) pitkä!
kuinka suuri aivopuolisko on muuhun kehoon verrattuna?
jos oletetaan, että keskivertohenkilö on 150 kiloa ja keskivertoihminen 3 kiloa., sitten aivot on 2% koko kehon painosta.
kuinka pitkä selkäydin on ja kuinka paljon se painaa?
selkäytimen pituus on miehillä keskimäärin 45 cm ja naisilla 43 cm.Selkäydin painaa noin 35 g.
kuinka nopeasti informaatiomatka hermostossa?
tieto kulkee eri nopeuksilla erityyppisten neuronien sisällä. Siirto voi olla niin hidas kuin 0,5 metriä sekunnissa tai niin nopea kuin 120 metriä sekunnissa. Matkustaminen 120 metriä sekunnissa on sama kuin menee 268miles/h!!! Tarkista itse laskelmat. Enemmänsignaalien nopeus hermostossa.
More Whats and some Whos, Whys and Hows
What do neurotieteilijät study?
ehkä paras tapa kuvata, mitä neurotieteilijät tutkivat, on listata ”tasot”, joilla kokeita voidaan tehdä:
- Behavioral Level: käyttäytymisen neuraalisen perustan tutkimus. Toisin sanoen, mikä saa ihmiset ja eläimet tekemään asioita, joita he tekevät.
- Systeemitaso: hermoston eri osien tutkimus, kuten näkö-tai kuulojärjestelmä. Tähän voisi sisältyä myös tutkimuksia siitä, mitkä aivojen osat ovat yhteydessä muihin osiin.
- paikallinen Piiritaso: tutkitaan hermosoluryhmien (nervecells) toimintaa.
- yhden neuronin taso: tutkitaan, mitä yksittäiset neuronit tekevät suhteessa johonkin ” tapahtumaan.”Voisi myös tutkia, mitä sisältyy yhteen hermosoluun(neurotransmitteritutkimukset).
- Synapsitaso: tutki, mitä synapsessa tapahtuu.
- Kalvotaso: tutkitaan, mitä tapahtuu ionikanavilla hermosolukalvolla.
- geneettinen taso: tutkitaan hermosolujen toiminnan geneettistä perustaa.
miten sinusta tulee neurotieteilijä? Kauanko sinun pitää käydä koulua?
- ensin sinun täytyy lopettaa korkealla. school…so 1. -12. luokka on 12 vuotta.
- toiseksi saat yliopiston degree…at ainakin vielä 4 vuotta koulua.
- kolmanneksi mennään joko jatko-opintoihin tohtoriksi tai lääketieteelliseen maisteriksi. degree…at ainakin vielä 4 vuotta koulutusta.
lasketaan yhteen se, mitä meillä on tähän mennessä — 12 V + 4 V + 4 V = 20 v
se on 20 v. koulusta. Kun olet graduate school tai medicalkoulu voit kutsua itseäsi neurotieteilijä koulutuksessa. Kun olet suorittanut tohtorin tai MD: n, voit kutsua itseäsi ” neurotieteilijäksi.”Jotkut ihmiset palaavat kouluun ja saavat toisen tutkinnon, joten heillä on sekä tohtorin että anM.D. tutkinto. Useimmat ihmiset jatkavat koulutusta eri laboratorio jälkeen he saavat Ph. D. tai M. D. tutkinto. Tätä ajanjaksoa kutsutaan jatkokoulutukseksi ja neurotieteilijät oppivat uusia menetelmiä ja tekniikoita. Tämä kestää yleensä 2-4 vuotta. Useimpien neurotieteilijöiden toiveena on, että he voivat saada töitä yliopistosta, sairaalasta tai yrityksestä tohtorintutkinnon jälkeisen koulutusjakson jälkeen. Jos haluat tietää lisää neurotieteilijäksi tulemisesta, lue toinen päivä, AnotherNeuron, lyhyt essee, jonka kirjoitin Genentech Access Excellence-verkkosivustolle.
Ok, joten kaiken tämän koulunkäynnin ja harjoittelun jälkeen, millaisia töitä on tarjolla?
Jobs inNeuroscience
Why do neurotieteilijät dowhat they do?
eri neurotieteilijöillä on erilaisia syitä hakeutua neuroterapeutteihin. Olen kuitenkin varma, että jotkut tutkijat ovat motivoituneita aivoista oppimaan lisää. Neurotieteilijät haluaisivat myös löytää hoitoja ja parannuskeinoja hermostoon vaikuttaviin sairauksiin. Neurologiset sairaudet vaikuttavat yli 50 miljoonaan amerikkalaiseen joka vuosi-tämä maksaa miljardeja dollareita joka vuosi. Seuraavassa on lisätietoa eräistä tärkeimmistä hermostosairauksista (Brain Facts, Society for Neuroscience ja muista lähteistä, mukaan lukien American Academyof Neurology)
tärkeimmät Hermostosairaudet
| tauti | tapausten lukumäärä | kustannukset vuodessa |
| krooninen kipu | 97,000,000 | $100 miljardia |
| kuulon heikkeneminen | 28,000,000 | $56 miljardia |
| masennus | 20,500,000 | $44 mrd |
| Alzheimerin tauti | 4,500,000 | $100 miljardia |
| aivohalvaus | 4,700,000 | $51 miljardia |
| epilepsia | 2,500,000 | $3.5 miljardia |
| traumaattinen päävamma | 5,000,000 | $56.3 miljardia |
| Huntingtonin sairaus | 30,000 | $2 miljardia |
| skitsofrenia | 2,000,000 | $32.5 miljardia |
| Parkinsonin tauti | 1 000 000-2 000 000 | 25 miljardia dollaria |
| MS-tauti | 2,500,000 | $9.5 miljardia |
| traumaattinen selkäydinvamma | 250,000 | $10 miljardia |
kuka oli ensimmäinen neurotieteilijä?
Hmmm….En usko, että kukaan tietää vastausta tähän. Tämä on minun mielipiteeni. Joissakin ainakin 10 000 vuotta vanhoissa kalloissa on käyttökelvottomia aukkoja. Tiedemiehet uskovat, että nämä reiät tehtiin tarkoituksellisesti, jotta ”pahat henget päästettäisiin ulos.”Tämä viittaa siihen, että näillä ihmisillä oli jonkinlainen käsitys siitä, että pää tai aivot olivat jollain tavalla tärkeitä terveyden ja hyvinvoinnin kannalta. Ehkä näitä ihmisiä voidaan pitää ensimmäisinä neurotieteilijöinä.
ensimmäinen kirjattu sanan ”aivot” käyttö kuuluu intialaisille egyptiläisille. ”Aivoja” ja muita ”neuroja” vastaava sana esiintyy Edwin Smithin kirurgisessa papyruksessa, jonka kirjoitti tuntematon Egyptiläinen kirurgi noin 1700 eaa.
Sokrates (469-399 eKr.) ja Aristoteles (384-322 EKR.) olivat varhaisia” ajattelijoita”, jotka kirjoittivat aivoista ja mielestä. Aristoteles kuitenkin uskoi, että sydän, ei aivot, oli tärkeä älykkyyden kannalta. Galen (129-199) oli toinen varhainen neurotieteilijä. Leonardoda Vinciä (1452-1519), joka tuli kuvioihin paljon myöhemmin, voitiin myös pitää neurotieteilijänä. Jos olet kiinnostunut enemmän neurotieteiden historiasta, kokeile virstanpylväitä neurotieteen tutkimuksessa.
kuinka monta aivotutkimusta julkaistaan vuosittain?
vuoden 2015 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaisuja oli 87 294.
vuoden 2014 PubMed-haku, jossa käytettiin termiä ”aivot”, osoittaa, että 85 025 tutkielmaa julkaistiin.
vuoden 2013 PubMed-haku, jossa käytettiin termiä ”aivot”, osoittaa, että 80 032 tutkielmaa julkaistiin.
vuoden 2012 PubMed-haku, jossa käytettiin termiä ”aivot”, osoittaa, että 75 168 tutkielmaa julkaistiin.
vuoden 2011 PubMed-haku, jossa käytettiin termiä ”aivot”, osoittaa, että 70 279 tutkielmaa julkaistiin.
vuoden 2010 PubMed-haku, jossa käytettiin termiä ”aivot”, osoittaa, että 65 193 tutkielmaa julkaistiin.
vuoden 2009 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaisuja oli 61 270.
vuoden 2008 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 55 874 tutkielmaa.
vuoden 2007 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 53 258 tutkielmaa.
vuoden 2006 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaisuja oli 51 163.
vuoden 2005 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 47 383 tutkielmaa.
vuoden 2004 PubMed-haku, jossa käytettiin termiä ”aivot”, osoittaa, että 42 849 tutkielmaa julkaistiin.
vuoden 2003 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 39 964 tutkielmaa.
vuoden 2002 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 37 304 tutkielmaa.
vuoden 2001 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 36 884 tutkielmaa.
vuoden 2000 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan lehtiä julkaistiin 37 000.
vuoden 1999 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 34 828 tutkielmaa.
vuoden 1998 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 33 027 tutkielmaa.
vuoden 1997 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 32 112 tutkielmaa.
vuoden 1996 ”aivot” – termiä käyttävän PubMed-haun mukaan julkaistiin 31 040 tutkielmaa.
mitä menetelmiä ja tekniikoita neurotieteilijät käyttävät?
Haluatko metodeja? Tässä he ovat.