Молекулярна та клітинна нейрофізіологія
Мета курсу – продемонструвати студентам функції нервової системи на всіх рівнях від молекулярного до системного з фокусом на фундаментальні молекулярні й клітинні механізми, які лежать в основі складніших процесів. Курс розрахований на студентів бакалаврату та спрямований на створення в них глибокого розуміння принципів роботи нервових клітин та міжклітинних взаємодій. У його рамках детально пояснюються молекулярні процеси, що лежать в основі синаптичної передачі, розвитку мозку ссавців, епігенетичної регуляції пластичності. Студенти ознайомляться з принципами нервових взаємодій з ендокринною, імунною та статевою системами, а також з причинами загибелі нейронів за нейродегенеративних патологій. Особливу увагу приділено принципам підготовки та проведення електрофізіологічного експерименту.
Компартменти соми та відростків. Нейрофіламенти та аксонний транспорт. Ріст та кронування дендритів. Кальцієве депо та кальцієві сенсори. Кальцієві насоси та обмінники.
Біофізика іонних каналів: воротні та селективні механізми. Методи дослідження іонних каналів. Пейсмейкерні потенціали в таламусі та мозочку. Нейроендокринні клітини.
Чим відрізняється нейрон? Філогенетичні корені нервової системи. Долі клітин перед та під час нейруляції у хребетних. Глія: астроцити, олігодендроцити, мікроглія. Молекулярні механізми ембріонального розвитку мозку людини.
Транскрипційні фактори та фактори росту в розвитку нервової тканини. Роль конексинів під час епмбріогенезу. Концепції гена та морфогенетичного поля: генетична та електрична регуляція клітинної долі. Електричні механізми регенерації.
Молекулярні та клітинні фактори нервової пластичності. Епігенетичні модифікації у нейроні: модифікації ДНК і гістонів, РНК-інтерференція. Аплізія як модель епігенетичних змін у нейроні. Епігенетична регуляція та синаптична пластичність.
Роль глутаматних рецепторів у синаптичній пластичності. Змішана синаптична передача. Випередження фази у нейронах гіпокампу.
Патології, пов’язані з порушенням укладки білка: хвороби Гантінгтона, Альгеймера, Паркінсона. Пріонні захворювання. Гіпотетична роль пріонів у формуванні пам’яті.
Системи редагування РНК у ссавців: A-на-I та C-на-U. Аденозиндезамінази РНК. Редагування РНК глутаматних рецепторів. Редагування РНК іонних каналів та синаптичних білків. Редагування РНК у нервовій системі головоногих молюсків.
Паралелі в молекулярній фізіології нейронів та імунних клітин: іонні канали, рецептори, редагування РНК. Нервова регуляція місцевої та системної імунної відповіді. Мікроглія та запалення. Нейротропні та пошкоджуючі мозок інфекції.
Нейроендокринні клітини. Секреція гіпоталамічних нейронів: кіспептини, гонадоліберини. Гіпоталамічно-гіпофізарно-гонадна вісь та регуляція її роботи. Надперехресне ядро та шлюбний сезон у ссавців. Окситоцин та вазопресин як фактори статевої поведінки.
Пошук нового та дофамінергічна система. Моноамінові нейромедіатори та агресія. Система винагороди. Молекулярні механізми утворення залежності.
Принципи ЕЕГ. Порушення сну та епілептична активність: роль ГАМК-рецепторів та кальцієвих каналів Т-типу. Таламокортикальна петля. Зміни когнітивної діяльності під впливом стресу.
