Физиология центральной нервной системы

Курс дает представление о базовых понятиях физиологии центральной нервной системы (ЦНС), достижениях и практической значимости этой области биологической науки. Курс включает сведения о современных методах изучения ЦНС; информацию, характеризующую строение и свойства мозга человека и животных на различных уровнях организации (синаптическом, клеточном, нейросетей, макроструктурном). В ходе курса слушатели узнают о вкладе нейронов, медиаторных систем, различных областей и структур ЦНС в реализацию физиологических и психологических процессов разной степени сложности в норме и при ряде нарушений (вегетативная и нейроэндокринная регуляция, организация движений, патологические процессы, формирование зависимостей и др.).
В структуре курса можно выделить разделы и темы, посвященные:
• общим вопросам физиологии ЦНС (базовые принципы электрической и синаптической активности нервных клеток);
• функционированию важнейших нейромедиаторов, а также свойствам соединений, изменяющих состояние нейромедиаторных систем (введение в психофармакологию);
• деятельности основных структур ЦНС (спинной мозг, средни мозг, гипоталамус, большие полушария и т.д.);
• работе ключевых функциональных блоков ЦНС (память, эмоции, потребности, принятие решений и др.).

Форма обучения заочная (дистанционная).
Еженедельные занятия будут включать просмотр тематических видео-лекций и выполнение тестовых заданий с автоматизированной проверкой результатов. Важным элементом изучения дисциплины является написание творческих работ в формате сочинения-рассуждения по заданным темам, которое должно содержать полные развернутые ответы, подкрепленные примерами из лекций и/или личного опыта, знаний или наблюдений.
В открытом доступе вы можете ознакомиться с видеолекциями первых двух недель, остальные материалы станут доступны после оплаты курса. 

Курс является общеобразовательным, требует лишь базовых биологических знаний и рассчитан на широкую аудиторию слушателей. Имеются в виду, прежде всего, студенты (бакалавры, магистры, специалисты), учебные планы которых включают дисциплины, связанные со строением и функционирование нервной системы – биологи, психологи, медики, педагоги и др. Предлагаемые материалы будут полезны также преподавателям вузов и учителям биологии средних школ. Наконец, курс способен привлечь внимание всех, кто интересуется деятельностью мозга (и круг таких пользователей Интернета растет изо дня в день).

Тема 1. Нервная клетка. Цепи и сети нейронов ЦНС. Рефлекторная дуга. Краткая характеристика основных отделов ЦНС и их функций
Тема 2. Химический состав живых организмов. Структура и разнообразие белков. Внутреннее строение нейронов. Потенциал покоя нервных клеток.
Тема 3. Потенциал действия нервных клеток, порог запуска и фазы. Свойства электрочувствительных Na+ и К+-каналов. Проведение ПД, роль глиальных клеток. Пейсмекеры; местные анестетики; электрические синапсы.
Тема 4. Химический синапс. Жизненный цикл медиатора: синтез, выброс в синаптическую щель, взаимодействие с рецепторами, инактивация. Постсинапти-ческие потенциалы и запуск ПД. Вторичные посредники. Агонисты и антагонисты медиаторов.
Тема 5. Ацетилхолин (Ацх), его синтез. Никотиновые и мускариновые рецепторы, их антагонисты. Нервно-мышечный синапс. Роль Ацх в ВНС и ЦНС. Никотиновая зависимость. Ацх-эстераза и ее блокаторы.
Тема 6. Норадреналин (NЕ), его синтез. Типы адренорецепторов, их агонисты и антагонисты. Симпатические эффекты NЕ (регуляция функций внутренних органов). NЕ в головном мозге: роль голубого пятна. NЕ, адреналин и реакция на стресс.
Тема 7. Глутаминовая кислота и ГАМК – главные медиаторы ЦНС: синтез, типы рецепторов, инактивация. Нарушение баланса медиаторов-аминокислот как причина многих отклонений деятельности мозга. Ноотропы, транквилизаторы, снотворные и антиэпилептические препараты. СДВГ.
Тема 8. Дофамин: синтез, типы рецепторов. Черная субстанция; паркинсонизм и его лечение. Шизофрения и нейролептики. Психомоторные стимуляторы. Серотонин: периферические и центральные эффекты. 5-НТ-рецепторы, их разнообразие и функции. МАО и антидепрессанты.
Тема 9. Глицин и гистамин – медиаторы ЦНС. Энкефалины и опиоиды. Вещество Р, другие регуляторные пептиды. Аденозин и кофеин. Каннабиноиды. Факторы роста нервов (нейротрофины), стволовые клетки нервной ткани. Мозг и алкоголь.
Тема 10. Продолговатый мозг и мост: дыхательный и сосудодвигательный центры; проведение вкусовых, слуховых и вестибулярных сигналов. Центры сна и бодрствования, стадии сна. Средний мозг и ориентировочный рефлекс. Экстрапирамидные тракты. Терморегуляторная функция гипоталамуса.
Тема 11. Гипоталамус и гипофиз: нейроэндокринная регуляция. Либерины, статины, тропные гормоны. Влияние гормонов на функции ЦНС. Гипоталамус и миндалина: биологические потребности. Центры голода, жажды, полового и родительского поведения, страха, агрессии.
Тема 12. Центры подкрепления, прилежащее ядро. Кора больших полушарий: механизмы обучения; гиппокамп. Миндалина, ассоциативная лобная кора, поясная извилина: запуск и оценка результатов поведения. Ассоциативная теменная кора: центры речи и мышления.

В результате освоения курса слушатели должны знать:

— функции основных структур ЦНС, в т.ч. спинного мозга, мозжечка, таламуса и гипоталамуса, различных отделов коры больших полушарий;
— свойства и роль в деятельности мозга главных групп медиаторов (аминокислот, ацетилхолина, моноаминов, регуляторных пептидов);
— основные группы соединений с нейротропной активностью (транквилизаторы, анксиолитики, антидепрессанты и др.), механизмы их влияния на работу мозга;
— строение и функционирование ЦНС на уровне синапсов (в т.ч. синаптическую основу процессов обучения);
— основные электрические явления, обеспечивающие функционирование мозга (потенциалы покоя и действия, проведение ПД, постсинаптические потенциалы);
— основные принципы работы вегетативной нервной системы (управление функциями внутренних органов) и нейроэндокринного взаимодействия;
— механизмы развития наиболее распространенных нейро- и психопатологий, способы диагностики и принципы лечения.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен сформировать следующие
компетенции:

• универсальные компетенции (УК):

(УК-1) - обладание знаниями о современных концепциях и достижениях естественных наук: биологии, физиологии человека, химии; умение, используя междисциплинарные системные связи наук, самостоятельно выделять и решать естественнонаучные и социальные проблемы с целью планирования устойчивого профессионального и личностного развития;
(УК-2) – иметь представление о роли экспериментов, об инвазивных и неинвазивных современных методах физиологии, о новых перспективных подходах в исследовании
физиологических наук;
(УК-3) - способность осуществлять критический анализ проблемных ситуаций на основе
системного подхода, вырабатывать стратегию действий, формулировать научнообоснованные гипотезы, применять методологию научного познания в профессиональной деятельности;

• общепрофессиональные компетенции (ОПК):

(ОПК-1) – способность и готовность к проведению научных исследований в области физиологии центральной нервной системы, в сфере сохранения здоровья населения и улучшения качества жизни человека;
(ОПК-2) – иметь представление о месте курса «Физиология цнс» в общей системе физиологических наук, уметь объяснять процессы, протекающие в нервной системе
человека и животных с привлечением современных представлений о функционировании
клеток, их взаимосвязи и регуляции активности, физических и химических закономерностей, а также знаний смежных естественных наук;
(ОПК -3) – знание современных достижений в области физиологии цнс и методов теоретического и экспериментального исследования, способностью демонстрировать базовые знания и готовность использовать основные законы естествознания в профессиональной деятельности;
(ОПК -4) – знать закономерности, лежащие в основе теории функциональных систем
работы мозга, принципы работы и механизмы регуляции центральной нервной системы
человека, механизмы функционирования нейронов и особенности возникновения и
распространения возбуждения в нервной системе, локальные и системные механизмы регуляции и их роль в адаптивных реакциях организма, основы патогенеза неврологических заболеваний человека.

• профессиональные компетенции (ПК):

(ПК-1) – способность приобретать новые научные и профессиональные знания в области
физиологии центральной нервной системы и применять их для решения прикладных
задач по психологии памяти, эмоций, восприятия, стресса;
(ПК-2) – знание патогенеза основных заболеваний ЦНС, умение работать с учебной и научной литературой по неврологии, психиатрии, наркологии в приложении к механизмам деятельности мозга человека, способность применять эти знания для решения теоретических и прикладных задач, в том числе в разработке методов диагностики и лечения нейропатологических заболеваний, поведенческих и фармакологических зависимостей;
(ПК-3) – способность планировать и решать задачи собственного профессионального и
личностного развития: создания условий для возможно более эффективной работы мозга,
снижения утомляемости, повышения творческого потенциала, улучшения процессов обучения и формирования памяти.