Obwody nerwowe i sieci nerwowe, Egzaminy z Biologia

Pobierz Obwody nerwowe i sieci nerwowe i więcej Egzaminy w PDF z Biologia tylko na Docsity! Obwody nerwowe i sieci nerwowe Wprowadzenie Przeczytaj Film Sprawdź się Dla nauczyciela Nasz układ nerwowy tworzy ok. 150 miliardów komórek nerwowych. Funkcjonujemy dzięki ciągłym interakcjom miedzy nimi. Interakcje te polegają na tworzeniu połączeń synaptycznych. Najprostszy, teoretyczny obwód nerwowy tworzą dwa neurony połączone synaptycznie: czuciowy i ruchowy. W odpowiedzi na bodziec zewnętrzny neuron czuciowy generuje potencjał czynnościowy, przekazując sygnał komórce ruchowej. Ta generuje własny sygnał do komórki mięśniowej. Zbiór obwodów tworzy sieć nerwową. Sieć taka umożliwia powstanie automatycznej reakcji ruchowej organizmu pod wpływem stymulacji dotykowej. Twoje cele Poznasz działanie łuku odruchowego odpowiedzialnego za odruch cofania ręki. Dowiesz się, jak działa mechanizm pobudzenia i hamowania presynaptycznego. Scharakteryzujesz zjawiska konwergencji i dywergencji w układzie nerwowym. Określisz, jakie jest znaczenie obwodów rewerberacyjnych w procesach pamięciowych. Komórki nerwowe (neurony) są częścią większych struktur. W wyniku wzajemnych powiązań tworzą obwody i sieci nerwowe. Źródło: Pixabay, domena publiczna. Obwody nerwowe i sieci nerwowe Konwergencja i dywergencja w układzie nerwowym Wiele zjawisk w układzie nerwowym zachodzi dzięki specyficznym układom połączeń między komórkami nerwowymi tworzącymi sieci neuronalne. Układy te mają charakter konwergencyjny lub dywergencyjny. Układ dywergencyjny polega na tym, że akson jednego neuronu rozgałęzia się i tworzy wiele synaps na licznych komórkach postsynaptycznych. Interneurony (oznaczone kolorem żółtym) komunikują się ze sobą za pomocą impulsów elektrycznych. Obraz uzyskany metodą mikroskopii fluorescencyjnej. Źródło: NICHD/McBain Laboratory, Flickr, licencja: CC BY-NC-ND 2.0. Przykładem tego typu połączenia może być komórka czuciowa przekazująca informację z receptora dotyku zlokalizowanego w skórze. Jej akson rozgałęzia się w rdzeniu kręgowym i tworzy synapsy na wielu neuronach, przekazujących następnie impulsy do móżdżku, pnia mózgu i kory mózgowej. Dzięki zjawisku dywergencji informacja o bodźcu dotykowym przekazywana jest do różnych ośrodków mózgowych. Z kolei zjawisko konwergencji zachodzi, gdy na jednym neuronie wytworzonych jest wiele synaps przekazujących informacje z różnych neuronów presynaptycznych. W ośrodkowym układzie nerwowym większość komórek ma tego typu unerwienie. Niebieskim kolorem oznaczono mięśnie ściany ciała larwy muszki owocówki, natomiast neurony zabarwione są na czerwono. Obraz uzyskano metodą immunofluorescencyjną. Źródło: NICHD/Y.J. Kim and M. Serpe, Flickr, licencja: CC BY 2.0. Neurony ruchowe rdzenia kręgowego, których aktywność warunkuje skurcz mięśni szkieletowych, są unerwione m.in. przez szlaki biegnące z kory mózgowej, móżdżku, pnia mózgu oraz z receptorów zlokalizowanych w samych mięśniach. Innym przykładem konwergencji może być budowa siatkówki oka. W ludzkim oku występuje ok. 120 mln receptorów wzrokowych (czopków i pręcików), które przekazują informacje do ok. 1,2 mln komórek zwojowych wysyłających aksony z informacją wzrokową do mózgu. Ilustracja przebiegu odruchu bezwarunkowego. Odruch bezwarunkowy to reakcja automatyczna, zachodząca poprzez pobudzenie odpowiednich receptorów oraz efektorów z udziałem neuronów czuciowych, ruchowych i interneuronów. Odruch bezwarunkowy przebiega bez uświadomienia, to znaczy, że nerwy pobudzają mięśnie przed powiadomieniem mózgu. Przykładem odruchu bezwarunkowego jest m.in. odruch kolanowy, w powstawaniu którego biorą udział wyłącznie neurony czuciowe i ruchowe. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Obwody rewerberacyjne Obwody i sieci neuronalne o wyższym stopniu skomplikowania związane są np. z procesami uczenia się i tworzenia śladów pamięciowych. Zgodnie z tzw. teorią rewerberacji, sformułowaną w 1949 r. przez Donalda Hebba, informacje przechowywane są w pamięci dzięki impulsom nerwowym krążącym w obwodach rewerberacyjnych. Obwody takie tworzone są przez neurony, które łączą się w pętle pobudzające się wzajemnie. Krążenie informacji (impulsów nerwowych) w takich zamkniętych sieciach neuronalnych jest, prawdopodobnie, podstawą istnienia pamięci krótkotrwałej. Pośrednim dowodem na potwierdzenie takiej tezy jest fakt, że gwałtowne zakłócenie czynności bioelektrycznej mózgu, np. podczas zabiegu elektrowstrząsów, usuwa bezpowrotnie informacje przechowywane w pamięci krótkotrwałej. Ciekawostka pień mózgu część mózgu, w której skład wchodzą rdzeń przedłużony, most oraz śródmózgowie pręciki receptory wzrokowe odpowiadające za czarno‐białe widzenie w warunkach słabego oświetlenia synapsa (gr. sýnapsis – połączenie); miejsce styku zakończenia aksonu jednego neuronu z dendrytem lub ciałem innego neuronu bądź z komórką narządu wykonawczego (efektor); pośredniczy w przekazywaniu impulsu nerwowego synapsa akso-aksonalna synapsa wytworzona przez akson jednego neuronu na aksonie innej komórki nerwowej; inaczej: połączenie aksonu z aksonem ślad pamięciowy inaczej: engram; zmiana powstająca w wyniku odebrania bodźca i utrzymująca się przez pewien czas w ośrodkowym układzie nerwowym Film Film dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D1GEPiFjs Obwody nerwowe i sieci nerwowe. Źródło: EnglishSquare.pl Sp. z o. o., licencja: CC BY-SA 3.0. Film nawiązujący do treści materiału. Polecenie 1 Polecenie 2 Obejrzyj film i wyjaśnij, na czym polega różnica między sieciami konwergencyjnymi i dywergencyjnymi. Wyjaśnij, jakie znaczenie w procesie uczenia się mają sieci rewerberacyjne. Sprawdź się Pokaż ćwiczenia: 輸醙難 Ćwiczenie 1 Wskaż poprawną odpowiedź. Obwody nerwowe to: grupy białek połączonych ze sobą synaptycznie rozgałęzienia naczyń krwionośnych i nerwów obwodowych grupy neuronów połączonych ze sobą synaptycznie    輸 Ćwiczenie 8 Na poniższym schemacie zobrazowano elementy łuku odruchowego. Literą X oznaczono neuron ruchowy. Źródło: Englishsquare.pl Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0. Dlaczego przedstawiony powyżej łuk odruchowy nie może obrazować odruchu kolanowego? Uzasadnij swoją odpowiedź. 難 Dla nauczyciela Autor: Anna Juwan Przedmiot: biologia Temat: Obwody nerwowe i sieci nerwowe Grupa docelowa: uczniowie III etapu edukacyjnego – kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym Podstawa programowa: Zakres podstawowy Treści nauczania – wymagania szczegółowe V. Budowa i fizjologia człowieka. 7. Regulacja nerwowa. Uczeń: 2) przedstawia działanie synapsy chemicznej uwzględniając rolę przekaźników chemicznych; podaje przykłady tych neuroprzekaźników; Zakres rozszerzony Treści nauczania – wymagania szczegółowe XI. Funkcjonowanie zwierząt. 2. Porównanie poszczególnych czynności życiowych zwierząt, z uwzględnieniem struktur odpowiedzialnych za ich przeprowadzanie. 6) Regulacja nerwowa. Uczeń: d) przedstawia działanie synapsy chemicznej, uwzględniając rolę przekaźników chemicznych; podaje przykłady tych neuroprzekaźników, Kształtowane kompetencje kluczowe: kompetencje cyfrowe; kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się; kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii. Cele operacyjne ( językiem ucznia): Poznasz działanie łuku odruchowego odpowiedzialnego za odruch cofania ręki. Dowiesz się, jak działa mechanizm pobudzenia i hamowania presynaptycznego. Scharakteryzujesz zjawiska konwergencji i dywergencji w układzie nerwowym. Określisz, jakie jest znaczenie obwodów rewerberacyjnych w procesach pamięciowych. Strategie nauczania: konstruktywizm; konektywizm. Metody i techniki nauczania: z użyciem komputera; ćwiczenia interaktywne; praca z filmem; gra dydaktyczna; gwiazda pytań. Formy pracy: praca indywidualna; praca w parach; praca w grupach; praca całego zespołu klasowego. Środki dydaktyczne: komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu; zasoby multimedialne zawarte w e‐materiale; tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda; telefony z dostępem do internetu. Przed lekcją: 1. Uczniowie zapoznają się z treścią w sekcji „Przeczytaj”. Przebieg lekcji Faza wstępna: 1. Nauczyciel wyświetla na tablicy temat lekcji oraz cele zajęć, omawiając lub ustalając razem z uczniami kryteria sukcesu. Faza realizacyjna: 1. Praca z filmem pt. „Obwody nerwowe i sieci nerwowe”. Uczniowie czytają polecenia do filmu: nr 1 („Obejrzyj film i wyjaśnij, na czym polega różnica między sieciami konwergencyjnymi i dywergencyjnymi”) oraz nr 2 („Wyjaśnij, jakie znaczenie w procesie uczenia się mają sieci rewerberacyjne”). Następnie nauczyciel wyświetla multimedium na tablicy interaktywnej lub za pomocą rzutnika. Po zapoznaniu się z filmem uczniowie wykonują w parach polecenia. Swoje rozwiązania porównują z inną, najbliżej siedzącą parą. Wybrane osoby dzielą się odpowiedziami na forum klasy.