A „Sejtneurofiziológia” kurzus az idegsejtek működésének sejt- és molekuláris jellemzőit vizsgálja mélyrehatóan. A főbb témák között szerepel az idegrendszer sejtkomponenseinek, a központi idegrendszer fejlődésének, valamint az idegsejtek szinaptikus és nem szinaptikus régióinak felépítésének és működésének elemzése. A kurzus vizsgálja a preszinaptikus és posztszinaptikus struktúrák szerepét, az axonális és dendritikus polaritást, valamint a szinaptikus vezikulák dinamikáját, elmélyülve a szinaptikus plaszticitás és a tanulás mögött meghúzódó mechanizmusokban. A hallgatók emellett tanulmányozzák a sérülésekre adott válaszokat, a helyreállítási folyamatokat, valamint a központi és a perifériás idegrendszer regenerációs képességének különbségeit. A kurzus az idegi kommunikációban, fejlődésben és betegségekben betöltött gap junctionok elemzésével zárul.
A kurzus célja a molekuláris és sejtes neurofiziológia részletes és integrált megértésének biztosítása. A csoportos megbeszélések és az előzetesen megadott irányadó kérdések az aktív tanulást hivatottak támogatni, valamint elősegíteni a tananyag mélyebb fogalmi megértését.
* Az idegrendszer főbb sejtkomponensei. Az idegsejtek osztályozása hagyományos módszerek és új megközelítések alapján.
* Vándorlási útvonalak a központi idegrendszer fejlődése során. Az idegsejtek polaritásának kialakulása és az axonok/dendritek specializációja. Az axonális és dendritikus intracelluláris transzport szabályozása: idegsejti transzportútvonalak, a citoszkeleton, valamint a motorfehérjék típusai és funkciói.
* Az idegsejtek mozaikszerű felépítése I.: a preszinaptikus terület és funkciói. Kvantális felszabadulás és Ca-mikrodomének a preszinapszisban. A szinaptikus vezikulák forgalma és a preszinaptikus architektúra.
* Az idegsejtek mozaikszerű felépítése II.: a posztszinaptikus terület és funkciói. A dendritikus tüskék szerkezete és működése. A posztszinaptikus terület kialakulása és fenntartása. Fázisszeparáció és vázfehérjék, a citoszkeleton átrendeződései. A neurotranszmitter-receptorok transzportja és forgalma. Az excitátoros és inhibitoros posztszinaptikus jellemzők összehasonlítása.
* Az idegsejtek mozaikszerű felépítése III.: az axon és az axon kezdeti szegmense. Az AIS és a Ranvier-csomópont kialakulása, felépítése és funkciói. A mielinhüvely a perifériás idegrendszerben (PNS) és a központi idegrendszerben (CNS).
* Helyreállás és regeneráció a központi és perifériás idegrendszerben mechanikai sérülés esetén. Az axon átvágását követő proximális és distális események, retrográd és anterográd jelek. Az axonális regeneráció különbségei a perifériás és a központi idegrendszerben. Az asztroglia reakciói, gliaheg kialakulása.
* A neuronális plaszticitás különböző formái és főbb típusai: preszinaptikus és posztszinaptikus komponensek. Rövid és hosszú távú szinaptikus plaszticitás. Asszociatív tanulás: impulzusidő-függő plaszticitás, LTP és LTD. Intrinszikus és homeosztatikus plaszticitás, aktivitásfüggő adaptáció szinaptikus és sejt szinten.
* Gap-csatlakozások (GJ-k) az idegrendszerben: funkcionális és patológiai szerepek. A GJ-k és a hemicsatornák szerkezete és összetétele. A GJ-k funkcionális jelentősége a fejlődés, a szinapszisok érés és a hálózati funkciók során. A GJ-k patológiás állapotokban.
A kurzus végén a hallgató képes lesz a következőkre:
– leírni az idegrendszer sejt- és molekuláris felépítését, beleértve az idegsejtek és a glia sejtek specializációját;
– elmagyarázni az idegsejtek fejlődésének, polaritásának és az intracelluláris transzportnak az alapjául szolgáló molekuláris mechanizmusokat;
– elemezni a szinaptikus kompartmentumok szerkezetét és működését a preszinaptikus és posztszinaptikus folyamatok integrálásával;
– értelmezni az axonális szerveződés, a mielinizáció és az idegsejtek közötti jelátvitel molekuláris alapjait; valamint
– értékelni az idegplaszticitás, a regeneráció és az intercelluláris kommunikáció mechanizmusait mind fiziológiai, mind patológiai kontextusban.
A tananyag teljes körű megértéséhez biológiai háttérismeretekre van szükség, például biológia vagy egy rokon tudományterületen szerzett BSc-fokozatra. A kurzust különösen azoknak a hallgatóknak ajánljuk, akiket az idegsejtek működésének molekuláris és sejtszintű alapjai érdekelnek; ezért elengedhetetlen az általános molekuláris és sejtbiológia alapvető ismerete. Az ajánlott tankönyvek mellett a kurzus a legújabb tudományos áttekintő cikkekre épül, amelyek szükségesek ahhoz, hogy naprakész ismereteket nyújtsanak az idegtudomány „aktuális” témáiról.
1) Byrne, Heidelberger, Waxham: A molekuláktól a hálózatokig: Bevezetés a sejt- és molekuláris idegtudományba. Szerk.: J. H. Byrne, R. Heidelberger, M. N. Waxham. Academic Press, 3. kiadás, 2014. ISBN: 978-0-12-397179-1
2) Purves (szerk.): Idegtudomány. 6. kiadás, 2018. Oxford University Press. ISBN 9781605353807
3) tudományos áttekintő cikkek (a kurzus Canvas / Teams oldalán elérhetők)
A kurzus az előadásokat interaktív csoportos tevékenységekkel ötvözi, hogy elősegítse az idegsejtek működésének és a környezethez való alkalmazkodásának molekuláris és sejtszintű aspektusainak alapos megértését. Minden foglalkozás strukturált módon ötvözi a passzív és az aktív tanulást:
1. Előadás előtti felkészülés: A hallgatókat arra kérjük, hogy előzetesen tanulmányozzák át a kiadott anyagokat és az ajánlott irodalmat, ami lehetővé teszi a aktívabb és hatékonyabb részvételt. A vita témáit előre megadjuk, hogy segítsük mind az egyéni felkészülést, mind a csoportos megbeszéléseket.
2. Előadások: Az alapvető fogalmakat hibrid előadások keretében ismertetik (amelyeket a Teams-ben rögzítenek). A legfontosabb témákat csoportos megbeszéléseken mutatják be (lásd a következő pontot), majd az oktató irányításával egy előadási áttekintés keretében összegzik azokat.
3. Csoportos megbeszélések különtermekben: A Teams-en zajló közös megbeszélések lehetővé teszik a hallgatók számára, hogy kapcsolatba lépjenek társaikkal, kérdéseket tegyenek fel és elmélyítsék ismereteiket; a felépítésük úgy van kialakítva, hogy mindenki aktív részvételét ösztönözze.
4. Kiegészítő online források: A tankönyvek, az előadások felvételei és a további források támogatják az órán kívüli tanulást, és felkészítik a hallgatókat a szóbeli vizsgára.
Ez a kihívásalapú, hallgatóközpontú és technológiával támogatott megközelítés biztosítja, hogy a hallgatók elméleti ismereteket és gyakorlati betekintést egyaránt szerezzenek, felkészítve őket a magasabb szintű tanulmányokra és kutatásra. A csoportos beszélgetések elősegítik a transzverzális készségek fejlesztését és támogatják az interkulturális tanulást. Az inkluzív környezetet a méltányos részvétel, a különböző tanulási stílusokat támogató segédanyagok, valamint az oktatók visszajelzések iránti nyitottsága hangsúlyozza, így olyan befogadó teret teremtve, ahol minden hallgató profitálhat aktív részvételéből.
Tanulmányi eredményekről szóló igazolás