Kursen i cellulär neurofysiologi ger en fördjupad inblick i nervcellernas cellulära och molekylära egenskaper. Centrala ämnen är nervsystemets cellulära komponenter, utvecklingen av centrala nervsystemet samt organisationen och funktionen hos synaptiska och icke-synaptiska områden i nervcellerna. Kursen undersöker rollerna hos presynaptiska och postsynaptiska strukturer, axonal och dendritisk polaritet samt dynamiken hos synaptiska vesiklar, och fördjupar sig i de mekanismer som ligger till grund för synaptisk plasticitet och inlärning. Studenterna kommer även att studera skadereaktioner, reparationsprocesser samt skillnaderna i regenerativ förmåga mellan centrala och perifera nervsystemen. Kursen avslutas med en analys av gap junctions inom nervkommunikation, utveckling och sjukdomar.
* Nervsystemets viktigaste cellkomponenter. Klassificering av nervceller utifrån traditionella metoder och nya tillvägagångssätt.
* Migrationsvägar under centrala nervsystemets utveckling. Utveckling av nervcellernas polaritet och specificering av axoner och dendriter. Reglering av intracellulär transport i axoner och dendriter: transportvägar i nervcellerna, cytoskelett samt typer och funktioner hos motorproteiner.
* Nervcellernas mosaikstruktur I: det presynaptiska området och dess funktioner. Kvantmässig frisättning och Ca-mikrodomäner inom presynapsen. Omsättning av synaptiska vesiklar och presynaptisk arkitektur.
* Neuronernas mosaikstruktur II: det postsynaptiska området och dess funktioner. Struktur och funktion hos dendritiska taggar. Bildning och underhåll av det postsynaptiska området. Fasuppdelning och stödproteiner, omorganisationer av cytoskelettet. Transport och omsättning av neurotransmittor-receptorer. Jämförelse av postsynaptiska egenskaper hos excitatoriska och inhibitoriska neuroner.
* Neuronernas mosaikstruktur III: axonet och det axonala initialsegmentet (AIS). Bildning, struktur och funktioner hos AIS och Ranvier-noden. Myelinskidan i det perifera nervsystemet (PNS) och det centrala nervsystemet (CNS).
* Reparation och regenerering i det centrala och perifera nervsystemet vid mekanisk skada. Proximala och distala händelser vid axonal avskärning, retrograda och anterograda signaler. Skillnader i axonal regenerering inom det perifera nervsystemet (PNS) och det centrala nervsystemet (CNS). Astroglia-reaktioner, bildning av glialärr.
* Olika former av neuronal plasticitet och dess huvudformer: presynaptiska och postsynaptiska komponenter. Kort- och långsiktig synaptisk plasticitet. Associativ inlärning: spiktidsberoende plasticitet, LTP och LTD. Intrinsisk och homeostatisk plasticitet, aktivitetsberoende anpassning på synaptisk och cellulär nivå.
* Gap junctions (GJ) inom nervsystemet: funktionella och patologiska roller. Struktur och sammansättning av GJ och hemikanaler. Funktionell betydelse av GJ under utveckling, synapsmognad och nätverksfunktioner. GJ vid patologiska tillstånd.
Vid kursens slut ska deltagaren kunna identifiera de viktigaste cellulära komponenterna i nervsystemet och beskriva nervcellernas särdrag, inklusive deras klassificering utifrån både traditionella och moderna metoder. Studenterna kommer att kunna skilja mellan presynaptiska och postsynaptiska funktioner och jämföra de strukturella och funktionella egenskaperna hos dessa områden. Dessutom kommer deltagaren att kunna förstå bildandet, strukturen och den funktionella rollen hos det axonala initialsegmentet (AIS) och Ranvier-noden i nervkommunikationen, samt utvärdera olika former av neuronal plasticitet. Studenterna kommer också att kunna beskriva reparations- och regenereringsprocesserna i nervsystemet efter skada, med fokus på skillnaderna mellan det centrala nervsystemet (CNS) och det perifera nervsystemet (PNS). Slutligen kommer deltagaren att kunna diskutera strukturen och funktionen hos gap junctions, inklusive deras roll i utveckling, nätverksfunktioner och patologiska tillstånd.
Kursen kommer att hållas under vårterminen 2024/25, med lektioner en gång i veckan under 8 tillfällen. Varje tillfälle varar i 2,5 timmar, inklusive två korta pauser. Närvaro är obligatorisk. Ungerska studenter deltar på plats i södra byggnaden på Lágymányos-campus, medan internationella studenter kan delta online via Teams.
Aktivt deltagande förväntas för att förbättra förståelsen av kursmaterialet. Föreläsningsunderlag, tillsammans med rekommenderad läsning från läroböcker eller översiktsartiklar, kommer att göras tillgängliga före varje tillfälle. Studenterna bör gå igenom detta material i förväg för att få en inledande förståelse av ämnena. Gruppdiskussioner kommer att äga rum i Teams-grupprum för att fördjupa förståelsen, där diskussionsämnen tillhandahålls i förväg så att studenterna kan förbereda sig individuellt.
För att fullt ut kunna ta del av kursmaterialet krävs bakgrundskunskaper i biologi, till exempel en kandidatexamen i biologi eller ett närliggande ämne. Kursen rekommenderas särskilt för studenter som är intresserade av de molekylära och cellulära grunderna för nervcellernas funktioner, varför grundläggande kunskaper i allmän molekylär- och cellbiologi är nödvändiga.
1) Byrne, Heidelberger, Waxham: Från molekyler till nätverk: En introduktion till cellulär och molekylär neurovetenskap. Redaktörer: J. H. Byrne, R. Heidelberger, M. N. Waxham. Academic Press, 3:e upplagan, 2014. ISBN: 978-0-12-397179-1
2) Purves (red.): Neuroscience. 6:e upplagan, 2018, Oxford University Press, ISBN 9781605353807
3) vetenskapliga översiktsartiklar (tillhandahålls via kursens Canvas-/Teams-sida)
Kursen kombinerar föreläsningar med interaktiva gruppaktiviteter för att främja en djupgående förståelse av cellulär neurofysiologi. Varje tillfälle kombinerar passivt och aktivt lärande i ett strukturerat upplägg:
1. Förberedelser inför föreläsningen: Studenterna går igenom utdelningsmaterial och rekommenderad litteratur i förväg, vilket möjliggör ett mer engagerat och effektivt deltagande. Diskussionsämnen tillhandahålls i förväg för att underlätta den individuella förberedelsen.
2. Föreläsningar: Centrala begrepp presenteras genom hybridföreläsningar (som spelas in i Teams). Viktiga ämnen introduceras i gruppdiskussioner (se nästa punkt) och sammanfattas sedan i en föreläsningsöversikt under ledning av läraren.
3. Gruppdiskussioner i breakout-rum: Samarbetsinriktade diskussioner i Teams ger studenterna möjlighet att interagera med kurskamrater, ställa frågor och fördjupa sin förståelse, och är strukturerade för att uppmuntra aktivt deltagande från alla.
4. Kompletterande online-resurser: Läroböcker, inspelningar av föreläsningar och ytterligare resurser stöder inlärningen utanför lektionerna och förbereder studenterna inför den muntliga tentamen.
Detta utmaningsbaserade, studentcentrerade och teknikstödda tillvägagångssätt säkerställer att studenterna får både teoretisk kunskap och praktiska insikter, vilket förbereder dem för vidare studier och forskning. Gruppdiskussioner främjar tvärgående kompetenser och interkulturellt lärande. En inkluderande miljö betonas genom jämlikt deltagande, stödmaterial för olika inlärningsstilar och lärarens öppenhet för feedback, vilket skapar en välkomnande miljö där alla studenter kan dra nytta av sitt aktiva deltagande.
Studieutdrag