Psyc 304 Mid 3 Review.docx

31 Pages
Unlock Document

PSYC 304
Steven Barnes

9.4 – Neuroplasticity in Adults  •  Neurogenesis   o Early indications   From rat brain tissue stained with radioactive tritiated thymidine –  this will only show up in newly born cells. They only had  microscopy, so skeptics assumed they could be glial cells instead  of neurons. A scientist with good reputation could not replicate the  results – they were disregarded.   Later, a new substance BrdU (Bromodeoxyurine) could label via  immunocytochemistry (vs. radioactivity) and be detected later via  antibodies­ the advantage of this non­radioactive compound was  that they could tag proteins only found in neurons (NeuN =  neuronal nuclei protein). Control tagged glial proteins. Showed  new neurons via this method.  • Inject BrdU ­> kill a few days later ­> expose brain tissue  to antibodies.   Now general acceptance of new neurons, mainly in dentate gyrus  of the hippocampus and the subventricular zone.   Also shown in humans injected with BrdU (to detect cancer) –  when they died they showed neurogenesis in these areas in people  as well.   Radioactive carbon used to detect neurogenesis => about 800 new  cells / day in the dentate gyrus  o Misconception that adult neurogenesis does not occur   Discovery of growth of new neurons in songbirds directly before  new mating seasons   Via immuniohistochemical markers with selective affinity for  newly created neurons, evidence was found for neurogenesis in the  rat hippocampus.  o In adult mammals, seems to be restricted to olfactory bulbs and  hippocampus.  o The number of new neurons added to the adult hippocampus is ~2,000 /  hour!  o New olfactory bulb neurons are created from adult neural stem cells in the  subventricular zone of the lateral ventricles, before migrating to the  olfactory bulb. They then migrate via chain migration to olfactory bulb to  become new interneurons.  Neuronal precursor cells here are descendants of radial glial cells  (B cells), which subdivide asymmetrically for neurogenesis. They  then  o New hippocampal neurons are created in the dentate gyrus of the  hippocampus.   Precursors from radial astrocytes, which divide asymmetrically.  They mature similarly to developing brain neurons – initially  excitatory, then become inhibitory [have a timestamp] • Hippocampal Neurogenesis and Learning and Memory  o 1. Correlational studies between neurogenesis and learning and memory   Observe learning and then check for neurogenesis in spatial tasks.  Also look at enrichment tasks – a positive correlation as a result of  physical exercise they get o 2. Effects of learning and memory tasks on neurogenesis   Hippocampal dependent vs non hippocampal dependent tasks • Lesioning hippocampus will produce a deficit in  hippocampal dependent behaviors o Hippocampal lesioned rats cannot do trace  conditioning, where the CS and US are separated in  time – in normal rats the trace supports  neurogenesis  o Vs delay conditioning, where the CS overlaps or  ends as the US begins  o 3. Effects of modulating neurogenesis on learning and memory   Low radiation doses, antimitotic drugs, genetic engineering to  decrease neurogenesis   Evidence not really consistent   Memantine­ icrases neurogenesis – NMDA antagonist  o  Pattern separation  – how neurogenesis can separate and pair events as  discrete temporal units.  • Hippocampal Neurogenesis and Mood regulation  o First connection suggesting this showed that hippocampal neurogenesis is  suppressed by corticosteroids, which are often elevated in individuals with  major depression and stress  o Acute and chronic treatment with antidepressants increases neurogenesis  in the dentate gyrus – in animal models of depression, which is just  essential forcing rats to do the swim talk until they learn to become  helpless [problem with the model]  But in some studies, the effects of antidepressants on neurogenesis  can be dissociated from their effects on mood.  • Adult rats living in enriched environments (variable environments, toys, running  wheels, social components) produce 60% more new hippocampal neurons vs.  non­enriched.   Seems to depend largely on the increases in exercise that occur in  these environments.   Aerobic exercise has been shown to improve cognitive function in  older adults – possible treatment for memory problems.  o These newly created neurons survive and are integrated into neural  circuits, where they begin conducting neuronal signals.   Adult generated olfactory neurons become interneurons  (connecting other neurons)   Adult generated hippocampal neurons become granule cells (small  cell bodies) in the dentate gyrus  • Experience on Reorganization of Adult Cortex  o Exp. can lead to reorganization of sensory and motor cortical maps.   Tinnitus (ringing in ears) produces major reorganization of primary  auditory cortex   Adult musicians playing string instruments w/ left hand fingering  (violin) show enlarged hand representation in right somatosensory  cortex.   Anesthetizing second and fourth fingers reduces representation in  contralateral somatosensory cortex.   o Elimination of visual input to one eye of adult mice shows reduced size of  ocular dominance columns in layer IV of the primary visual cortex  These reductions occurred more quickly and were more enduring if  the mice had previously experienced visual deprivation in the same  eye.   => Once the brain has adapted to abnormal conditions, it gains the  ability to adapt more efficiently the next time these conditions are  encountered.  o Exp, on a cellular level, has been shown to increase, decrease, or modify  cortical synapses, buttons, and dendritic spines.  Causes of Brain Damage  •  Tumor/neoplasm   is a ma ss of cells that grouws independently of the rest of the  body (cancer).  o ~20% are meningiomas – tumors that grow between the meninges   Encapsulated tumors  – grow within their own membrane, so are  particularly easy to identify. Almost always benign – surgically  removable with little risk of further growth in the body.  o Majority are infiltrating tumors – grow diffusely through surrounding  tissue.  Usually malignant tumors – difficult to remove or destroy  completely, hence, any cancerous tissue that remains after surgery  continues to grow.  o 10% are metastatic tumors – grow from infiltrating cells that are carried to  the brain via the bloodstream from another part of the body • Cerebrovascular Disorders (Strokes)  o  Strokes   – sudden onset cerebrovascular disorders that cuase brain damage  via a lack of blood supply or blood leak in the brain.   Symptoms depend on the area that is affected, but commonly  amnesia, aphasia (language deficit), paralysis, coma.   Can involve a large release of excitotoxic glutamate o  Infarct  – the area of dead of dying tissue produced by a stroke.   Surrounded by the penumbra – the tissue in the penumbra may  recover or die – the goal of treatment is to save this area.  o  Cerebral Hemorrhage   – first major type of stroke   Bleeding in the brain – occurs when cerebral blood vessels rupture,  blood seeps into the surrounding neural tissue causing damage.   Can be cause by bursting aneurysms – balloon­like dilation  forming in the wall of an artery, at a point where the elasticity of  the wall is defective – can occur anywhere in the body.  • Can be congenital – present at birth.  • Can be caused by vascular poisons or infections.  • Surge in BP or contraction of blood vessels can cause the  aneurysm to burst  • Can be treated by ‘clipping’ where a clip is inserted,  causing it to coagulate and harden (not the best option b/c  risk of bursting and dying)  • Can be treated by ‘coiling’ – catheter from artery in thigh  up to brain to fill aneurysm with metal coil that causes the  blood to coagulate – can be bad if the aneurysm continues  to grow.  o  Cerebral Ischemia   – second major type of stoke   Disruption of the blood supply to an area of the brain, caused by: •  Thrombosis  – a plug, “thrombus”, composed of a blood  clot, fat, oil, air bubble, or tumor cells, forms and blocks  blood flow at the site of its formation  •  Embolism  – similar to thrombosis, but the plug, “embolus”,  is carried by he blood stream from the site of formation (the  larger vessel) to a smaller one, where it becomes lodged.  Essentially just a thrombus that has travelled.  •  Arterioscleros  – the walls of a blood vessel thicken, and  the channels narrow – this is usually the result of fat  deposits. This can eventually lead to the complete blockage  of blood vessels.  Can combine with embolism and have a  worse outcome.   Damage from a cerebral ischemia usually takes 1­2 days to  develop fully, and much of the damage may be associated with the  release of excess glutamate.  • Usually little evidence of brain damage directly after the  ischemic episode, but substantial loss of neurons can  usually be detected 1­2 days later.  • Neurons in certain areas of the hippocampus are especially  susceptible to ischemic damage (more glutamate)  • Mechanisms of damage varies by structure – astrocytes  may be implicated. Motor recovery is better than cognitive  recovery.   Mechanism  • Blood vessel becomes blocked  • Blood deprived neurons become overactive and release  excess glutamate • Excess glutamate binds to NMDA receptors, causing a  large influx of Sodium I and Calcium II on the postsynaptic  neuron.  • The large influx eventually kills the postsynaptic neuron,  but this neuron first releases excess glutamate and spreads  the toxic cascade.   Potential use of glutamate antagonists to treat stroke victims, but  must be administered soon after the stroke as opposed to  hours/days later.  • Closed Head Injuries  o Brain injuries produced by blows that do not penetrate the skull.   Should be treated w/ caution, esp. when confusion, sensorimotor  disturbance, or loss of consciousness ensue.  o  Contusions   ­ closed head injuries that involve damage to the cerebral  circulatory system. Such damage produces internal hemorrhaging, which  can result in a hematoma, a localized collection of clotted blood in an  organ or tissue (bruising) that creates pressure on the inside of the skull.  This can be treated by drilling a hole to release the blood.   Major factor causing contusions is the harness of the skull,  occurring when the brain hits against the inside of the skull.   Blood can accumulate in the subdural space (between arachnoid  membrane and dura matter, and severely distort surrounding neural  tissue.   Often occur as countercoup injuries on the opposite side of the  brain as the blow, with brain striking the skull on this opposite  side. o  Concussion   – “mild traumatic brain injury” ­ disturbance of consciousness  following a blow to the head w/ no other evidence of structural  damage/contusion.   Substantial evidence that cognitive, motor, and neurological effects  can last many years.   Individuals who experience repeated concussions can exhibit  punch drunk syndrome, “chronic traumatic encephalopathy” which  is similar to dementia (general intellectual deterioration, memory  loss, psychosis) and cerebral scarring observed in boxers, etc. this  suggests that there is long term damage w/ concussion, even if it is  not visible after a single episode.  • Infections of the Brain o Invasion of brain by microorganisms, resulting in inflammation known as  encephalitis.  o Bacterial Infections   Often lead to a formation of cerebral abscesses – pockets of pus.   Major cause of meningitis, inflammation of the meninges, which is  fatal in 25% of adults.   Can be eliminated by antibioitcs, but damage remains.   Syphilis  • Dormant for several years, then become virulent and attack  all over, including brain. The infection can incur insanity  and dementia, knows as general paresis. o Viral Infections  Two types: those that are indiscriminant between neural and other  tissues attacked, and those that have a particular affinity for neural  tissue.   Rabies  • Particular affinity for the NS – fits of rage it incurs  increases chance of animals biting and spreading the virus.  • Effect on the brain almost always lethal, but there is time  for preventative vaccination before the infection has time to  spread to the brain.   Mumps and herpes attach the NS but have no special affinity for it.  o Parasitic Infections    Neurocysticerosi  – tape worm in the brain – feeds of white blood  cells and immune responses (puss)  • Neurotoxins  o Toxic chemicals that can enter the the GI tract, the lungs, or through the  skin.  o E.g. heavy metals like Hg (Mad hatters) or Pb (crack pots – poor drinking  out of cracked pots w/ lead inside) can accumulate in the brain and cause  permanent damage, incurring toxic psychosis.  o Drugs that are used to treat neurological disorders can have toxic effects.  Early antipsychotics caused patients to develop tardive dyskinesia,  (iatrogenic – physician induced) a motor disorder that causes  smacking/sucking of lips, puffing of cheeks, rolling/thrusting tongue,  lateral jaw movement.  o Can be endogenous – body can produce antibodies that attack NS  components, excessive glutamate release leading to strokes.  • Genetic factors  o Most neuropsychological disorders that are genetic are passed by recessive  genes – the dominant genes that disturb brain function are more readily  eliminated from the gene pool.  o Abnormal chromosome numbers  o Down syndrome (.15% of births)   Caused by an extra copy of chromosome 21 in the egg cell,  resulting in three instead of two copies in the zygote.   Characteristic disfigurement: flat nose/skull, short fingers, etc.   Probability of giving birth to a child w/ downs increases greatly w/  age.  o New preventative strategies as faulty genes are located   Splicing in healthy genes  DNA­binding proteins to block expression of the faulty gene,  • Programmed Cell Death  o  Apoptosis   – genetic programs for self­destruction of cells.   Plays a role in eliminating extra brain cells during development,  and in brain damage.   All aforementioned causes of damage produce neural damage, in  part, by activating apoptotic processes.   Once through to be totally necrotic, passive cell death from injury,  but some cells that are damaged too severely will recruit enough  resources to kill themselves.   This is adaptive because in necrosis, the neurons quickly (1­2h)  swell and break apart, incurring an inflammatory response and  potential damage to surrounding tissue. Apoptosis occurs more  slowly (1­2d), starting with shrinkage of the cell body – the debris  is then packaged into vesicles, so an inflammatory response does  not ensue.  Neuropsychological Diseases • Epilepsy o Primary symptom is spontaneously recurring unprovoked (although there  are exceptions) epileptic seizure due to abnormal, excessive, or  synchronous neuronal activity in the brain but not all people w/ seizures  are considered epileptic  A one time convulsion could be caused by a toxin or high fever o ~1% population diagnosed as epileptic at some point.  o Many seizures do not cause convulsion, but subtle changes to thought and  mood that may be perceived as normal.  o Many cases appear to be associated with faulty inhibitory synapses (e.g.  GABAergic) that may cause neurons in a particular area to fire in  synchronous bursts (rare in normal brain).   GABA tends to be excitatory in juvenile stage – adults with this  form of the receptor can be more prone to seizures  o  Ictal  – during the seizure; vs interictal between seizures – there can still be  EEG abnormalities here, diagnosed by “interictal spiking” o Often identified by EEG, by high amplitude spikes – often apparent due to  an attack and also occur as individual spikes intermittently.  o  Reflex Epilepsy   – clear antecedent stimulus (external) that tirggers the  seizers (e.g. certain frequency lighting, reading a certain passage, orgasm  induced) o Stress, fatigue, sleep deprevation can provoke more frequent seizures –  ‘unprovoked’ in the def is kindof a misnomer  o  Epileptic auras , or psychological changes that some epileptics experience  before an attack.   E.g. a bad smell, feeling of familiarity, hallucination, tightness of  chest.   Can warn the patient of oncoming convulsions, and can provide  clues as to the epileptic focus.  • E.g. déjà vu focus => hippocampal focus   Technically part of the seizure, but conscious and different than  other parts of the seizure. Many people have an almost religious,  emotional experience.  o  Partial Seizures   Do not involve the entire brain. Neurons discharge in synchronous  bursts, which spreads to other areas but not nec. the whole brain.   Behavioral symptoms depend on where the focus is and the  structures that the activity spreads to – usually not associated with  a total loss of consciousness.    Simple partial seizure    – symptoms are primary sensory or motor  or both (usually innocuous e.g. mouth twiching) – epileptic  discharges spread through the sensorimotor areas of the brain, and  symptoms spread systematically through the body.  • No loss of consciousness   Complex partial seizures  – often restricted to the temporal lobes –  patients often engage in compulsive, repetitive, simple behaviors  (doing/undoing a button), but can also perform more complex  behaviors that appear to be normal.  • Usually have little or no recollection of the action (some  loss of consciousness is common).  • About ½ epilepsy in adults.    Secondary generalized seizure   – when a partial seizure evolves  into a generalized seizure.  o  Generalized seizures    Involve the entire brain. May start at a focus and spread, or may  occur almost simultaneously in the entire brain. Every electrode on  an EEG will have synchronous activity   Tonic­clonic (Previously Grand mal seizure  ) • Loss of consciousness, loss of equilibrium, violent tonic  extension (rigid)­ then pulsatile clonic (tremors) • Tongue biting, urinary incontinence, cyanosis (turing blue  from hypoxia, ox deprivation) which can cause brain  damage)   Absence Seizure (Previously Petit mal)  • Not associated with convulsions  • Associated w/ disruption of consciousness w/ cessation of  ongoing behavior, vacant look, sometimes fluttering  eyelids.  • Bilaterally symmetrical EEG – 3/s spike and wave  discharge o On every electrode simultaneously – possible  thalamic focus because of connections to  everywhere else in the cortex.  • Most common in children and cease at puberty o Epilepsy Treatments     Anticonvulsants  • loss of memory, motor and cognitive speed, and these  effects usually persist after cessation (not w/ pot)  Ketogenic diet – quite effective – high fat, medium protein, no  carb – mimics the effects of fasting (reduction by ~1/2 but no side  effects)   Vagus nerve stimulation – implantation of electrode on nerve w/  pacemaker, which provides constat stimulation. Potential  activation of peripheral nervous system, decreasing arousal. Also  can be used in treatment of depression.   For severe treatment resistant epilepsy, the focus can be removed.  Corpus collosum can be severed to decrease electrical activity  between hemispheres in generalized seizures.  o  Parkinson’s Disease    Movement disorder affection 1­2% of the elderly, more prevalent  in males.   Initial symptoms slight stiffness, tremor of the fingers   Tremor pronounced during inactivity but not during voluntary  movement, muscular rigidity, difficulty initiating movement,  slowness of movement, masklike face, pain, depression.  Shuffling gait, bradykinesia, akinesia  (loss voluntary movement)  Widespread degeneration, but particularly in the substantia nigra –  midbrain nucleus that projects, via the nigrostriatal pathway, the  striatum of the basal ganglia.   Although DA is normally released by neurons of the substantia  nigra, there is little dopamine in it and in the striatum of long term  parkinsons patients.  • Tyrosine ­> L­dopa ­> dopamine   Can be treated w/ L­dopa (crosses BBB more readily than DA) ,  but tolerance is developed eventually, “wearing off” – suddenly  just stops  • Diprenyl, an MAOI, can slow progression if administered  early on  •  Causes side effects, e.g. involuntary movement. •  No drug that can block the progression or permanently  reduce symptom severity. • Many use cocaine off label – powerful DA agonist    Some people believe that environmental toxins are associated  • Herbicides: Paraquat • Fungicides: Maneb • Pesticides: Rotanone  • Convincing animal models and epidemiological data in  farming communities   All gene mutations that are associated with early onset parkinsons  have been observed to have effects on the function of the  mitochondria.   Deep brain stimulation as a potential treatment – bilateral high  frequency stimulation to the subthalamic nucleus by a  stereotaxically implanted electrode, blocking target structure  function.  • Alleviates symptoms within minutes, but efficacy declines  over time (doesn’t incur wering off though). Side effects  such as cognitive, speech, gait problems. Huntingtons Disease  • Also a progressive motor disorder • Stong genetic basis, rare, associated w/ severe dementia.  • Figitiness ­> jerky movements of entire limbs ­>  intellectual and motor deterioration. Death usually within  15 years.  • Passed by a single dominant gene, “huntingtin”, that incurs  effects after reproductive age • huntingtinprotein •  Multiple Sclerosis   o Progressive disease attacking myelin of CNS Axons  o Eventually damage myelin until neurons become dysfunctional and  degenerate. Many areas of hard scar tissue then develop in the CNS.  o Theories of Pathogenesis   Autoimmune disorder  ­ immune modulates prevent relapsing  remittance, but underlying progression remains the same.    Primarily a neurodegenerative disease with inflammation in some  patients ­ normal  demyelination happens, but there may be a  problem with oligodendrocyte repair (problem with precursors)  • observation that myelin degredation happens from within –  immune cells would attack from the outside  o An animal model of MS can be induced by injection lab animals with  myelin and an immune stimulating preparation.  o Patients may go into remission for up to 2 years – but disease still  progresses.   Visual disturbances, muscular weakness, numbness, tremor,  ataxia(loss of motor coordination), cognitive deficit, and emotional  changes.   Spasticity – muscle spasms major symptoms  o Relapsing­Remitting form – symptomatic periodically. Becomes  progressive eventually  o Primary Progressive form – virtually no immune activity when compared  to RRMS  o Higher concordance in monozygotic twins, females (3x), Caucasians  (genetic) o Higher risk in old climate populations (vitD – could cause epigenetic  effects that express an MS gene), migrating from a high to low incidence  area at a young age can reduce chances (and opposite), and cig smokers  (environmental) o No cure •  Alzheimers Disease  o Most common cause of dementia, more likely with age. 10% over 65 and  35% over 85.  o Progressive   Early symptoms: selective decline in memory, attention deficit,  personality change   Then confusion, irritability, anxiety, deterioration of speech  Loss of bodily functions, terminality.  o Must be officially diagnosed w/ autopsy o  Neurofibrillary tangles  – threadlike tangles of protein in neural cytoplasm   Microtubules, normally stabilized by tau protein, get  hyperphosphorylated and the tubules get tangled up.  o  Amyloid Plaques   – clumps of scar tissue composed of degeneration  neurons and beta­amyloid protein   The amyloid protein misfolds, which induces clumping o Substantial decrease in brain volume; due mainly to loss and shrinkage of  neuronal processes (synapse loss), but also due to loss of neurons o These structures particularly prevalent in:   Memory associated structures of the medial temporal lobe:  entorhinal cortex, amygdala, hippocampus   Complex cognitive function structures: inferior temporal cortex,  posterior parietal cortex, PFCx.   NFTs and plaques heavily distributed in medial temporal and  temporal lobes (and appear here first) – could influence memory  functions that are impaired o Big genetic component (50% siblings survining til 80s) – potentially  epigenetic mechanism. Currently no cure.  o Not clear if the primary symptom is amyloid plaques of the NF tangles.   Amyloid predominant – the three chromosomes associated w/ early  onset Alz. Influence amyloid synthesis. It also is toxic to neurons  in tissue culture.  o Many people diagnosed with mild cognitive impairment, which progresses  into Alzheimer’s.  o Biomarkers   Low beta­amyloid in CSF (can’t circulate because its coagulated)   High tau levels in CSF   Decreases in hippocampal volume (MRI)   Decreases in brain metabolism, “hypometabolism” (PET)  Some of these markers are present before a decline in function  occurs  o Theories of pathogenesis   Amyloid cascade hypothesis – plaques trigger cascade. Aluminum  potential causes misfolding of beta amyloid and sets this off. But:  • Find high plaque normal with no cognitive complains  • Amyloid does not correlate with dementia   Neurofibrillary (or tau) hypothesis – tau mutant causes  neurodegredation and tangles, but mutants for amyloid beta cause  neurodegeneration, tangles, and plaques   Vascular hypothesis (brain microbleeds)  • Many have cerebral hypoprofusion (reduced blood flow in  various areas  • Linked to vascular disease (~20%) Animal Models of Human Neuropsychological Disease • Kindling o Rats w/ ICSS began to have seizures – Goddard noticed and planted  electrodes into the amygdala o He noticed that with a sock every day the convulsion severity would  increase o If stopped stimulation for 180 days, then stim reapplied the severity starts  closer to where it ended then where is started the first time – behavior  ‘kindled’, relatively permanent  o Also as a model of learning and mem – same stimulation over time, but  effects potentiate  o Needs to be enough time between applied stimulation for kindling to  occur. Longer time => less stims to kindle.  • Kindling as a model of learning and memory  o  Animal can be kindled with the electrode on one side, and still has the  kindled response if after the wait period the electrode is implanted on the  other side. This happens even if the original site is destroyed.   Severity pretty much the same  Storage diffuse throughout entire brain  o Brain areas – some don’t kindle (like the cortex), most structures that are  heavily implicated in learning and memory  o Relatively permanent (like a memory)  o Transfers between brain sites  o Requires spaced vs massed stimulation  • Kindling as a Model of Epilepsy  o Electric stimulation to amygdala of rats will, over time, cause them to  develop slight tremor that will grow into generalized seizure.  o These changes remain if left unstimulated for several months, and only  arise if there is enough time separating the original stimulations  o Works w/ many species and can induced w/ subconvulsive doses of  convulsive chems  o Can elicit epitogenesis the development of epilepsy ­  some individuals  who experience head trauma will start having tremors that develop into  epileptic seizures.   Convulsions look the same  o Does not exactly model epilepsy in that these convulsions are elicited vs  spontaneous, but applying the seizures for long enough can induce  spontaneous seizures after stimulation is ceased.  o Model for interictal behavior – can model similar emotional changes  between seizures, particularly for those suffering from complex partical  seizures (interictal changes can be worse than the seizures).  • Transgenic Models of Alzheimers in Mice  o Human defective amyloid synthesis gene injected into a newly fertilized  mouse egg then implanted into a foster mother.  o Mice show amyloid plaques with a distrubtion similar to that observed in  humans, with the highest concentration in medial temporal lobe structures.  o They also display neural loss and memory disturbances, but they do not  have NF tangles.  Triple transgenic model has both. • MPTP Model of Parkinson’s  o Heroin users bought MPTP instead of MPPP (china white, a synthetic  opioid)   Woke up frozen, inable to talk. One could write eventually and  they figured it out.   Similarities to parkinsons, rhythmic shaking, slow movements,  rigidity (jerking), shuffling gait, loss of facial expression   Ldopa was effective – DA necessary to translate thought of  movements inot movement   MPTP destroyed solely substantia nigra – this is the model most  researchers use  o Works on primates brains in the same manner as human brains  o DA in substantia nigra (major DA source of brain) substantially reduced in  this model like the actual disease  o Some monkeys can experience a major loss in DA w/o any motor  symptoms.  o Led to the discover of diprenyl, a monoamine agonist that blocks the  effects of MPTP, also works in retarding the progression of the disease.  Neuroplastic Reponses to NS Damage • Neuronal Degeneration  o Commonly modeled by cutting (autotaxonomy) of axons  o  Anterograde degeneration   – the degeneration of the distal segment  (between the cut and the terminals)  Occurs quickly, as the segment of the axon is separated from the  cell body, the main metabolic center   o  Retrograde degeneration   – degeneration of the proximal segment –  between the cut and cell body.   Progresses gradually – after 2/3 days major changes become  apparent in the cell bodies  • Can be degenerative – e.g. decrease in cell body size for  apoptosis  • Can be regenerative – e.g. increase in cell body size,  synthesis of more proteins to replace the degenerated  segment o Neuron can still die if the regenerating axon cannot  remake contact with the appropriate targt.    Transneuronal degeneration  – degeneration spreading from  damaged neuron to those linked to them synaptically • Anterograde – degeneration of neurons the dying cell  synapses onto • Retrograde – degeneration of neurons that synapse onto the  dying cell • Neuronal Regeneration  o Does not proceed successfully in mammals / higher vertebrates (does in  invertebrates) – this ability for accurate axonal growth is lost by higher  vertebrates after maturity – virtually nonexistent in CNS of adult  mammals, hit or miss in the PNS.  o In the PNS  Neurons may grow back to original locations if nerve is damaged  without severing Schwann cell sheaths   When sheaths are damaged and slightly separated, can regenerate  onto incorrect targets   Sheaths widely separated, typically no functional regeneration.  o Schwann cells allow PNS neurons to regen – they clear debris from  degradation and promote regeneration by producing neurotrophic factors  that stimulate axon growth and CAMs (cell adhesion molecules) that help  guide the growing axon o Oligodendroglia do not clear debirs, stimulate/guide regeneration. They  actually block regeneration – they also survive for long periods,  chronically blocking regen.  o  Collateral Sprouting   – when an axon degenerates, and neighboring healthy  axons synapse at sites vacated by the dead neuron.  • Neuronal Reorganization.  o Kass – lesion retina and remove other – several months later primal visual  cortex neurons w/ receptive fields originally in the lesioned area now had  receptive fields in the area next to the lesion.  o Pons – cut sensory arm neurons and mapped contralateral region of  primary somatosensory cortex years later. The face area had expanded and  dominated much of this region.  o SAnes Suner Donoghue – transected motor neurons that controlled muscle  of rat whiskers – a few weeks later stimulation of the motor cortex area  responsible for this area stimulated other aresas of the face.  o Blind individuals auditory and somatosensory corticies dominate  previously visual areas – show heightened function in these other areas  • Mechanisms of Neuronal Reroganization  o Strengthening of ex
More Less

Related notes for PSYC 304

Log In


Join OneClass

Access over 10 million pages of study
documents for 1.3 million courses.

Sign up

Join to view


By registering, I agree to the Terms and Privacy Policies
Already have an account?
Just a few more details

So we can recommend you notes for your school.

Reset Password

Please enter below the email address you registered with and we will send you a link to reset your password.

Add your courses

Get notes from the top students in your class.