Textbook Notes (362,820)
Canada (158,064)
Psychology (1,303)
Chapter 1

2C03_Chapter 1.docx

8 Pages
Unlock Document

McMaster University
Suzanna Becker

Chapter 1: Studying The Nervous System Genetics, Genomics, and the Brain  1. Gene: hereditary unit located on the chromosomes; genetic information is  carried by linear sequences on nucleotides in DNA that code for corresponding  sequences of amino acids. 2. Genomics: Scientific field focusing on the analysis of DNA sequences including  both protein­coding DNA (genes) and non­coding DNA. 3. Based on current estimates, the human genomes contains approximately 20 000  genes, of which some 14 000 are expressed in the developing and/or the mature  brain.  1. Of this division, about 8 000 are expressed in all cells and tissues. Thus, a  great deal of “brain specific” genetic information resides in the intron and  regulatory sequences that control timing, quantity, variability, and cellular  specificity of gene expression.  2. Despite the number of genes shared among the brain and other tissues,  individual genes vary in the level and location of expression in specific brain  regions and cells (i.e. the amount of RNA expressed from region to region).  1. These differences are the foundation of the diversity and complexity of  brain functions.  4. The realization that one or a few genes, when altered (mutated), can explain at  least some of the pathology of important neurological and psychiatric diseases.  1.  Using genetic tools and genomics, single­gene mutations have been identified  that result in rare but devastating changes in brain development and function.  1. For example, a mutation in a single gene that regulates mitosis can result  in microcephaly, a condition in which the brain and head fail to gran and  brain function is diminished dramatically.  The Cellular Components of the Nervous System 5. Early in the 19  century, the cell was recognized as the fundamental unit of all  living organisms. It was not until well into the 20  century, however, that  neuroscientists agreed that nervous tissue, like all other organs, is made up of  these fundamental units.  6. The majth reason was that the first generation of “modern” neurobiologists in  the 19  century had difficulty resolving the unitary nature of nerve cells with the  microscopes and cell staining techniques then available.  7. Some biologists of that era even concluded that each nerve cell was connected to  its neighbours by protoplasmic links, forming a continuous nerve cell network or  reticulum (Latin “net”).  8. The Italian pathologist Camillo Golgi articulated and championed this “reticular  theory” of nerve cell communication.  1. Made many important contributions to medical science, including identifying  the cellular organelle eventually called the Golgi apparatus.  9. Cajal argued that nerve cells are discrete entities, and that they communicate  with one another by means of specialized contacts that are not sites of continuity  between cells.  1. Sherrington who had been working on the apparent transfer of electrical  signals via reflex pathways called these specialized contacts synapses,  10. It was not until the advent of electron microscopy in the 1950s that any lingering  doubts about the discreteness of neurons were resolved.  1. The high­magnification, high­resolution obtained with the electron  microscope clearly established that nerve cells are functionally independent  units; such micrographs also identified the junction Sherrington had named  synapses.  11. Gap Junction: a specialized intercellular contact formed by channels that  directly connect the cytoplasm of two cells.  12. Nerve cells (neurons): cells specialized for the conduction and transmission of  electrical signals in the nervous system.  13. Glial cells: The support cells associated with neurons (astrocytes,  oligodendrocytes, and microglial cells in the central nervous system; Schwann  cells peripheral nerves; and satellite cells in ganglia).  14. In contrast to nerve cells, glial cells support rather than generate electrical  signals. They also serve additional functions in the developing and adult brain.  15. Glial are essential contributors to repair of the damaged nervous system, acting  as stem cells in some brain regions, promoting regrowth of damaged neurons in  regions where regeneration can usefully occur,, and preventing regeneration in  other regions where uncontrolled regrowth might do more harm than good.  16. Neurons and glia share the complement of organelles found in all cells including  endoplasmic reticulum, Golgi apparatus, mitochondria, and a variety of vesicular  structures.  1. In neurons and glia, however, these organelles are often more prominent in  distinct regions of the cell.  1. For example, mitochondria tend to be concentrated at synapses in  neurons, while protein­synthetic organelles such as the endoplasmic  reticulum are largely excluded from axons and dendrites. Neurons 17. Neurons are distinguished by their specialization for intercellular communication  and moment­to­moment electrical signalling.  1. These attributes are apparent in their overall morphology, in the organization  of their membrane components for long­distance signalling, and in the  structural and functional intricacies of the synaptic contacts between neurons.  18. The most obvious morphological sign of neuronal specialization for  communication is the extensive branching of neurons.  1. The two most noticeable aspects of this branching for typical nerve cells are  the presence of an axon, and the elaborate arborisation of dendrites that arise  from the neuronal cell body in the for of dendritic branches (or dendritic  processes) 19. Dendrite: a neuronal process arising from the nerve cell body that receives  synaptic input.  20. Axon: the neuronal process that carries the action potential from the nerve cell  body to a target.  21. Some neurons lack dendrites altogether, while others have dendritic branches that  rival the complexity of its dendritic nook: nerve cells that lack dendrites are  innervated by just one or a few other nerve cells, whereas neurons with  increasingly elaborate dendritic branches are innervated by s commensurately  larger number of other neurons.  22. The number of inputs to a single neuron reflects the degree of convergence, while  the number of targets innervates by and one neuron represents its divergence.  23. Presynaptic: referring to the component of a synapse specialized for transmitter  release; upstream at a synapse. 24. Postsynaptic: referring to the component of a synapse specialized for transmitter  reception; downstream at a synapse.  25. Synaptic cleft: the space that separates pre­ and postsynaptic neurons at  chemical synapses. 26. The number of synaptic inputs received by each nerve cell in the human nervous  system varies from 1 to about 100 000. This range reflects a fundamental purpose  of the nerve cells: to relay and integrate information from other neurons in a  neural circuit.  27. The information conveyed by synapses on the neuronal dendrites is integrates and  “ read out: at the origin of the axon, the portion of the nerve cell specialized for  relaying electrical signals.  28. The axon is a unique extensions from the neuronal cell body that may travel a  dew hundred micrometres or much farther, depending on the type of neuron and  the size of the animal (some axons in large animals can be meters in length).  1. The axon also has a distinct cytoskeleton whose elements are central for its  functional integrity. Many nerve cells in the human brain have axons no more  than a few millimetres long, and a few have no axons at all.   29. Local circuit neurons (interneurons): technically a neuron in the pathway  between primary sensory and primary effects neurons; more generally, a neuron  whose relatively short axons branch locally to innervate other neurons.  30. Projection neurons: a neuron with long axons that project to distant targets.  31. Action potential: the electrical signal conducted along axons (or muscle fibres)  by which information is conveyed from one pace to another in the nervous system.  32. Axon hillock: point at the cell body that is the site of an action potential’s  initiation. 33. Synaptic transmission: the chemical and electrical process by which the  information encoded by action potentials is passed from a presynaptic (initiating)  cell to a postsynaptic (target) cell. 34. Chemical synapses: synapses that transmit information via the secretion of  chemical signals (neurotransmitters).  35. Electrical synapses: synapses that transmit information via the direct flow of  electrical current at gap junctions.  36. Synaptic vesicles: spherical, membrane­bound organelles in a presynaptic  terminal that stores neurotransmitter molecules.  37. Neurotransmitter molecule (neurotransmitters): substance released by  synaptic terminals for the purpose of transmitting information from one cell (the  presynaptic cell) to another (the postsynaptic cell).  38. The position of synaptic vesicles at the presynaptic membrane and their fusion to  initiate neurotransmitter release is regulated by a number of proteins (including  several cytoskeletal proteins) either within or associated with the vesicle.  Glial Cells 39. They are more numerous than neurons in the brain by the ration of perhaps 3:1.  40. They do not participate directly in synaptic interactions or in electrical  signalling, although their supportive functions help define synaptic contacts and  maintain the signalling abilities of neurons.  41. Like nerve cells, glial cells have complex processes extending from their cell  bodies, but these are generally less prominent and do not serve the same purposes  as neuronal axons dendrites. 42. Cells with glial characteristics are the only apparent stem cells retained in the  mature brain, and are capable of giving rise both to new glia as well as new  neurons. 43. The word glia is Greek for “glue” and reflects the 19  century presumption that  these cells “held the nervous system together”.  1. The term has survived despite the lack of any evidence that glial cells actually  binds nerve cells together.  44. Astrocytes: one of the three major classes of glial cells found in the central  nervous system: important in regulating the ionic milieu of nerve cells and, in  some cases, transmitter reuptake.  1. A major function of astrocytes is to maintain, in a variety of ways, an  appropriate chemical environment for neuronal signalling.  45. Oligodendrocytes: one of the three major classes of glial cells found in the  central nervous system; the
More Less

Related notes for PSYCH 3BN3

Log In


Don't have an account?

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.