Kuinka isot ovat ihmisaivot?
Valmari Antti
Hyvää iltapäivää,
Lukioaikaisessa biologiankirjassani kuvattiin aivojen toimintaa
suunnilleen seuraavasti. Perusyksikkönä on hermosolun eli neuronin
laukeaminen. Se tapahtuu, kun hermosolu saa riittävästi ärsykettä
muilta hermosoluilta synapsien välityksellä. Laukeamisen seurauksena
hermosolu sitten lähettää ärsykkeitä seuraaville hermosoluille.
Hermosolu laukeaa joko kokonaan tai ei ollenkaan. Kerran lauennut
hermosolu tarvitsee muutaman millisekunnin toipumisaikaa ennen kuin
se voi laueta uudelleen.
Vastaako tämä kuvaus nykyistä käsitystä?
Kuinka paljon ihmisaivoissa on (a) hermosoluja (b) synapseja?
Kirjassa oli jotkut luvut, mutta en nyt muista niitä ulkoa, ja
kirja ei ole juuri nyt käsillä.
--- Antti Valmari ---
Joel Yliluoma
: Hyvää iltapäivää,
Yötä.... ;)
: Lukioaikaisessa biologiankirjassani kuvattiin aivojen toimintaa
: suunnilleen seuraavasti. Perusyksikkönä on hermosolun eli neuronin
: laukeaminen. Se tapahtuu, kun hermosolu saa riittävästi ärsykettä
: muilta hermosoluilta synapsien välityksellä. Laukeamisen seurauksena
: hermosolu sitten lähettää ärsykkeitä seuraaville hermosoluille.
: Hermosolu laukeaa joko kokonaan tai ei ollenkaan. Kerran lauennut
: hermosolu tarvitsee muutaman millisekunnin toipumisaikaa ennen kuin
: se voi laueta uudelleen.
Ovatko nämä synapsit nyt sitten mitä?
Kahden hermosolun välisiä yhteyksiä?
Ja ymmärsinkö lisäksi oikein; hermosolu joko laukeaa tai ei
laukea, ja laukeamisen aiheuttamia impulsseja tarvitaan
samanaikaisesti useampia?
Kuinka pitkä on yksi hermosolun laukaus?
Kuinka lyhyessä ajassa tuo tarvittava määrä impulsseja pitää
tulla, jotta hermosolu tuottaa edelleen impulssin?
--
main(C,f,s){for(/** gcc sig.c;a.out>/dev/audio ## http://iki.fi/bisqwit/ **/
write(C=0,"(C)Bisqwit\n",11);f=99;++C){for(s="+%7%+%7%5%4%2%457%0%0%754%2%+"
"%%%5%542%457%0%0%042%2#+%!#0%+%$%%%"[C&63];s--;f=f*89/84);for(s=999+99*(C&2
);--s;putchar(((s*(f-776?f:0)&32767)*s/199999+39-(C&2?rand()%s/24:0))/16));}}
Jarmo Niemi
>On 26 Oct 1999 13:30:49 GMT, Valmari Antti wrote:
>
>: Lukioaikaisessa biologiankirjassani kuvattiin aivojen toimintaa
>: suunnilleen seuraavasti. Perusyksikkönä on hermosolun eli neuronin
>: laukeaminen. Se tapahtuu, kun hermosolu saa riittävästi ärsykettä
>: muilta hermosoluilta synapsien välityksellä. Laukeamisen seurauksena
>: hermosolu sitten lähettää ärsykkeitä seuraaville hermosoluille.
>: Hermosolu laukeaa joko kokonaan tai ei ollenkaan. Kerran lauennut
>: hermosolu tarvitsee muutaman millisekunnin toipumisaikaa ennen kuin
>: se voi laueta uudelleen.
>
>Ovatko nämä synapsit nyt sitten mitä?
>Kahden hermosolun välisiä yhteyksiä?
>
pintaa pitkin etenevä depolarisaatioaalto aikaansaa välittäjäaineen
vapautumisen. Välittäjäaine voi sitten stimuloida tai estää
postsynaptisen hermosolun toimintaa.
http://www.mhhe.com/biosci/ap/foxhumphys/student/olc/chap07summary.html
http://www.utexas.edu/research/asrec/neuron.html
http://www.tech.plym.ac.uk/soc/research/neural/research/lif.htm
>Ja ymmärsinkö lisäksi oikein; hermosolu joko laukeaa tai ei
>laukea, ja laukeamisen aiheuttamia impulsseja tarvitaan
>samanaikaisesti useampia?
Laukeaa tai ei laukea. Tarvittavien impulssien määrä riippuu täysin
kontekstista: on olemassa inhibitorisia ja stimuloivia synapseja,
ja hermosolun "ulosmenevä" pulssitaajuus on "sisääntulevien" signaalien
(eli solun "input"-synapseihin tulevien pulssitaajuuksien) funktio.
>Kuinka pitkä on yksi hermosolun laukaus?
Pulssi on n. 1 ms ja maksimipulssitaajuus lienee noin 100 p/s
>Kuinka lyhyessä ajassa tuo tarvittava määrä impulsseja pitää
>tulla, jotta hermosolu tuottaa edelleen impulssin?
Kysymys on hieman väärin muotoiltu, mutta arvioidaan, että
hermosolun "integrointiaika" on 10-20 ms.
Joillain hermosoluilla voi olla jopa 100 000 "input"-synapsia.
--
Jarmo Niemi, jar...@utu.fi, http://www.utu.fi/%7Ejarnie/
Sampo Smolander
>>On 26 Oct 1999 13:30:49 GMT, Valmari Antti wrote:
>>: kun hermosolu saa riittävästi ärsykettä
>>: muilta hermosoluilta synapsien välityksellä.
> Laukeaa tai ei laukea. Tarvittavien impulssien määrä riippuu täysin
> kontekstista: on olemassa inhibitorisia ja stimuloivia synapseja,
Tätä vielä varovaisesti Antille korostettakoon:
Osa kytkennöistä (synapseista) toimii toisinpäin;
kun niistä tulee signaalia, niin se estää kohdesolun
laukeamismahdollisuutta.
--
Sampo.S...@Helsinki.Fi............http://www.cs.helsinki.fi/~ssmoland/
"Jos otetaan kompaktikantajaiset C-ääretön funktiot, niin nehän nyt
kuuluvat melkein mihin avaruuteen tahansa." - Jouko Mickelsson
Aapo Haavisto
> >On 26 Oct 1999 13:30:49 GMT, Valmari Antti wrote:
> >
> >laukea, ja laukeamisen aiheuttamia impulsseja tarvitaan
> >samanaikaisesti useampia?
> Laukeaa tai ei laukea. Tarvittavien impulssien määrä riippuu täysin
> kontekstista: on olemassa inhibitorisia ja stimuloivia synapseja,
> ja hermosolun "ulosmenevä" pulssitaajuus on "sisääntulevien" signaalien
> (eli solun "input"-synapseihin tulevien pulssitaajuuksien) funktio.
Yksinkertaistaen: Hermosolua voi ajatella yhteenlaskukoneena, joka laskee
yhteen inhibitoriset ja ekskitatoriset impulssit, jonka jälkeen hermosolu
joko "laukeaa" tai ei. "Laukeaminen" siis tarkoittaa impulssin lähtemistä
solusta aksonia (viejähaarake) pitkin seuraavaan synapsiin tai
hermo-lihasliittymään. Laukeaminen voi myös tarkoittaa esim. solun
erityksen muuttumista.
Yhteen hermoon voi olla tuhansia synapseja.
Yhteenlaskukonetta voi ajatella kahdella tavalla: ajallinen ja
paikallinen. Ajallinen, temporaalinen, summaatio tarkoittaa että kun
tarpeeksi useasti tietyn ajan sisällä tulee ekskitoivia impulsseja,
hermosolu "laukeaa". Paikallinen, spatiaalinen, summaatio tarkoittaa että
samaan aikaan tarpeeksi useasta synapsista tulee ekskitatorinen impulssi,
jolloin hermosolu "laukeaa"
> >Kuinka pitkä on yksi hermosolun laukaus?
> Pulssi on n. 1 ms ja maksimipulssitaajuus lienee noin 100 p/s
Väärin. Normaalin ns. myelinisoituneen perifeerisen hermon
refraktaariaika on n.1ms. Suomeksi: kestää n. millisekunnin ennen kuin
hermosolu voi "laueta" uudelleen. Yksinkertainen matematiikka osoittaa
että n. 1000 kertaa/sek voi hermosolu teoriassa "laueta", käytännössä
harvoin > 200krt/sek.
> >Kuinka lyhyessä ajassa tuo tarvittava määrä impulsseja pitää
> >tulla, jotta hermosolu tuottaa edelleen impulssin?
> Kysymys on hieman väärin muotoiltu, mutta arvioidaan, että
> hermosolun "integrointiaika" on 10-20 ms.
Väärin, hieman on nyt suhteet sekaisin (refraktaariaika 1ms <->
"integr.aika" 10ms ?!?). Kysymykseen ei ole yksiselitteistä vastausta,
koska siihen vaikuttaa minkälainen synapsi, missä solun osassa se
sijaitsee, kohdesolun historia (hermosolu voi fasilitoitua eli herkistyä
ottamaan vastaan impulsseja) jne.
Aivojen koosta. Aivojen paino vaihtelee 1250g-1600g, keskiarvon ollessa
miehillä 1350g ja naisilla 1250g. Naisten aivot keskimäärin enemmän
poimuttuneet kuin miesten aivot. Painolla ja älykkyydellä ei ole
osoitettu olevan yhteyttä keskenään. Painavilla ihmisellä yleensä
painavammat aivot. Aivojen maksimipaino saavutetaan n. 20 vuotiaana,
jonka jälkeen ne pienenevät. Kaikki hermosolut valmiina syntymän
tienoilla, eivätkä uusiudu. Aivosoluja n. 1x10^12. Aivoissa hermosolujen
ja tukisolujen suhde n. 1:4 - 1:5 eli aivoissa hermosolut vähemmistössä.
--
AAPO HAAVISTO
ahaa...@student.oulu.fi
University of Oulu
Medical Faculty
-- If you're going to do it, don't. Think it over, again
Jarmo Niemi
>In sfnet.tiede.bio Jarmo Niemi <jar...@utu.fi> wrote:
>
>> Pulssi on n. 1 ms ja maksimipulssitaajuus lienee noin 100 p/s
>
>Väärin. Normaalin ns. myelinisoituneen perifeerisen hermon
>refraktaariaika on n.1ms. Suomeksi: kestää n. millisekunnin ennen kuin
>hermosolu voi "laueta" uudelleen. Yksinkertainen matematiikka osoittaa
>että n. 1000 kertaa/sek voi hermosolu teoriassa "laueta", käytännössä
>harvoin > 200krt/sek.
>
sitä aikanaan harjoitustyössä mittailtiin...
>> >Kuinka lyhyessä ajassa tuo tarvittava määrä impulsseja pitää
>> >tulla, jotta hermosolu tuottaa edelleen impulssin?
>
>> Kysymys on hieman väärin muotoiltu, mutta arvioidaan, että
>> hermosolun "integrointiaika" on 10-20 ms.
>
>Väärin, hieman on nyt suhteet sekaisin (refraktaariaika 1ms <->
>"integr.aika" 10ms ?!?). Kysymykseen ei ole yksiselitteistä vastausta,
>koska siihen vaikuttaa minkälainen synapsi, missä solun osassa se
>sijaitsee, kohdesolun historia (hermosolu voi fasilitoitua eli herkistyä
>ottamaan vastaan impulsseja) jne.
Tarkoitan tässä sitä aikaa, jonka postsynaptinen potentiaali
kestää. Postsynaptisten potentiaalien summaatioon voivat
osallistua vain ne presynaptiset aktiopotentiaalit, joiden
postsynaptinen potentiaali ei ole vielä hävinnyt.
Alberts et al:n "Molecular biology of the cell" kuvasta 11-36
selviää, mitä tarkoitan.
Sampo Smolander
> Aivojen koosta. Aivojen paino vaihtelee 1250g-1600g, keskiarvon ollessa
> miehillä 1350g ja naisilla 1250g.
Noissa luvuissa on nyt joku virhe. Korjaatko?
--
Sampo.S...@Helsinki.Fi............http://www.cs.helsinki.fi/~ssmoland/
"A cell doesn't have an access to hidden markov models or neural networks,
when it is trying to find the gene to express..." - Soren Brunak
Joel Yliluoma
: > Ovatko nämä synapsit nyt sitten mitä?
: > Kahden hermosolun välisiä yhteyksiä?
: Kahden hermosolun välisiä yhteyksiä, joissa presynaptisen hermosolun
: pintaa pitkin etenevä depolarisaatioaalto aikaansaa välittäjäaineen
: vapautumisen. Välittäjäaine voi sitten stimuloida tai estää
: postsynaptisen hermosolun toimintaa.
Ovatko synapsit yksi- vai kaksisuuntaisia?
Jarmo Niemi
>
>Ovatko synapsit yksi- vai kaksisuuntaisia?
>
Aapo Haavisto
> Aapo Haavisto <ahaa...@paju.oulu.fi> wrote:
> > Aivojen koosta. Aivojen paino vaihtelee 1250g-1600g, keskiarvon ollessa
> > miehillä 1350g ja naisilla 1250g.
> Noissa luvuissa on nyt joku virhe. Korjaatko?
Ei ainakaan keskiarvoissa. Korjaa vaan, jos on lähde (nämä: Kahle:Atlas
of human anatomy, vol.central nervous system). Juuri tänään yhdet aivot
punnittiin ja hyvin noihin rajoihin meni.
Sampo Smolander
> In sfnet.tiede.bio Sampo Smolander <sampo.s...@helsinki.fi> wrote:
>> Aapo Haavisto <ahaa...@paju.oulu.fi> wrote:
>> > Aivojen koosta. Aivojen paino vaihtelee 1250g-1600g, keskiarvon ollessa
>> > miehillä 1350g ja naisilla 1250g.
>> Noissa luvuissa on nyt joku virhe. Korjaatko?
> Ei ainakaan keskiarvoissa. Korjaa vaan, jos on lähde
No ei mulla ole lähdettä, vaan ihan peruskoulun laskennolla:
Jos naisten _keskiarvo_ on 1250g, niin pakkohan on olla olemassa
(itseasiassa puolet naistapauksista) tuota kevyempiä aivoja, eikö?
Siten vaihteluvälin alaraja ei voi olla 1250g, vaan sen pitää olla alle.
Aapo Haavisto
Distribution:
In sfnet.tiede.bio Sampo Smolander <sampo.s...@helsinki.fi> wrote:
> No ei mulla ole lähdettä, vaan ihan peruskoulun laskennolla:
> Jos naisten _keskiarvo_ on 1250g, niin pakkohan on olla olemassa
> (itseasiassa puolet naistapauksista) tuota kevyempiä aivoja, eikö?
> Siten vaihteluvälin alaraja ei voi olla 1250g, vaan sen pitää olla alle.
Joo, mutta kun lähteessä oli noin en viittinyt muuttamaankaan (ei o toi
neurologian professuuri vielä hanskassa:) ) Veikkaanpa että siinä on
miesten aivojen normaali vaihteluväli. Lopputulos on kuitenkin se, että
k-arvo on varmasti pätevä eikä muulla ole niin väliä.
Aapo Haavisto
> Ei ainakaan keskiarvoissa. Korjaa vaan, jos on lähde (nämä: Kahle:Atlas
> of human anatomy, vol.central nervous system).
Tarkennus: Kahle, Color Atlas/Textbook of Human Anatomy, Vol.2 Nervous
System and Sensory Organs