Kategórie
Psychologický slovník

Objektív (optika)

Šošovka je zariadenie, ktoré spôsobuje, že sa svetlo buď zbieha a sústreďuje, alebo rozptyľuje. Zvyčajne je vytvorená z kusu tvarovaného skla alebo plastu.

Nedávne vykopávky vo vikingskom prístavnom meste Fröjel na ostrove Gotland vo Švédsku odhalili šošovky z horského kryštálu (Visbyho šošovky), ktoré sa vo Fröjeli vyrábali v 11. až 12. storočí otáčaním na tyčových latách a ktorých kvalita zobrazenia je porovnateľná s asférickými šošovkami z 50. rokov 20. storočia. Vikingské šošovky sústreďujú slnečné svetlo dostatočne na to, aby zapálili oheň.

Široké používanie šošoviek sa objavilo až po použití čítacích kameňov v 11. storočí a vynáleze okuliarov, pravdepodobne v Taliansku v 80. rokoch 12. storočia. Predpokladá sa, že Mikuláš z Kusy ako prvý objavil výhody konkávnych šošoviek na liečbu krátkozrakosti v roku 1451.

Obrázok mesta Seattle videný cez objektív.

Šošovky sa klasifikujú podľa zakrivenia oboch optických plôch. Šošovka je bikonvexná (nazývaná aj dvojitá konvexná alebo len konvexná), ak sú obe plochy konvexné, podobne šošovka s dvoma konkávnymi plochami je bikonkávna (alebo len konkávna). Ak je jedna z plôch rovná, šošovka je plano-konvexná alebo plano-konkávna v závislosti od zakrivenia druhej plochy. Šošovka s jednou konvexnou a jednou konkávnou stranou je konvexno-konkávna a v tomto prípade, ak sú obe zakrivenia rovnaké, ide o meniskovú šošovku. (Niekedy sa menisková šošovka môže vzťahovať na akúkoľvek šošovku konvexno-konkávneho typu).

Ak je šošovka bikonvexná alebo plano-konvexná, kolimovaný alebo rovnobežný lúč svetla pohybujúci sa rovnobežne s osou šošovky a prechádzajúci šošovkou sa bude zbiehať (alebo zaostrovať) do bodu na osi v určitej vzdialenosti za šošovkou (známej ako ohnisková vzdialenosť). V tomto prípade sa šošovka nazýva pozitívna alebo konvergentná šošovka.

Ak je šošovka bikonkávna alebo plankonkávna, kolimovaný lúč svetla prechádzajúci šošovkou sa rozptyľuje (rozptyľuje); šošovka sa preto nazýva negatívna alebo rozptylná šošovka. Lúč sa po prechode šošovkou javí ako vychádzajúci z určitého bodu na osi pred šošovkou; vzdialenosť tohto bodu od šošovky sa nazýva aj ohnisková vzdialenosť, hoci je vzhľadom na ohniskovú vzdialenosť zbiehajúcej šošovky záporná.

Ak je šošovka konvexno-konkávna (menisková šošovka), to, či je konvergentná alebo divergentná, závisí od relatívnej krivosti oboch povrchov. Ak sú zakrivenia rovnaké, lúč nie je ani konvergentný, ani divergentný.

Ohnisková vzdialenosť objektívu vo vzduchu sa dá vypočítať z rovnice výrobcu objektívu:

Dohoda o znamienkach polomerov šošoviek R1 a R2

Znamienka polomerov zakrivenia šošoviek udávajú, či sú príslušné plochy konvexné alebo konkávne. Konvencia znamienok, ktorá sa používa na vyjadrenie tejto skutočnosti, sa líši, ale v tomto článku, ak je R1 kladné, prvý povrch je konvexný, a ak je R1 záporné, povrch je konkávny. Pre zadnú plochu šošovky sú znamienka opačné: ak je R2 kladný, povrch je konkávny, a ak je R2 záporný, povrch je konvexný. Ak je niektorý z polomerov nekonečný, príslušný povrch je plochý.

Ak je d v porovnaní s R1 a R2 malé, potom možno použiť aproximáciu tenkej šošovky. Pre šošovku vo vzduchu je potom f daná vzťahom

Ohnisková vzdialenosť f je kladná pre konvergentné šošovky, záporná pre divergentné šošovky a nekonečná pre meniskusové šošovky. Hodnota 1/f je známa ako optická mohutnosť šošovky, a preto sa o meniskových šošovkách hovorí, že majú nulovú mohutnosť. Optická mohutnosť šošoviek sa meria v dioptriách, čo sú jednotky rovné inverzným metrom (m-1).

Objektívy majú rovnakú ohniskovú vzdialenosť, keď svetlo prechádza zozadu dopredu, ako aj keď svetlo prechádza spredu dozadu, hoci ostatné vlastnosti objektívu, ako napríklad aberácia, nemusia byť v oboch smeroch rovnaké.

Ak sú vzdialenosti od objektu k objektívu S1 a od objektívu k obrazu S2, pre objektív zanedbateľnej hrúbky vo vzduchu sú tieto vzdialenosti spojené vzorcom pre tenké objektívy:

To znamená, že ak je objekt umiestnený vo vzdialenosti S1 pozdĺž osi pred pozitívnym objektívom s ohniskovou vzdialenosťou f, na obrazovke umiestnenej vo vzdialenosti S2 za objektívom sa premietne obraz objektu, pokiaľ je S1 > f. To je princíp fotografie. Obraz sa v tomto prípade nazýva skutočný obraz.

Všimnite si, že ak S1 < f, S2 sa stáva záporným, obraz je zrejme umiestnený na tej istej strane objektívu ako objekt. Hoci tento druh obrazu, známy ako virtuálny obraz, nemožno premietnuť na plátno, pozorovateľ, ktorý sa pozerá cez objektív, uvidí obraz v jeho zdanlivo vypočítanej polohe. Tento druh obrazu vytvára lupa.

Zväčšenie objektívu je dané:

V špeciálnom prípade, keď S1 = ∞, potom S2 = f a M = -f / ∞ = 0. To zodpovedá kolimovanému lúču, ktorý je sústredený do jediného bodu v ohnisku. Veľkosť obrazu v tomto prípade nie je v skutočnosti nulová, pretože difrakčné efekty kladú dolnú hranicu na veľkosť obrazu (pozri Rayleighovo kritérium).

Uvedené vzorce možno použiť aj pre záporné (rozbiehavé) šošovky pomocou zápornej ohniskovej vzdialenosti (f), ale pre tieto šošovky možno vytvoriť len virtuálne obrazy.

V prípade šošoviek, ktoré nie sú tenké, alebo v prípade zložitejších optických sústav s viacerými šošovkami možno použiť rovnaké vzorce, ale S1 a S2 sa interpretujú odlišne. Ak je sústava vo vzduchu alebo vo vákuu, S1 a S2 sa merajú z prednej, resp. zadnej hlavnej roviny sústavy. Zobrazovanie v médiách s indexom lomu väčším ako 1 je komplikovanejšie a presahuje rámec tohto článku.

Jedným z dôležitých spôsobov použitia šošoviek je korekcia zrakových porúch, ako je krátkozrakosť, ďalekozrakosť, presbyopia a astigmatizmus. Pozri korekčné šošovky, kontaktné šošovky, okuliare.

Ďalšie použitie je v zobrazovacích systémoch, ako je monokulár, binokulár, ďalekohľad, pozorovací ďalekohľad, teleskopický puškohľad, teodolit, mikroskop a fotoaparát (fotografický objektív). Jednoduchá vypuklá šošovka upevnená v ráme s rukoväťou alebo stojanom je lupa.

Veľké vypuklé šošovky sa už stovky rokov používajú na zapaľovanie ohňa sústredením slnečného svetla. Pri tomto použití sa bežne nazývajú horiace okuliare. Takáto šošovka nemusí byť opticky presná, aby fungovala uspokojivo. Moderným variantom je použitie šošovky v kombinácii s fotovoltaickým článkom na sústredenie slnečného svetla a zvýšenie účinnosti zariadenia.

Rádioastronomické a radarové systémy často používajú dielektrické šošovky, bežne nazývané šošovkové antény, ktoré lámu elektromagnetické žiarenie do zbernej antény. Rádioteleskop Square Kilometre Array bude využívať takéto šošovky, aby získal takmer 30-krát väčšiu zbernú plochu, než aká je v súčasnosti najväčšia anténa, aká bola kedy postavená.

Objektívy nevytvárajú dokonalé obrazy a vždy existuje určitý stupeň skreslenia alebo aberácie spôsobený objektívom, ktorý spôsobuje, že obraz je nedokonalou kópiou objektu. Starostlivý návrh sústavy objektívov pre konkrétne použitie zabezpečuje minimalizáciu aberácie. Existuje niekoľko rôznych typov aberácie, ktoré môžu ovplyvniť kvalitu obrazu.

Sférická aberácia vzniká preto, lebo sférické plochy nie sú ideálnym tvarom na výrobu šošoviek, ale sú zďaleka najjednoduchším tvarom, do ktorého možno sklo brúsiť a leštiť, a preto sa často používajú. Sférická aberácia spôsobuje, že lúče rovnobežné s osou šošovky, ale vzdialené od nej, sú zaostrené na trochu inom mieste ako lúče v blízkosti osi. To sa prejavuje ako rozmazanie obrazu. Objektívy, v ktorých sa používajú bližšie k ideálu nesférické povrchy, sa nazývajú asférické objektívy. Ich výroba bola v minulosti zložitá a často veľmi drahá, hoci technologický pokrok výrazne znížil náklady na výrobu týchto šošoviek. Sférickú aberáciu možno minimalizovať starostlivým výberom zakrivenia povrchov pre konkrétne použitie: napríklad plankonvexná šošovka, ktorá sa používa na zaostrenie kolimovaného lúča, vytvára ostrejšie ohnisko, ak sa používa konvexnou stranou smerom k lúču.

Ďalším typom aberácie je koma, ktorej názov je odvodený od vzhľadu aberovaného obrazu pripomínajúceho kométu. Koma vzniká, keď sa zobrazuje objekt mimo optickej osi objektívu, pričom lúče prechádzajú objektívom pod uhlom k osi θ. Lúče, ktoré prechádzajú stredom objektívu s ohniskovou vzdialenosťou f, sú zaostrené na bod so vzdialenosťou f tan θ od osi. Lúče prechádzajúce vonkajšími okrajmi šošovky sú zaostrené v rôznych bodoch, buď ďalej od osi (kladná koma), alebo bližšie k osi (záporná koma). Vo všeobecnosti platí, že zväzok rovnobežných lúčov prechádzajúcich šošovkou v pevnej vzdialenosti od stredu šošovky je zaostrený na obraz v tvare prstenca v ohniskovej rovine, ktorý sa nazýva komatický kruh. Výsledkom súčtu všetkých týchto kružníc je záblesk v tvare písmena V alebo kométy. Podobne ako pri sférickej aberácii, aj koma sa dá minimalizovať (a v niektorých prípadoch odstrániť) výberom zakrivenia oboch povrchov šošoviek tak, aby zodpovedalo použitiu. Objektívy, v ktorých sa minimalizuje sférická aberácia aj koma, sa nazývajú objektívy s najlepším tvarom.

Chromatická aberácia je spôsobená disperziou materiálu šošovky, teda zmenou jej indexu lomu n v závislosti od vlnovej dĺžky svetla. Keďže z uvedených vzorcov f závisí od n, vyplýva, že rôzne vlnové dĺžky svetla budú zaostrené do rôznych polôh. Chromatická aberácia šošovky sa prejavuje ako farebné okraje okolo obrazu. Možno ju minimalizovať použitím achromatického dubletu (alebo achromatu), v ktorom sú dva materiály s rôznym rozptylom spojené do jednej šošovky. Tým sa zníži chromatická aberácia v určitom rozsahu vlnových dĺžok, hoci sa tým nedosiahne dokonalá korekcia. Používanie achromátov bolo dôležitým krokom vo vývoji optického mikroskopu. Apochromát je objektív alebo sústava objektívov, ktoré majú ešte lepšiu korekciu chromatickej aberácie v kombinácii s lepšou korekciou sférickej aberácie. Apochromáty sú oveľa drahšie ako achromáty.

Medzi ďalšie druhy aberácie patrí zakrivenie poľa, súdkovité a pinkuziálne skreslenie a astigmatizmus.

Aj keď je objektív navrhnutý tak, aby minimalizoval alebo eliminoval vyššie opísané aberácie, kvalita obrazu je stále obmedzená difrakciou svetla prechádzajúceho cez konečnú clonu objektívu. Objektív s obmedzenou difrakciou je objektív, v ktorom boli aberácie znížené do takej miery, že kvalita obrazu je za daných konštrukčných podmienok obmedzená predovšetkým difrakciou.

Šošovky sa môžu kombinovať a vytvárať zložitejšie optické systémy. Najjednoduchší prípad je, keď sú šošovky umiestnené v kontakte: ak sú šošovky s ohniskovými vzdialenosťami f1 a f2 „tenké“, kombinovanú ohniskovú vzdialenosť f šošoviek možno vypočítať z:

Keďže 1/f je výkon šošovky, je zrejmé, že výkony tenkých kontaktných šošoviek sú aditívne.

Ak sú dve tenké šošovky od seba vzdialené určitou vzdialenosťou d, vzdialenosť od druhej šošovky k ohnisku kombinovaných šošoviek sa nazýva zadná ohnisková vzdialenosť (BFL). Táto hodnota je daná vzťahom:

Všimnite si, že keď d smeruje k nule, hodnota BFL smeruje k hodnote f uvedenej pre tenké kontaktné šošovky.

Ak je deliaca vzdialenosť rovná súčtu ohniskových vzdialeností (d = f1+f2), BFL je nekonečná. To zodpovedá dvojici šošoviek, ktoré transformujú rovnobežný (kolimovaný) lúč na iný kolimovaný lúč. Tento typ systému sa nazýva afokálny, pretože nevytvára žiadnu čistú konvergenciu ani divergenciu lúča. Dve šošovky s touto vzdialenosťou tvoria najjednoduchší typ optického ďalekohľadu.

Hoci systém nemení divergenciu kolimovaného lúča, mení jeho šírku. Zväčšenie ďalekohľadu je dané:

čo je pomer šírky vstupného lúča k šírke výstupného lúča. Všimnite si znamienkovú konvenciu; ďalekohľad s dvoma vypuklými šošovkami (f1 > 0, f2 > 0) vytvára záporné zväčšenie, čo znamená inverzný obraz. Konvexná plus konkávna šošovka (f1 > 0 > f2) vytvárajú kladné zväčšenie a obraz je vertikálny.

Kategórie
Psychologický slovník

Genetická rozmanitosť

Genetická diverzita, úroveň biodiverzity, sa vzťahuje na celkový počet genetických charakteristík v genetickej výbave druhu. Odlišuje sa od genetickej variability, ktorá opisuje tendenciu genetických charakteristík meniť sa.

Genetická diverzita slúži populáciám na prispôsobenie sa meniacemu sa prostrediu. Pri väčšej variabilite je pravdepodobnejšie, že niektorí jedinci v populácii budú mať varianty alel, ktoré sú vhodné pre dané prostredie. Je pravdepodobnejšie, že títo jedinci prežijú a budú mať potomstvo s touto alelou. Populácia bude vďaka úspechu týchto jedincov pokračovať vo viacerých generáciách.

Akademická oblasť populačnej genetiky zahŕňa niekoľko hypotéz a teórií týkajúcich sa genetickej diverzity. Neutrálna teória evolúcie predpokladá, že rozmanitosť je výsledkom hromadenia neutrálnych substitúcií. Diverzifikačná selekcia je hypotéza, že dve subpopulácie druhu žijú v rôznych prostrediach, ktoré selektujú rôzne alely na určitom lokuse. K tomu môže dôjsť napríklad vtedy, ak má druh veľký rozsah v porovnaní s mobilitou jedincov v rámci neho. Výber závislý od frekvencie je hypotéza, že keď sa alely stávajú bežnejšími, stávajú sa zraniteľnejšími. To v interakciách medzi hostiteľom a patogénom, kde vysoká frekvencia obrannej alely u hostiteľa znamená, že je pravdepodobnejšie, že sa patogén rozšíri, ak je schopný túto alelu prekonať.

Význam genetickej rozmanitosti

Existuje mnoho rôznych spôsobov merania genetickej diverzity. Skúmali a identifikovali sa aj moderné príčiny straty genetickej diverzity zvierat. V štúdii, ktorú v roku 2007 uskutočnila Národná vedecká nadácia, sa zistilo, že genetická diverzita a biodiverzita (Biodiverzita je stupeň variability foriem života v danom ekosystéme) ] sú navzájom závislé – že diverzita v rámci druhu je potrebná na zachovanie diverzity medzi druhmi a naopak. Podľa vedúceho výskumníka štúdie, Dr. Richarda Lankaua, „ak sa zo systému odstráni ktorýkoľvek druh, cyklus sa môže prerušiť a v spoločenstve začne dominovať jeden druh.“ Genotypová a fenotypová rozmanitosť bola zistená u všetkých druhov na úrovni bielkovín, DNA a organizmu. Organizácia genómu a fenómu v prírode nie je náhodná, je silne štruktúrovaná a koreluje s abiotickou a environmentálnou diverzitou a stresom.

Vzájomná závislosť medzi genetickou a biologickou rozmanitosťou je krehká. Zmeny v biologickej diverzite vedú k zmenám v životnom prostredí, čo vedie k adaptácii zostávajúcich druhov. Zmeny v genetickej diverzite, napríklad pri strate druhov, vedú k strate biologickej diverzity.HU ;FJF I;AFSA
FA

Genetická rozmanitosť zohráva dôležitú úlohu pri prežití a prispôsobivosti druhov. Keď sa zmení životné prostredie populácie, populácia sa možno bude musieť prispôsobiť, aby prežila; „schopnosť populácií vyrovnať sa s touto [environmentálnou] výzvou závisí od ich schopnosti prispôsobiť sa meniacemu sa prostrediu.“ Variabilita v genofonde populácie poskytuje variabilné znaky medzi jedincami tejto populácie. Tieto variabilné znaky sa môžu selektovať prostredníctvom prirodzeného výberu; v konečnom dôsledku vedú k adaptačnej zmene populácie, ktorá jej umožňuje prežiť v zmenenom prostredí. Ak má populácia určitého druhu veľmi rôznorodý genofond, potom bude existovať väčšia variabilita znakov jedincov tejto populácie a následne viac znakov, na ktoré môže pôsobiť prírodný výber, aby vybral najvhodnejších jedincov na prežitie.

Vysoká genetická rozmanitosť je tiež nevyhnutná pre vývoj druhu. Druhy, ktoré majú menšiu genetickú variabilitu, sú vystavené väčšiemu riziku. Pri veľmi malej génovej variabilite v rámci druhu je zdravé rozmnožovanie čoraz ťažšie a potomstvo sa častejšie stretáva s problémami, ako je napríklad príbuzenské kríženie. Zraniteľnosť populácie voči určitým typom chorôb sa môže zvýšiť aj so znížením genetickej diverzity.

Veľmi podobná udalosť je príčinou neslávne známeho zemiakového hladomoru v Írsku. Keďže nové rastliny zemiakov nevznikajú v dôsledku rozmnožovania, ale z častí materskej rastliny, nevzniká genetická rozmanitosť a celá plodina je v podstate klonom jedného zemiaka, je mimoriadne náchylná na epidémiu. V 40. rokoch 19. storočia bola veľká časť obyvateľstva Írska závislá od zemiakov. Pestovali totiž odrodu zemiakov „lumper“, ktorá bola náchylná na oomycétu Phytophthora infestans spôsobujúcu hnilobu. Táto oomycéta zničila väčšinu úrody zemiakov a milión ľudí zomrelo od hladu.

Vyrovnávanie sa s nízkou genetickou rozmanitosťou

Príroda má niekoľko spôsobov, ako zachovať alebo zvýšiť genetickú rozmanitosť. V oceánskom planktóne pomáhajú pri procese genetického posunu vírusy. Oceánske vírusy, ktoré infikujú planktón, nesú okrem vlastných génov aj gény iných organizmov. Keď vírus obsahujúci gény jednej bunky infikuje inú, zmení sa jej genetická výbava. Tento neustály posun genetickej výbavy pomáha udržiavať zdravú populáciu planktónu napriek zložitým a nepredvídateľným zmenám prostredia.

Gepardy sú ohrozeným druhom. Nízka genetická diverzita a z toho vyplývajúca nízka kvalita spermií sťažuje rozmnožovanie a prežívanie gepardov. Okrem toho sa dospelosti dožíva len približne 5 % gepardov.
Nedávno sa však zistilo, že gepardie samice sa môžu páriť s viac ako jedným samcom na jeden vrh mláďat. Podliehajú indukovanej ovulácii, čo znamená, že pri každom párení samice sa vyprodukuje nové vajíčko. Párením s viacerými samcami matka zvyšuje genetickú rozmanitosť v rámci jedného vrhu mláďat.

Miery genetickej diverzity

Genetickú diverzitu populácie možno posúdiť pomocou niekoľkých jednoduchých opatrení.

Ďalšie opatrenia rozmanitosti

Prípadne sa môžu hodnotiť iné typy diverzity organizmov:

Medzi rôznymi typmi rozmanitosti existujú široké súvislosti. Napríklad existuje úzka súvislosť medzi taxonomickou a ekologickou diverzitou stavovcov.

Kategórie
Psychologický slovník

Vývoj neurónov

Vývoj nervovej sústavy zahŕňa procesy, ktoré vytvárajú, formujú a pretvárajú nervovú sústavu od najranejších štádií embryogenézy až po posledné roky života. Cieľom štúdia nervového vývoja je opísať bunkový základ vývoja mozgu a zaoberať sa základnými mechanizmami. Táto oblasť čerpá z neurovedy aj vývojovej biológie, aby poskytla pohľad na bunkové a molekulárne mechanizmy, pomocou ktorých sa vyvíjajú zložité nervové systémy. Defekty v nervovom vývoji môžu viesť ku kognitívnemu, motorickému a intelektuálnemu postihnutiu, ako aj k neurologickým poruchám, ako je autizmus, Rettov syndróm a mentálna retardácia.

Prehľad vývoja mozgu

Mozog vzniká počas embryonálneho vývoja z neurálnej trubice, čo je raná embryonálna štruktúra. Najprednejšia časť neurálnej trubice sa nazýva telencefalón, ktorý sa rýchlo rozširuje v dôsledku proliferácie buniek a nakoniec z neho vzniká mozog. Postupne sa niektoré bunky prestanú deliť a diferencujú sa na neuróny a gliové bunky, ktoré sú hlavnými bunkovými zložkami mozgu. Novovzniknuté neuróny migrujú do rôznych častí vyvíjajúceho sa mozgu a samoorganizujú sa do rôznych mozgových štruktúr. Keď neuróny dosiahnu svoje regionálne pozície, predlžujú axóny a dendrity, ktoré im umožňujú komunikovať s inými neurónmi prostredníctvom synapsií. Synaptická komunikácia medzi neurónmi vedie k vytvoreniu funkčných nervových obvodov, ktoré sprostredkúvajú senzorické a motorické procesy a sú základom správania.

Vysoko schematická schéma vývoja ľudského mozgu.

Aspekty nervového vývoja

Niektoré medzníky nervového vývoja zahŕňajú zrod a diferenciáciu neurónov z prekurzorov kmeňových buniek, migráciu nezrelých neurónov z miesta ich zrodu v embryu do ich konečnej polohy, vyrastanie axónov a dendritov z neurónov, vedenie pohyblivého rastového kužeľa embryom smerom k postsynaptickým partnerom, vytváranie synapsií medzi týmito axónmi a ich postsynaptickými partnermi a napokon celoživotné zmeny v synapsiách, ktoré sú považované za základ učenia a pamäti.

Vývojová neuroveda využíva rôzne živočíšne modely vrátane myší Mus musculus , ovocných mušiek Drosophila melanogaster , zebričiek Danio rerio , hlaváčov Xenopus laevis a červov Caenorhabditis elegans a ďalších.

Počas skorého embryonálneho vývoja sa ektoderma špecifikuje tak, aby dala vzniknúť epiderme (koži) a neurálnej platničke. Premena nediferencovaného ektodermu na neuroektoderm si vyžaduje signály z mezodermu. Na začiatku gastrulácie sa predpokladané mezodermálne bunky presúvajú cez dorzálny blastopór a vytvárajú vrstvu medzi endodermom a ektodermom. Tieto mezodermálne bunky, ktoré migrujú pozdĺž dorzálnej stredovej línie, dávajú vzniknúť štruktúre nazývanej notochord. Ektodermálne bunky prekrývajúce notochord sa vyvíjajú do neurálnej platničky ako odpoveď na difúzny signál produkovaný notochordom. Zo zvyšku ektodermy vzniká epiderma (koža). Schopnosť mezodermy premeniť nadložný ektoderm na nervové tkanivo sa nazýva neurálna indukcia.

Neurálna platnička sa v treťom týždni gravidity prehýba smerom von a vytvára neurálnu ryhu. Od budúcej oblasti krku sa neurálne záhyby tejto ryhy uzatvárajú a vytvárajú neurálnu trubicu. Tvorba neurálnej trubice z ektodermy sa nazýva neurulácia. Predná (predná) časť neurálnej trubice sa nazýva bazálna platnička; zadná (zadná) časť sa nazýva alárna platnička. Dutý vnútrajšok sa nazýva neurálny kanál. Koncom štvrtého týždňa tehotenstva sa otvorené konce neurálnej trubice (neuropóry) uzavrú.

Identifikácia nervových induktorov

Transplantovaný blastoporálny pysk môže premeniť ektoderm na nervové tkanivo a hovorí sa, že má indukčný účinok. Neurálne induktory sú molekuly, ktoré môžu indukovať expresiu neurálnych génov v explantátoch ektodermy bez toho, aby indukovali aj mezodermálne gény. Neurálna indukcia sa často študuje na embryách Xenopus, pretože majú jednoduchý telesný vzor a existujú dobré markery na rozlíšenie neurálneho a neurálneho tkaniva. Príkladom neurálnych induktorov sú molekuly Noggin a Chordin.

Keď sa embryonálne ektodermálne bunky kultivujú pri nízkej hustote v neprítomnosti mezodermálnych buniek, podliehajú neurálnej diferenciácii (exprimujú neurálne gény), čo naznačuje, že neurálna diferenciácia je predvoleným osudom ektodermálnych buniek. V explantátových kultúrach (ktoré umožňujú priame interakcie medzi bunkami) sa tie isté bunky diferencujú na epidermu. Je to spôsobené pôsobením BMP4 (proteínu rodiny TGF-β), ktorý indukuje diferenciáciu ektodermálnych kultúr na epidermis. Počas neurálnej indukcie sú Noggin a Chordin produkované dorzálnym mezodermom (notochordom) a difundujú do nadväzujúceho ektodermu, aby inhibovali aktivitu BMP4. Táto inhibícia BMP4 spôsobuje diferenciáciu buniek na neurálne bunky.

Koncom štvrtého týždňa sa horná časť neurálnej trubice ohýba na úrovni budúceho stredného mozgu – mezencefala. Nad mezencefalom je prosencefalon (budúci predný mozog) a pod ním je rombencefalon (budúci zadný mozog).

Optický mechúrik (ktorý sa nakoniec stane zrakovým nervom, sietnicou a dúhovkou) sa vytvára na bazálnej platničke prosencefala. Alárna platňa prosencefala sa rozširuje a vytvára mozgové hemisféry (telencefalon), zatiaľ čo jeho bazálna platňa sa stáva diencefalonom. Nakoniec sa optický mechúrik zväčší a vytvorí optický výrastok.

Vzorkovanie nervového systému

U chordátov tvorí dorzálny ektoderm celé nervové tkanivo a nervovú sústavu. K modelovaniu dochádza v dôsledku špecifických podmienok prostredia – rôznych koncentrácií signálnych molekúl

Ventrálnu polovicu neurálnej platničky ovláda notochord, ktorý funguje ako „organizátor“. Dorzálnu polovicu ovláda ektodermová platnička, ktorá lemuje neurálnu platničku z oboch strán.

Ektoderm sa štandardnou cestou stáva nervovým tkanivom. Dôkazom toho sú jednotlivé kultivované bunky ektodermy, z ktorých sa vytvorí nervové tkanivo. Predpokladá sa, že je to spôsobené nedostatkom BMP, ktoré sú blokované organizátorom. Organizátor môže produkovať molekuly ako follistatín, noggin a chordin, ktoré inhibujú BMP.

Ventrálna neurálna trubica je modelovaná Shh z notochordu, ktorý funguje ako indukčné tkanivo. Induktor Shh spôsobuje diferenciáciu podlahovej dosky. Shh-nulové tkanivo nedokáže vytvoriť všetky typy buniek ventrálnej trubice, čo naznačuje, že Shh je potrebný na jej indukciu. Predpokladaný mechanizmus naznačuje, že Shh viaže patch, čím zmierňuje inhibíciu patch hladkého konca, čo vedie k aktivácii transkripčných faktorov gli.

V tomto kontexte Shh pôsobí ako morfogén – indukuje diferenciáciu buniek v závislosti od svojej koncentrácie. Pri nízkych koncentráciách vytvára ventrálne interneuróny, pri vyšších koncentráciách indukuje vývoj motorických neurónov a pri najvyšších koncentráciách indukuje diferenciáciu dnových platničiek. Zlyhanie diferenciácie modulovanej Shh spôsobuje haloprosencefáliu.

Dorzálna neurálna trubica sa formuje pomocou BMP z epidermálneho ektodermu, ktorý obklopuje neurálnu platničku. Tie indukujú senzorické interneuróny aktiváciou Sr/Thr kináz a zmenou hladín transkripčných faktorov SMAD.

Dorzoventrálna indukcia ventrálneho tkaniva exprimuje charakteristické predné tkanivo. Diferenciáciu zadných tkanív riadia aj iné signály vrátane FGF a kyseliny retinovej.

Napríklad zadný mozog je modelovaný Hox génmi, ktoré sa exprimujú v prekrývajúcich sa oblastiach pozdĺž prednej a zadnej osi. 5′ gény v tomto zoskupení a exprimujú sa najviac vzadu. Hoxb-1 je exprimovaný v rhombomere 4 a dáva vznik tvárovému nervu. Bez expresie tohto Hoxb-1 vzniká nerv, ktorý je podobný trojklannému nervu.

Kortikogenéza: mladšie neuróny migrujú za staršími pomocou radiálnych glií ako lešenia. Cajalove-Retziove bunky (červené) uvoľňujú reelín (oranžový).

Migrácia neurónov je spôsob, akým sa neuróny presúvajú z miesta svojho vzniku alebo zrodu na konečné miesto v mozgu. Existuje niekoľko spôsobov, ako to môžu robiť, napr. radiálnou migráciou alebo tangenciálnou migráciou. (pozri časozberné sekvencie radiálnej migrácie (známej aj ako gliové vedenie) a somálnej translokácie).

Tangenciálna migrácia interneurónov z gangliovej eminencie.

Radiálna migrácia
Neuronálne prekurzorové bunky sa množia vo ventrikulárnej zóne vyvíjajúceho sa neokortexu. Prvé postmitotické bunky, ktoré migrujú, tvoria preplát, ktorý je určený na to, aby sa stal Cajal-Retziovými bunkami a subplátovými neurónmi. Tieto bunky tak robia somálnou translokáciou. Neuróny migrujúce týmto spôsobom lokomócie sú bipolárne a pripájajú sa predným okrajom procesu k pia. Soma sa potom transportuje na povrch pionu nukleokinézou, čo je proces, pri ktorom sa mikrotubulárna „klietka“ okolo jadra predlžuje a kontrahuje v spojení s centrozómom, aby viedla jadro na konečné miesto určenia. Radiálna glia, ktorej vlákna slúžia ako lešenie pre migrujúce bunky, sa môže sama deliť alebo premiestniť na kortikálnu platničku a diferencovať sa buď na astrocyty, alebo na neuróny. K somálnej translokácii môže dôjsť kedykoľvek počas vývoja.

Následné vlny neurónov rozdeľujú preplatňu migráciou pozdĺž radiálnych gliových vlákien a vytvárajú kortikálnu platňu. Každá vlna migrujúcich buniek sa pohybuje okolo svojich predchodcov a vytvára vrstvy smerom dovnútra, čo znamená, že najmladšie neuróny sú najbližšie k povrchu. Odhaduje sa, že migrácia vedená gliou predstavuje 90 % migrujúcich neurónov u ľudí a približne 75 % u hlodavcov.

Tangenciálna migrácia
Väčšina interneurónov migruje tangenciálne prostredníctvom viacerých spôsobov migrácie, aby sa dostali na príslušné miesto v kôre. Príkladom tangenciálnej migrácie je pohyb interneurónov z gangliovej eminencie do mozgovej kôry. Jedným z príkladov prebiehajúcej tangenciálnej migrácie v zrelom organizme, pozorovanej u niektorých zvierat, je rostrálny migračný prúd spájajúci subventrikulárnu zónu a čuchový bulbus.

Iné spôsoby migrácie
Existuje aj spôsob migrácie neurónov nazývaný multipolárna migrácia. Tá sa prejavuje v multipolárnych bunkách, ktoré sú hojne zastúpené v kortikálnej intermediálnej zóne. Nepodobajú sa na bunky migrujúce lokomóciou alebo somálnou translokáciou. Namiesto toho tieto multipolárne bunky exprimujú neuronálne markery a vysúvajú početné tenké výbežky rôznymi smermi nezávisle od radiálnych gliových vlákien.

Nervový rastový faktor (NGF): Rita Levi Montalcini a Stanley Cohen purifikovali prvý trofický faktor, nervový rastový faktor (NGF), za čo dostali Nobelovu cenu. Existujú tri trofické faktory súvisiace s NGF: BDNF, NT3 a NT4, ktoré regulujú prežívanie rôznych populácií neurónov. Proteíny Trk fungujú ako receptory pre NGF a príbuzné faktory. Trk je receptorová tyrozínkináza. Dimerizácia a fosforylácia Trk vedie k aktivácii rôznych vnútrobunkových signálnych dráh vrátane dráh MAP kinázy, Akt a PKC.

CNTF: Ciliárny neurotrofický faktor je ďalší proteín, ktorý pôsobí ako faktor prežitia motorických neurónov. CNTF pôsobí prostredníctvom receptorového komplexu, ktorý zahŕňa CNTFRα, GP130 a LIFRβ. Aktivácia receptora vedie k fosforylácii a náboru kinázy JAK, ktorá následne fosforyluje LIFRβ. LIFRβ pôsobí ako dokovacie miesto pre transkripčné faktory STAT. Kináza JAK fosforyluje proteíny STAT, ktoré sa oddeľujú od receptora a premiestňujú sa do jadra, aby regulovali expresiu génov.

GDNF: Gliálny neurotrofický faktor je členom rodiny proteínov TGFb a je silným trofickým faktorom pre striatálne neuróny. Funkčný receptor je heterodimér, ktorý sa skladá z receptorov typu 1 a typu 2. Aktivácia receptora typu 1 vedie k fosforylácii proteínov Smad, ktoré sa premiestňujú do jadra a aktivujú expresiu génov.

Neuromuskulárne spojenie
Veľká časť našich poznatkov o tvorbe synapsií pochádza zo štúdií na neuromuskulárnom spojení. Vysielačom v tejto synapsii je acetylcholín. Acetylcholínový receptor (AchR) je prítomný na povrchu svalových buniek pred vytvorením synapsy. Príchod nervu vyvolá zoskupenie receptorov v synapsii. McMahan a Sanes ukázali, že synaptogénny signál sa sústreďuje na bazálnej lamine. Ukázali tiež, že synaptogénny signál je produkovaný nervom, a tento faktor identifikovali ako agrín. Agrin vyvoláva zoskupenie AchRs na povrchu svalu a u myší s knockoutom agrinu je narušená tvorba synapsií. Agrin prenáša signál cez receptor MuSK na rapsyn. Fischbach a jeho kolegovia ukázali, že receptorové podjednotky sa selektívne prepisujú z jadier vedľa miesta synaptického výskytu. Je to sprostredkované neuregulínmi.

V zrelej synapsii je každé svalové vlákno inervované jedným motorickým neurónom. Počas vývoja sú však mnohé vlákna inervované viacerými axónmi. Lichtman a jeho kolegovia skúmali proces eliminácie synapsií. Ide o udalosť závislú od aktivity. Čiastočné zablokovanie receptora vedie k stiahnutiu príslušných presynaptických terminálov.

synapsie CNS
Agrín zrejme nie je centrálnym mediátorom tvorby synapsií CNS a o identifikáciu signálov, ktoré sprostredkúvajú synaptogenézu CNS, je aktívny záujem. Na neurónoch v kultúre sa vytvárajú synapsie, ktoré sú podobné tým, ktoré sa tvoria in vivo, čo naznačuje, že synaptogénne signály môžu správne fungovať in vitro. Štúdie synaptogenézy CNS sa zameriavajú najmä na glutamátergické synapsie. Zobrazovacie experimenty ukazujú, že dendrity sú počas vývoja veľmi dynamické a často iniciujú kontakt s axónmi. Nasleduje nábor postsynaptických proteínov do miesta kontaktu. Stephen Smith a jeho kolegovia ukázali, že kontakt iniciovaný dendritickými filopódiami sa môže vyvinúť do synapsií.

Indukcia tvorby synáps gliovými faktormi: Barres a jeho kolegovia zistili, že faktory v gliových podmienených médiách indukujú tvorbu synapsií v kultúrach gangliových buniek sietnice. Tvorba synapsií v CNS súvisí s diferenciáciou astrocytov, čo naznačuje, že astrocyty môžu poskytovať synaptogénny faktor. Identita astrocytárnych faktorov zatiaľ nie je známa.

Neuroligíny a SynCAM ako synaptogénne signály: Sudhof, Serafini, Scheiffele a ich kolegovia preukázali, že neuroligíny a SynCAM môžu pôsobiť ako faktory, ktoré indukujú presynaptickú diferenciáciu. Neuroligíny sú koncentrované v postsynaptickom mieste a pôsobia prostredníctvom neurexínov koncentrovaných v presynaptických axónoch. SynCAM je adhezívna bunková molekula, ktorá je prítomná v pre- aj postsynaptických membránach.

O každú nervovosvalovú križovatku súperí niekoľko motorneurónov, ale len jeden prežije do dospelosti. Ukázalo sa, že konkurencia in vitro zahŕňa obmedzenú neurotrofickú látku, ktorá sa uvoľňuje, alebo že nervová aktivita dáva výhodu silným postsynaptickým spojeniam tým, že dáva odolnosť toxínu, ktorý sa tiež uvoľňuje pri nervovej stimulácii. In vivo sa predpokladá, že svalové vlákna si vyberajú najsilnejší neurón prostredníctvom spätného signálu.

Vývoj neurónov/neurulácia – Neurula – Neurálne záhyby – Neurálna ryha – Neurálna trubica – Neurálny hrebeň – Neuroméra (Rhomboméra) – Notochord – Neurálna platnička

Vývoj oka – Zrakové mechúriky – Zraková stopka – Zrakový pohárik – Sluchový mechúrik – Sluchová jamka

Kategórie
Psychologický slovník

Chromozóm 22 (človek)

Chromozóm 22 je jedným z 23 párov chromozómov u ľudí. Ľudia majú zvyčajne dve kópie tohto chromozómu. Chromozóm 22 je druhý najmenší ľudský chromozóm, ktorý obsahuje približne 49 miliónov párov báz (stavebný materiál DNA) a predstavuje 1,5 až 2 % celkovej DNA v bunkách.

V roku 1999 vedci pracujúci na projekte ľudského genómu oznámili, že určili sekvenciu párov báz, ktoré tvoria tento chromozóm. Chromozóm 22 bol prvým ľudským chromozómom, ktorý bol úplne sekvenovaný.

Identifikácia génov na jednotlivých chromozómoch je aktívnou oblasťou genetického výskumu. Keďže výskumníci používajú rôzne prístupy na predpovedanie počtu génov na každom chromozóme, odhadovaný počet génov sa líši. Chromozóm 22 pravdepodobne obsahuje 500 až 800 génov.

Na chromozóme 22 sa nachádzajú niektoré gény:

Nasledujúce ochorenia sú niektoré z tých, ktoré súvisia s génmi na chromozóme 22:

Nasledujúce stavy sú spôsobené zmenami v štruktúre alebo počte kópií chromozómu 22:

{1}
{2}
{3}
{4}
{5}
{6}
{7}
{8}
{9}
{10}
{11}
{12}
{13}
{14}
{15}
{16}
{17}
{18}
{19}
{20}
{21}
{22}
{X}
{Y}

Kategórie
Psychologický slovník

Farebné modely

Farebný model je abstraktný matematický model opisujúci spôsob, akým možno farby reprezentovať ako tuply čísel, zvyčajne ako tri alebo štyri hodnoty alebo farebné zložky. Ak je tento model spojený s presným opisom toho, ako sa majú zložky interpretovať (podmienky zobrazenia atď.), výsledná množina farieb sa nazýva farebný priestor. V tejto časti sa opisujú spôsoby, ktorými možno modelovať ľudské farebné videnie.

3D reprezentácia ľudského farebného priestoru.

Tento priestor si môžeme predstaviť ako oblasť v trojrozmernom euklidovskom priestore, ak osi x, y a z stotožníme s podnetmi pre receptory s dlhou (L), strednou (M) a krátkou vlnovou dĺžkou (S). Počiatok (S,M,L) = (0,0,0) zodpovedá čiernej farbe. Biela farba nemá v tomto diagrame definovanú pozíciu; je skôr definovaná podľa požadovanej teploty farieb alebo vyváženia bielej farby alebo podľa toho, ako je k dispozícii z okolitého osvetlenia. Ľudský farebný priestor je kužeľ v tvare podkovy, ako je znázornené tu (pozri tiež diagram chromatickosti CIE nižšie), ktorý sa tiahne od počiatku v zásade do nekonečna. V praxi sa ľudské farebné receptory pri extrémne vysokých intenzitách svetla nasýtia alebo dokonca poškodia, ale takéto správanie nie je súčasťou farebného priestoru CIE a ani zmena vnímania farieb pri nízkych úrovniach osvetlenia (pozri: Kruithofova krivka).

Ľudský tristimulový priestor má tú vlastnosť, že aditívne miešanie farieb zodpovedá sčítaniu vektorov v tomto priestore. Vďaka tomu je napríklad jednoduché opísať možné farby (gamut), ktoré možno vytvoriť z červenej, zelenej a modrej primárnej farby na displeji počítača.

CIE1931 Štandardné kolorimetrické funkcie pozorovateľa medzi 380 nm a 780 nm (v intervaloch po 5 nm).

Jedným z prvých matematicky definovaných farebných priestorov je farebný priestor CIE XYZ (známy aj ako farebný priestor CIE 1931), ktorý vytvorila Medzinárodná komisia pre osvetlenie v roku 1931. Tieto údaje boli namerané pre ľudských pozorovateľov a zorné pole 2 stupne. V roku 1964 boli uverejnené doplňujúce údaje pre 10 stupňové zorné pole.

Na obrázku vľavo je znázornený príslušný diagram chromatickosti s vlnovými dĺžkami v nanometroch.

V tomto diagrame sú x a y spojené s hodnotami tristimulu X, Y a Z v rámci ľudského tristimulového farebného priestoru podľa:

Z matematického hľadiska sú x a y projektívne súradnice a farby chromatického diagramu zaberajú oblasť reálnej projektívnej roviny. Keďže krivky citlivosti CIE majú rovnaké plochy pod krivkami, svetlo s plochým energetickým spektrom zodpovedá bodu (x,y) = (0,333,0,333).

Hodnoty X, Y a Z sa získavajú integráciou súčinu spektra svetelného lúča a uverejnených funkcií porovnávania farieb. Modré a červené vlnové dĺžky neprispievajú výrazne k svietivosti, čo ilustruje nasledujúci príklad:

Pre človeka s normálnym farebným videním je zelená farba jasnejšia ako červená, ktorá je jasnejšia ako modrá. Aj keď sa čistá modrá zdá byť veľmi tmavá a pri pozorovaní z diaľky ju sotva rozoznáte od čiernej, modrá má silnú farebnú silu, keď sa zmieša so zelenou alebo červenou.

Pri niektorých formách „červeno-zelenej farbosleposti“ je zelená farba o niečo jasnejšia ako modrá a červená je taká tmavá, že ju sotva rozoznáte. Červené semafory sa za jasného denného svetla javia ako rozbité (bez svetla). Zelené semafory sa javia ako špinavo biele a ťažko rozlíšiteľné od nočných pouličných svetiel.

Farebný priestor CIE-xyz je hranol, na rozdiel od vyššie uvedeného kužeľovitého tristimulového priestoru. V dvojrozmernom zobrazení xy tvoria všetky možné aditívne zmesi dvoch farieb A a B priamku. Aditívna zmes dvoch farieb však vo všeobecnosti neleží v strede tejto priamky.

Médiá, ktoré prenášajú svetlo (napríklad televízia), používajú aditívne miešanie farieb so základnými farbami červenou, zelenou a modrou, z ktorých každá stimuluje jeden z troch typov očných farebných receptorov s čo najmenšou stimuláciou ostatných dvoch. Toto sa nazýva farebný priestor „RGB“ – pozri tiež farebný model RGB. Zmesi svetla týchto základných farieb pokrývajú veľkú časť ľudského farebného priestoru, a tak vytvárajú veľkú časť ľudských farebných zážitkov. Preto farebné televízne prijímače alebo farebné počítačové monitory musia produkovať len zmesi červeného, zeleného a modrého svetla. Pozri časť Aditívna farba.

V zásade by sa mohli použiť aj iné základné farby, ale pomocou červenej, zelenej a modrej možno zachytiť najväčšiu časť ľudského farebného priestoru. Nanešťastie neexistuje presná zhoda v tom, aké miesta v chromatickom diagrame by mali mať červená, zelená a modrá farba, takže rovnaké hodnoty RGB môžu na rôznych obrazovkách vytvárať mierne odlišné farby.

Zobrazenia HSV a HSL

Keďže výskumníci v oblasti počítačovej grafiky si uvedomili, že geometria modelu RGB nie je dostatočne zosúladená s atribútmi vytvárania farieb rozpoznávanými ľudským zrakom, koncom 70. rokov 20. storočia vyvinuli dve alternatívne reprezentácie RGB, HSV a HSL (odtieň, sýtosť, hodnota a odtieň, sýtosť, svetlosť), ktoré boli formálne definované a opísané v článku Alvyho Raya Smitha „Páry transformácie farebného gamutu“ z roku 1978. HSV a HSL vylepšujú reprezentáciu farebnej kocky RGB usporiadaním farieb každého odtieňa do radiálneho rezu okolo centrálnej osi neutrálnych farieb, ktorá siaha od čiernej v spodnej časti po bielu v hornej časti. Plne sýte farby každého odtieňa potom ležia v kruhu, farebnom kolese.

HSV sa modeluje podľa zmesi farieb, pričom jeho rozmery sýtosti a hodnoty sa podobajú zmesiam jasne sfarbenej farby s bielou a čiernou. HSL sa snaží podobať viac percepčným farebným modelom, ako sú NCS alebo Munsell. Umiestňuje plne nasýtené farby do kruhu svetlosti ½, takže svetlosť 1 vždy znamená bielu a svetlosť 0 vždy znamená čiernu.

HSV aj HSL sa široko používajú v počítačovej grafike, najmä ako výber farieb v softvéri na úpravu obrázkov. Matematická transformácia z RGB do HSV alebo HSL sa dala vypočítať v reálnom čase aj na počítačoch zo 70. rokov a existuje ľahko pochopiteľné mapovanie medzi farbami v ktoromkoľvek z týchto priestorov a ich prejavom na fyzickom zariadení RGB.

Porovnanie farebných modelov RGB a CMYK.

Kombináciou azurových, purpurových a žltých transparentných farbív na bielom podklade je možné dosiahnuť veľký nesprávny rozsah farieb, ktoré človek vidí. Ide o subtraktívne základné farby. Často sa pridáva štvrtá čierna na zlepšenie reprodukcie niektorých tmavých farieb. Tento farebný priestor sa nazýva „CMY“ alebo „CMYK“.

Azúrový atrament odráža všetko svetlo okrem červeného, žltý atrament odráža všetko svetlo okrem modrého a purpurový atrament odráža všetko svetlo okrem zeleného. Je to preto, že azúrové svetlo je rovnakou zmesou zelenej a modrej farby, žlté svetlo je rovnakou zmesou červenej a zelenej farby a purpurové svetlo je rovnakou zmesou červenej a modrej farby.

Existujú rôzne typy farebných systémov, ktoré klasifikujú farby a analyzujú ich účinky. Americký Munsellov farebný systém, ktorý navrhol Albert H. Munsell, je známa klasifikácia, ktorá usporadúva rôzne farby do farebných telies na základe odtieňa, sýtosti a hodnoty. Medzi ďalšie dôležité farebné systémy patrí švédsky systém prirodzených farieb (NCS) od Škandinávskeho farebného inštitútu, jednotný farebný priestor Americkej optickej spoločnosti (OSA-UCS) a maďarský systém Coloroid, ktorý vyvinul Antal Nemcsics z Budapeštianskej technickej a ekonomickej univerzity. Z týchto systémov je NCS založený na farebnom modeli oponentského procesu, zatiaľ čo Munsell, OSA-UCS a Coloroid sa snažia modelovať jednotnosť farieb. Americký systém Pantone a nemecký komerčný systém porovnávania farieb RAL sa od predchádzajúcich systémov líšia tým, že ich farebné priestory nie sú založené na základnom farebnom modeli.

Ďalšie použitia pojmu „farebný model“

Modely mechanizmu farebného videnia

„Farebný model“ používame aj na označenie modelu alebo mechanizmu farebného videnia na vysvetlenie toho, ako sa farebné signály spracúvajú zo zrakových čapíkov do gangliových buniek. Pre zjednodušenie nazývame tieto modely modely farebných mechanizmov. Klasickými modelmi farebných mechanizmov sú Young-Helmholtzov trichromatický model a Heringov model oponentného procesu. Hoci sa spočiatku predpokladalo, že tieto dve teórie sú v rozpore, neskôr sa dospelo k poznaniu, že mechanizmy zodpovedné za farebnú opozíciu prijímajú signály z troch typov čapíkov a spracúvajú ich na zložitejšej úrovni.

Vývoj farebného videnia stavovcov

Obratlovce boli pôvodne tetrachromatické. Mali čapíky s krátkou, strednou a dlhou vlnovou dĺžkou a čapíky citlivé na ultrafialové žiarenie. Dnes sú tetrachromatické ryby, plazy a vtáky. Placentálne cicavce stratili čapíky s krátkou aj strednou vlnovou dĺžkou. Väčšina cicavcov teda nemá komplexné farebné videnie, ale je citlivá na ultrafialové svetlo. Ľudské trichromatické farebné videnie je nedávnou evolučnou novinkou, ktorá sa prvýkrát vyvinula u spoločného predka primátov Starého sveta. Naše trichromatické farebné videnie sa vyvinulo duplikáciou opsínu citlivého na dlhé vlnové dĺžky, ktorý sa nachádza na chromozóme X. Jedna z týchto kópií sa vyvinula ako citlivá na zelené svetlo a predstavuje náš opsín strednej vlnovej dĺžky. Zároveň sa náš opsín pre krátke vlnové dĺžky vyvinul z ultrafialového opsínu našich predkov z radov stavovcov a cicavcov.

Ľudská červeno-zelená farbosleposť vzniká preto, lebo dve kópie génov pre červený a zelený opsín zostávajú na chromozóme X v tesnej blízkosti. V dôsledku častej rekombinácie počas meiózy sa tieto génové páry môžu ľahko prestavať, čím sa vytvoria verzie génov, ktoré nemajú odlišnú spektrálnu citlivosť.

Kategórie
Psychologický slovník

Technika emocionálnej slobody

Techniky emocionálnej slobody (EFT) sú psychoterapeutickým nástrojom alternatívnej medicíny založeným na teórii, že negatívne emócie sú spôsobené poruchami v energetickom poli tela a že poklepávanie na meridiány pri myslení na negatívne emócie mení energetické pole tela a obnovuje jeho „rovnováhu“. Existujú dve štúdie, ktoré zrejme poukazujú na pozitívne výsledky používania týchto techník, ale ďalšia štúdia naznačuje, že je nerozoznateľná od placebo efektu. Kritici označili teóriu EFT za pseudovedeckú a naznačili, že akákoľvek užitočnosť pramení skôr z jej tradičnejších kognitívnych zložiek, ako je odvrátenie pozornosti od negatívnych myšlienok, než z manipulácie s údajnými „energetickými meridiánmi“.

EFT vytvoril Gary Craig v polovici 90. rokov 20. storočia a má byť zjednodušením a zdokonalením techniky terapie myšlienkovým poľom (TFT) Rogera Callahana. Craig sa začiatkom 90. rokov 20. storočia školil u Callahana. V roku 1993 bol Craig prvou osobou, ktorú Callahan vyškolil v jeho najpokročilejšom postupe, patentovanom postupe známom ako hlasová technológia. Craig na základe svojich skúseností zistil, že na poradí ťukacích bodov nezáleží a že špeciálne patentované postupy sú preto zbytočné, takže v polovici 90. rokov Callahanove postupy zjednodušil.

Zástancovia EFT tvrdia, že zmierňuje mnohé psychické a fyzické stavy vrátane depresie, úzkosti, posttraumatickej stresovej poruchy, celkového stresu, závislostí a fóbií. Extrémnejšie tvrdenia sa týkajú sklerózy multiplex a dokonca „všetkého od bežného prechladnutia až po rakovinu“. Základná technika EFT spočíva v tom, že sa v mysli drží znepokojujúca spomienka alebo emócia a súčasne sa prstami ťuká na sériu 12 špecifických bodov na tele, ktoré zodpovedajú meridiánom používaným v čínskej medicíne. Ak sa započítajú aj body prezývané „bod karate“, „bod gamut“ a „boľavý bod“, ktoré sa používajú na zvýšenie účinnosti liečby, je ich 15. Teória EFT, založená na starobylej teórii akupunktúry, hovorí, že negatívne emócie sú spôsobené poruchami v energetickom poli tela a že poklepávanie na meridiány pri myslení na negatívnu emóciu alebo udalosť mení energetické pole tela a obnovuje jeho „rovnováhu“.

Hlavný rozdiel medzi EFT a TFT nie je v princípoch, ale v aplikácii. Pri TFT sa na riešenie konkrétneho problému používa špecifická postupnosť bodov poklepu (známa ako algoritmus). Táto postupnosť sa určuje pomocou svalového testovania, čo je postup, ktorý sa používa aj v aplikovanej kineziológii.

V EFT sa poradie bodov poklepu nepovažuje za dôležité, a preto sa pre rôzne problémy nevyžadujú individuálne algoritmy. Namiesto toho sa na všetky problémy používa komplexný algoritmus a nie je potrebná žiadna diagnostika ani svalové testy. Na konkrétny problém môže byť potrebných menej bodov ako všetky, ale keďže ich je tak málo, považuje sa za zbytočné zisťovať, ktoré sú potrebné.

EFT bola od roku 2007 predmetom troch recenzovaných publikácií.

Prvá štúdia, publikovaná v časopise Journal of Clinical Psychology v roku 2003 (indexovaná v databáze MEDLINE) a financovaná Asociáciou pre komplexnú energetickú psychológiu, zahŕňala 35 pacientov s fóbiou z malých zvierat, ktorí absolvovali jednu terapiu pomocou EFT. Autori dospeli k záveru, že ich zistenia „do značnej miery zodpovedajú“ hypotéze, že EFT môže znížiť fóbiu z malých zvierat počas jedného liečebného sedenia, ale metodologické obmedzenia štúdie bránia vyvodeniu akýchkoľvek pevných záverov.

Druhú štúdiu, publikovanú v časopise The Scientific Review of Mental Health Practice v roku 2003 (indexovanú v databáze PsycInfo), uskutočnili Waite a Holder na 119 študentoch univerzity, ktorí uvádzali špecifické strachy alebo fóbie.
Táto štúdia porovnávala štyri skupiny: Skupina, ktorá absolvovala jedno kolo bežnej EFT; druhá skupina, ktorá absolvovala rovnakú liečbu s tým rozdielom, že sa ťukalo na body na ruke, ktoré nie sú súčasťou štandardného protokolu EFT; tretia skupina, ktorá absolvovala rovnakú liečbu s tým rozdielom, že sa ťukalo na príslušné meridiánové body na neživom predmete (bábike) a štvrtá skupina, ktorá bola požiadaná, aby si vyrobila hračku. Účastníci boli požiadaní, aby na stupnici SUDS sami uviedli svoje obavy pred liečbou a po nej.

Prvé tri skupiny si štatisticky viedli lepšie ako štvrtá skupina, ale medzi tromi skupinami, ktoré sa venovali tappingu, neboli významné rozdiely. To znamená, že skupiny, ktoré ťukali na fiktívne body a na bábiku, si viedli rovnako dobre ako skupina EFT, ale všetky tri skupiny si viedli lepšie ako skupina bez liečby. Keďže skupina, ktorá používala bábiku, neťukala na meridiánové body, a napriek tomu mala rovnaký prospech, autori to navrhli ako falzifikáciu tvrdenia, že EFT je účinná vďaka energetickému meridiánovému systému.

Jeden zo zástancov sa predbežne domnieva, že účinnosť EFT v skupine „bábik“ odráža pôsobenie zrkadlových neurónov.

V tretej štúdii, publikovanej v časopise Counseling and Clinical Psychology v roku 2005 (nepravidelne publikovaný časopis, ktorý nie je zahrnutý v databázach PsycINFO ani MEDLINE), bola použitá podmnožina validovaného kontrolného zoznamu symptómov SCL-90-R na testovanie úrovne psychického stresu u 102 účastníkov zážitkového seminára Techník emocionálnej slobody (EFT) pred liečbou, po liečbe a pri šesťmesačnom sledovaní. Došlo k štatisticky významnému poklesu všetkých mier psychického stresu meraných pomocou SA-45 pred workshopom a po ňom, čo sa udržalo aj v 6-mesačnej následnej štúdii. Keďže v štúdii chýbala kontrolná skupina, nebolo možné vylúčiť placebo efekt alebo regresiu k priemeru, ktoré často spôsobujú zníženie patológie po akejkoľvek liečbe.

EFT bola v časopise Skeptical Inquirer označená za pseudovedu na základe toho, čo časopis opisuje ako nedostatočnú falzifikovateľnosť, spoliehanie sa na anekdotické dôkazy a agresívnu propagáciu prostredníctvom internetu. Gary Craig, vývojár EFT, tvrdí, že poklepaním kdekoľvek na tele sa manipuluje s „energetickými meridiánmi“. Existuje mnoho bodov, ktoré používajú akupunkturisti a ktoré nie sú zahrnuté v metodike EFT, a poklepanie na jeden z nich môže mať náhodný účinok, ktorý ešte nebol preskúmaný. Skeptici tvrdili, že takéto tvrdenie robí EFT netestovateľnou vedeckou metódou, a teda pseudovedou. Týmto argumentom sa zaoberá aj článok Waitea a Holdera, v ktorom účastníci ťukali na bábiku, a nie na seba. Waite a Holder naznačili, že úspechy EFT pravdepodobne pramenia skôr z „vlastností, ktoré má spoločné s tradičnejšími terapiami“, než z manipulácie s údajnými „energetickými meridiánmi“ prostredníctvom poklepávania. Štúdia z roku 2003 ukázala, že EFT, modelová liečba a placebo viedli k výraznému zníženiu úzkosti a strachu v porovnaní s kontrolnou skupinou. Nedávny článok v denníku Guardian, ktorý napísali novinári, naznačoval, že akt poklepávania na časti tela v komplikovanej sekvencii pôsobí ako rozptýlenie, a preto sa môže zdať, že zmierňuje základnú úzkosť. Terapeut počas celej terapie každých niekoľko sekúnd opakuje pripomínajúcu frázu, aby upriamil pozornosť klienta späť na problém [Ako odkazovať a odkazovať na zhrnutie alebo text].

Kategórie
Psychologický slovník

Syndróm necitlivosti na androgény

Ženy s AIS a súvisiacimi stavmi DSD

Syndróm necitlivosti na androgény (AIS) je stav, ktorý vedie k čiastočnej alebo úplnej neschopnosti bunky reagovať na androgény. Nereagovanie bunky na prítomnosť androgénnych hormónov môže narušiť alebo zabrániť maskulinizácii mužských genitálií u vyvíjajúceho sa plodu, ako aj rozvoju mužských sekundárnych pohlavných znakov v puberte, ale výrazne nenarušuje ženský pohlavný alebo sexuálny vývoj. Necitlivosť na androgény ako taká je klinicky významná len vtedy, keď sa vyskytuje u genetických mužov (t. j. jedincov s chromozómom Y, presnejšie s génom SRY). Klinické fenotypy u týchto jedincov sa pohybujú od normálneho mužského habitu s miernym spermatogénnym defektom alebo zníženým sekundárnym terminálnym ochlpením až po úplne ženský habitus napriek prítomnosti Y-chromozómu.

AIS sa delí do troch kategórií, ktoré sa rozlišujú podľa stupňa maskulinizácie genitálií: syndróm úplnej androgénnej necitlivosti (CAIS) sa indikuje vtedy, keď sú vonkajšie genitálie normálne ženské; syndróm miernej androgénnej necitlivosti (MAIS) sa indikuje vtedy, keď sú vonkajšie genitálie normálne mužské, a syndróm čiastočnej androgénnej necitlivosti (PAIS) sa indikuje vtedy, keď sú vonkajšie genitálie čiastočne, ale nie úplne maskulinizované.

Syndróm androgénnej necitlivosti je najväčšou jednotkou, ktorá vedie k 46,XY nedosiahnuteľným genitáliám.

AIS sa rozdeľuje do troch tried na základe fenotypu: syndróm úplnej necitlivosti na androgény (CAIS), syndróm čiastočnej necitlivosti na androgény (PAIS) a syndróm miernej necitlivosti na androgény (MAIS). Doplňujúci systém fenotypového triedenia, ktorý používa sedem tried namiesto tradičných troch, navrhla pediatrická endokrinologička Charmian A. Quigley a kol. v roku 1995. Prvých šesť tried stupnice, triedy 1 až 6, sa rozlišuje podľa stupňa maskulinizácie genitálií; trieda 1 sa uvádza, keď sú vonkajšie genitálie úplne maskulinizované, trieda 6 sa uvádza, keď sú vonkajšie genitálie úplne feminizované, a triedy 2 až 5 kvantifikujú štyri stupne klesajúcej maskulinizácie genitálií, ktoré ležia v medzistupni. Stupeň 7 je nerozlíšiteľný od stupňa 6 až do puberty a potom sa rozlišuje podľa prítomnosti sekundárneho terminálneho ochlpenia; stupeň 6 sa uvádza, keď je prítomné sekundárne terminálne ochlpenie, zatiaľ čo stupeň 7 sa uvádza, keď chýba. Quigleyho stupnica sa môže použiť v spojení s tradičnými tromi triedami AIS na poskytnutie dodatočných informácií týkajúcich sa stupňa maskulinizácie genitálií a je obzvlášť užitočná v prípade diagnózy PAIS.

Umiestnenie a štruktúra ľudského androgénneho receptora. Hore, gén AR sa nachádza na proximálnom dlhom ramienku chromozómu X. Uprostred, osem exónov je oddelených intronmi rôznej dĺžky. Dole: Ilustrácia proteínu AR s vyznačenými primárnymi funkčnými doménami (nezodpovedá skutočnej trojrozmernej štruktúre).

Ľudský androgénny receptor (AR) je proteín kódovaný génom, ktorý sa nachádza na proximálnom dlhom ramienku chromozómu X (lokus Xq11-Xq12). Oblasť kódujúca proteín pozostáva z približne 2 757 nukleotidov (919 kodónov), ktoré pokrývajú osem exónov označených 1 – 8 alebo A – H. Introny majú veľkosť od 0,7 do 26 kb. Podobne ako iné jadrové receptory, aj proteín androgénového receptora sa skladá z niekoľkých funkčných domén: transaktivačnej domény (nazývanej aj doména regulácie transkripcie alebo amino/ NH2-koncová doména), domény viažucej DNA, oblasti závesu a domény viažucej steroidy (nazývanej aj karboxylovo-koncová doména viažuca ligand). Transaktivačná doména je kódovaná exónom 1 a tvorí viac ako polovicu proteínu AR. Exóny 2 a 3 kódujú doménu viažucu DNA, zatiaľ čo 5′ časť exónu 4 kóduje oblasť závesu. Zvyšok exónu 4 až exón 8 kóduje doménu viažucu ligand.

Dĺžky trinukleotidových satelitov a transkripčná aktivita AR

Gén pre androgénny receptor obsahuje dva polymorfné trinukleotidové mikrosatelity v exóne 1. Prvý mikrosatelit (najbližšie k 5′ koncu) obsahuje 8 až 60 opakovaní glutamínového kodónu „CAG“, a preto je známy ako polyglutamínový trakt. Druhý mikrosatelit obsahuje 4 až 31 opakovaní glycínového kodónu „GGC“ a je známy ako polyglycínový trakt. Priemerný počet opakovaní sa líši podľa etnickej príslušnosti, pričom belosi majú v priemere 21 opakovaní CAG a černosi 18. U mužov sú chorobné stavy spojené s extrémnymi hodnotami dĺžky polyglutamínového traktu; rakovina prostaty, hepatocelulárny karcinóm a mentálna retardácia sú spojené s príliš malým počtom opakovaní, zatiaľ čo spinálna a bulbárna svalová atrofia (SBMA) je spojená s dĺžkou 40 a viac opakovaní CAG. Niektoré štúdie naznačujú, že dĺžka polyglutamínového traktu je nepriamo úmerná transkripčnej aktivite v proteíne AR a že dlhšie polyglutamínové trakty môžu byť spojené s mužskou neplodnosťou a nedostatočne maskulínnymi genitáliami u mužov. Iné štúdie však naznačili, že takáto korelácia neexistuje. Komplexná metaanalýza tejto témy uverejnená v roku 2007 podporuje existenciu korelácie a dospela k záveru, že tieto rozpory by sa mohli vyriešiť, ak sa zohľadní veľkosť vzorky a dizajn štúdie. Niektoré štúdie naznačujú, že väčšia dĺžka polyglycínového traktu súvisí aj s defektmi maskulinizácie genitálií u mužov. Iné štúdie takúto súvislosť nezistili.

Od roku 2010 bolo v databáze mutácií AR nahlásených viac ako 400 mutácií AR a ich počet neustále rastie. Dedičnosť je typicky materská a prebieha podľa recesívneho modelu viazaného na chromozóm X; u jedincov s karyotypom 46,XY sa mutovaný gén vždy prejaví, pretože majú len jeden chromozóm X, zatiaľ čo nositelia chromozómu 46,XX budú postihnutí minimálne. V 30 % prípadov je mutácia AR spontánnym výsledkom a nie je dedičná. Takéto de novo mutácie sú výsledkom mutácie zárodočných buniek alebo mozaiky zárodočných buniek v gonádach jedného z rodičov alebo mutácie v samotnom oplodnenom vajíčku. V jednej štúdii sa zistilo, že 3 z 8 de novo mutácií sa vyskytli v postzygotickom štádiu, čo viedlo k odhadu, že až jedna tretina de novo mutácií je výsledkom somatického mozaicizmu. Je potrebné poznamenať, že nie každá mutácia génu AR vedie k necitlivosti na androgény; jedna konkrétna mutácia sa vyskytuje u 8 až 14 % genetických mužov a predpokladá sa, že pri prítomnosti iných genetických faktorov nepriaznivo ovplyvňuje len malý počet jedincov.

Niektorí jedinci s CAIS alebo PAIS nemajú žiadne mutácie AR napriek klinickým, hormonálnym a histologickým znakom, ktoré sú dostatočným dôvodom na diagnózu AIS; až 5 % žien s CAIS nemá mutáciu AR, rovnako ako 27 % až 72 % jedincov s PAIS.

U jedného pacienta sa ukázalo, že príčinou predpokladaného PAIS bol mutovaný proteín steroidogénneho faktora-1 (SF-1). U iného pacienta sa ukázalo, že CAIS je dôsledkom deficitu prenosu transaktivačného signálu z N-terminálnej oblasti normálneho androgénového receptora do základného transkripčného mechanizmu bunky. Predpokladalo sa, že u tohto pacienta bol deficitný koaktivátorový proteín interagujúci s transaktivačnou doménou 1 (AF-1) androgénového receptora. Narušenie signálu sa nedalo korigovať doplnením žiadneho v tom čase známeho koaktivátora, ani sa nepodarilo charakterizovať chýbajúci koaktivátorový proteín, čo niektorých odborníkov nepresvedčilo o tom, že by mutovaný koaktivátor vysvetľoval mechanizmus rezistencie na androgény u pacientov s CAIS alebo PAIS s normálnym génom AR.

V závislosti od mutácie môže mať osoba s karyotypom (46,XY) a AIS buď mužský (MAIS), alebo ženský (CAIS) fenotyp, alebo môže mať genitálie len čiastočne maskulínne (PAIS). Gonády sú testes bez ohľadu na fenotyp v dôsledku vplyvu Y-chromozómu. Žena 46,XY teda nemá vaječníky ani maternicu a nemôže prispieť vajíčkom k počatiu ani vynosiť dieťa.

Bolo publikovaných niekoľko štúdií prípadov plodných mužov 46,XY s androgénnou necitlivosťou, hoci sa predpokladá, že táto skupina je menšinová. Okrem toho niektorí neplodní muži s MAIS boli schopní splodiť deti po zvýšení počtu spermií pomocou doplnkového testosterónu. Genetický muž počatý mužom s necitlivosťou na androgény by nedostal otcov chromozóm X, a teda by nezdedil ani nenosil gén pre tento syndróm. Genetická žena počatá takýmto spôsobom by dostala otcov chromozóm X, a stala by sa tak jeho nositeľkou.

Genetické ženy (karyotyp 46,XX) majú dva chromozómy X, a teda dva gény AR. Výsledkom mutácie v jednom (ale nie v oboch) génoch AR je minimálne postihnutá, plodná nositeľka. U niektorých nositeliek bolo zaznamenané mierne znížené ochlpenie, oneskorená puberta a/alebo vysoký vzrast, pravdepodobne v dôsledku skreslenej aktivácie X. Nositeľky prenášajú postihnutý gén AR na svoje deti v 50 % prípadov. Ak je geneticky postihnuté dieťa ženského pohlavia, aj ono bude nositeľkou. Postihnuté dieťa 46,XY bude mať syndróm androgénnej necitlivosti.

Genetická žena s mutáciami v oboch génoch AR by teoreticky mohla vzniknúť spojením plodného muža s androgénnou necitlivosťou a nositeľky génu alebo mutáciou de novo. Vzhľadom na nedostatok plodných mužov necitlivých na androgény a nízky výskyt mutácie AR je však pravdepodobnosť takéhoto výskytu malá. Fenotyp takéhoto jedinca je predmetom špekulácií; od roku 2010 nebol publikovaný žiadny takýto zdokumentovaný prípad.

Korelácia genotypu a fenotypu

Jedinci s čiastočnou androgénnou necitlivosťou, na rozdiel od jedincov s úplnou alebo miernou formou, majú pri narodení nejednoznačné genitálie a rozhodnutie vychovávať dieťa ako muža alebo ženu často nie je zrejmé. Nanešťastie sa často stáva, že z presnej znalosti samotnej mutácie AR možno získať len málo informácií týkajúcich sa fenotypu; je dobre známe, že tá istá mutácia AR môže spôsobiť výrazné rozdiely v stupni maskulinizácie u rôznych jedincov, dokonca aj medzi členmi tej istej rodiny. Čo presne spôsobuje túto variabilitu, nie je úplne jasné, hoci faktory, ktoré k nej prispievajú, by mohli zahŕňať dĺžky polyglutamínových a polyglycínových dráh, citlivosť na vnútromaternicové endokrinné prostredie a rozdiely v ňom, vplyv koregulačných proteínov, ktoré sú aktívne v Sertoliho bunkách, somatický mozaicizmus, expresia génu 5RD2 v genitálnych kožných fibroblastoch, znížená transkripcia a translácia AR spôsobená inými faktormi ako mutáciami v kódujúcej oblasti AR, neidentifikovaný koaktivátorový proteín, nedostatky enzýmov, ako je nedostatok 21-hydroxylázy, alebo iné genetické variácie, ako je mutovaný proteín steroidogénneho faktora-1 (SF-1). Zdá sa však, že stupeň variability nie je konštantný vo všetkých mutáciách AR a v niektorých prípadoch je oveľa extrémnejší. Je známe, že missense mutácie, ktoré vedú k zámene jednej aminokyseliny, spôsobujú najväčšiu fenotypovú rozmanitosť.

Normálna funkcia androgénneho receptora. Testosterón (T) vstupuje do bunky a ak je prítomná 5-alfa-reduktáza, mení sa na dihydrotestón (DHT). Po naviazaní steroidu prechádza androgénny receptor (AR) konformačnou zmenou a uvoľňuje proteíny tepelného šoku (hsps). Fosforylácia (P) nastáva pred alebo po naviazaní steroidov. AR sa premiestni do jadra, kde dochádza k dimerizácii, väzbe na DNA a náboru koaktivátorov. Cieľové gény sa transkribujú (mRNA) a prekladajú do proteínov.

Androgény a androgénny receptor

Účinky, ktoré majú androgény na ľudské telo — virilizácia, maskulinizácia, anabolizmus atď. — nie sú spôsobené samotnými androgénmi, ale sú skôr výsledkom androgénov viazaných na androgénne receptory; androgénny receptor sprostredkúva účinky androgénov v ľudskom tele. Podobne za normálnych okolností je samotný androgénny receptor v bunke neaktívny, kým nedôjde k väzbe androgénov.

Nasledujúca séria krokov znázorňuje, ako androgény a androgénny receptor spolupracujú pri vytváraní androgénnych účinkov:

Takto androgény viazané na androgénne receptory regulujú expresiu cieľových génov, a tým vyvolávajú androgénne účinky.

Teoreticky je možné, aby niektoré mutantné androgénne receptory fungovali bez androgénov; štúdie in vitro preukázali, že mutantný proteín androgénového receptora môže indukovať transkripciu bez prítomnosti androgénov, ak sa odstráni jeho doména viažuca steroidy. Naopak, doména viažuca steroidy môže pôsobiť na potlačenie transaktivačnej domény AR, možno v dôsledku konformácie AR bez väzby.

Sexuálna diferenciácia. Ľudské embryo má indiferentné pohlavné prídavné kanáliky až do siedmeho týždňa vývoja.

Androgény vo vývoji plodu

Ľudské embryá sa počas prvých šiestich týždňov vyvíjajú podobne, bez ohľadu na genetické pohlavie (karyotyp 46,XX alebo 46,XY); jediný spôsob, ako v tomto období rozlíšiť embryá 46,XX alebo 46,XY, je hľadať Barrove telieska alebo chromozóm Y. [80] Pohlavné žľazy sa začínajú ako vypukliny tkaniva nazývané genitálne hrebene v zadnej časti brušnej dutiny, v blízkosti stredovej čiary. Do piateho týždňa sa pohlavné hrebene diferencujú na vonkajšiu kôru a vnútornú dreň a nazývajú sa indiferentné gonády.[80] Do šiesteho týždňa sa indiferentné gonády začínajú diferencovať podľa genetického pohlavia. Ak je karyotyp 46,XY, semenníky sa vyvíjajú vplyvom génu SRY chromozómu Y. Tento proces si nevyžaduje prítomnosť androgénu ani funkčného androgénového receptora.

Približne do siedmeho týždňa vývoja má embryo indiferentné pohlavné prídavné kanáliky, ktoré sa skladajú z dvoch párov kanálikov: Müllerových kanálikov a Wolffových kanálikov.Približne v tomto období semenníky vylučujú anti-Müllerov hormón, ktorý potláča vývoj Müllerových kanálikov a spôsobuje ich degeneráciu.Bez tohto anti-Müllerovho hormónu sa Müllerove kanáliky vyvíjajú do ženských vnútorných pohlavných orgánov (maternica, krčok maternice, vajíčkovody a horný vaginálny súdok).[80] Na rozdiel od Müllerových kanálikov sa Wolffove kanáliky štandardne ďalej nevyvíjajú.[81] V prítomnosti testosterónu a funkčných androgénnych receptorov sa Wolffove kanáliky vyvíjajú do nadsemenníkov, vasa deferentia a semenných vačkov.[82] Ak semenníky nevylučujú testosterón alebo androgénne receptory nefungujú správne, Wolffove kanáliky degenerujú.

Maskulinizácia mužských genitálií závisí od testosterónu aj dihydrotestosterónu.

Maskulinizácia vonkajších genitálií (penisu, penisovej uretry a mieška), ako aj prostaty, závisí od androgénu dihydrotestosterónu [83] [84] [85] [86] Testosterón sa premieňa na dihydrotestosterón pomocou enzýmu 5-alfa reduktázy.[87] Ak tento enzým chýba alebo je nedostatočný, dihydrotestosterón sa nevytvorí a vonkajšie mužské pohlavné orgány sa nevyvinú správne.[83][84][85][86][87] Podobne ako v prípade vnútorných mužských pohlavných orgánov je potrebný funkčný androgénny receptor, aby dihydrotestosterón reguloval transkripciu cieľových génov podieľajúcich sa na vývoji.

Patogenéza syndrómu necitlivosti na androgény

Mutácie v géne pre androgénny receptor môžu spôsobiť problémy v ktoromkoľvek z krokov zapojených do androgenizácie, od syntézy samotného proteínu androgénneho receptora až po transkripčnú schopnosť dimerizovaného komplexu androgén-AR. AIS môže vzniknúť, ak je čo i len jeden z týchto krokov výrazne narušený, pretože každý krok je potrebný na to, aby androgény úspešne aktivovali AR a regulovali expresiu génov. Ktoré kroky konkrétna mutácia naruší, sa dá do určitej miery predpovedať na základe identifikácie oblasti AR, v ktorej sa mutácia nachádza. Táto predpovedná schopnosť má predovšetkým retrospektívny pôvod; rôzne funkčné oblasti génu AR boli objasnené analýzou účinkov špecifických mutácií v rôznych oblastiach AR. Napríklad je známe, že mutácie v doméne viažucej steroidy ovplyvňujú afinitu k androgénom alebo retenciu, mutácie v oblasti závesu ovplyvňujú jadrovú translokáciu, mutácie v doméne viažucej DNA ovplyvňujú dimerizáciu a väzbu na cieľovú DNA a mutácie v transaktivačnej doméne ovplyvňujú reguláciu transkripcie cieľového génu.[81] Bohužiaľ, aj keď je známa postihnutá funkčná doména, je ťažké predpovedať fenotypové dôsledky konkrétnej mutácie (pozri Korelácia genotypu a fenotypu).

Niektoré mutácie môžu mať negatívny vplyv na viac ako jednu funkčnú doménu. Napríklad mutácia v jednej funkčnej doméne môže mať škodlivé účinky na inú doménu tým, že zmení spôsob, akým tieto domény interagujú.Jedna mutácia môže ovplyvniť všetky nadväzujúce funkčné domény, ak vznikne predčasný stop kodón alebo chyba v orámovaní; výsledkom takejto mutácie môže byť úplne nepoužiteľný (alebo nesyntetizovateľný) proteín androgénového receptora. Steroidná väzbová doména je obzvlášť zraniteľná voči účinkom predčasného stop kodónu alebo chyby v orámovaní, pretože sa vyskytuje na konci génu, a preto je pravdepodobnejšie, že jej informácia bude skrátená alebo nesprávne interpretovaná ako u iných funkčných domén.

V dôsledku mutácie AR boli pozorované aj iné, zložitejšie vzťahy; niektoré mutácie spojené s mužskými fenotypmi boli spojené s rakovinou prsníka, rakovinou prostaty alebo v prípade spinálnej a bulbárnej svalovej atrofie s ochorením centrálneho nervového systému.[88][89][90] Forma rakoviny prsníka, ktorá sa vyskytuje u niektorých mužov so syndrómom čiastočnej androgénnej necitlivosti, je spôsobená mutáciou vo väzbovej doméne AR na DNA. 88][90] Predpokladá sa, že táto mutácia spôsobuje narušenie interakcie cieľového génu AR, čo mu umožňuje pôsobiť na určité ďalšie ciele, pravdepodobne v spojení s proteínom estrogénového receptora, a spôsobovať tak rakovinový rast. Etiológia spinálnej a bulbárnej svalovej atrofie (SBMA) dokazuje, že aj samotný mutovaný proteín AR môže viesť k patológii. Rozšírenie polyglutamínového traktu génu AR o trinukleotidové opakovanie, ktoré je spojené so SBMA, vedie k syntéze nesprávne zloženého proteínu AR, ktorý bunka nedokáže správne proteolyzovať a rozptýliť[91]. Tieto nesprávne zložené proteíny AR tvoria agregáty v cytoplazme bunky a v jadre[91]. V priebehu 30 až 50 rokov sa tieto agregáty hromadia a majú cytotoxický účinok, čo nakoniec vedie k neurodegeneratívnym príznakom spojeným so SBMA[91].

Fenotypy, ktoré sú výsledkom necitlivosti na androgény, nie sú pre AIS jedinečné, a preto si diagnóza AIS vyžaduje dôkladné vylúčenie iných príčin. Klinické nálezy svedčiace o AIS zahŕňajú prítomnosť krátkej vagíny [92] alebo nedostatočne maskulinizovaných genitálií, [83] čiastočnú alebo úplnú regresiu Müllerových štruktúr, [93] bilaterálne nedysplastické semenníky [94] a poruchu spermatogenézy a/alebo virilizáciu. Laboratórne nálezy zahŕňajú karyotyp 46,XY a normálne alebo zvýšené postpubertálne hladiny testosterónu, luteinizačného hormónu a estradiolu. Väzbová aktivita androgénov kožných fibroblastov genitálií je zvyčajne znížená,[95] hoci boli hlásené aj výnimky[96].[97] Môže byť narušená premena testosterónu na dihydrotestosterón. Diagnóza AIS sa potvrdí, ak sa sekvenovaním génu pre androgénny receptor odhalí mutácia, hoci nie všetci jedinci s AIS (najmä PAIS) budú mať mutáciu AR (pozri časť Iné príčiny).

Liečba AIS je v súčasnosti obmedzená na symptomatickú liečbu; metódy na odstránenie nefunkčného proteínu androgénneho receptora, ktorý je výsledkom mutácie génu AR, nie sú v súčasnosti k dispozícii. Oblasti manažmentu zahŕňajú pridelenie pohlavia, genitoplastiku, gonadektómiu vo vzťahu k riziku vzniku nádoru, hormonálnu substitučnú liečbu a genetické a psychologické poradenstvo.

Odhady výskytu syndrómu necitlivosti na androgény vychádzajú z relatívne malej populácie, a preto sú známe ako nepresné. Odhaduje sa, že CAIS sa vyskytuje u 1 z každých 20 400 narodených detí 46,XY. [100] Celonárodný prieskum v Holandsku založený na pacientoch s geneticky potvrdenou diagnózou odhaduje, že minimálny výskyt CAIS je 1 z 99 000. Výskyt PAIS sa odhaduje na 1 zo 130 000.[101] Vzhľadom na jeho nenápadný prejav sa MAIS zvyčajne nevyšetruje, s výnimkou prípadov mužskej neplodnosti,[83] a preto jeho skutočný výskyt nie je známy.

Popisy účinkov syndrómu androgénnej necitlivosti sa datujú už stovky rokov, hoci k významnému pochopeniu histopatológie, ktorá je jeho základom, došlo až v 50. rokoch 20. storočia. Taxonómia a názvoslovie spojené s necitlivosťou na androgény prešli významným vývojom, ktorý bol paralelný s týmto pochopením.

Časová os hlavných míľnikov

Prvé opisy účinkov androgénnej necitlivosti sa objavili v lekárskej literatúre ako jednotlivé kazuistiky alebo ako súčasť komplexného opisu intersexuálnych telesných znakov. V roku 1839 škótsky pôrodník Sir James Young Simpson uverejnil jeden takýto opis [111] v rozsiahlej štúdii o intersexualite, ktorá sa zaslúžila o pokrok v chápaní tejto témy v lekárskej komunite.[112] Simpsonov taxonomický systém však nebol zďaleka prvý; taxonómie/opisy na klasifikáciu intersexuality vypracovali taliansky lekár a fyzik Fortuné Affaitati v roku 1549,[113][114] francúzsky chirurg Ambroise Paré v roku 1573,[112][115] francúzsky lekár a priekopník sexuológie Nicolas Venette v roku 1687 (pod pseudonymom Vénitien Salocini)[116][117] a francúzsky zoológ Isidore Geoffroy St. Hilaire v roku 1832.[118] Všetci piati spomínaní autori používali hovorový termín „hermafrodit“ ako základ svojich taxonómií, hoci sám Simpson vo svojej publikácii spochybnil správnosť tohto slova.[111] Používanie slova „hermafrodit“ v lekárskej literatúre pretrváva dodnes,[119][120] hoci jeho správnosť je stále spochybňovaná. Nedávno bol navrhnutý alternatívny systém pomenovania,[121] ale téma, ktoré slovo alebo slová by sa mali presne používať namiesto neho, je stále predmetom mnohých diskusií[98][122][123][124][125].

„Pudenda pseudo-hermafroditi ovini.“ Ilustrácia nejednoznačných genitálií z diela Thesaurus Anitomicus Octavius Frederika Ruyscha z roku 1709 [126].

Nemecko-švajčiarsky patológ Edwin Klebs je niekedy známy tým, že v roku 1876 použil vo svojej taxonómii intersexuality slovo „pseudohermafroditizmus“,[127] hoci toto slovo zjavne nie je jeho vynález, ako sa niekedy uvádza; história slova „pseudohermafrodit“ a príslušná snaha oddeliť „pravé“ hermafrodity od „falošných“, „nepravých“ alebo „pseudo“ hermafroditov siaha prinajmenšom do roku 1709, keď ho holandský anatóm Frederik Ruysch použil v publikácii opisujúcej subjekt s testes a prevažne ženským fenotypom.[126] „Pseudohermafrodit“ sa objavil aj v Acta Eruditorum neskôr v tom istom roku v recenzii Ruyschovej práce. 127] Existujú aj dôkazy, že toto slovo používala nemecká a francúzska lekárska komunita už dávno predtým, ako ho použil Klebs; nemecký fyziológ Johannes Peter Müller prirovnal „pseudohermafroditizmus“ k podtriede hermafroditizmu zo Sv. Hilaira v publikácii z roku 1834[129] a v 40. rokoch 19. storočia sa „pseudohermafroditizmus“ objavil vo viacerých francúzskych a nemeckých publikáciách vrátane slovníkov[130][131][132][133].

V roku 1953 americký gynekológ John Morris poskytol prvý úplný opis toho, čo nazval „syndróm testikulárnej feminizácie“, na základe 82 prípadov zozbieraných z lekárskej literatúry, vrátane dvoch jeho vlastných pacientov.Termín „testikulárna feminizácia“ bol vytvorený ako odraz Morrisovho pozorovania, že semenníky týchto pacientov produkovali hormón, ktorý mal na telo feminizačný účinok, čo je jav, ktorý je v súčasnosti chápaný ako dôsledok nečinnosti androgénov a následnej aromatizácie testosterónu na estrogén. Niekoľko rokov pred tým, ako Morris publikoval svoju prelomovú prácu, Lawson Wilkins vlastnými experimentmi dokázal, že nereagovanie cieľovej bunky na pôsobenie androgénnych hormónov je príčinou „mužského pseudohermafroditizmu“[102]. Wilkinsova práca, ktorá jasne preukázala nedostatok terapeutického účinku pri liečbe 46,XY žien androgénmi, spôsobila postupný posun v názvosloví z „feminizácie semenníkov“ na „androgénnu rezistenciu“[83].

Mnohé z rôznych prejavov syndrómu necitlivosti na androgény dostali osobitný názov, napríklad Reifensteinov syndróm (1947),[135] Goldbergov-Maxwellov syndróm (1948),[136] Morrisov syndróm (1953),[134] Gilbertov-Dreyfusov syndróm (1957),[137] Lubov syndróm (1959),[138] „neúplná feminizácia semenníkov“ (1963),[139] Rosewaterov syndróm (1965),[140] a Aimanov syndróm (1979).[141] Keďže sa nechápalo, že všetky tieto rôzne prejavy sú spôsobené rovnakým súborom mutácií v géne pre androgénny receptor, každej novej kombinácii príznakov sa dal jedinečný názov, čo viedlo ku komplikovanej stratifikácii zdanlivo odlišných porúch[142].

V priebehu posledných 60 rokov, keď sa objavili správy o nápadne odlišných fenotypoch dokonca aj medzi členmi tej istej rodiny a keď sa dosiahol neustály pokrok smerom k pochopeniu základnej molekulárnej patogenézy AIS, sa ukázalo, že tieto poruchy sú rôznymi fenotypovými prejavmi jedného syndrómu spôsobeného molekulárnymi defektmi v géne pre androgénny receptor [142].

Syndróm androgénnej necitlivosti (AIS) je v súčasnosti uznávaná terminológia pre syndrómy vyplývajúce z nedostatočnej reakcie cieľovej bunky na pôsobenie androgénnych hormónov. AIS sa rozdeľuje do troch tried na základe fenotypu: syndróm úplnej necitlivosti na androgény (CAIS), syndróm čiastočnej necitlivosti na androgény (PAIS) a syndróm miernej necitlivosti na androgény (MAIS). CAIS zahŕňa fenotypy, ktoré boli predtým opísané ako „testikulárna feminizácia“, Morrisov syndróm a Goldbergov-Maxwellov syndróm;[143] PAIS zahŕňa Reifensteinov syndróm, Gilbertov-Dreyfusov syndróm, Lubov syndróm, „neúplnú testikulárnu feminizáciu“ a Rosewaterov syndróm;[142][144][145] a MAIS zahŕňa Aimanov syndróm[146].

Virilizovanejšie fenotypy AIS sa niekedy označovali ako „syndróm neplodného muža“, „syndróm neplodného muža“, „syndróm neplodného fertilného muža“ atď., kým sa objavil dôkaz, že tieto stavy sú spôsobené mutáciami v géne pre androgénny receptor. Tieto diagnózy sa používali na opis rôznych miernych porúch virilizácie; v dôsledku toho fenotypy niektorých mužov, ktorí boli takto diagnostikovaní, lepšie opisuje PAIS (napr. mikropenis, hypospadia a nezostúpené semenníky), zatiaľ čo iné lepšie opisuje MAIS (napr. izolovaná neplodnosť alebo gynekomastia)[145][147][148].

hypotyreóza štítnej žľazy (nedostatok jódu, kretenizmus, vrodená hypotyreóza, struma) – hypertyreóza (Gravesova-Basedowova choroba, toxická multinodulárna struma) – tyreoiditída (De Quervainova tyreoiditída, Hashimotova tyreoiditída)
pankreas Diabetes mellitus (typ 1, typ 2, kóma, angiopatia, neuropatia, retinopatia) – Zollingerov-Ellisonov syndróm
prištítne telieska hypoparatyreóza – hyperparatyreóza hyperfunkcia hypofýzy (akromegália, hyperprolaktinémia, ) – hypopituitarizmus Kallmannov syndróm, nedostatok rastového hormónu) – hypotalamo-hypofyzárna dysfunkcia
Cushingov syndróm nadobličiek) – Vrodená hyperplázia nadobličiek (v dôsledku deficitu 21-hydroxylázy) – Bartterov syndróm) – Adrenálna insuficiencia (Addisonova choroba)
gonády – nedostatok 5-alfa-reduktázy – hypogonadizmus – oneskorená puberta – predčasná puberta
iné – – – Psychogénny trpasličí vzrast – Syndróm necitlivosti na androgény –

Chronická granulomatózna choroba (CYBB) – Wiskottov-Aldrichov syndróm – X-viazaná ťažká kombinovaná imunodeficiencia – X-viazaná agammaglobulinémia – Hyper-IgM syndróm typu 1 – IPEX

Hemofília A – Hemofília B – X-viazaná sideroblastická anémia – X-viazaná lymfoproliferatívna choroba

Syndróm necitlivosti na androgény/Kennedyho choroba – Diabetes insipidus

aminokyseliny: Deficit ornitíntranskarbamylázy – okulocerebrorenálny syndróm

dyslipidémia: adrenoleukodystrofia

metabolizmus sacharidov: Deficit glukóza-6-fosfátdehydrogenázy – Deficit pyruvátdehydrogenázy – Danonova choroba/choroba uskladnenia glykogénu typ IIb

porucha ukladania lipidov: Fabryho choroba

mukopolysacharidóza: Hunterov syndróm

metabolizmus purínov a pyrimidínov: Leschov-Nyhanov syndróm

Mentálna retardácia viazaná na chromozóm X: Syndróm krehkého X – MASA syndróm – Rettov syndróm

očné poruchy: Očný albinizmus (1) – Norrieho choroba – Choroiderémia

iné: Charcot-Marie-Toothova choroba (CMTX2-3) – Pelizaeus-Merzbacherova choroba

Dyskeratosis congenita – Hypohidrotická ektodermálna dysplázia (EDA) – X-viazaná ichtyóza

Beckerova svalová dystrofia/Duchenne – Centronukleárna myopatia – Myotubulárna myopatia – Conradiho-Hünermannov syndróm

Alportov syndróm – Dentova choroba

Barthov syndróm – McLeodov syndróm – Simpsonov-Golabiho-Behmelov syndróm

Poznámka: existuje len veľmi málo dominantných porúch viazaných na chromozóm X. Patrí medzi ne X-viazaná hypofosfatémia, fokálna dermálna hypoplázia, Aicardiho syndróm, Incontinentia pigmenti a CHILD.

Kategórie
Psychologický slovník

Teória užitočnosti

V ekonómii je užitočnosť mierou relatívneho uspokojenia alebo žiadúcnosti zo spotreby tovarov. Vzhľadom na túto mieru možno zmysluplne hovoriť o zvyšovaní alebo znižovaní užitočnosti, a tým vysvetľovať ekonomické správanie v zmysle snahy o zvýšenie vlastnej užitočnosti. Teoretickou jednotkou merania užitočnosti je „util“.

Doktrína utilitarizmu považovala maximalizáciu úžitku za morálne kritérium organizácie spoločnosti. Podľa utilitaristov, ako napríklad Jeremyho Benthama (1748 – 1832) a Johna Stuarta Milla (1806 – 1876), by sa spoločnosť mala usilovať o maximalizáciu celkového úžitku jednotlivcov, snažiť sa o „najväčšie šťastie pre najväčší počet“.

V neoklasickej ekonómii je racionalita presne definovaná v zmysle pripísaného správania maximalizujúceho úžitok v rámci ekonomických obmedzení. Ako hypotetická miera správania si užitočnosť nevyžaduje priradenie mentálnych stavov, ktoré naznačujú „šťastie“, „spokojnosť“ atď.

Užitočnosť ekonómovia používajú v takých konštrukciách, ako je indiferenčná krivka, ktorá znázorňuje kombináciu statkov, ktoré jednotlivec alebo spoločnosť potrebuje na udržanie danej úrovne spokojnosti. Individuálny úžitok a spoločenský úžitok možno chápať ako závislú premennú funkcie úžitku (ako je mapa indiferenčnej krivky), resp. funkcie spoločenského blahobytu. V spojení s výrobnými alebo tovarovými obmedzeniami môžu tieto funkcie predstavovať Paretovu efektívnosť, ako to znázorňujú Edgeworthove polia a zmluvné krivky. Takáto efektívnosť je ústredným pojmom ekonómie blahobytu.

Ekonómovia rozlišujú medzi kardinálnou užitočnosťou a ordinálnou užitočnosťou. Keď sa používa kardinálna užitočnosť, veľkosť rozdielov užitočnosti sa považuje za eticky alebo behaviorálne významnú veličinu. Na druhej strane ordinálna užitočnosť zachytáva len poradie, a nie silu preferencií. Dôležitým príkladom kardinálnej užitočnosti je pravdepodobnosť dosiahnutia nejakého cieľa.

Funkcie užitočnosti oboch druhov priraďujú členom výberovej množiny reálne čísla (utils). Predpokladajme napríklad, že šálka kávy má užitočnosť 120 utils, šálka čaju má užitočnosť 80 utils a šálka vody má užitočnosť 40 utils. Keď hovoríme o kardinálnej užitočnosti, môžeme konštatovať, že šálka kávy je presne o toľko lepšia ako šálka čaju, o koľko je šálka čaju lepšia ako šálka vody.

Pri práci s kardinálnou užitočnosťou je lákavé agregovať užitočnosť pre všetky osoby. Argumentom proti tomu je, že medziľudské porovnávanie užitočnosti je podozrivé, pretože neexistuje dobrý spôsob, ako interpretovať, ako rôzni ľudia hodnotia spotrebné balíky.

Keď sa používajú ordinálne úžitky, rozdiely v úžitkoch sa považujú za eticky alebo behaviorálne bezvýznamné: priradené hodnoty úžitkov kódujú úplné behaviorálne usporiadanie medzi členmi výberového súboru, ale nič o sile preferencií. V uvedenom príklade by bolo možné povedať len to, že káva má pred vodou prednosť pred čajom, ale nič viac.

Neoklasická ekonómia do veľkej miery ustúpila od používania kardinálnych funkcií užitočnosti ako základných objektov ekonomickej analýzy v prospech zvažovania preferencií agenta v rámci súborov možností voľby. Ako však uvidíme v nasledujúcich častiach, preferenčné vzťahy možno často racionalizovať ako funkcie užitočnosti spĺňajúce rôzne užitočné vlastnosti.

Ordinálne funkcie užitočnosti sú ekvivalentné až do monotónnych transformácií, zatiaľ čo kardinálne funkcie užitočnosti sú ekvivalentné až do pozitívnych lineárnych transformácií.

Zatiaľ čo preferencie sú tradičným základom
mikroekonómie, je vhodné reprezentovať preferencie pomocou funkcie užitočnosti a nepriamo uvažovať o preferenciách pomocou funkcií užitočnosti. Nech X je spotrebná množina, množina všetkých vzájomne sa vylučujúcich balíkov, ktoré by spotrebiteľ mohol pomyselne spotrebovať (napríklad mapa indiferenčnej krivky bez indiferenčných kriviek). Spotrebiteľova funkcia užitočnosti hodnotí každý balík v spotrebnej množine. Ak u(x) ≥ u(y) (x R y), potom spotrebiteľ striktne uprednostňuje x pred y alebo je medzi nimi indiferentný.

Napríklad predpokladajme, že spotrebný súbor spotrebiteľa je X = {niečo, 1 jablko, 1 pomaranč, 1 jablko a 1 pomaranč, 2 jablká, 2 pomaranče} a jeho funkcia užitočnosti je u(nič) = 0, u (1 jablko) = 1, u (1 pomaranč) = 2, u (1 jablko a 1 pomaranč) = 4, u (2 jablká) = 2 a u (2 pomaranče) = 3. Potom tento spotrebiteľ uprednostňuje 1 pomaranč pred 1 jablkom, ale uprednostňuje jeden z každého druhu pred 2 pomarančmi.

Funkcia užitočnosti racionalizuje preferenčný vzťah na X, ak
pre každé , ak a len ak . Ak u racionalizuje , potom z toho vyplýva, že je úplná a tranzitívna, a teda racionálna.

S cieľom zjednodušiť výpočty boli prijaté rôzne predpoklady funkcií užitočnosti.

Väčšina funkcií užitočnosti používaných v modelovaní alebo teórii je dobre zvládnutá. Zvyčajne vykazujú monotónnosť, konvexnosť a globálnu nesaturovanosť. Existuje však niekoľko dôležitých výnimiek.

Lexikografické preferencie nemožno ani reprezentovať funkciou užitočnosti.

Model očakávaného úžitku prvýkrát navrhol Daniel Bernoulli ako riešenie petrohradského paradoxu. Bernoulli tvrdil, že paradox by sa dal vyriešiť, ak by sa u rozhodovateľov prejavila averzia voči riziku, a argumentoval logaritmickou kardinálnou funkciou užitočnosti.

Prvýkrát významne použili teóriu očakávaného úžitku John von Neumann a Oskar Morgenstern, ktorí použili predpoklad maximalizácie očakávaného úžitku vo svojej formulácii teórie hier.

Von Neumannova-Morgensternova funkcia užitočnosti priraďuje každému prvku priestoru výsledkov reálne číslo spôsobom, ktorý zachytáva preferencie agenta v jednoduchých aj zložených lotériách (povedané jazykom teórie kategórií, indukuje morfizmus medzi kategóriou preferencií v podmienkach neistoty a kategóriou reálnych čísel). Agent uprednostní lotériu pred lotériou vtedy a len vtedy, ak očakávaný úžitok (v prípade potreby iterovaný cez zložené lotérie) z je väčší ako očakávaný úžitok z .

Ak sa obmedzíme na kontext diskrétnej voľby, nech je jednoduchá lotéria taká, že , kde je pravdepodobnosť, že sa vyhrá. Môžeme uvažovať aj o zložených lotériách, kde výhry sú samy o sebe jednoduchými lotériami.

Veta o očakávanom úžitku hovorí, že von Neumannova-Morgensternova funkcia úžitku existuje vtedy a len vtedy, ak preferenčný vzťah agenta v priestore jednoduchých lotérií spĺňa štyri axiómy: úplnosť, tranzitivitu, konvexitu/kontinuitu (nazývanú aj Archimedova vlastnosť) a nezávislosť.

Úplnosť a prechodnosť sú uvedené vyššie. Archimedova vlastnosť hovorí, že pre jednoduché lotérie , potom existuje a také, že agent je indiferentný medzi a zloženou lotériou miešajúcou medzi a s pravdepodobnosťou a , resp. Nezávislosť znamená, že ak je agent indiferentný medzi jednoduchými lotériami a , agent je indiferentný aj medzi zmiešanou s ľubovoľnou jednoduchou lotériou s pravdepodobnosťou a zmiešanou s rovnakou pravdepodobnosťou .

Nezávislosť je pravdepodobne najkontroverznejšou z axióm. Vzniklo množstvo zovšeobecnených teórií očakávaného úžitku, z ktorých väčšina vypúšťa alebo zmierňuje axiómu nezávislosti.

Rôzne hodnotové systémy majú odlišný pohľad na používanie užitočnosti pri morálnom usudzovaní. Napríklad marxisti, kantovci a niektorí libertariáni (napríklad Nozick) sa domnievajú, že úžitok je ako morálne kritérium irelevantný alebo aspoň nie je taký dôležitý ako iné faktory, napríklad prirodzené práva, zákon, svedomie a/alebo náboženské učenie. Je diskutabilné, či niektorý z nich môže byť primerane zastúpený v systéme, ktorý používa model užitočnosti.

Kategórie
Psychologický slovník

Úloha hipokampu v pamäti

Kresba nervového obvodu hipokampu hlodavcov. S. Ramón y Cajal, 1911.

Psychológovia a neurológovia sa sporia o presnú úlohu hipokampu, ale vo všeobecnosti sa zhodujú, že má zásadnú úlohu pri vytváraní nových spomienok na osobne prežité udalosti (epizodická alebo autobiografická pamäť). Niektorí výskumníci uprednostňujú považovať hipokampus za súčasť väčšieho pamäťového systému mediálneho temporálneho laloku, ktorý je zodpovedný za všeobecnú deklaratívnu pamäť (spomienky, ktoré sa dajú explicitne verbalizovať – okrem epizodickej pamäte by sem patrila napríklad pamäť na fakty).

Existujú určité dôkazy o tom, že hoci tieto formy pamäte často pretrvávajú celý život, hipokampus po určitom období konsolidácie prestáva zohrávať kľúčovú úlohu pri uchovávaní pamäte. Poškodenie hipokampu má zvyčajne za následok hlboké ťažkosti pri vytváraní nových spomienok (anterográdna amnézia) a zvyčajne ovplyvňuje aj prístup k spomienkam pred poškodením (retrográdna amnézia). Hoci retrográdny účinok zvyčajne trvá niekoľko rokov pred poškodením mozgu, v niektorých prípadoch zostávajú staršie spomienky zachované – toto šetrenie starších spomienok vedie k myšlienke, že konsolidácia v priebehu času zahŕňa prenos spomienok z hipokampu do iných častí mozgu. Experimentálne sa však ťažko testuje šetrenie starších spomienok a v niektorých prípadoch retrográdnej amnézie šetrenie zjavne postihuje spomienky vytvorené desaťročia pred poškodením hipokampu, takže jeho úloha pri zachovaní týchto starších spomienok zostáva kontroverzná.

Poškodenie hipokampu nemá vplyv na niektoré aspekty pamäti, ako je napríklad schopnosť naučiť sa nové zručnosti (napríklad hru na hudobný nástroj), čo naznačuje, že tieto schopnosti závisia od iného typu pamäte (procedurálna pamäť) a iných oblastí mozgu. A existujú dôkazy (napr. O’Kane et al. 2004), že pacient HM (ktorému boli obojstranne odstránené mediálne temporálne laloky ako liečba epilepsie) si dokáže vytvárať nové sémantické spomienky.

Úloha v priestorovej pamäti a navigácii

Podľa niektorých dôkazov sa hipokampus podieľa na ukladaní a spracovaní priestorových informácií. Štúdie na potkanoch ukázali, že neuróny v hipokampe majú priestorové vypaľovacie polia. Tieto bunky sa nazývajú place bunky. Niektoré bunky sa zapália, keď sa zviera ocitne na určitom mieste bez ohľadu na smer pohybu, zatiaľ čo väčšina je aspoň čiastočne citlivá na smer hlavy a smer pohybu. U potkanov môžu niektoré bunky, označované ako rozdeľovacie bunky, meniť svoju činnosť v závislosti od nedávnej minulosti zvieraťa (retrospektívne) alebo očakávanej budúcnosti (prospektívne). Rôzne bunky sa spúšťajú na rôznych miestach, takže len na základe ich spúšťania je možné určiť, kde sa zviera nachádza. Miesta buniek boli teraz pozorované u ľudí, ktorí sa podieľajú na hľadaní cesty v meste vo virtuálnej realite. Zistenia vyplynuli z výskumu na osobách, ktorým boli do mozgu implantované elektródy ako diagnostická súčasť chirurgickej liečby závažnej epilepsie.

Objavenie buniek miesta viedlo k myšlienke, že hipokampus môže fungovať ako kognitívna mapa – nervová reprezentácia usporiadania prostredia. Nedávne dôkazy spochybnili tento pohľad a naznačili, že hipokampus môže byť kľúčový pre základnejšie procesy v rámci navigácie [Ako odkazovať a prepojiť na zhrnutie alebo text]. Bez ohľadu na to štúdie so zvieratami ukázali, že neporušený hipokampus je potrebný na jednoduché úlohy priestorovej pamäte (napríklad nájdenie cesty späť k skrytému cieľu).

Bez plne funkčného hipokampu si ľudia nemusia úspešne pamätať miesta, na ktorých boli, a spôsob, ako sa dostať tam, kam idú. Vedci sa domnievajú, že hipokampus zohráva obzvlášť dôležitú úlohu pri hľadaní skratiek a nových ciest medzi známymi miestami. Niektorí ľudia vykazujú v tomto druhu navigácie väčšiu zručnosť ako iní a zobrazovanie mozgu ukazuje, že títo ľudia majú pri navigácii aktívnejší hipokampus.

Londýnski taxikári sa musia naučiť veľké množstvo miest a poznať najpriamejšie trasy medzi nimi (pred získaním licencie na riadenie slávnych čiernych taxíkov musia absolvovať prísny test The Knowledge). Štúdia na University College London ukázala, že časť hipokampu je u taxikárov väčšia ako u bežnej verejnosti a že skúsenejší vodiči majú väčší hipokampus. Je možné, že väčší hipokampus vám pomôže stať sa taxikárom. Zdá sa tiež, že hľadanie skratiek na živobytie môže zväčšiť váš hipokampus.

Štúdia na potkanoch na univerzite v Indiane naznačila, že pohlavný dimorfizmus v morfológii hipokampu súvisí s pohlavným dimorfizmom vo výkonnosti opakovaného bludiska. Zdá sa, že samce si lepšie uvedomujú, kde sa nachádzajú, pretože majú k dispozícii viac hipokampu.

učenie , Proceedings, National Academy of Sciences, USA 96, 12881-6.

Kategórie
Psychologický slovník

Hematoencefalická bariéra

Časť siete kapilár zásobujúcich mozgové bunky

Astrocyty typu 1 obklopujúce kapiláry v mozgu

Kortikálne mikrovesely farbené na prítomnosť proteínu ZO-1, ktorý tvorí hematoencefalickú bariéru

Hematoencefalická bariéra (BBB) je oddelenie cirkulujúcej krvi od extracelulárnej tekutiny v mozgu (BECF) v centrálnom nervovom systéme (CNS). Vyskytuje sa pozdĺž všetkých kapilár a pozostáva z tesných spojov okolo kapilár, ktoré v normálnom krvnom obehu neexistujú. Endotelové bunky obmedzujú difúziu mikroskopických objektov (napr. baktérií) a veľkých alebo hydrofilných molekúl do mozgovomiechového moku (CSF), pričom umožňujú difúziu malých hydrofóbnych molekúl (O2, CO2, hormóny). Bunky bariéry aktívne transportujú metabolické produkty, ako je glukóza, cez bariéru pomocou špecifických proteínov [potrebná citácia] Táto bariéra zahŕňa aj hrubú bazálnu membránu a astrocytárne koncové plôšky.

Paul Ehrlich bol bakteriológ, ktorý skúmal farbenie, postup, ktorý sa používa v mnohých mikroskopických štúdiách na zviditeľnenie jemných biologických štruktúr pomocou chemických farbív. Keď Ehrlich vstrekol niektoré z týchto farbív (najmä anilínové farbivá, ktoré sa vtedy bežne používali), farbivo zafarbilo všetky orgány niektorých druhov zvierat okrem ich mozgu. V tom čase Ehrlich pripisoval tento nedostatok farbenia tomu, že mozog jednoducho nezachytáva toľko farbiva [potrebná citácia].

V neskoršom experimente v roku 1913 však Edwin Goldmann (jeden z Ehrlichových študentov) vstrekol farbivo priamo do mozgovomiechových tekutín zvierat. Zistil, že v tomto prípade sa mozog skutočne zafarbil, ale zvyšok tela nie. To jasne dokázalo existenciu určitého rozdelenia medzi nimi. V tom čase sa predpokladalo, že za bariéru sú zodpovedné samotné cievy, pretože sa nenašla žiadna zjavná membrána. Koncept hematoencefalickej bariéry (vtedy nazývaný hematoencefalická bariéra) navrhol v roku 1900 berlínsky lekár Lewandowsky. Skutočnú membránu bolo možné pozorovať a dokázať jej existenciu až po zavedení skenovacieho elektrónového mikroskopu do medicínskeho výskumu v 60. rokoch 20. storočia.

Schematický náčrt zobrazujúci zloženie ciev v mozgu

Táto „bariéra“ je výsledkom selektivity tesných spojov medzi endotelovými bunkami v cievach CNS, ktoré obmedzujú prestup rozpustených látok [potrebná citácia] Na rozhraní medzi krvou a mozgom sú endotelové bunky zošité týmito tesnými spojmi, ktoré sa skladajú z menších podjednotiek, často biochemických dimérov, ktoré sú transmembránovými proteínmi, ako sú napríklad okludín, klaudíny, junkčná adhézna molekula (JAM) alebo ESAM.[potrebná citácia] Každý z týchto transmembránových proteínov je ukotvený v endotelových bunkách ďalším proteínovým komplexom, ktorý zahŕňa zo-1 a pridružené proteíny [potrebná citácia].

Hematoencefalická bariéra je zložená z buniek s vysokou hustotou, ktoré obmedzujú prestup látok z krvného obehu oveľa viac ako endotelové bunky v kapilárach inde v tele.[potrebná citácia] Výstupky buniek astrocytov nazývané astrocytové nožičky (známe aj ako „glia limitans“) obklopujú endotelové bunky BBB a poskytujú týmto bunkám biochemickú podporu.[Potrebná citácia] BBB sa líši od celkom podobnej bariéry krv – cerebrospinálna tekutina, ktorá je funkciou buniek cievnatky choroidálneho plexu, a od bariéry krv – sietnica, ktorú možno považovať za súčasť celej sféry takýchto bariér.

Pôvodne experimenty v 20. rokoch 20. storočia ukázali, že hematoencefalická bariéra (BBB) je u novorodencov ešte nezrelá. Dôvodom tohto omylu bola chyba v metodike (osmotický tlak bol príliš vysoký a jemné embryonálne kapilárne cievy boli čiastočne poškodené). Neskôr sa v experimentoch so zníženým objemom vstrekovaných tekutín ukázalo, že skúmané markery nemôžu prejsť cez BBB. Uviedlo sa, že tie prirodzené látky, ako je albumín, α-1-fetoproteín alebo transferín so zvýšenou koncentráciou v plazme novorodenca, sa nedajú zistiť mimo buniek v mozgu. Transportér P-glykoproteín existuje už v embryonálnom endoteli [potrebná citácia].

Meranie absorpcie acetamidu, antipyrínu, benzylalkoholu, butanolu, kofeínu, cytosínu, difenylhydantoínu, etanolu, etylénglykolu, heroínu, manitolu, metanolu, fenobarbitalu, propylénglykolu, tiomočoviny a močoviny v mozgu u novorodencov anestézovaných éterom vs. dospelých králikov ukazuje, že mozgové endotelie novorodencov a dospelých králikov sú funkčne podobné, pokiaľ ide o permeabilitu sprostredkovanú lipidmi [potrebná citácia] Tieto údaje potvrdili, že medzi kapilárami BBB novorodencov a dospelých králikov nemožno zistiť žiadne rozdiely v permeabilite. Medzi dospelými a novorodenými králikmi sa nepozoroval žiadny rozdiel v absorpcii glukózy, aminokyselín, organických kyselín, purínov, nukleozidov alebo cholínu v mozgu.“ [potrebná citácia] Tieto experimenty naznačujú, že novorodenecká BBB má podobné reštrikčné vlastnosti ako BBB dospelých. V protiklade k predpokladom o nezrelej bariére u mladých zvierat tieto štúdie naznačujú, že pri narodení funguje sofistikovaná, selektívna BBB.

Hematoencefalická bariéra veľmi účinne chráni mozog pred mnohými bežnými bakteriálnymi infekciami. Preto sú infekcie mozgu veľmi zriedkavé. Infekcie mozgu, ktoré sa vyskytnú, sú často veľmi závažné a ťažko liečiteľné. Protilátky sú príliš veľké na to, aby prešli cez hematoencefalickú bariéru, a len niektoré antibiotiká sú schopné prejsť. V niektorých prípadoch je potrebné podať farmaká priamo do mozgovomiechového moku [potrebná citácia] Lieky podané priamo do mozgovomiechového moku však účinne nepreniknú do samotného mozgového tkaniva, pravdepodobne kvôli torzovitosti intersticiálneho priestoru v mozgu. Hematoencefalická bariéra sa stáva priepustnejšou počas zápalu. To umožňuje niektorým antibiotikám a fagocytom prechádzať cez BBB. To však umožňuje aj prienik baktérií a vírusov do BBB. Výnimkou z vylúčenia baktérií sú ochorenia spôsobené spirochétami, ako sú borélie, ktoré spôsobujú boreliózu, a Treponema pallidum, ktorá spôsobuje syfilis. Zdá sa, že tieto škodlivé baktérie prekonávajú hematoencefalickú bariéru fyzickým tunelovaním cez steny ciev [potrebná citácia].

Existujú aj niektoré biochemické jedy, ktoré sa skladajú z veľkých molekúl, ktoré sú príliš veľké na to, aby prešli cez hematoencefalickú bariéru. To bolo dôležité najmä v primitívnych alebo stredovekých časoch, keď ľudia často jedli kontaminované potraviny. Neurotoxíny, ako napríklad botulín, v potravinách by mohli ovplyvniť periférne nervy, ale hematoencefalická bariéra často dokáže zabrániť tomu, aby sa takéto toxíny dostali do centrálneho nervového systému, kde by mohli spôsobiť vážne alebo smrteľné poškodenie.

Prekonanie ťažkostí s dodávaním terapeutických látok do špecifických oblastí mozgu predstavuje veľkú výzvu pri liečbe väčšiny mozgových porúch. Hematoencefalická bariéra, ktorá plní svoju neuroprotektívnu úlohu, bráni prísunu mnohých potenciálne dôležitých diagnostických a terapeutických látok do mozgu. Terapeutické molekuly a protilátky, ktoré by inak mohli byť účinné pri diagnostike a terapii, neprechádzajú cez BBB v primeranom množstve. Penetrácia do mozgovomiechového moku je podiel liečiva, ktoré prechádza cez hematoencefalickú bariéru a dostáva sa do mozgovomiechového moku

Mechanizmy cielenia liečiv v mozgu zahŕňajú prechod buď „cez“, alebo „za“ BBB. Spôsoby podávania liekov cez BBB zahŕňajú jej narušenie osmotickými prostriedkami, biochemicky pomocou vazoaktívnych látok, ako je bradykinín, alebo dokonca lokalizovaným pôsobením vysoko intenzívneho fokusovaného ultrazvuku (HIFU). Ďalšie metódy používané na prekonanie BBB môžu zahŕňať použitie endogénnych transportných systémov vrátane transportérov sprostredkovaných nosičmi, ako sú nosiče glukózy a aminokyselín; transcytózu sprostredkovanú receptormi pre inzulín alebo transferín; a blokovanie aktívnych efluxných transportérov, ako je p-glykoproteín. Metódy podávania liekov za BBB zahŕňajú intracerebrálnu implantáciu (napríklad pomocou ihiel) a konvekciou posilnenú distribúciu. Manitol sa môže použiť pri obchádzaní BBB.

Nanotechnológia môže pomôcť aj pri prenose liekov cez BBB. Nedávno sa výskumníci pokúšali vytvoriť lipozómy naplnené nanočasticami, aby získali prístup cez BBB. Je potrebný ďalší výskum, aby sa určilo, ktoré stratégie budú najúčinnejšie a ako ich možno zlepšiť pre pacientov s nádormi mozgu. Potenciál využitia otvorenia BBB na zacielenie špecifických látok na nádory mozgu sa práve začal skúmať.

Dodávanie liekov cez hematoencefalickú bariéru je jednou z najsľubnejších aplikácií nanotechnológií v klinickej neurovede. Nanočastice by potenciálne mohli vykonávať viacero úloh vo vopred stanovenom poradí, čo je veľmi dôležité pri dodávaní liečiv cez hematoencefalickú bariéru.

Významný objem výskumu v tejto oblasti sa venoval skúmaniu metód sprostredkovaného dodávania nanočastíc antineoplastických liečiv do nádorov v centrálnom nervovom systéme. Napríklad rádioaktívne značené polyetylénglykolom potiahnuté hexadecylcyanoakrylátové nanosféry sa zamerali na gliosarkóm potkana a akumulovali sa v ňom. Táto metóda však ešte nie je pripravená na klinické skúšky z dôvodu akumulácie nanosfér v okolitom zdravom tkanive.

Treba poznamenať, že cievne endotelové bunky a pridružené pericyty sú v nádoroch často abnormálne a že hematoencefalická bariéra nemusí byť v mozgových nádoroch vždy neporušená. Bazálna membrána je tiež niekedy neúplná. K rezistencii nádorov mozgu na liečbu môžu prispievať aj iné faktory, napríklad astrocyty.

Peptidy sú schopné prekonávať hematoencefalickú bariéru (BBB) rôznymi mechanizmami, čo otvára nové diagnostické a terapeutické možnosti. Údaje o ich transporte cez BBB sú však v literatúre roztrúsené v rôznych odboroch, pričom sa používajú rôzne metodiky uvádzajúce rôzne aspekty influxu alebo efluxu. Preto bola vytvorená komplexná databáza peptidov BBB (Brainpeps) s cieľom zhromaždiť údaje o BBB dostupné v literatúre. Brainpeps v súčasnosti obsahuje informácie o transporte cez BBB s pozitívnymi aj negatívnymi výsledkami. Databáza je užitočným nástrojom na stanovenie priorít pri výbere peptidov na hodnotenie rôznych reakcií BBB alebo na štúdium kvantitatívnych vzťahov medzi štruktúrou a vlastnosťami (správanie sa v BBB) peptidov. Keďže na hodnotenie správania sa zlúčenín v BBB sa používa množstvo metód, klasifikovali sme tieto metódy a ich odpovede. Okrem toho sme objasnili a vizualizovali vzťahy medzi rôznymi metódami transportu v BBB [potrebná citácia].

Casomorphin je heptapeptid a mohol by byť schopný prechádzať cez BBB.[potrebná citácia]

Choroby zahŕňajúce hematoencefalickú bariéru

Meningitída je zápal blán, ktoré obklopujú mozog a miechu (tieto blany sa nazývajú meningy). Meningitídu najčastejšie spôsobujú infekcie rôznymi patogénmi, ako sú napríklad Streptococcus pneumoniae a Haemophilus influenzae. Pri zápale mozgových blán môže dôjsť k narušeniu hematoencefalickej bariéry. Toto narušenie môže zvýšiť prenikanie rôznych látok (vrátane toxínov alebo antibiotík) do mozgu. Antibiotiká používané na liečbu meningitídy môžu zhoršiť zápalovú reakciu centrálneho nervového systému uvoľnením neurotoxínov z bunkových stien baktérií – ako je lipopolysacharid (LPS). V závislosti od pôvodcu ochorenia, či už ide o baktériu, hubu alebo prvoka, sa zvyčajne predpisuje liečba cefalosporínom tretej alebo štvrtej generácie alebo amfotericínom B.

Epilepsia je bežné neurologické ochorenie, ktoré sa vyznačuje opakujúcimi sa a niekedy neliečiteľnými záchvatmi. Viaceré klinické a experimentálne údaje poukazujú na zlyhanie funkcie hematoencefalickej bariéry pri vyvolávaní chronických alebo akútnych záchvatov. Niektoré štúdie poukazujú na interakcie medzi bežným krvným proteínom (albumínom) a astrocytmi. Tieto zistenia naznačujú, že akútne záchvaty sú predvídateľným dôsledkom narušenia BBB buď umelými, alebo zápalovými mechanizmami. Okrem toho expresia molekúl a transportérov rezistencie na lieky v BBB je významným mechanizmom rezistencie na bežne používané antiepileptické lieky.

Skleróza multiplex (SM) sa považuje za autoimunitné a neurodegeneratívne ochorenie, pri ktorom imunitný systém napáda myelín, ktorý chráni a elektricky izoluje neuróny centrálneho a periférneho nervového systému. Za normálnych okolností je nervový systém človeka neprístupný pre biele krvinky kvôli hematoencefalickej bariére. Magnetická rezonancia však ukázala, že keď človek prechádza „útokom“ SM, hematoencefalická bariéra sa v časti mozgu alebo miechy porušila, čo umožnilo bielym krvinkám nazývaným T-lymfocyty prejsť cez ňu a napadnúť myelín. Niekedy sa predpokladá, že SM nie je ochorenie imunitného systému, ale ochorenie hematoencefalickej bariéry. Nedávna štúdia naznačuje, že oslabenie hematoencefalickej bariéry je dôsledkom poruchy endotelových buniek na vnútornej strane cievy, kvôli ktorej nefunguje dobre produkcia proteínu P-glykoproteínu [potrebná citácia].

V súčasnosti sa aktívne skúma liečba narušenej hematoencefalickej bariéry. Predpokladá sa, že oxidačný stres zohráva dôležitú úlohu pri poruche bariéry. Antioxidanty, ako napríklad kyselina lipoová, môžu byť schopné stabilizovať oslabenú hematoencefalickú bariéru.

Neuromyelitis optica, známa aj ako Devicova choroba, je podobná a často sa zamieňa so sklerózou multiplex. Okrem iných odlišností od SM bol identifikovaný iný cieľ autoimunitnej odpovede. Pacienti s neuromyelitídou optica majú vysoké hladiny protilátok proti proteínu nazývanému aquaporín 4 (súčasť astrocytárnych procesov na nohách v hematoencefalickej bariére).

Neskoré štádium neurologickej trypanozomózy (spavej choroby)

Neskoré štádium neurologickej trypanozomózy alebo spavej choroby je stav, pri ktorom sa v mozgovom tkanive nachádzajú prvoky trypanozómy. Zatiaľ nie je známe, ako parazity infikujú mozog z krvi, ale predpokladá sa, že prechádzajú cez choroidálny plexus, obvodový orgán.

Progresívna multifokálna leukoencefalopatia (PML)

Progresívna multifokálna leukoencefalopatia (PML) je demyelinizačné ochorenie centrálneho nervového systému, ktoré je spôsobené reaktiváciou latentnej infekcie papovírusom (polyomavírus JC), ktorý môže prechádzať cez BBB. Postihuje pacientov so zníženou imunitou a zvyčajne sa vyskytuje u pacientov trpiacich AIDS.

Ochorenie de Vivo (známe aj ako syndróm nedostatku GLUT1) je zriedkavé ochorenie spôsobené nedostatočným prenosom cukru, glukózy, cez hematoencefalickú bariéru, čo vedie k oneskoreniu vývoja a iným neurologickým problémom. Zdá sa, že hlavnou príčinou ochorenia De Vivo sú genetické defekty transportéra glukózy typu 1 (GLUT1).

Niektoré nové dôkazy naznačujú, že narušenie hematoencefalickej bariéry u pacientov s Alzheimerovou chorobou umožňuje krvnej plazme obsahujúcej amyloid beta (Aβ) preniknúť do mozgu, kde sa Aβ prednostne prichytáva na povrch astrocytov. Tieto zistenia viedli k hypotézam, že (1) porušenie hematoencefalickej bariéry umožňuje prístup autoprotilátok viažucich sa na neuróny a rozpustného exogénneho Aβ42 k mozgovým neurónom a (2) väzba týchto autoprotilátok na neuróny spúšťa a/alebo uľahčuje internalizáciu a akumuláciu Aβ42 viazaného na povrch buniek v zraniteľných neurónoch prostredníctvom ich prirodzenej tendencie odstraňovať autoprotilátky viazané na povrch prostredníctvom endocytózy. Nakoniec je astrocyt preťažený, odumrie, praskne a rozpadne sa, pričom po sebe zanechá nerozpustný plak Aβ42. U niektorých pacientov teda môže byť Alzheimerova choroba spôsobená (alebo skôr zhoršená) poruchou hematoencefalickej bariéry.

Predpokladá sa, že latentný vírus HIV môže prekročiť hematoencefalickú bariéru vo vnútri cirkulujúcich monocytov v krvnom riečisku (teória „trójskeho koňa“) počas prvých 14 dní infekcie. Keď sa tieto monocyty dostanú dovnútra, aktivujú sa a premenia sa na makrofágy. Aktivované makrofágy uvoľňujú virióny do mozgového tkaniva v blízkosti mozgových mikrovaskulárnych ciev. Tieto vírusové častice pravdepodobne priťahujú pozornosť sentinelových mozgových mikroglií a perivaskulárnych makrofágov, ktoré iniciujú zápalovú kaskádu, ktorá môže spôsobiť sériu intracelulárnych signálov v endotelových bunkách mozgových mikrovaskulárnych ciev a poškodiť funkčnú a štrukturálnu integritu BBB. Tento zápal predstavuje HIV encefalitídu (HIVE). Prípady HIVE sa pravdepodobne vyskytujú počas celého priebehu AIDS a sú predzvesťou demencie súvisiacej s HIV (HAD). Hlavným modelom na štúdium HIV a HIVE je model opice.

Počas smrteľnej infekcie myší besnotou hematoencefalická bariéra (BBB) neumožňuje antivírusovým imunitným bunkám vstup do mozgu, primárneho miesta replikácie vírusu besnoty. Tento aspekt prispieva k patogenite vírusu a umelé zvýšenie priepustnosti BBB podporuje klírens vírusu. Otvorenie BBB počas infekcie besnoty sa navrhlo ako možný nový prístup k liečbe ochorenia, hoci sa zatiaľ neurobili žiadne pokusy o určenie, či by táto liečba mohla byť úspešná.