ПРОГРАММА вступительных испытаний в магистратуру по направлению «Биология», магистерская программа «Нейронауки»

ПРОГРАММА
вступительных испытаний в магистратуру
по направлению «Биология», магистерская программа «Нейронауки»
Тема № 1. Клеточное строение нервной системы.
Общий план строения нервной клетки. Структурное разнообразие и классификация
нейронов.
Строение мембраны нервных клеток. Ионные каналы возбудимой мембраны:
свойства, функциональные компоненты и принципы работы. Селективность каналов:
молекулярно-физический механизм. Проницаемость и проводимость каналов. «Ворота»
каналов, воротные токи и их регистрация.
Мембранные
органеллы
цитоплазмы
нейрона.
Цитоскелет
нейрона:
нейрофиламенты, нейрофибриллы, микротрубочки. Глиальные клетки: строение, функции
и взаимодействие с нервными клетками. Макроглия: олигодендроциты, эпендимоциты и
астроциты. Микроглия.
Тема № 2. Основные биоэлектрические процессы в нервных клетках.
Мембранный потенциал покоя: ионный механизм возникновения. Роль активного
транспорта ионов в поддержании потенциала покоя клетки. Потенциал действия: условия
возникновения, ионный механизм и свойства. Количественное описание ионных токов
гигантского аксона кальмара (модель Ходжкина-Хаксли). Принцип работы, молекулярная
структура и функциональное значение K+,Na+-АТФ-азы.
Механизм проведения потенциала действия по миелинизированным и
немиелинизированным нервным волокнам. Зависимость скорости распространения
возбуждения от диаметра нервного волокна. Классификации нервных волокон по
Эрлангеру и Гассеру и по Ллойду.
Тема № 3. Синаптическая передача.
Понятие о синапсе как функциональном межклеточном соединении.
Электрический и химический механизмы передачи сигнала.
Электрический синапс: особенности строения, ультраструктуры, молекулярной
организации и свойств.
Химические синапсы: особенности строения и ультраструктуры. Морфология и
ультраструктура нервно-мышечного соединения позвоночных. Основные этапы передачи
сигнала в нервно-мышечном синапсе позвоночного животного. Свойства и ионный
механизм потенциала концевой пластинки. Квантовый механизм выделения медиатора в
нервно-мышечном синапсе.
Химическая синаптическая передача в нервной системе (исследования Дж.Экклса).
Возбуждающие и тормозные синапсы. ВПСП и ТПСП: ионные механизмы, свойства и
значение в интегративных процессах. Ионотропные и метаботропные синаптические
рецепторы.
Разнообразие медиаторов. Принцип Г.Дейла и его современная интерпретация.
Медиаторы и модуляторы. Относительность понятия возбуждающий и тормозный
медиатор.
Тема № 4. Физиология центральной нервной системы.
Общие принципы организации нервной системы. Спинной мозг. Общая схема
строения. Проводящая функция спинного мозга. Рефлекторная функция спинного мозга.
Продолговатый мозг, его проводящие и рефлекторные функции. Ядра
продолговатого мозга. Участие продолговатого мозга, мозжечка и среднего мозга в
регуляции тонуса мышц. Децеребрационная ригидность.
Задний мозг. Ствол мозга: проводящая функция; участие в координации
двигательной активности. Двигательная система ствола мозга.
Средний мозг. Ядра среднего мозга, их функции.
Промежуточный мозг. Гипофиз. Гипоталамус. Эпифиз. Интегративные функции
гипоталамуса как высшего центра вегетативных регуляций.
Конечный мозг. Основы физиологии коры больших полушарий. Архитектоника
коры головного мозга. Электрофизиологическая активность головного мозга.
Электроэнцефалограмма. Сон и бодрствование, роль восходящей активирующей
ретикулярной системы. Распределение функций между двумя полушариями. Обучение и
память.
Лимбическая система мозга. Корковые области лимбической системы (крючок,
гиппокамп, поясная извилина), миндалина, гипоталамические и таламические ядра,
входящие в лимбическую систему. Активация лимбической системой программ,
заложенных в ядрах гипоталамуса (регуляция гомеостаза: терморегуляция,
осморегуляция, пищевое поведение). Роль лимбической системы в поведенческих
реакциях.
Тема № 5. Сенсорная физиология.
Субъективная и объективная сенсорная физиология. Структурная организация
сенсорной системы. Классификация рецепторов. Возбудимость рецепторов. Адекватные и
неадекватные раздражители. Механизм возбуждения рецепторов; рецепторный и
генераторный потенциалы, импульсная активность. Закон Вебера-Фехнера. Понятие об
абсолютном и разностном порогах.
Адаптация рецепторов. Кодирование сенсорной информации. Структурнофункциональные характеристики слуховой сенсорной системы. Механизмы восприятия
высоты и силы звука.
Зрительная сенсорная система. Глаз, его строение и функции. Механизм
восприятия светового стимула. Аккомодация глаза, зрачковый рефлекс. Острота зрения.
Бинокулярное зрение. Фоторецептор и преобразование световой энергии. Родопсин.
Строение сетчатки, функции ее элементов. Обработка информации нервными элементами
сетчатки. Теории цветового зрения.
Гравитационная (вестибулярная) сенсорная система, соматосенсорная система
(механорецепция, терморецепция, ноцицепция, проприоцепция), вкусовая и обонятельная
сенсорные системы (структурно-функциональная характеристика вспомогательного
аппарата, рецепторы, сенсорные пути, проекционные зоны коры больших полушарий).
Тема № 5. Физиология высшей нервной деятельности.
Врожденные форма поведения (безусловные рефлексы и инстинкты), их значение
для приспособительной деятельности организма. Условнорефлекторная основа высшей
нервной деятельности. Условный рефлекс, механизм его образования. Стадии
образования условного рефлекса. Виды условных рефлексов. Методы изучения условных
рефлексов. Торможение условных рефлексов. Динамика основных нервных процессов.
Типы высшей нервной деятельности.
Нейрофизиологические основы психической деятельности. Физиологические
механизмы памяти. Нейрофизиологическая основа эмоций. Физиология сна: фазы сна,
электрофизиологическая характеристика состояния мозга человека во время сна.
Особенности парадоксального сна. Психофизиология процесса принятия решения.
Основные психофизиологические концепции сознания (концепция «светлого пятна»,
информационного синтеза, связи сознания с речью). Вторая сигнальная система.
Межполушарная асимметрия.
Тема № 6. Принципы регуляции физиологических функций.
Принципы организации управления функциями. Управление в живых организмах.
Саморегуляция физиологических функций. Системная организация управления. Теория
функциональных систем П.К. Анохина. Общий принцип организации функциональных
систем и их взаимодействие.
Нервные механизмы регуляции физиологических функций. Нервные центры
(понятие и значение). Вегетативная нервная система, ее роль в поддержании гомеостаза.
Симпатический и парасимпатический отделы вегетативной нервной системы.
Особенности строения рефлекторной дуги вегетативного рефлекса. Пре- и
постганглионарные нейроны. Передача возбуждения в вегетативных ганглиях. Медиаторы
вегетативной нервной системы и их рецепторы. Роль продолговатого мозга в регуляции
вегетативных функций.
Гуморальные механизмы регуляции физиологических функций. Внутренняя среда,
гормоны, основные свойства гормонов. Механизмы взаимодействия гормонов с клеткамимишенями. Специфичность и множественность гормональных эффектов. Понятие об
эндокринной системе.
Вопросы к вступительному экзамену
1. Структурная организация нейрона на уровне светового микроскопа.
2. Основные ультраструктурные компоненты нервной клетки и их функциональная роль
в биологии нейрона.
3. Механизмы возникновения и поддержания мембранного потенциала покоя.
4. Процесс возбуждения и его ионные механизмы.
5. Распространение возбуждения по нервным волокнам.
6. Виды глиальных клеток и их функции.
7. Основные принципы строения и работы потенцилозависимых ионных каналов.
8. Принцип работы, молекулярная структура и функциональное значение K+,Na+-АТФазы.
9. Морфология и ультраструктура нервно-мышечного соединения позвоночных.
10. Основные этапы передачи сигнала в нервно-мышечном синапсе позвоночного.
Свойства и ионный механизм потенциала концевой пластинки.
11. Строение и свойства химических контактов. Строение и свойства электрических
контактов.
12. ВПСП и ТПСП, свойства и ионные механизмы.
13. Медиаторные механизмы центральной нервной системы: медиаторы, их синтез,
секреция, взаимодействие с рецепторами
14. Рефлекторный принцип деятельности нервной системы.
15. Торможение в ЦНС, его значение для организма.
16. Нервные центры и их физиологические свойства.
17. Роль спинного мозга в процессах регуляции деятельности опорно-двигательного
аппарата и вегетативных функций организма.
18. Структурно-функциональные особенности автономной нервной системы.
19. Роль спинного мозга в процессах регуляции деятельности опорно-двигательного
аппарата и вегетативных функций организма.
20. Продолговатый мозг и мост, участие их центров в процессе регуляции соматических и
вегетативных функций.
21. Физиология среднего мозга, его рефлекторная деятельность и участие в процессах
регуляции вегетативных функций.
22. Особенности нейронной организации ретикулярной формации ствола мозга.
Восходящие и нисходящие влияния ретикулярной формации на структуры центральной
нервной системы.
23. Анатомия, клеточная организация и функции мозжечка.
24. Строение и функции структур промежуточного мозга.
25. Базальные ядра и их роль в формировании мышечного тонуса и сложных
двигательных актов.
26. Кора больших полушарий. Клеточная организация. Функциональные области коры.
27. Современное представление об интегративной деятельности ЦНС.
28. Проводящие пути центральной нервной системы млекопитающих.
29. Функциональная организация сенсорной системы.
30. Зрительная сенсорная система млекопитающих.
31. Слуховая сенсорная система.
32. Вестибулярная сенсорная система.
33. Соматосенсорная
система
(механорецепция,
терморецепция,
ноцицепция,
проприоцепция).
34. Вкусовая и обонятельная сенсорные системы.
35. Врожденные формы поведения (безусловные рефлексы и инстинкты), их значение для
приспособительной деятельности организма.
36. Условный рефлекс как форма приспособления животных и человека к изменяющимся
условиям существования.
37. Торможение в высшей нервной деятельности.
38. Физиологические механизмы сна. Фазы сна. Электрофизиологические корреляты
стадий сна.
39. Современное представление о локализации функций в коре полушарий.
Полифункциональность корковых областей. Пластичность коры.
40. Биологическая роль эмоций. Теории возникновения эмоций. Вегетативные и
соматические компоненты эмоций.
41. Память и ее значение в формировании целостных приспособительных реакций. Виды
памяти и механизмы формирования памяти.
42. Архитектура целостного поведенческого акта с точки зрения теории функциональной
системы П.К.Анохина.
Список основной и дополнительной литературы
Основная литература
1.
Николлс Дж. Г., Мартин А. Р., Б. Валлас Дж., Фукс П. А. От нейрона к
мозгу. Издательство: Либроком 2012. 672 с.; Изд. УРСС, 2003. 672 с.
2.
3.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Ноздрачев А.Д., Баженов Ю.И. и др. Начала физиологии: Учебник для вузов/
Под ред. акад. А.Д.Ноздрачева.-СПб.: Изд. «Лань», 2001-1088с.
Физиология человека: В 3 т.. Пер. с англ./ Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса. -2-е
изд.- М.: Мир, 2007.
Дополнительная литература
Блум Ф. и др. Мозг, разум и поведение. М. Мир. 1988.
Кэндел Э. Клеточные основы поведения. М. Мир 1980.
Немечек С. и др. Введение в нейробиологию. Авиценум, 1979.
Судаков К.В. Нормальная физиология М.: Медицинское информационное агенство,
2006 – 908 с.
Фундаментальная и клиническая физиология / под ред. Камкина А.Г. и Каменского
А.А. – М.: Академия, 2004 – 1072 с.
Хухо Ф. Нейрохимия. М. Мир 1990.
Шаде Дж., Форд Д. Основы неврологии. М. Мир. 1976.
Шепперд Д. Нейробиология. т. 1,2. М. Мир 1987.
Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Ссылки на Интернет – сайты
http://www.hse.ru/data/2013/07/20/1287823147/nicolls1.pdf Бесплатная загрузка книги «От
нейрона к мозгу»
http://www.braincampaign.org/Pub/Pub_Front.asp? Сайт IBRO (International Brain Research
Organisation)
http://www.neuroscience.ru/content.php научно-образовательный сайт «Современные
нейронауки»
http://www.sfn.org/
сайт общества нейронаук
http://neuroscience.uth.tmc.edu/
электронный учебник по нейробиологии
http://www.sefiz.ru/ - на сайте рассмотрены кожная чувствительность, чувствительность
внутренних органов (висцероцепция, или интероцепция) и глубокая чувствительность мышц и
суставов (проприоцепция);
http://body.su/ - очень лаконичный сайт по общей физиологии;
http://www.membrane.su/ - здесь есть информация о механизмах регуляции физиологических
процессов;
http://humbio.ru/ - база знаний по биологии человека.
www.medbiol.ru – база знаний по физиологии и медицине.