Limited time offer 20% OFF StudySoup Subscription details

OSU - NEUROSC 3000 - Study Guide - Final

Created by: Grace Campbell Elite Notetaker

> > > > OSU - NEUROSC 3000 - Study Guide - Final

OSU - NEUROSC 3000 - Study Guide - Final

0 5 3 91 Reviews
This preview shows pages 1 - 9 of a 78 page document. to view the rest of the content
background image Neuroscience 3000 Final Exam Study Guide 1 Chapters 1 – 7 An Introduction to Neuroscience  A Early History of Neuroscience  a Ancient Egypt i Believed memories were stored in the heart ii Knew that brain damage was serious iii Preserved the body for mummification, but discarded the brain iv Had a hieroglyph for “brain” Hippocrates  i Believed the brain was the center of sensation and intelligence  ii Thought epilepsy was a brain disease Alcmaion of Crotona i Described the optic nerve at 500 BC Plato i Believed the brain was the center of mental processes Aristotle i Believed the heart was the center of intelligence ii Thought the brain just cooled the blood Galen i Similar view to Hippocrates ii Tried to determine brain function by its structure  iii Believed nerves were hollow tubes and that humors (vital 
fluids) flowed to the brain ventricles 
iv Believed a soft cerebellum meant that sensations and 
memories were formed there
v Believed a hard cerebellum meant there was muscle control 
there
vi Believed the brain received sensory info vii Thought the brain was in control, but because of the movement
of vital fluids through hollow nerves 
b Major themes i Two major views: heart vs brain as the center of intelligence ii Anatomy was described very early iii Major theory: the body functioned by balancing 4 vital fluids 
called humors
b Anatomy was studied through animal dissections and by looking at  injured gladiators  i Experiment: cut a pig’s laryngeal nerve and found that it could 
no longer squeal
1 Concluded that nerves from the brain and spinal cord  control function Leonardo da Vinci i Made a wax cast of ventricles  Andreas Vesalius
background image i Made detailed drawings of the brain Descartes i Believed in the fluid-mechanical theory 1 BUT also thought that human abilities came from the mind ii Thought the “mind” communicated to the brain via the pineal 
gland
b 1500s i Much of the gross brain anatomy was described  ii Hippocampus and pons were named iii Andreas Vesalius, da Vinci, Descartes B History of Neuroscience a 17 th  and 18 th  century found more detail i distinguished white and gray matter 1 white matter contains fibers that make up nerves and bring info to and from the gray matter ii peripheral and central divisions iii every brain has same general pattern of gyri, sulci, and fissures b By 1800, knew… i peripheral and central divisions ii brain injury can cause death, disrupted 
thought/movement/sensation
iii brain communicates to the body via nerves iv there are different parts that most likely perform different roles v brain operates like a machine and follows the laws of nature b 19 th  Century i nerves act as wires, are NOT tubes Galvani and du Bois-Reymond showed that electricity  can stimulate movement  a The brain generates electricity  2 Nerves are made of fiber bundles a Spinal nerve bundles carry both sensory and motor  info i Bell and Magendie B Localization of Function Bell i Proposed motor fibers come from cerebellum and sensory fibers
go to the cerebellum
Flourens i Experiments showed that Bell was correct ii Thought that all parts of the cerebellum contributed to all 
functions
1 Wrong ii Used ablation to prove phrenology wrong  Gall i Phrenology
background image 1 The brain was divided into regions that correlated with  personality traits 2 Proven wrong Broca i Thought different functions were localized to different areas ii Evidence:  1 A lesion in the Broca’s area causes a person to be unable  to speak, even though they can still understand the 
language 
Fritsch and Hitzig  i Showed specific regions of the brain controlled movement  ii Used electrical stimulation of dogs and frogs Ferrier i Showed specific regions of the brain controlled movement 1 Found the removal of the brain region(s) caused paralysis
2 Used monkeys
Munk i Showed that the occipital lobe was required for vision B Evolution of Nervous Systems a Thomas Willis (1621-1675) i Noticed that animals behaved similarly to humans at a very 
basic level 
b Nervous systems have evolved
c Different parts of the brain are relatively larger in some species than
in others d Different animal brains are better different, specific functions B Animals in Research  a Why should we study specific species? i Outstanding features 1 Echo-location in bats ii Convenience 1 Short life spans in fruit flues
2 Cheaper costs
ii Comparison 1 Some species have more developed brain regions than  others ii Preservation iii Economic importance iv Treatment of disease b Model Animals i Invertebrates 1 nervous systems provide models for studying specific  aspects of function and structure  ii Squids, snails 1 Basic biology of neurons, synaptic transmission, plasticity ii Cats, primates
background image 1 Visual system ii Rats, mice 1 Neuropharmalogical and behavioral studies
2 Used for early studies of the somatosensory system
ii Worms 1 Aging, development ii Fruit fly 1 Synapse formation ii Zebrafish 1 Development, drug screening  ii Specific animals are suited for specific questions 1 The more fundamental the process, the “older” the animal  can be  b Animal research i A small number of animals are used 1 Mostly rats and mice
2 Pets are not used
ii Major discoveries have been made with rats, mice, chickens, 
cows, fruit flies, squid, rabbits, frogs, dogs, monkeys, pigs, 
fish…
iii Animals benefit from research as well iv Animal welfare is very important and tightly regulated 1 Sometimes more than human welfare
2 Alternatives are considered
3 Anesthesia is used
4 Only worthwhile, minimal numbers of animals are used
5 Animal Review committees 
6 Animal rights- animals have the same moral and legal 
rights as humans  a Scientists believe animals should be cared for and not  abused, but do not equate a rat’s life as being as equal
as a child’s 
B Major Disorders of the Nervous System a Alzheimer’s Disease i Degeneration of cholinergic neurons, dementia, is fatal b Parkinson’s Disease i Degeneration of dopaminergic neurons, loss of voluntary 
movement
b Depression i 30 million experience, major cause of suicide b Schizophrenia i 2 million affected, severe psychotic illness, delusions, 
hallucinations, bizarre behavior
b Spinal cord injury
c Stroke
i Loss of blood supply can lead to permanent loss of function
background image b Epilepsy i Seizures due to disruption of normal brain electrical activity  b Multiple sclerosis i Loss of nerve conduction, attacks the myelin sheath  b Autism    Neurons and Glia A Neurons and Glia a Both are major cell types
b Are about equal in number 
i About 85 billion each ii Difficult to quantify the exact number of cells B Brain distribution a Cerebral cortex i 81.2% of brain’s mass ii 19.0% of brain’s neurons b Cerebellum i 10.3% of brain’s mass ii 80.2% of brain’s neurons b Basal ganglia, diencephalon, brainstem i 7.8% of brain’s mass ii 0.8% of brain’s neurons  B Neurons a 0.02-0.05 mm in diameter (40-200x smaller than the tip of a pencil)
b Couldn’t be studied until the late 17
th  century because of the lack of microscope c There are more neurons in the cerebellum (less mass) than the  cerebral cortex  d Early Studies i Thin slices of the brain (microtomes) and “fixing the brain” with
formaldehyde were needed in order to study it
ii The normal brain is cream-colored, so you cannot see the cells iii Nissl stain 1 Labels nuclei of all cells and the Nissl bodies (RER) of  neurons 2 Much more RER present in neurons than in glia/any other  cells ii Golgi stain 1 Stains all parts of the neurons, but not all the neurons
2 Found cell body (soma, perikaryon)
3 Found 2 types of neurites
background image a Axons: one present, long
b Dendrites: many present, short
b Neuron Structure i Axons and dendrites are not continuous, but are close ii Neurons have the same organelles as other animal cells, but 
have different distributions 
iii Soma 1 Cell body
2 20 um in size
3 nucleus is 5-10 um
B The Nervous System is Not an Exception to Cell Theory  a Cell theory was proposed by Schwann in 1839 i States that all tissue is made of cells b Golgi supported the reticular theory i Neurites fuse together like a circulatory system ii Says the nervous system is an exception to cell theory  b Cajal came up with a more correct (mostly correct) idea i Neurites are not continuous ii The nervous system is made up of individual cells that 
communicate by contact
b Neuron Doctrine i The cell theory applies to the nervous system ii Correct  B Brain biology a Alternative splicing  i A gene goes through transcription ii The introns are spliced out and the exons are brought together 
to form mRNA
iii Very wide spread/common/conserved in the brain  b A gene goes through transcription and RNA processing before being  exported from the nucleus c DNA microarrays i A method used to identify unique gene expression in different 
brains/different regions of the same brain 
ii Today, large scale RNA sequencing is used b Neural specification i Cell types have a complex molecular composition  ii Many genes that are expressed in neurons are expressed in 
non-neuronal cells too
iii Alternative splicing is common iv Neuron-specific combinations of genes are defining, with each 
member being more broadly expressed
b Copy number variations are very common in the brain  i Sequencing the genomes of individual neurons  ii A neuron subset is especially prone to large-scale genome 
alterations
background image iii Aneuploidy and subchromosomal CNVs 1 13-41% of neurons have at least 1 megabase-scale de  novo CNV ii Could have implications for neural function 1 neurons with different genomes may have different  phenotypes b There’s a large amount of ER in neurons
c Mitochondria
i Widespread throughout the cytoplasm, presynaptic region ii There’s a large amount in neurons b Neuronal Membrane i 5nm thick ii many proteins are embedded in the membrane 1 protein composition varies between the soma, axons, and  dendrites b Cytoskeleton i Microtubules 1 Largest (20 nm) and long range tracks
2 Involved in transport
3 Tubulin polymer
4 Not static, associated with other proteins 
ii Microfilaments 1 Smallest (5 nm) and short range tracks
2 Thin stands of actin polymers; closely associated with 
membrane 3 Often at synaptic terminals and dendritic spines
4 Axial, radial, longitudinal, not static
5 Numerous and important in plasticity 
ii Neurofilaments/  1 Medium sized (10 nm)
2 Called intermediate filaments in other cells
3 Strong, maintains neuronal shape
4 Axial, no polarity, not tracks
5 Form tangles in Alzheimer’s disease
6 Space filling
7 Mutants lacking these have slow conduction velocities
B Axons a Unique to neurons
b form branches or collaterals (some recurrent)
c No RER, few ribosomes, some mRNA and miRNA
i Probably some translation in mature axons b 1 mm to over a meter long; variable diameter (1um-25um) i speed of the nerve impulse depends on the diameter length ii thicker diameter = faster impulse b proteins in the membrane differ from those in the soma
axon hillock = the beginning of the axon
background image i no ribosomes or most other organelles terminal/terminal bouton = the end of the axon i some form terminal arbor (many short branches) ii some form boutons en passant (in passing) iii no microtubules, many synaptic vesicles, protein rich, many 
mitochondria
b Axonal Transport i Wallerian degeneration 1 After axons are cut, death is distal to injury
2 An early clue that transport occurs
ii Slow axoplasmic transport 1 1-10 mm/day
2 Involves carrying cytosolic proteins
3 By Weiss
ii Fast axoplasmic transport 1 400-1000 mm/day
2 Carried in vesicles
3 Transports membranous organelles and associated proteins
ii Anterograde- forward 1 Uses ATP
2 Walked down microtubules by kinesin (motor protein)
a If you knock out kinesin, you can’t get anterograde  transport 2 Fast or slow speed ii Retrograde- backwards 1 Uses dynein
2 Works along microtubules 
3 For macromolecules in vesicles, pinocytotic, or endocytic 
vesicles, old mitochondria a To bring them back to where they need to be 2 Intermediate speed
3 Can be used to trace synaptic connections
a By injecting HRP in the brain
b Two days later, retrograde transport will have occurred
and you can find HRP-labeled neurons  c To map connectivity of the brain 2 Used by the rabies and herpes viruses  ii Studying transport Accumulation method by Weiss
Pulse labeling by Grafstein
Imaging
a GFP or other labeled proteins in cultured neurons
b Some confocal imaging used in vivo preps
2 Vesicles move, mitochondria/other organelles move
3 Fast and slow transport differs due to the time cargos 
actually spend moving
background image B Synapse a Two sides: pre and post
Synaptic cleft in between
i No direct contact b Synaptic transmission mediated by chemical neurotransmitters
c Many drugs/chemicals act at the synapse
d Malfunctions here are responsible for many mental disorders
i EX: depression B Dendrites Dendritic tree- collection of all the branches that extend from the  soma b Come in different shapes and sizes- Plastic
c Covered with thousands of synapses
d Some covered with spines (bumps coming off of the dendrite)
i Spines can change structure and shape depending on the 
type/amount of synaptic input, by illness, and by activity 
1 Mentally ill fetuses have disfigured dendritic spines  ii Polyribosomes are often under the spines, mRNA is present 1 Lots of protein synthesis b Contain microtubules, few microfilaments B Classification of Neurons a Number of neurites i Unipolar/pseudounipolar  1 Has 1 neurite
2 Single process with peripheral and central branch
3 Found in sensory ganglia
ii Bipolar 1 Has 2 extensions from the soma
2 Found in sensory structures (retina, olfactory bulb)
ii Multipolar 1 Single axon
2 Many dendrites
3 Most common neuron
b Shape of dendritic tree i Two classes in the cerebral cortex: 1 Pyramidal cells a Pyramid shape coming off of the soma
b 2 dendritic extensions
2 Stellate cells a Star shaped
b Many dendritic extensions coming off of the soma
ii Spiny 1 All pyramidal cells
2 Some stellate
ii Aspinous 1 Some stellate

This is the end of the preview. Please to view the rest of the content
Join more than 18,000+ college students at Ohio State University who use StudySoup to get ahead
School: Ohio State University
Department: Neuroscience
Course: Introduction to Neuroscience
Professor: Robert Boyd
Term: Summer 2015
Tags: neuroscience
Name: Neuroscience 3000 Final Exam Study Guide
Description: This study guide covers everything that has been gone over in class for the entire semester of Spring 2017. Study guide 1 covers the material for the first final, chapters 1-6, and study guide 2 covers all of the material for the 2nd final, chapters 7-12 and part of 23.
Uploaded: 04/23/2017
78 Pages 120 Views 96 Unlocks
  • Better Grades Guarantee
  • 24/7 Homework help
  • Notes, Study Guides, Flashcards + More!
Join StudySoup for FREE
Get Full Access to OSU - NEURO 3000 - Study Guide - Final
Join with Email
Already have an account? Login here
×
Log in to StudySoup
Get Full Access to OSU - NEURO 3000 - Study Guide - Final

Forgot password? Reset password here

Reset your password

I don't want to reset my password

Need help? Contact support

Need an Account? Is not associated with an account
Sign up
We're here to help

Having trouble accessing your account? Let us help you, contact support at +1(510) 944-1054 or support@studysoup.com

Got it, thanks!
Password Reset Request Sent An email has been sent to the email address associated to your account. Follow the link in the email to reset your password. If you're having trouble finding our email please check your spam folder
Got it, thanks!
Already have an Account? Is already in use
Log in
Incorrect Password The password used to log in with this account is incorrect
Try Again

Forgot password? Reset it here