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MCB 244: Exam III(3) Study Guide

by: Laura Kunigonis

MCB 244: Exam III(3) Study Guide MCB 244

Laura Kunigonis

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About this Document

Here is the complete study guide for Anatomy and Physiology exam III (Chapters 9, 11, 12, and 14) including the muscle chart information from chapter 11!
Human Anatomy and Physiology I
Dr, Chester Brown
Study Guide
50 ?




Popular in Human Anatomy and Physiology I

Popular in Biology

This 29 page Study Guide was uploaded by Laura Kunigonis on Thursday November 12, 2015. The Study Guide belongs to MCB 244 at University of Illinois at Urbana-Champaign taught by Dr, Chester Brown in Fall 2015. Since its upload, it has received 147 views. For similar materials see Human Anatomy and Physiology I in Biology at University of Illinois at Urbana-Champaign.

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Date Created: 11/12/15
MCB 244: Exam III Complete Study Guide  Chapter 9: Types of Movement and Location on the Body  gliding  ­two opposing surfaces slide past one another  ­occurs between surfaces of articulating carpal bones, tarsal bones, and  between clavicle and sternum  Flexion  ­Movement of the anterior­posterior plane that decreases the angle between  articulating bones  ­long bones of the limbs or axial skeleton  Extension  ­Movement in the anterior­posterior plane that increases the angle between  articulating bones  ­in long bones or axial skeleton  Hyperextension  ­extension past the anatomical position  ­ex: when neck is looking up  Abduction  ­Movement away from longitudinal axis of the body in frontal plane  ­ex: swinging the upper limb to the side  Adduction  ­Movement towards the longitudinal axis of the body in the frontal plane  ­ex: bringing an outstretched upper limb down to the side  Circumduction  Circular rotation  Medial Rotation  ­rotation towards axis  ­turning of the anterior surface of a limb toward the long axis of the trunk  lateral rotation  ­rotation away from axis  ­turning of the anterior surface of a limb away from the long axis of trunk  Supination  turning the head so the palm faces forwards  Pronation  turning the head so the palm faces backwards  Inversion  ­A twisting movement of the foot that turns the sole inward, elevating the  medial edge of the sole  ­twists sole of food medially  Eversion  ­A twisting movement of the foot that turns the sole outward, lowering the  medial edge of the sole  ­twists sole of food laterally  Protraction  ­Moving a body part anteriorly in the horizontal plane  ­Jutting out the lower jaw  Retraction  moving a body part posteriorly in the horizontal plane  Elevation  ­movement of a structure in a superior direction  ­shoulder shrug  Depression  ­movement of a structure in an anterior direction  ­mandible is depressed when mouth is opened  Ankle Flexion  pull toes towards shin  Ankle Extension  point toes down  Opposition  movement of the thumb toward the surface of the palm or the pads of the  fingers  Reposition  thumb movement away from fingers or palm  Lateral Flexion  bending of the vertebral column to the sides    Chapter 11: The Muscular System  Fascicle Arrangement: Parallel Muscles (most common)  Fibers parallel to the long axis  Muscle shortens & becomes long in diameter  ex. biceps brachii  Fascicle Arrangement: Pennate Muscles  Form an angle with the tendon  Do not move as far as parallel muscles  contain more myofibrils than parallel muscles  develop more tension than parallel muscle of same size  Fascicle Arrangement: Convergent Muscles  A broad area converges on attachment site: tendon, aponeurosis, or raphe  Versatile muscle as fibers can pull in different directions  Stimulation of different motor units results in directionality  When all fibers stimulated, less tensions is generated on attachment site as compared  to parallel muscle because of the fiber arrangement  Pennate Muscles (3 different types)  Unipennate:  Fibers on one side of tendon  ex. extensor digitorum  Bipennate (common):  Fibers on both sides of tendon  Ex. rectus femoris  Multipennate:  Tendon branches within muscle  Ex. deltoid  Fascicle Arrangement: Circular Muscles  Also called sphincters  Open and close to guard entrances of body (e.g. digestive & urinary tracts)  ex. orbicularis oris muscle of mouth  1st Class Lever  Applied force & load are on opposite side with fulcrum in between  Seesaw or teeter­totter are exs  Fore and resistance are balanced  ex. neck extension  2nd Class Lever  Load located between applied force and fulcrum  Ex. wheelbarrow or plantar flexion  Because the force is always further from the fulcrum than the load, a small force cane  move a large weight  But load moves more slowly and covers less distance  Thus, the increase in the effective force comes at the expense of speed and distance  3rd Class Lever  Most common lever in body  Applied force between resistance and fulcrum  Maximizes speed and distance traveled at the expense of greater force requirement  For the biceps brachii the load is 6 times further than the applied force (thus need 6x  as much force)  But speed and distance increased same 6:1 ratio  Agonist (or prime mover)  Produces a particular movement   e.g. the biceps brachii muscle is the agonist that produces flexion at the elbow  Antagonist  Opposes movement of a particular agonist   e.g. the triceps brachii muscle is the antagonist of the biceps brachii muscle  Syngergist  A smaller muscle that assists a larger agonist  Helps start motion or stabilize origin of agonist (fixator)  4 characteristics to skeletal muscles  Origin and Insertion  Muscles have one fixed point of attachment (origin) and one moving point of  attachment (insertion)  Most muscles originate or insert on the skeleton  Origin is usually proximal to insertion  Actions  Type of movements produced by muscle contraction  Body movements  Described in terms of bone, joint or region  Innervation  Skeletal muscles are voluntary  Contraction requires stimulation from motor neurons  Know the major functions of skeletal muscles in the axial and appendicular divisions.  Axial Muscles (muscles of the head and neck, muscles of the vertebral ​ column,  oblique and rectus muscles, muscles of the pelvic floor)  Position head and spinal column  Move rib cage  60% of skeletal muscle  Appendicular muscles (muscles of the shoulders and upper limps, muscles of  the pelvis and lower limbs)   Support pectoral and pelvic girdles  Support limbs  40% of skeletal muscles    Axial Muscles­ Facial Expression   Orbicularis oris  Location ­ around mouth  Action ­ constricts the mouth opening, moves lips and corners of the mouth  Buccinator  Location ­ in the cheek  Action ­ moves food around the vestibule (inside of cheek); provides suction  Orbicularis oculi  Location ­ around eye  Action ­ closes eye  Origin ­ medial margin of orbit  Insertion ­ skin around eyelids  Temporoparietalis  Location ­ side of head above ears  Action ­ tenses scalp; wiggles ears (auricle)  Frontal belly of occipitofrontalis  Location ­ forehead  Action ­ raises eyebrows and wrinkles forehead  Origin ­ epicranial aponeurosis  Insertion ­ skin of eyebrow, nose bridge  Occipital belly of occipitofrontalis  Location ­ over the occipital bone  Action ­ tenses and retracts scalp  Origin ­ occipital and temporal bones  Insertion ­ epicranial aponeurosis  Platysma  Location ­ over the front of the neck  Action ­ depresses mandible and tenses the skin of the neck  Origin ­ superior thorax between cartilage of 2nd rib and scapula  Insertion ­ mandible and skin of cheek    Axial Muscles ­ Extrinsic Eye Muscles  Inferior rectus  Location ­ bottom of eye  Action ­ eye looks inferiorly  Origin ­ sphenoid  Insertion ­ inferior, medial surface of eye  Medial rectus  Location ­ medial surface of eye  Action ­ eye looks medially  Origin ­ sphenoid  Insertion ­ medial surface of eyeball  Superior rectus  Location ­ top of eye  Action ­ eye looks superiorly  Origin ­ sphenoid  Insertion ­ superior surface of eye  Lateral rectus  Location ­ lateral surface of eye  Action ­ eye looks laterally  Origin ­ sphenoid  Insertion ­ lateral surface of eye  Inferior oblique  Location ­ bottom of eye, over the inferior rectus  Action ­ eye rolls, looks superiorly and laterally  Origin ­ maxilla  Insertion ­ inferior, lateral surface of eye  Superior oblique  Location ­ top of eye, under the superior rectus  Action ­ eye rolls, looks inferiorly and laterally  Origin ­ sphenoid  Insertion ­ superior, lateral surface of eye    Axial Mucles: Mastication  Masseter  Location ­ cheek  Action ­ elevates mandible and closes jaws  Origin ­ zygomatic arch of zygomatic/temporal bones  Insertion ­ mandible  Temporalis  Location ­ temples  Action ­ elevates mandible   Origin ­ temporal bone  Insertion ­ mandible  Medial pterygoid muscle  Action ­ elevates the mandible and closes the jaws, or slides the mandible from side to  side (lateral excursion)  Lateral pterygoid muscle  Action ­ opens jaws, protrudes mandible, or performs lateral excursion    Axial Muscles ­ Tongue  Palatoglossus  Location ­ tongue  Action ­ elevates tongue, depresses soft palate  Origin ­ anterior surface of soft palate  Insertion ­ side of tongue  Styloglossus  Location ­ tongue  Action ­ retracts tongue, elevates side of tongue  Origin ­ styloid process of temporal bone  Insertion ­ along the side to tip and base of tongue  Genioglossus  Location ­ tongue  Action ­ depresses and protracts tongue  Origin ­ mandible around chin  Insertion ­ body of tongue, hyoid bone  Hyoglossus  Location ­ tongue  Action ­ depresses and retracts tongue  Origin ­ hyoid bone   Insertion ­ side of tongue    Axial Muscles ­ Vertibral Collumn  Erector spinae group  Action ­ extension of the spine  Spinalis muscles  Location ­ spine  Action ­ extension of neck and vertebral column  Longissimus muscles  Location ­ spine  Action ­ extension of the head and vertebral column, lateral flexion  Iliocostalis muscles  Location ­ spine  Action ­ extension of vertebral column, elevation of ribs  Longus capitis and longus colli  Action ­ flexion and rotation of the neck  Quadratus lumborum  Action ­ depress ribs and laterally flex vertebral column  Rotatores  Location ­ between vertebrae  Action ­ extends vertebral column and rotates toward opposite side  Origin ­ transverse processes of each vertebra  Insertion ­ spinous processes of adjacent, more superior vertebra  Interspinales  Location ­ between vertebrae  Action ­ extends vertebral column  Origin ­ spinous processes of each vertebra  Insertion ­ spinous process of more superior vertebra  Intertransversarii  Location ­ between vertebrae  Action ­ laterally flexes the vertebral column  Origin ­ transverse processes of each vertebra   Insertion ­ transverse process of more superior vertebra    Axial Muscles ­ Oblique and Rectus  Scalenes  Location ­ cervical vertebrae to ribs  Action ­ elevate ribs or flex neck  Internal intercostals  Location ­ in between ribs  Action ­ depress ribs  Origin ­ superior border of each rib  Insertion ­ inferior border of preceding rib  External intercostals  Location ­ in between ribs  Action ­ elevate ribs  Origin ­ inferior border of each rib  Insertion ­ superior border of more inferior rib  External oblique  Location ­ lateral abdominal region, most superficial  Action ­ compresses abdomen, depresses ribs, flexes or bends spine  Internal oblique  Location ­ lateral abdominal region  Action ­ compresses abdomen, depresses ribs, flexes or bends spine  Transverse abdominis  Location ­ lateral abdominal region, deepest  Action ­ compresses abdomen  Rectus abdominis  Location ­ medial abdominal region  Action ­ depresses ribs, flexes vertebral column, compresses abdomen  Diaphragm  Location ­ under the lungs, thoracic region of the rectus group  Action ­ contraction expands the thoracic cavity and compresses abdominopelvic  cavity    Appendicular ­ Pectoral girdle  Trapezius  Location ­ superficial muscle, covers back and neck to base of skull  Action ­ depends on active region, may (1) elevate, retract, depress, or rotate scapula  upward, (2) elevate clavicle, or (3) extend neck  Rhomboid major  Location ­ deep to trapezius  Action ­ adducts scapula and performs downward rotation  Origin ­ spinous process of superior thoracic vertebrae  Insertion ­ scapula  Rhomboid minor  Location ­ deep to trapezius  Action ­ adducts scapula and performs downward rotation  Origin ­ spinous processes of vertebrae C7­T1  Insertion ­ scapula  Levator scapulae  Location ­ deep to trapezius  Action ­ elevates scapula  Origin ­ transverse processes of first four cervical vertebrae  Insertion ­ scapula  Serratus anterior  Location ­ under armpits, on the chest  Action ­ protracts shoulder, rotates scapula so glenoid cavity moves superiorly  (upward rotation)    Appendicular ­ the Arm  Deltoid  Location ­ over shoulder  Action ­ abduction at shoulder  Supraspinatus  Location ­ above scapular spine  Action ­ abduction at shoulder  Origin ­ supraspinous process of scapula  Insertion ­ humerus  Subscapularis  Location ­ anterior portion of scapula  Action ­ medial rotation at shoulder  Origin ­ subscapular fossa of scapula  Insertion ­ humerus  Infraspinatus  Location ­ under the scapular spine  Action ­ lateral rotation at shoulder  Origin ­ infraspinous process of scapula  Insertion ­ humerus  Teres major  Location ­ posterior portion of scapula, inferior to teres minor  Action ­ extension, adduction, and medial rotation at shoulder  Teres minor  Location ­ posterior portion of scapula, superior to teres major  Action ­ lateral rotation at shoulder  Origin ­ scapula  Insertion ­ humerus  Pectoralis major  Location ­ anterior chest to humerus  Action ­ flexion, adduction, and medial rotation at shoulder  Latissimus dorsi  Location ­ thoracic vertebrae to humerus  Action ­ extension, adduction, and medial rotation at shoulder    Appendicular ­ the Forearm   Biceps brachii  Location ­ anterior upper arm  Action ­ flexion at elbow and shoulder; supination  Origin ­ scapula  Insertion ­ radius  Brachialis  Location ­ deep to biceps brachii  Action ­ flexion at elbow  Brachioradialis  Location ­ lateral portion of arm  Action ­ flexion at elbow  Triceps brachii  Location ­ posterior upper arm  Action ­ extension of elbow  Origin ­ scapula  Insertion ­ ulna  Anconeus  Location ­ posterior arm distal to triceps brachii  Action ­ extension at elbow, opposes brachialis    Appendicular Muscles ­ The Wrist  Palmaris longus  Action ­ flexes wrist  Flexor carpi ulnaris  Action ­ adducts wrist  Flexor carpi radialis  Action ­ abducts wrist  Extensor carpi radialis  Action ­ abducts wrist  Extensor carpi ulnaris  Action ­ adducts wrist  Pronator teres  Action ­ pronation (rotation of radius)  Supinator  Action ­ supination  Pronator quadratus  Action ­ pronation (assists pronator teres)    Appendicular Muscles ­ Hand and Fingers  Abductor pollicis longus  Action ­ abduction at joints of thumb and wrist  Extensor digitorum  Action ­ extension at finger joints and wrist  Extensor pollicis brevis  Action ­ extension at joints of thumb, abduction at wrist  Extensor pollicis longus  Action ­ extension at joints of thumb, abduction at wrist  Extensor indicis  Action ­ extension and adduction at joints of index finger  Extensor digiti minimi  Action ­ extension at joints of little finger  Flexor digitorum superficialis  Action ­ flexion of the fingers and thumb  Flexor digitorum profundus  Action ­ flexion of the fingers and thumb  Flexor pollicis longus  Action ­ flexion of the fingers and thumb    Appendicular Muscles ­ Hip and Thigh  Gluteus maximus  Location ­ gluteal group  Action ­ extension and lateral rotation at hip  Gluteus medius  Action ­ abduction and medial rotation at hip  Gluteus minimus  Action ­ abduction and medial rotation at hip  Tensor fasciae latae  Location ­ lateral hip, superior to IT band  Action ­ flexion and medial rotation at the hip, withs with the gluteus maximus to  stabilize the IT band which supports the knee  Piriformis  Action ­ lateral rotation and abduction at hip  Obturator group  Action ­ lateral rotation at hip  Adductor group  Action ­ adduction, flexion, and medial rotation at hip  Pectineus  Action ­ flexion, medial rotation, and adduction at hip  Gracilis  Action ­ flexion at knee, adduction and medial rotation at hip  Iliacus  Location ­ inside the pelvis to the femur  Action ­ flexion at hip  Psoas major  Location ­ lumbar spine down to femur  Action ­ flexion at hip or lumbar intervertebral joints    Appendicular Muscles ­ Leg  Hamstrings  Action ­ flexion at knee  Biceps femoris  Location ­ lateral part of posterior leg  Action ­ flexion at knee, extension and lateral rotation at hip  Semimembranosus  Action ­ flexion at knee, extension and medial rotation at hip  Semitendinosus  Location ­ middle of the back of the leg  Action ­ flexion at knee, extension and medial rotation of the hip  Sartorius  Location ­ crosses across the front of the thigh  Action ­ flexion at knee, flexion and lateral rotation at the hip  Popliteus  Action ­ medial rotation of tibia(or lateral rotation of femur), flexion at knee  Quadriceps femoris  Location ­ front of the leg  Action ­ extension of the knee  Rectus femoris  Location ­ middle of thigh  Action ­ extension at knee, flexion at hip  Vastus lateralis  Location ­ lateral to rectus femoris  Action ­ extension at knee  Vastus intermedius  Action ­ extension at knee  Vastus medialis  Location ­ medial to rectus femoris  Action ­ extension at knee    Appendicular Muscles ­ Ankle  Gastrocnemius  Location ­ calf muscle  Action ­ extension (plantar flexion) of the ankle; inversion of the foot; flexion at knee  Soleus  Location ­ deep to gastrocnemius  Action ­ extension (plantar flexion) at ankle  Fibularis group  Action ­ eversion of foot and extension (plantar flexion) at ankle  Tibialis posterior  Action ­ adduction and inversion of foot; extension (plantar flexion at ankle)    Appendicular Muscle ­ Toes  Flexor digitorum longus  Action ­ flexion at joints of toes 2­5  Flexor hallucis longus  Action ­ flexion at joints of great toe  Extensor digitorum longus  Action ­ extension at joints of toes 2­5  Extensor hallucis longus  Action ­ extension at joints of great toe  Chapter 12: Neural Tissue  Organization of the Nervous System  CNS is made up of the brain and spinal cord  PNS consists of efferent and afferent  Efferent consists of Somatic and Autonomic  Efferent Nervous System  Carries motor command  From CNS to PNS and effectors   Made up of the Somatic Nervous System and Autonomic Nervous System  Somatic Nervous System  Apart of the Efferent division of the PNS  Controls skeletal muscle contraction: voluntary and involuntary reflexes muscle  contractions  Autonomic Nervous System  Apart of the Efferent division of the PNS  Controls subconscious actions: contractions of smooth muscle and cardiac muscle   Consists of Parasympathetic and sympathetic nervous system  Parasympathetic Nervous system  Has relaxing effects  Sympathetic Nervous system  Has stimulating effect  Afferent Nervous System  Carries sensory information  From PNS sensory receptors to CNS  CNS  Integrate information from different parts of the body and coordinate movements  based on them  Made up of Brain and Spinal Cord  Sensory Data: from inside and outside body  Motor commands: control activities of peripheral nerves  Higher functions of brain: Intelligence, memory, learning, emotion  PNS  Deliver sensory info to the CNS  Carry motor commands to peripheral tissues and systems  Made up of all the other nerves in the body outside of the brain and spinal cord  Anaxonic Neuron  Have more than two processes but axons cannot be distinguished from dendrites  Bipolar Neurons  Have two processes separated by the cell body  Unipolar Neurons  Have a single elongate process with the cell body situated to the side  Multipolar Neurons  Have more than two processes  There is a single axon and multiple dendrites  Perikaryon  Cytoplasm of soma  RER and Ribosomes in soma  Produce Neurotransmitters and Citoskeleton  Nissil Bodies  Dense areas of RER and ribosomes  Make neural tissue appear gray  Neurofilaments  In place of microfilaments and microtubules  Neurofibrils  Bundles of neurofilaments that provide support for dendrites and axons  Initial segment  [of axon]  attaches to axon hillock  Axon Hilock  Thick section of cell body that attaches to initial segment  trigger zone  Axolemma  Specialized cell membrane that covers axoplasm  Collaterals  Branches of a single axon  Telodendria  Fine extensions of distal axon  Synaptic Knob  Area of an axon of a presynaptic Neuron  Contains synaptic vesicles of neurotransmitters  Sensory Neuron  Convey sensory information from external stimuli to the central nervous system  Motor  Carry signals from the spinal cord to muscles  Interneurons  Connect different neurons (neither motor or sensory)  Most are located in brain, spinal cord and autonomic ganglia  Distribution of information, coordination of motor activity and higher functions  Interoceptors  (organs)  Monitor digestive, respiratory, cardiovascular, urinary, reproductive;   provide sensations of distension (bloated), deep pressure, pain  Exteroceptors  (senses)  Provide info about external environment in form of external senses (touch, temp,  pressure) or distal senses (sight, smell, hearing)  Propioceptors  (skeletal muscles)  Monitor position and movement of skeletal muscles and joints  Four Neuroglia in the CNS  Ependmal Cells  Astrocytes  Oligodendrocytes  Microglia  Ependymal Cells  Neuroglia of the CNS  Form epithelium called Ependyma  Line central canal of spinal cord and ventricles of brain  Secrete cerebrospinal fluid (CSF)  Have cilia or microvilli that circulate CSF  monitor CSF  contain stem cells for repair  Astrocytes  Neuroglia of the CNS  Maintain blood­brain barrier (isolates CNS)  Create 3D framework for CNS  Repair damaged neural tissue  Guide neuron development  Control interstitial environment  Oligodendrocytes  Neuroglia of CNS  Processes contact other neuron cell bodies  Wrap around axons to form myelin sheaths  Myelination  Increases speed of action potentials  Myelin insulates myelinated axons  Make nerves appear white  Microglia  Neuroglia of CNS  Migrate through neural tissue  Clean up cellular debris, waste products, and pathogens (phagocytic cells)  Two Neuroglia in the PNS  Satellite Cells  Schwann Cells  Schwann Cells  Neuroglia of the PNS  Also known as Neurilemmocytes  Form myelin sheath (neurilemma) around peripheral axons  One schwann cell sheaths one segment of axon. Many Schwann cells sheath entire  axons  Satellite Cells  Neuroglia of PNS  Also called amphicytes  Surround ganglia  Regulate environment around neuron  Graded Potential  Temporary, localized change in resting potential  Caused by stimulus  Equilibrium Potential  Depends on type of ion  K+= ­90mV  Na+= +66mV  Na/K ATPase  Uses ATP to bring in 2 potassium ions from the extracellular fluid and take out 3  sodium ions from the intracellular fluid  Serves to stabilize the resting potential to counteract tendency of Na to enter cell and  K to enter the cell  Maintain Resting potential at ­70mV  Permeability of plasma membrane for K+  High  Permeability of plasma membrane for Na+  Low  So Na+ contributes less than K+ to normal resting potential  Chemical Gradient for Na+  More Na+ outside of the cell than inside  Na+ travels into the intracellular fluid  Electrical Gradient of Na+  More negative inside of cell so Na+ flows towards Intracellular fluid  Net electrochemical gradient of Na+  Towards the inside, or intracellular fluid  Chemical Gradient for K+  More K+ inside of cell than outside  K+ travels out of cell  Electrical Gradient of K+  Towards the intracellular fluid because inside of cell is more negative   However, this is more smaller/weaker than chemical gradient  Net electrochemical gradient of K+  Towards the outside of the cell  Chemically gated channels  Open when a specific ligand (Ex. ACh) binds to them  Typically found on neuron cell bodies and dendrites  This would cause a graded potential  Voltage­gated channels  Open and close according to changes in transmembrane potential  Characteristic of excitable membranes like axons , muscle sarcolemma, and cardiac  muscle  Mechanically Gated Channels  When the membrane becomes distored, the channel opents up  Found in sensory receptors that respond to touch and pressure changes  Depolarization  A shift in transmembrane potential toward 0 mV  Repolarization  When stimulus is removed, the transmembrane potential goes back to resting  potential  Hyperpolarization  Increasing the negativity of the resting potential due to opening potassium channels  Four steps in Generation of Action Potential  1. Depolarization to threshold due to graded potentials  Initial (suprathreshold) stimulus­ changes the resting potential to ­60mV to ­55mV  (threshold level of voltage­gated sodium channels)    2. Activation of Na+ channels (voltage gated)  Rapid depolarization occurs as Na+ ions rush into cytoplasm    3. Inactivation of Na+ channels. Activation of K+ channels  At 30mV Repolarization begins K+ rushes out of cell to drive the membrane potential  down towards resting potential    4. Return to normal permeability  K+ channels begin to close when membrane reaches normal resting potential  (­70mV) K+ channels finish closing when membrane is hyperpolarized to ­90mV  Action potential is over  Absolute Refractory Period  Sodium channels open or inactivated  No action potential possible  Relative Refractory Period  Membrane potential almost normal  Very large stimulus can initiate action potential  Graded Potential vs Action potential  Graded Potential  ­Depolarizing or hyperpolarizing  ­No threshold value  ­Amount of depolarization or hyperpolarization depends on intensity of stimulus  ­Passive spread from site of stimulation  ­Effect on membrane potential decreases with distance from stimulation site  ­ No refractory Period  ­ Occur in most plasma membranes  Action Potentials  ­ Always depolarizing  ­ Depolarization to threshold must occur before action potential begins  ­ All­or­none  ­ Action potential at one site depolarizes adjacent sites to threshold  ­ Propagated along entire membrane surface without decrease in strength  ­ Refractory Period occurs  ­ Occurs only in ecitable membranes  Continuous Propagation  Unmyelinated Axons    Steps:  1. Action potential in segment 1  depolarizes membrane to +30  2. Depolarizes second segment to threshold  Second segment develops action potential  Saltatory Propagation  Action potential along myelinated axon  Faster and uses less energy than continuous propagation  Myelin insulates axon  Local current jumps from node to node  depolarization only occurs at nodes  3 types of Nerve Fibers  Myelinated: A and B  Diameter: A is largest­ C is smallest  Speed: A is fastest­ C is slowest  Chemical Synapses  Found in most synapses between neurons  Found in all synapses between neurons and other cells  Cells not in direct contact  Action potential may or may not be propagated to postsynaptic cell depending on:  ­ Amount of neurotransmitter released  ­ Sensitivity of postsynaptic cell  Electrical synapse  Locked together at gap junctions  Allow ions to pass between cells  Produce continuous local current and action potential propagation  Found in areas of brain, eye, ciliary ganglia  Steps involved in neurotransmitter at chemical synapse  Action potential arrives at synaptic knob  Calcium ions enter synaptic knob which triggers exocytosis of ACh into synaptic cleft  ACh binds to receptors on the postsynaptic membrane and triggers an action potential  AChE breaks down ACh into acetate and choline  Direct Effects of Neurotransmitters and Neuromodulators  Inotropic effects (affect muscle contraction like heart muscle)  Open/close gated ion channels and produce gated potentials  Indirect effects via G Proteins of Neurotransmitters and Neuromodulators  Receptors are G­protein coupled receptors  Work through intracellular second messengers  Enzyme complex that binds GTP which serves as the link between neurotransmitter  (first messenger) and second messenger  Activates intracellular enzymes  Indirect effects of Neurotransmitters and Neuromodulators via Intracellular  enzymes  Bind to Intracellular enzymes in target cells  Generally things that can diffuse through the membrane  Two types of Postsynaptic Potentials  1. Excitatory postsynaptic potential (EPSP)  Graded depolarization of postsynaptic membrane  2. Inhibitory postsynaptic potential (IPSP)  Graded hyperpolarization of postsynaptic membrane  Two types of synaptic summation  Temporal summation= one depolarizing stimuli arrives and then another right after  that adds to the intensity and generates an action potential  Spatial Summation= Multiple depolarizing stimuli arrive simultaneously and activate a  new action potential  Pre­synaptic Inhibition  Anaxonic synapse decreases the amount of neurotransmitter that is released by the  presynaptic membrane  Inactivation of calcium channels of presynaptic neuron  Pre­synaptic facilitation  Anaxonic synapse increases the amount of neurotransmitter that is released by the  presynaptic membrane  Activation of calcium channels of presynaptic neuron  Chapter 14: The Brain  Cerebrum  the largest part of the brain  controls higher mental functions  the cerebrum is divided into cerebral hemispheres  surface layer is gray  matter  Neural cortex is also called the cerebral cortex  gyri  elevated ridges of the neural cortex  sulci  shallow depressions of the neural cortex  fissures  deep grooves of the neural cortex  Cerebellum  aka little brain  second largest part of the brain  coordinates repetitive body movements  has 2 hemispheres  is covered with cerebellar cortex  diencephalon  located under the cerebrum and the cerebellum  links the cerebrum with the brain stem  Thalamus  major relay center for sensory information  hypothalamus  part of emotion center  hormone production  control center for autonomic function  thalamus, hypothalamus  divisions of the diencephalon  pituitary glad  major endocrine gland connected to hypothalamus  infundibulum  stalk that connects pituitary gland to hypothalamus  Midbrain  also called mesencephalon  processes sight, sound, and associated reflexes  maintains consciousness  Pons  connects cerebellum to brain stem  is involved in somatic and visceral motor control  medulla oblongata  connects brain to spinal cord  relays information  regulates autonomic functions (heart rate, blood pressure, and  digestion)  Cerebral hemispheres  each cerebral hemisphere contains one large lateral ventricle  lateral ventricle is separated by a thin medial partition called the  septum pellucidum  Third ventricle  ventricle of the diencephalon  lateral ventricles communicate with it  Fourth ventricle  extends into medulla oblongata  becomes continuous with central canal of the spinal cord  connects with third ventricle via narrow canal in midbrain called  cerebral aquaduct  Cerebellum  adjusts postural muscles  fine tunes conscious and subconscious movements  folia ­ surface of the cerebellum that has highly folded neural   the anterior and posterior lobes of the cerebellum are separated by  the primary fissure  broken up into anterior and posterior  the hemispheres are separated at midline by the vermis  vermis  narrow band of cortex in cerebellum  Purkinje  large, branched cells found in the cerebellar cortex that receive input  from 200,000 synapses  arbor vitae (tree of life)  the highly branched, internal white matter of the cerebellum  peduncles  tracts that link cerebellum with brain stem, cerebrum, and spinal cord  Thalamus  filters ascending sensory information for primary sensory cortex  relays information between basal nuclei and cerebral cortex  there are 5 groups of thalamic nuclei that relay sensory information to  basal nuclei and cerebral cortex  Anterior group​  of thalamic nuclei: part of limbic system that responds  to emotions  Medial group​  of thalamic nuclei: awareness and emotional states  Ventral group  of thalamic nuclei: relay sensory info  Posterior group​  of thalamic nuclei: sensory: visual/auditory info  Lateral group​  of thalamic nuclei: affects emotional states and  integrates sensory info  Hypothalamus: mamillary bodies  process olfactory and other sensory information  control reflex eating movements  In Hypothalamus:pituitary gland    a narrow stalk that connects hypothalamus to pituitary gland  infundibulum  Function of Hypothalamus:   provides subconscious control of skeletal muscle  controls autonomic function  coordinates activities of nervous and endocrine systems  secretes hormones  ADH is secreted by supraoptic nucleus  Oxytocin is secreted by paraventricular nucleus  produce emotions and behavioral drives (Hunger and Thirst)  coordinates voluntary functions  regulates body temperature (preoptic area)  control circadian rythms (suprachiasmatic nucleus)  limbic system  functional grouping that establishes emotional states  links conscious functions of cerebral cortex with autonomic functions  of brain stem  facilitates memory storage and retrieval  longitudinal fissure​ separates left and right cerebral hemispheres    lobes​ are divisions of cerebral hemispheres (frontal, parietal,  temporal, occipital)  Sulci  deep fissures which separate lobes  central sulcus divides frontal from parietal lobe (divides moto from  sensory areas)  lateral sulcus divides frontal from temporal lobe  Parieto­occipital sulcus divides parietal from occipital lobe  Fibers  association fibers: connections within one hemisphere  commissural fibers: bands of fibers connecting two hemispheres  projection fibers: connect cerebrum with lower areas  projection  Postcentral gyrus   receives somatic sensory information (touch, pressure, pain, vibration,  taste, and temperature)  aka "sensory homunculus"  Precentral gyrus  directs voluntary movements and contains the primary motor cortex  Lobes  visual cortex = occipital lobe  auditory/olfactory cortex = temporal lobe  gustatory cortex = frontal lobe  Left hemisphere  reading, writing, math  decision making  speech and language  Right hemisphere  senses (touch, smell, sight, taste, feel)  recognition (faces, voice inflections)  EEG  assesses brain activity  alpha waves  found in healthy, awake adults at rest with eyes closed  Beta waves   higher frequencies, found in adults concentrating or mentally stressed  Theta waves  found in children; intensely frustrated adults; can be indicator for brain  disorders  Delta waves  present during certain phases of sleep  Gamma waves  often seen during intensive states  Nerves  Sensory nerves: carry somatic sensory information (touch, pressure,  vibration, temperature, pain)  Specialized sensory nerves: carry sensation of smell, sight, hearing,  and balance  Motor nerves: axons of somatic motor neurons  Mixed nerves: mixture of motor and sensory fibers  Cranial Nerves  Cranial Nerve 1: olfactory, sensory  Cranial Nerve 2: optic, sensory  Cranial Nerve 3: oculomotor, motor  Cranial Nerve 4: trochlear, motor  Cranial Nerve 5: trigeminal, both  Cranial Nerve 6: abducens, motor  Cranial Nerve 7: facial, both  Cranial Nerve 8: vestibulocochlear, sensory  Cranial Nerve 9: glossopharyngeal, both  Cranial Nerve 10: vagus, both  Cranial Nerve 11: accessory, motor  Cranial Nerve 12: hypoglossal, motor     


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