Übungsfragen zur Vorlesung "Grundlagen der Neurobiologie" (R. Brandt) 1. Aus welchen Geweben können adulte Stammzellen entnommen werden?

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Julian Morgenstern
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1 Übungsfragen zur Vorlesung "Grundlagen der Neurobiologie" (R. Brandt) Stammzellen und neuronale Differenzierung Parkinson 1. Aus welchen Geweben können adulte Stammzellen entnommen werden? 2. Nennen Sie Hirnregionen, in denen adulte Stammzellen vorkommen. 3. Aus welchem embryonalen Stadium werden in der Regel embryonale Stammzellen gewonnen? 4. Nennen Sie eine Substanz mit der eine neuronale Differenzierung von embryonalen Stammzellkolonien induziert werden kann. 5. Wie können embryonale Stammzellen aus Menschen erhalten werden? 6. Nennen Sie jeweils ein Beispiel für einen Stammzellmarker und für einen neuronalen Marker. 7. Bei der Parkinsonschen Erkrankung kommt es zu einer Degeneration von Nervenzellen in einer Hirnregion, die bei der motorischen Koordination beteiligt ist. Welche Hirnregion ist dies? 8. Skizzieren Sie mögliche Behandlungsoptionen der Parkinsonschen Erkrankung. 9. Zur Untersuchung der Implantierbarkeit neuronaler Zellen wurden menschliche Nervenzellen in Mäusehirne eingebracht. Skizzieren Sie, wie man eine erfolgreiche Integration der implantierten Zellen nachweisen könnte.

2 Neuronale Zellbiologie und Mausmodelle Amyotrophe Lateralsklerose 1. Wo befindet sich der Ischiasnerv (Nervus ischiadicus)? 2. Nervenzellen enthalten drei Filamentkomponenten. Nennen Sie diese mit absteigendem Durchmesser. 3. Mikrotubuli zeigen in Nervenzellen eine charakteristische Verteilung. Wie ist diese und welche funktionelle Relevanz könnte sie haben? 4. Wo finden Sie in der Nervenzelle hauptsächlich Aktinfilamente? 5. Welche Komponenten werden im sogenannten "langsamen axonalen Transport" bewegt? 6. Nennen Sie ein Beispiel für eine Komponente des "schnellen axonalen Transports". 7. In Nervenzellen werden auch Mitochondrien transportiert. Begründen Sie, warum dies notwendig ist. 8. Wie kann es erreicht werden, dass im Axon einige Vesikel retrograd, andere anterograd transportiert werden? 9. Welcher Transport ist energieabhängig? 10. Bei der Amyotrophen Lateralsklerose (ALS) kommt es zu einer Muskelatrophie (Muskelschwund). Erklären Sie, warum es dazu kommt. 11. Bei der ALS kommt es vor allem zu einer Degeneration von einem Nervenzellentyp, den Motoneuronen. Spekulieren Sie, warum vor allem dieser Nervenzelltyp betroffen ist. 12. Skizzieren Sie, wie man Defekte im axonalen Transport bei Mausmodellen experimentell nachweisen könnte.

3 Synaptische Verbindungen - Alzheimer 1. Nennen Sie zwei Aspekte unter denen sich chemische von elektrischen Synapsen unterscheiden. 2. Nennen Sie einen hemmenden und einen erregenden Neurotransmitter. Zu welcher Substanzklasse gehören diese jeweils? 3. An welcher Position einer Nervenzelle würden Sie einen erregenden, wo vor allem einen hemmenden Eingang erwarten? 4. Was versteht man unter "long term potentiation" (LTP), was unter "long term depression" (LTD)? 5. Welche Rezeptortypen sind bei der LTP minimal beteiligt? Wie unterscheiden sie sich? 6. Was macht LTP bzw. LTD langanhaltend? 7. Welche morphologischen Typen von "spines" kennen Sie. Nennen Sie funktionelle und strukturelle Unterschiede. 8. Bei der Alzheimerschen Erkrankung kommt es zu charakteristischen Proteinablagerungen. Welche sind diese? 9. Skizzieren sie, zu welchen Veränderungen es auf der Ebene der synaptischen Transmission bei der Alzheimerschen Erkrankung kommt. 10. Skizzieren Sie, wie man die Gedächtnisleistung von Mäusen experimentell bestimmen kann. 11. Beschreiben Sie mögliche Behandlungsstrategien bei der Alzheimerschen Erkrankung und begründen Sie diese.

4 Hirnentwicklung und Neuroanatomie Autismus 1. Aus welcher Struktur ensteht das Neuralrohr während der Embryonalentwicklung? 2. Nennen Sie die drei hauptsächlichen Hirnsegmente, die bei der Entwicklung des Gehirns aus dem Neuralrohr entstehen. 3. Welche Strukturen umfasst der Hirnstamm? 4. Woraus besteht die graue Substanz, woraus die weiße? 5. Mutmaßen Sie, warum es bei der Entwickung des Primatengehirns zur Ausbildung einer Faltenstruktur der Großhirnrinde kommt? 6. Wo findet die Proliferation neuronaler Vorläuferzellen bei der Hirnentwickung hauptsächlich statt? 7. Wie unterscheiden sich symmetrische und asymmetrische Zellteilung bei der Neurogenese? 8. Die Autismus-Spektrum-Störung wird als neuronale Entwicklungsstörung betrachtet. Durch welche Symptome ist sie charakterisiert? 9. Welche Ursache wird für die Autismus-Spektrum-Störung vermutet? 10. Die Erblichkeit der Autismus-Spektrum-Störung wird bei etwa 50% veranschlagt. Welche Folgerungen können Sie daraus schließen?

5 Sinnesphysiologie und Retina Retinitis Pigmentosa 1. Was versteht man unter dem Begriff der Transduktion im Kontext der Signalverarbeitung im Nervensystem? 2. Was versteht man unter Perzeption und wo findet diese in der Regel statt? 3. Was ist die Makula und wo befindet sie sich? 4. Wie unterscheiden sich die Photorezeptoren bezüglich Sensitivität, Spezifität und Verteilung? 5. Warum gibt es in der Netzhaut nur einen Stäbchentyp aber drei verschiedene Zapfentypen? 6. Welche Rolle spielt cgmp im Sehprozess? Woran bindet cgmp? 7. Welchen Neurotransmitter verwenden die Photorezeptoren und wie verändert sich dessen Ausschüttung abhängig von der Helligkeit der Bestrahlung? 8. Bei der Retinitis Pigmentosa kommt es in der frühen Phase zur Nachtblindheit. Welche Erklärung können Sie dafür geben? 9. Kann die Retinitis Pigmentosa vererbt werden? 10. Skizzieren Sie zwei mögliche therapeutische Strategien zur Behandlung der Retinitis Pigmentosa.

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