Információ

30.2: Szárak – Biológia

30.2: Szárak – Biológia



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Fejlesztendő készségek

  • Ismertesse a tövek fő funkcióját és alapvető szerkezetét!
  • Hasonlítsa össze és állítsa szembe a bőrszövet, az érszövet és a talajszövet szerepét
  • Különbséget kell tenni az elsődleges növekedés és a másodlagos növekedés között
  • Foglalja össze az évgyűrűk eredetét!
  • Soroljon fel és írjon le példákat a módosított tövekre!

A szár a növény hajtásrendszerének része. Hosszúságuk néhány millimétertől több száz méterig terjedhet, és átmérőjük is változhat a növény típusától függően. A szárak általában a föld felett vannak, bár egyes növények, például a burgonya szára a föld alatt is nő. A szárak lehetnek lágyszárúak (lágyak) vagy fás jellegűek. Fő funkciójuk a növény támogatása, a levelek, virágok és rügyek megtartása; egyes esetekben a szárak táplálékot is tárolnak a növény számára. A szár lehet el nem ágazó, mint a pálmafánál, vagy lehet erősen elágazó, mint a magnóliafánál. A növény szára összeköti a gyökereket a levelekkel, segítve a felszívódott víz és ásványi anyagok elszállítását a növény különböző részeire. Segíti továbbá a fotoszintézis termékeinek, nevezetesen a cukroknak a leveleiből a növény többi részébe történő szállítását.

A talaj feletti vagy alatti növényszárakat csomópontok és csomópontok jelenléte jellemzi ((PageIndex{1}) ábra). A két csomópont közötti szárrégiót internode-nak nevezzük. A szártól a levél tövéig terjedő szár a levélnyél. A hónalj bimbója általában a hónaljban található – a levél alja és a szár közötti területen –, ahol ágat vagy virágot eredményezhet. A hajtás csúcsa (hegye) tartalmazza az apikális merisztémát a csúcsrügyön belül.

Száranatómia

A szár és más növényi szervek az alapszövetből származnak, és elsősorban egyszerű szövetekből állnak, amelyek háromféle sejtből állnak: parenchyma, collenchyma és sclerenchyma sejtekből.

A parenchimasejtek a leggyakoribb növényi sejtek ((PageIndex{2}) ábra). A szárban, a gyökérben, a levél belsejében és a gyümölcs pépében találhatók. A parenchyma sejtek felelősek az anyagcsere-funkciókért, például a fotoszintézisért, és segítik a sebek helyreállítását és gyógyulását. Egyes parenchimasejtek keményítőt is tárolnak.

A Collenchyma sejtek megnyúlt sejtek egyenetlenül megvastagodott falakkal ((PageIndex{3}) ábra). Szerkezeti támogatást nyújtanak, főleg a szárnak és a leveleknek. Ezek a sejtek érett állapotban élnek, és általában az epidermisz alatt találhatók. A zellerszár „húrjai” a kollenchimasejtek példája.

A sclerenchyma sejtek szintén támogatják a növényt, de a kollenchima sejtekkel ellentétben közülük sok elhalt érett. Kétféle sclerenchyma sejt létezik: rostok és szklereidák. Mindkét típusnak van másodlagos sejtfala, amelyet lignin-lerakódások sűrítettek, egy szerves vegyület, amely a fa kulcsfontosságú összetevője. A rostok hosszú, karcsú sejtek; a szklereidák kisebb méretűek. A sclereids a körtének kavicsos textúráját adja. Az emberek sclerenchyma rostokat használnak vászon és kötél készítésére ((PageIndex{4}) ábra).

Művészeti kapcsolat

A szár mely rétegei épülnek fel parenchimasejtekből?

  1. kéreg és bél
  2. faháncs
  3. szklerenchima
  4. xylem

A növény többi részéhez hasonlóan a szárnak három szövetrendszere van: dermális, vaszkuláris és talajszövet. Mindegyiket jellegzetes sejttípusok különböztetik meg, amelyek a növény növekedéséhez és túléléséhez szükséges speciális feladatokat látják el.

Bőrszövet

A szár dermális szövete elsősorban epidermiszből áll, egyetlen sejtrétegből, amely lefedi és védi az alatta lévő szövetet. A fás szárú növények kemény, vízálló külső parafasejtréteggel rendelkeznek, amelyet kéregnek neveznek, amely tovább védi a növényt a károsodástól. Az epidermisz sejtjei közül a legtöbb és a legkevésbé differenciált az epidermisz. A levél epidermiszében sztómaként ismert nyílások is találhatók, amelyeken keresztül a gázcsere zajlik ((PageIndex{5}) ábra). Két sejt, úgynevezett védősejtek vesznek körül minden egyes levélsztómát, szabályozzák annak nyitását és zárását, és így szabályozzák a szén-dioxid felvételét, valamint az oxigén és a vízgőz felszabadulását. A trichomák szőrszerű struktúrák az epidermális felszínen. Segítenek csökkenteni a párologtatást (a föld feletti növényi részek vízveszteségét), növelik a napfény visszaverődését, és olyan vegyületeket tárolnak, amelyek megvédik a leveleket a növényevők ragadozóitól.

Vaszkuláris szövet

A szár vaszkuláris szövetét alkotó xilém és floém különálló szálakba, úgynevezett vaszkuláris kötegekbe rendeződnek, amelyek fel-le futnak a szár hosszában. Ha a szárat keresztmetszetben nézzük, a kétszikű szárak érkötegei gyűrűben helyezkednek el. Az egy évnél tovább élő szárú növényekben az egyes kötegek összenőnek, és a jellegzetes növekedési gyűrűket hozzák létre. Az egyszikű szárban az érkötegek véletlenszerűen szóródnak szét az alapszövetben ((PageIndex{6}) ábra).

A xilém szövet háromféle sejtből áll: xilém parenchyma, tracheidák és érelemek. Az utóbbi két típus vezeti a vizet, és érett állapotban elpusztul. A tracheidák vastag másodlagos sejtfalú xilémsejtek, amelyek lignizáltak. A víz az egyik tracheidából a másikba az oldalfalak gödröknek nevezett régióin keresztül mozog, ahol hiányoznak a másodlagos falak. Az edényelemek vékonyabb falú xilemsejtek; rövidebbek a tracheidáknál. Az egyes edényelemek az elem végfalain lévő perforációs lemez segítségével csatlakoznak a következőhöz. A víz áthalad a perforációs lemezeken, hogy felfelé haladjon a növényen.

A floémszövet szitacső sejtekből, kísérősejtekből, floém parenchimából és floémrostokból áll. A szitacsöves cellák sorozata (más néven szitacsőelemek) a végüktől a végéig egy hosszú szitacsövet alkotnak, amely szerves anyagokat, például cukrokat és aminosavakat szállít. A cukrok az egyik szitacső cellából a másikba lyukacsos szitalemezeken keresztül áramlanak, amelyek két sejt közötti végpontokon találhatók. Bár érett állapotban még élnek, a szitacső sejtjei és más sejtkomponensei szétestek. A társsejtek a szitacsöves sejtek mellett találhatók, és anyagcsere-támogatást biztosítanak számukra. A kísérősejtek több riboszómát és mitokondriumot tartalmaznak, mint a szitacsöves sejtek, amelyekből hiányzik néhány sejtszerv.

Földi szövet

A talajszövet többnyire parenchyma sejtekből áll, de tartalmazhatnak collenchyma és sclerenchyma sejteket is, amelyek segítenek a szár támogatásában. A szárban vagy gyökérben a vaszkuláris szövet belseje felé eső talajszövetet bélnek, míg az érszövet és az epidermisz közötti szövetréteget kéregnek nevezik.

Növekedés a szárban

A növények növekedése a szárak és a gyökerek meghosszabbodásával történik. Egyes növények, különösen azok, amelyek fás szárúak, élettartamuk során megnövekednek. A hajtás és a gyökér hosszának növekedését elsődleges növekedésnek nevezik, és a hajtás csúcsi merisztémájában bekövetkező sejtosztódás eredménye. A másodlagos növekedést a növény vastagságának vagy kerületének növekedése jellemzi, és az oldalsó merisztéma sejtosztódása okozza. A (PageIndex{7}) ábra mutatja az elsődleges és másodlagos növekedési területeket egy növényben. A lágyszárú növények többnyire elsődleges növekedésen mennek keresztül, másodlagos növekedéssel vagy vastagságnövekedéssel alig. A másodlagos növekedés vagy „fa” a fás szárú növényeknél észrevehető; egyes kétszikűeknél előfordul, de egyszikűeknél nagyon ritkán.

Egyes növényi részek, például a szárak és a gyökerek, a növény egész életében tovább nőnek: ezt a jelenséget határozatlan növekedésnek nevezik. Más növényi részek, például a levelek és a virágok határozott növekedést mutatnak, amely leáll, amikor egy növényi rész elér egy bizonyos méretet.

Elsődleges növekedés

A legtöbb elsődleges növekedés a szárak és a gyökerek csúcsainál vagy csúcsainál történik. Az elsődleges növekedés a hajtáscsúcson és a gyökércsúcson található apikális merisztémákban lévő gyorsan osztódó sejtek eredménye. Az ezt követő sejtmegnyúlás szintén hozzájárul az elsődleges növekedéshez. A hajtások és gyökerek növekedése az elsődleges növekedés során lehetővé teszi a növények számára, hogy folyamatosan vizet (gyökerek) vagy napfényt (hajtások) keressenek.

A csúcsrügynek a növény általános növekedésére gyakorolt ​​hatását apikális dominanciának nevezik, amely csökkenti az ágak és a szárak oldalán kialakuló hónaljrügyek növekedését. A legtöbb tűlevelű fa erős csúcsi dominanciát mutat, így a jellegzetes kúpos karácsonyfa formát hozza létre. Ha a csúcsrügyet eltávolítjuk, akkor a hónaljrügyek oldalágakat kezdenek képezni. A kertészek ezt a tényt használják ki, amikor az ágak tetejének levágásával metszik meg a növényeket, így serkentik a hónaljrügyek kinőését, bokros formát adva a növénynek.

Link a tanuláshoz

Tekintse meg ezt a BBC Nature videót, amely bemutatja, hogyan rögzíti a time-lapse fotózás nagy sebességgel a növények növekedését.

Másodlagos növekedés

A másodlagos növekedésből adódó szárvastagság-növekedés az oldalsó merisztémák aktivitásának köszönhető, amelyek a lágyszárú növényekben hiányoznak. Az oldalsó merisztémák közé tartozik a vaszkuláris kambium és fás szárú növényeknél a parafa kambium (lásd a 30.2.8. ábrát). A vaszkuláris kambium közvetlenül az elsődleges xilémen kívül és az elsődleges floém belsejében található. A vaszkuláris kambium sejtjei osztódnak és befelé másodlagos xilémet (tracheidák és érelemek), kívülre másodlagos floémot (szitaelemek és kísérősejtek) alkotnak. A szár másodlagos növekedése során fellépő megvastagodása annak köszönhető, hogy a vaszkuláris kambium másodlagos floémot és másodlagos xilémet képződik, valamint a szár legkülső keményrétegét alkotó parafakambium hatására. A másodlagos xilem sejtjei lignint tartalmaznak, amely szilárdságot és szilárdságot biztosít.

A fás szárú növényekben a parafa kambium a legkülső oldalsó merisztéma. Parafasejteket (kérget) termel, amely viaszszerű anyagot, szuberint tartalmaz, amely képes taszítani a vizet. A kéreg megvédi a növényt a fizikai sérülésektől és segít csökkenteni a vízveszteséget. A parafa kambium egy phelloderm néven ismert sejtréteget is termel, amely a kambiumból befelé nő. A parakakambiumot, a parafasejteket és a phellodermát együttesen peridermának nevezik. Az érett növényekben a periderma helyettesíti a hámréteget. Egyes növényekben a peridermában számos nyílás található, amelyeket lencsecsöveknek neveznek, amelyek lehetővé teszik a belső sejtek számára, hogy gázokat cseréljenek a külső légkörrel ((PageIndex{8}) ábra). Ez oxigénnel látja el a kéreg, a xilem és a floém élő és metabolikusan aktív sejtjeit.

Évgyűrűk

A vaszkuláris kambium aktivitása éves növekedési gyűrűket eredményez. A tavaszi tenyészidőszakban a másodlagos xilém sejtjei nagy belső átmérővel rendelkeznek, és elsődleges sejtfaluk nem vastagodik meg nagymértékben. Ezt korai fának vagy tavaszi fának nevezik. Az őszi szezonban a másodlagos xilém megvastagodott sejtfalakat fejleszt, késői vagy őszi fát képezve, amely sűrűbb, mint a korai fa. A korai és késői faanyag ilyen váltakozása nagyrészt az edényelemek számának szezonális csökkenésének és a tracheidák számának szezonális növekedésének köszönhető. Évgyűrűt eredményez, amely a szár keresztmetszetében körgyűrűként látható ((PageIndex{9}) ábra). Az évgyűrűk számának és jellegének (például méretének és sejtfalvastagságának) vizsgálata feltárhatja a fa korát és az egyes évszakokban uralkodó éghajlati viszonyokat.

Szármódosítások

Egyes növényfajok módosított szárral rendelkeznek, amelyek különösen alkalmasak egy adott élőhelyre és környezetre ((PageIndex{10}) ábra). A rizóma egy módosított szár, amely vízszintesen nő a föld alatt, és csomópontokkal és internódiumokkal rendelkezik. Egyes növények, például gyömbér és páfrányok rizómáján lévő rügyekből függőleges hajtások keletkezhetnek. A gumók hasonlítanak a rizómákhoz, kivéve, hogy gömbölyűbbek és húsosabbak (például a kardvirágban). A gumók tárolt táplálékot tartalmaznak, ami lehetővé teszi, hogy egyes növények túléljék a telet. A stolonok olyan szárak, amelyek szinte párhuzamosan futnak a talajjal, vagy közvetlenül a felszín alatt, és új növényeket hozhatnak létre a csomópontokban. A futók egyfajta stólon, amely a föld felett fut, és különböző időközönként új klónnövényeket hoz létre a csomópontokban: például az eper. A gumók módosított szárak, amelyek keményítőt raktározhatnak, amint az a burgonyán látható (Solanum sp.). A gumók duzzadt tőcskavégekként keletkeznek, és sok véletlenszerű vagy szokatlan bimbót tartalmaznak (ezt a burgonya „szemeként” ismerjük). A hagyma, amely föld alatti tárolóegységként funkcionál, a szár olyan módosítása, amely a szárból kilépő, vagy a szár tövét körülvevő, megnagyobbodott, húsos levelek megjelenése, ahogyan az íriszben látható.

Link a tanuláshoz

Nézze meg Wendy Hodgson botanikust, az arizonai Phoenixben található Desert Botanical Gardenből, aki elmagyarázza, hogyan termesztették az agavé növényeket étkezési céllal több száz évvel ezelőtt az arizonai sivatagban ebben a videóban: Egy ősi termés gyökereinek megtalálása.

A szárak néhány légi módosulata indák és tövisek ((PageIndex{11}) ábra). Az indák karcsú, fonódó szálak, amelyek lehetővé teszik a növénynek (például a szőlőnek vagy a sütőtöknek), hogy más felületekre mászva támaszt keressen. A tövisek módosított ágak, amelyek éles kinövésként jelennek meg, és védik a növényt; gyakori példák a rózsák, az Osage narancs és az ördög sétapálca.

Összegzés

A növény szára a leveleket, virágokat és terméseket viseli. A szárakat csomópontok (a levelek vagy ágak rögzítési pontjai) és a csomópontok (csomópontok közötti régiók) jelenléte jellemzi.

A növényi szervek egyszerű és összetett szövetekből állnak. A szárnak három szövetrendszere van: dermális, vaszkuláris és talajszövet. A bőrszövet a növény külső borítása. Felhámsejteket, sztómákat, védősejteket és trichomákat tartalmaz. Az érszövet xilem- és floémszövetekből áll, és vizet, ásványi anyagokat és fotoszintetikus termékeket vezet. A talajszövet felelős a fotoszintézisért és a támogatásért, és parenchyma, kollenchima és szklerenchima sejtekből áll.

Az elsődleges növekedés a gyökerek és a hajtások csúcsán történik, ami a hossz növekedését okozza. A fás szárú növények másodlagos növekedést vagy vastagságnövekedést is mutathatnak. A fás szárú növényekben, különösen a fákban, évgyűrűk alakulhatnak ki, mivel a növekedés lelassul minden évszak végén. Egyes növényfajok módosított szárral rendelkeznek, amelyek elősegítik a táplálék tárolását, az új növények szaporítását vagy elriasztják a ragadozókat. A módosított szárak példái a rizómák, a gumók, a szárak, a gumók, a hagymák, az indák és a tövisek.

Művészeti kapcsolatok

[link] A szár mely rétegei épülnek fel parenchimasejtekből?

  1. kéreg és bél
  2. felhám
  3. szklerenchima
  4. epidermisz és kéreg.

[link] A és B. A kéreg, a bél és az epidermisz parenchyma sejtekből áll.

Szójegyzék

csúcsrügy
rügy a hajtás csúcsán alakult ki
hónaljbimbó
hónaljban található bimbó: az a szárterület, ahol a levélnyél a szárhoz kapcsolódik
ugat
kemény, vízálló, parafasejtek külső epidermális rétege
izzó
módosított földalatti szár, amely egy nagy rügyből áll, amelyet számos levélpikkely vesz körül
kollenchima sejt
megnyúlt növénysejt egyenetlenül vastagodott falakkal; szerkezeti támogatást nyújt a szárnak és a leveleknek
társsejt
szitacső sejtekhez kapcsolódó floémsejt; nagy mennyiségű riboszómát és mitokondriumot tartalmaz
corm
lekerekített, húsos föld alatti szár, amely tárolt élelmiszert tartalmaz
kéreg
szárban vagy gyökérben az érszövet és az epidermisz között található őrölt szövet
felhám
a növényi bőrszövetben található egyetlen sejtréteg; lefedi és védi az alatta lévő szöveteket
őrsejtek
páros sejtek a sztóma mindkét oldalán, amelyek szabályozzák a sztóma nyílását, és ezáltal szabályozzák a gázok és a vízgőz mozgását
internode
csomópontok közötti régió a száron
lenticel
kifejlett fás szárak felszínén nyíló, ami elősegíti a gázcserét
csomópont
pont a szár mentén, ahol a levelek, virágok vagy léggyökerek erednek
parenchima sejt
leggyakoribb növényi sejttípus; megtalálható a szárban, a gyökérben, a levélben és a gyümölcspépben; a fotoszintézis és a keményítő tárolás helye
periderma
fás szárak legkülső borítása; parafa kambiumból, parafasejtekből és a phellodermából áll
bél
szárban vagy gyökérben az érszövet belsejében található őrölt szövet
elsődleges növekedés
növekedés, amely a szár és a gyökér hosszának növekedését eredményezi; sejtosztódás okozza a hajtásban vagy a gyökércsúcs merisztémában
rizóma
módosított földalatti szár, amely vízszintesen nő a talaj felszínéhez, csomópontokkal és internódiumokkal rendelkezik
futó
stolon, amely a föld felett fut, és új klónnövényeket termel a csomópontokban
szklerenchima sejt
vastag másodlagos falú növényi sejt, amely szerkezeti támogatást nyújt; rendszerint az éréskor meghalt
másodlagos növekedés
vastagság vagy kerület növekedését eredményező növekedés; az oldalsó merisztéma és a parafa kambium okozza
szita-cső cella
a végüktől a végéig elrendezett floemsejtek egy szitacsövet alkotva, amely szerves anyagokat, például cukrokat és aminosavakat szállít
stolon
módosított szár, amely a talajjal párhuzamosan fut, és a csomópontokban új növényeket hozhat létre
inda
karcsú, fonódó szálakból álló módosított szár, amelyet megtámasztásra vagy mászásra használnak
tüske
éles kinövésként megjelenő módosult szárág, amely megvédi a növényt
légcső
xilem sejt vastag másodlagos falakkal, amely segíti a víz szállítását
trichome
szőrszerű szerkezet az epidermális felszínen
gumó
módosított földalatti szár keményítő tárolására alkalmas; sok járulékos bimbója van
edény elem
xilém sejt, amely rövidebb, mint egy tracheid, és vékonyabb a fala

Lipid metabolikus átprogramozás a rákos sejtekben

Számos emberi betegség, beleértve az anyagcsere-, immun- és központi idegrendszeri rendellenességeket, valamint a rák, a lipid metabolikus enzimek és útvonalaik megváltozásának a következménye. Ez szemlélteti a lipidek alapvető szerepét a membrán homeosztázisának fenntartásában és az egészséges sejtek normális működésében. Áttekintettük a tumorfejlődés során fellépő főbb lipid diszfunkciókat, amelyeket rendszerbiológiai megközelítésekkel határoztunk meg. Ebben nyújtunk részletes betekintést a specifikus lipidek által az intracelluláris onkogén jelátvitel, az endoplazmatikus retikulum stressz, valamint a tumor mikrokörnyezet sejtjei és a rákos sejtek közötti kétirányú áthallás közvetítésében játszott alapvető szerepekbe. Végül összefoglaljuk a folyamatban lévő kutatások előrehaladását, amelyek célja a rákos sejtek lipidfüggőségének kihasználása a tumor progressziójának megszüntetése érdekében.


Dolan DNA Oktatóközpont

1988-as alapítása óta a Cold Spring Harbor Laboratory DNS Tanulási Központja (DNALC) olyan környezetet biztosít, ahol a hallgatók és a nagyközönség kérdések feltevésével és kísérletekkel tanulhatnak a tudományról. A DNALC-ben négy laboratóriumi tanterem, egy számítógépes tanterem és egy múzeumi kiállítás található.

CSHL fő campus: 1 Bungtown Road, Cold Spring Harbor, NY 11724
Útvonalterv a CSHL Campushoz (for WiSE Fun DNS-sel)

DNALC COVID-19 Biztonsági háló:A DNALC elkötelezett amellett, hogy biztonságos helyet biztosítson a gyakorlati tudomány számára. Az uralkodó körülményektől, valamint a CDC és a New York-i Állami Egészségügyi Minisztérium irányelveitől függően COVID-19 védőhálónk távoli munkaállomásokat, egyéni felszereléseket, napi egészségügyi felméréseket és teljesen beoltott oktatókat biztosít. A személyes táborokban dolgozóknak és tanulóknak be kell tartaniuk Biztonsági háló a tábor idején érvényes irányelveket.


Pluripotens őssejtek

Michael J. Shamblott , . John D. Gearhart, Handbook of Stem Cells (második kiadás), 2013

Embrioid test kialakulása és elemzése

Az embriótestek (Ebs) spontán módon alakulnak ki az emberi EG-tenyészetekben. Bár ez a pluripotens EG-sejtek elvesztését jelenti a tenyészetből, az EB-k bizonyítékot szolgáltatnak a tenyészet pluripotens státuszára, és sejtanyagot biztosítanak a későbbi tenyésztéshez és kísérletekhez (lásd az „EBD-sejtek” részt). Kezdetben az EB-k szolgáltatták az egyetlen közvetlen bizonyítékot arra vonatkozóan, hogy a humán EG-tenyészetek pluripotensek, mivel minden kísérlet, hogy emberi EG-sejtekből egerekben teratomákat alakítsanak ki, kudarcot vallott. A mai napig nincs bizonyíték a humán EG sejtekből vagy származékaikból származó teratoma képződésére.


Yun-Bo Shi, Ph.D.

Dr. Yun-Bo Shi vezető kutató és a Molekuláris Morfogenezis Szekció vezetője, Génszabályozási és Fejlesztési Laboratórium, Sejtszabályozási és Metabolizmusi Program, a NICHD-n. Dr. Shi a kínai Wuhan Egyetem Kémiai Tanszékén szerzett BS fokozatot 1982-ben, Ph. D. fokozatát pedig 1988-ban a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem Kémiai Tanszékén. A Carnegie Intézet posztdoktori képzése után Baltimore, MD, Dr. Shi létrehozta saját kutatócsoportját a NICHD intramurális kutatási programján belül 1992-ben.

Laboratóriuma a gerincesek fejlődésének pajzsmirigyhormon-szabályozásának molekuláris alapjait vizsgálta a Xenopus metamorfózis modellrendszerének felhasználásával. Dr. Shi több mint 230 kutatási cikket és ismertetőt/könyvfejezetet publikált, három könyvet szerkesztett, és monográfiát írt a kétéltűek metamorfózisáról. Eredményeiért, Eredményeiért Dr. Shi számos díjat és elismerést kapott, köztük a 2009-es NIH APAO (Ázsiai és Csendes-óceáni Szigetek Amerikai Szervezete) díjat az orvosbiológiai kutatásban elért kiemelkedő teljesítményéért, valamint a 2008-as Van Meter díjat az Amerikai Pajzsmirigy Szövetségtől. amely egy olyan nyomozót tisztel meg, aki kiemelkedően hozzájárult a pajzsmirigy kutatásához. 2012-ben Dr. Shi-t az Amerikai Tudományfejlesztési Szövetség tagjává választották. Dr. Shi a Cell Research szerkesztője volt 1997 és 2010 között, 2010 és 2020 között pedig a Cell and Bioscience főszerkesztője. Dr. Shi jelenleg a Fejlesztés, Növekedés és Differenciálás szerkesztője, és számos folyóirat igazgatótanácsának tagja, köztük a Thyroid, az Endocrinology és a Journal of Biological Chemistry.


Felnőtt őssejtek: Biológia és elemzési módszerek Puhakötésű – 2014. szeptember 26.

"A kötetet alkotó három rész, az első az alapvető biológiával, a második a felnőtt őssejtek fenotípusának jellemzésével, a harmadik pedig e sejtek élettartamának szabályozásával, mind a kritikai értékelést célozza. azokról a technikákról, amelyekkel megkülönböztetjük a felnőtt őssejt-megújulást a sejttúléléstől. A kötet jól megírt és jól illusztrált... Jól sikerült!" (Carlo Alberto Redi, European Journal of Histochemistry, 55. évf., 2011)

A hátsó borítóról

Ez a tudományos kutatás egy létfontosságú területének átfogó áttekintése, amely a kérdések széles spektrumát fedi le. A terület néhány kulcsfontosságú kutatójának közreműködésével a Felnőtt őssejtek: biológia és elemzési módszerek történelmi perspektívát kínál az olvasóknak, valamint egyedülálló betekintést nyújt az élvonalbeli gondolatokba. A kötet kontextusba helyezi a sok felnőtt szövetben és szervben élő őssejt/progenitor sejtpopulációk közelmúltbeli felfedezését. Szembesül azokkal a bonyolultságokkal, amelyekkel a tudósok szembesülnek e sejtek validálása során, miközben leírja és kritikusan értékeli az őssejt-önmegújulás értékelésére jelenleg használt módszereket. A fejezetek igyekszik megkülönböztetni ezt a folyamatot a sejttúlélés más aspektusaitól, mint például az élettartam szabályozásától, az öregedéstől és a halhatatlanná válástól molekuláris szinten.

A monográfia egy olyan résszel kezdődik, amely a felnőtt őssejtek alapvető biológiáját vizsgálja, beleértve a mikroRNS-ek sorsuk szabályozásában betöltött szerepét és az önmegújulásukat szabályozó molekuláris mechanizmusokat tárgyaló fejezeteket. jellemzi genetikai felépítésünk ezen megfoghatatlan elemeit. A második rész részletezi a szövetspecifikus őssejtek in vivo vonalkövetését, feltárja a neurális őssejt paradigmát, és megvizsgálja az ABC transzporterek és az aldehid-dehidrogenáz funkcióját a felnőtt őssejt biológiában. Az utolsó rész az élethossz szabályozására és a halhatatlanságra helyezi a hangsúlyt, és egy fejezetet tartalmaz a rákos őssejt paradigmáról.

Ez egy mérvadó kötet a genetikai kutatás egyik határterületén, és értékes forrásként szolgál majd nemcsak a már ismert tudósok számára, hanem azok számára is, akik most lépnek be az őssejtbiológia területére.


Tartalom

Az idegrendszer legkorábbi tanulmánya az ókori Egyiptomból származik. A trepanációt, azt a sebészeti gyakorlatot, hogy lyukat fúrnak vagy kaparnak a koponyába fejsérülések vagy mentális zavarok gyógyítása, illetve a koponyanyomás enyhítése céljából, először a neolitikumban jegyezték fel. A Kr.e. 1700-ból származó kéziratok azt mutatják, hogy az egyiptomiaknak volt némi ismerete az agykárosodás tüneteiről. [8]

Az agy működésével kapcsolatos korai vélemények egyfajta „koponyatömésnek” tekintették. Egyiptomban a késő Középbirodalomtól kezdve rendszeresen eltávolították az agyat a mumifikáció előkészítéseként. Abban az időben azt hitték, hogy a szív az intelligencia székhelye. Hérodotosz szerint a mumifikálás első lépése az volt, hogy "elvegyünk egy görbe vasdarabot, és ezzel az orrlyukon keresztül kihúzzák az agyat, így megszabadulva egy részétől, míg a koponyát gyógyszeres öblítéssel tisztítják meg a többitől. " [9]

Azt a nézetet, hogy a szív a tudat forrása, csak a görög orvos, Hippokratész idejében vitatták. Úgy vélte, hogy az agy nemcsak az érzékeléssel foglalkozik – mivel a legtöbb speciális szerv (például szem, fül, nyelv) a fejben, az agy közelében található –, hanem az intelligencia székhelye is. [10] Platón azt is feltételezte, hogy az agy a lélek racionális részének székhelye. [11] Arisztotelész azonban úgy gondolta, hogy a szív az intelligencia központja, és az agy szabályozza a szívből származó hő mennyiségét. [12] Ez a nézet általánosan elfogadott volt, amíg a római orvos, Galenus, Hippokratész követője és a római gladiátorok orvosa észrevette, hogy páciensei elvesztették mentális képességeiket, amikor agykárosodást szenvedtek. [13]

A középkori muszlim világban aktív Abulcasis, Averroes, Avicenna, Avenzoar és Maimonides számos, az agyhoz kapcsolódó orvosi problémát leírtak. A reneszánsz Európában Vesalius (1514–1564), René Descartes (1596–1650), Thomas Willis (1621–1675) és Jan Swammerdam (1637–1680) is számos módon hozzájárult az idegtudományhoz.

Luigi Galvani úttörő munkája az 1700-as évek végén megalapozta az izmok és neuronok elektromos ingerlékenységének tanulmányozását. A 19. század első felében Jean Pierre Flourens úttörője volt annak a kísérleti módszernek, amellyel élő állatok agyában lokalizált elváltozásokat végeztek, leírva azok mozgásképességre, érzékenységre és viselkedésre gyakorolt ​​hatását. 1843-ban Emil du Bois-Reymond bemutatta az idegjel elektromos természetét, [14] amelynek sebességét Hermann von Helmholtz kezdte megmérni, [15] 1875-ben pedig Richard Caton elektromos jelenségeket talált nyulak és majmok agyféltekéjében. [16] Adolf Beck 1890-ben tett közzé hasonló megfigyeléseket a nyulak és kutyák agyának spontán elektromos aktivitásáról. [17] Az agyvel kapcsolatos vizsgálatok kifinomultabbá váltak a mikroszkóp feltalálása és a festési eljárás Camillo Golgi által az 1890-es évek végén történő kidolgozása után. Az eljárás során ezüst-kromát sót használtak az egyes neuronok bonyolult szerkezetének feltárására. Az ő technikáját Santiago Ramón y Cajal alkalmazta, és ez vezetett a neuron-doktrína kialakulásához, annak a hipotézishez, hogy az agy funkcionális egysége a neuron. [18] Golgi és Ramón y Cajal 1906-ban fiziológiai és orvosi Nobel-díjat kapott az agyban található idegsejtek kiterjedt megfigyeléséért, leírásáért és kategorizálásáért.

Ezzel a kutatással párhuzamosan Paul Broca agysérült betegekkel végzett munkája azt sugallta, hogy az agy bizonyos régiói felelősek bizonyos funkciókért. Akkoriban Broca megállapításait Franz Joseph Gall azon elméletének megerősítésének tekintették, amely szerint a nyelv lokalizált, és hogy bizonyos pszichológiai funkciók az agykéreg meghatározott területein lokalizáltak. [19] [20] A funkciós hipotézist alátámasztották epilepsziás betegek megfigyelései, amelyeket John Hughlings Jackson végzett, aki helyesen következtetett a motoros kéreg szerveződésére a rohamok testen keresztüli előrehaladásának megfigyelésével. Carl Wernicke továbbfejlesztette a speciális agyi struktúrák nyelvi megértésben és nyelvi termelésben való specializálódásának elméletét. A neuroimaging technikákkal végzett modern kutatások még mindig a Brodmann agyi citoarchitektonikus térképet (a sejtszerkezet tanulmányozására utalva) ebből a korszakból származó anatómiai definíciókat alkalmazzák annak bizonyítására, hogy a kéreg különböző területei aktiválódnak meghatározott feladatok végrehajtása során. [21]

A 20. század folyamán az idegtudományt önálló tudományos tudományágként kezdték elismerni, nem pedig az idegrendszer más tudományterületeken belüli tanulmányozásaként. Eric Kandel és munkatársai David Riochot, Francis O. Schmittet és Stephen Kufflert említették, akik kritikus szerepet játszottak a terület létrehozásában. [22] Rioch az 1950-es évektől kezdve az anatómiai és fiziológiai alapkutatásokat a klinikai pszichiátriával integrálta a Walter Reed Army Institute of Research-ben. Ugyanebben az időszakban Schmitt idegtudományi kutatási programot hozott létre a Massachusetts Institute of Technology Biológiai Osztályán belül, amely egyesíti a biológiát, a kémiát, a fizikát és a matematikát. Az első szabadon álló idegtudományi tanszéket (akkori nevén Psychobiology) James L. McGaugh alapította 1964-ben a Kaliforniai Egyetemen, Irvine-ben. [23] Ezt követte a Harvard Medical School Neurobiológiai Tanszéke, amelyet 1966-ban Stephen Kuffler alapított. [24]

A neuronok és az idegrendszer működésének megértése a 20. század folyamán egyre pontosabbá és molekulárisabbá vált. Például 1952-ben Alan Lloyd Hodgkin és Andrew Huxley egy matematikai modellt mutatott be az elektromos jelek átvitelére a tintahal óriás axonjának neuronjaiban, amelyeket "akciós potenciáloknak" neveztek, és hogyan kezdődnek és terjednek. Hodgkin-Huxley modell. 1961–1962-ben Richard FitzHugh és J. Nagumo leegyszerűsítette Hodgkin–Huxley-t, az úgynevezett FitzHugh–Nagumo modellben. 1962-ben Bernard Katz modellezte a neurotranszmissziót a szinapszisoknak nevezett neuronok közötti térben. 1966-tól kezdve Eric Kandel és munkatársai a tanulással és a memória tárolásával összefüggő biokémiai változásokat vizsgálták az idegsejtekben. Aplysia. 1981-ben Catherine Morris és Harold Lecar kombinálta ezeket a modelleket a Morris–Lecar modellben. Az ilyen, egyre kvantitatívabb munka számos biológiai idegsejt-modellt és neurális számítási modellt eredményezett.

Az idegrendszer iránti növekvő érdeklődés eredményeként a 20. század folyamán több prominens idegtudományi szervezet is megalakult, hogy fórumot biztosítson minden idegtudósnak. Például a Nemzetközi Agykutatási Szervezetet 1961-ben, [25] a Nemzetközi Neurokémiai Társaságot 1963-ban, [26] az Európai Agy- és Viselkedéstudományi Társaságot 1968-ban [27] és az Idegtudományi Társaságot 1969-ben alapították. [28] Az utóbbi időben az idegtudományi kutatási eredmények alkalmazása olyan alkalmazott diszciplínákat is eredményezett, mint a neuroökonómia [29], az idegoktatás [30], a neuroetika [31] és a neurojog. [32]

Az idő múlásával az agykutatás filozófiai, kísérleti és elméleti szakaszokon ment keresztül, és az agyi szimulációval kapcsolatos munka az előrejelzések szerint fontos lesz a jövőben. [33]

Az idegrendszer tudományos vizsgálata jelentősen megnövekedett a huszadik század második felében, főként a molekuláris biológia, az elektrofiziológia és a számítógépes idegtudomány fejlődésének köszönhetően. Ez lehetővé tette az idegtudósok számára, hogy minden szempontból tanulmányozzák az idegrendszert: hogyan épül fel, hogyan működik, hogyan fejlődik, hogyan működik rosszul, és hogyan változtatható meg.

Így például lehetővé vált az egyetlen neuronon belül lezajló összetett folyamatok részletes megértése. A neuronok kommunikációra specializálódott sejtek. Képesek kommunikálni neuronokkal és más sejttípusokkal a szinapszisoknak nevezett speciális csomópontokon keresztül, amelyeken elektromos vagy elektrokémiai jelek továbbíthatók egyik sejtből a másikba. Sok neuron axonnak nevezett hosszú vékony axoplazmaszálat extrudál ki, amely a test távoli részeire is kiterjedhet, és gyorsan képes elektromos jeleket szállítani, befolyásolva más neuronok, izmok vagy mirigyek aktivitását a végpontjukon. Egy ideges rendszer egymással kapcsolatban álló neuronok együtteséből emelkedik ki.

The vertebrate nervous system can be split into two parts: the central nervous system (defined as the brain and spinal cord), and the peripheral nervous system. In many species — including all vertebrates — the nervous system is the most complex organ system in the body, with most of the complexity residing in the brain. The human brain alone contains around one hundred billion neurons and one hundred trillion synapses it consists of thousands of distinguishable substructures, connected to each other in synaptic networks whose intricacies have only begun to be unraveled. At least one out of three of the approximately 20,000 genes belonging to the human genome is expressed mainly in the brain. [34]

Due to the high degree of plasticity of the human brain, the structure of its synapses and their resulting functions change throughout life. [35]

Making sense of the nervous system's dynamic complexity is a formidable research challenge. Ultimately, neuroscientists would like to understand every aspect of the nervous system, including how it works, how it develops, how it malfunctions, and how it can be altered or repaired. Analysis of the nervous system is therefore performed at multiple levels, ranging from the molecular and cellular levels to the systems and cognitive levels. The specific topics that form the main foci of research change over time, driven by an ever-expanding base of knowledge and the availability of increasingly sophisticated technical methods. Improvements in technology have been the primary drivers of progress. Developments in electron microscopy, computer science, electronics, functional neuroimaging, and genetics and genomics have all been major drivers of progress.

Molecular and cellular neuroscience Edit

Basic questions addressed in molecular neuroscience include the mechanisms by which neurons express and respond to molecular signals and how axons form complex connectivity patterns. At this level, tools from molecular biology and genetics are used to understand how neurons develop and how genetic changes affect biological functions. The morphology, molecular identity, and physiological characteristics of neurons and how they relate to different types of behavior are also of considerable interest.

Questions addressed in cellular neuroscience include the mechanisms of how neurons process signals physiologically and electrochemically. These questions include how signals are processed by neurites and somas and how neurotransmitters and electrical signals are used to process information in a neuron. Neurites are thin extensions from a neuronal cell body, consisting of dendrites (specialized to receive synaptic inputs from other neurons) and axons (specialized to conduct nerve impulses called action potentials). Somas are the cell bodies of the neurons and contain the nucleus.

Another major area of cellular neuroscience is the investigation of the development of the nervous system. Questions include the patterning and regionalization of the nervous system, neural stem cells, differentiation of neurons and glia (neurogenesis and gliogenesis), neuronal migration, axonal and dendritic development, trophic interactions, and synapse formation.

Computational neurogenetic modeling is concerned with the development of dynamic neuronal models for modeling brain functions with respect to genes and dynamic interactions between genes.

Neural circuits and systems Edit

Questions in systems neuroscience include how neural circuits are formed and used anatomically and physiologically to produce functions such as reflexes, multisensory integration, motor coordination, circadian rhythms, emotional responses, learning, and memory. In other words, they address how these neural circuits function in large-scale brain networks, and the mechanisms through which behaviors are generated. For example, systems level analysis addresses questions concerning specific sensory and motor modalities: how does vision work? How do songbirds learn new songs and bats localize with ultrasound? How does the somatosensory system process tactile information? The related fields of neuroethology and neuropsychology address the question of how neural substrates underlie specific animal and human behaviors. Neuroendocrinology and psychoneuroimmunology examine interactions between the nervous system and the endocrine and immune systems, respectively. Despite many advancements, the way that networks of neurons perform complex cognitive processes and behaviors is still poorly understood.

Cognitive and behavioral neuroscience Edit

Cognitive neuroscience addresses the questions of how psychological functions are produced by neural circuitry. The emergence of powerful new measurement techniques such as neuroimaging (e.g., fMRI, PET, SPECT), EEG, MEG, electrophysiology, optogenetics and human genetic analysis combined with sophisticated experimental techniques from cognitive psychology allows neuroscientists and psychologists to address abstract questions such as how cognition and emotion are mapped to specific neural substrates. Although many studies still hold a reductionist stance looking for the neurobiological basis of cognitive phenomena, recent research shows that there is an interesting interplay between neuroscientific findings and conceptual research, soliciting and integrating both perspectives. For example, neuroscience research on empathy solicited an interesting interdisciplinary debate involving philosophy, psychology and psychopathology. [36] Moreover, the neuroscientific identification of multiple memory systems related to different brain areas has challenged the idea of memory as a literal reproduction of the past, supporting a view of memory as a generative, constructive and dynamic process. [37]

Neuroscience is also allied with the social and behavioral sciences, as well as with nascent interdisciplinary fields. Examples of such alliances include neuroeconomics, decision theory, social neuroscience, and neuromarketing to address complex questions about interactions of the brain with its environment. A study into consumer responses for example uses EEG to investigate neural correlates associated with narrative transportation into stories about energy efficiency. [38]

Computational neuroscience Edit

Questions in computational neuroscience can span a wide range of levels of traditional analysis, such as development, structure, and cognitive functions of the brain. Research in this field utilizes mathematical models, theoretical analysis, and computer simulation to describe and verify biologically plausible neurons and nervous systems. For example, biological neuron models are mathematical descriptions of spiking neurons which can be used to describe both the behavior of single neurons as well as the dynamics of neural networks. Computational neuroscience is often referred to as theoretical neuroscience.

Nanoparticles in medicine are versatile in treating neurological disorders showing promising results in mediating drug transport across the blood brain barrier. [39] Implementing nanoparticles in antiepileptic drugs enhances their medical efficacy by increasing bioavailability in the bloodstream, as well as offering a measure of control in release time concentration. [39] Although nanoparticles can assist therapeutic drugs by adjusting physical properties to achieve desirable effects, inadvertent increases in toxicity often occur in preliminary drug trials. [40] Furthermore, production of nanomedicine for drug trials is economically consuming, hindering progress in their implementation. Computational models in nanoneuroscience provide alternatives to study the efficacy of nanotechnology-based medicines in neurological disorders while mitigating potential side effects and development costs. [39]

Nanomaterials often operate at length scales between classical and quantum regimes. [41] Due to the associated uncertainties at the length scales that nanomaterials operate, it is difficult to predict their behavior prior to in vivo studies. [39] Classically, the physical processes which occur throughout neurons are analogous to electrical circuits. Designers focus on such analogies and model brain activity as a neural circuit. [42] Success in computational modeling of neurons have led to the development of stereochemical models that accurately predict acetylcholine receptor-based synapses operating at microsecond time scales. [42]

Ultrafine nanoneedles for cellular manipulations are thinner than the smallest single walled carbon nanotubes. Computational quantum chemistry [43] is used to design ultrafine nanomaterials with highly symmetrical structures to optimize geometry, reactivity and stability. [41]

Behavior of nanomaterials are dominated by long ranged non-bonding interactions. [44] Electrochemical processes that occur throughout the brain generate an electric field which can inadvertently affect the behavior of some nanomaterials. [41] Molecular dynamics simulations can mitigate the development phase of nanomaterials as well as prevent neural toxicity of nanomaterials following in vivo clinical trials. [40] Testing nanomaterials using molecular dynamics optimizes nano characteristics for therapeutic purposes by testing different environment conditions, nanomaterial shape fabrications, nanomaterial surface properties, etc. without the need for in vivo experimentation. [45] Flexibility in molecular dynamic simulations allows medical practitioners to personalize treatment. Nanoparticle related data from translational nanoinformatics links neurological patient specific data to predict treatment response. [44]

Neuroscience and medicine Edit

Neurology, psychiatry, neurosurgery, psychosurgery, anesthesiology and pain medicine, neuropathology, neuroradiology, ophthalmology, otolaryngology, clinical neurophysiology, addiction medicine, and sleep medicine are some medical specialties that specifically address the diseases of the nervous system. These terms also refer to clinical disciplines involving diagnosis and treatment of these diseases.

Neurology works with diseases of the central and peripheral nervous systems, such as amyotrophic lateral sclerosis (ALS) and stroke, and their medical treatment. Psychiatry focuses on affective, behavioral, cognitive, and perceptual disorders. Anesthesiology focuses on perception of pain, and pharmacologic alteration of consciousness. Neuropathology focuses upon the classification and underlying pathogenic mechanisms of central and peripheral nervous system and muscle diseases, with an emphasis on morphologic, microscopic, and chemically observable alterations. Neurosurgery and psychosurgery work primarily with surgical treatment of diseases of the central and peripheral nervous systems.

Translational research Edit

Recently, the boundaries between various specialties have blurred, as they are all influenced by basic research in neuroscience. For example, brain imaging enables objective biological insight into mental illnesses, which can lead to faster diagnosis, more accurate prognosis, and improved monitoring of patient progress over time. [46]

Integrative neuroscience describes the effort to combine models and information from multiple levels of research to develop a coherent model of the nervous system. For example, brain imaging coupled with physiological numerical models and theories of fundamental mechanisms may shed light on psychiatric disorders. [47]

Modern neuroscience education and research activities can be very roughly categorized into the following major branches, based on the subject and scale of the system in examination as well as distinct experimental or curricular approaches. Individual neuroscientists, however, often work on questions that span several distinct subfields.

List of the major branches of neuroscience
Ág Leírás
Affective neuroscience Affective neuroscience is the study of the neural mechanisms involved in emotion, typically through experimentation on animal models. [48]
Behavioral neuroscience Behavioral neuroscience (also known as biological psychology, physiological psychology, biopsychology, or psychobiology) is the application of the principles of biology to the study of genetic, physiological, and developmental mechanisms of behavior in humans and non-human animals.
Cellular neuroscience Cellular neuroscience is the study of neurons at a cellular level including morphology and physiological properties.
Clinical neuroscience The scientific study of the biological mechanisms that underlie the disorders and diseases of the nervous system.
Cognitive neuroscience Cognitive neuroscience is the study of the biological mechanisms underlying cognition.
Computational neuroscience Computational neuroscience is the theoretical study of the nervous system.
Cultural neuroscience Cultural neuroscience is the study of how cultural values, practices and beliefs shape and are shaped by the mind, brain and genes across multiple timescales. [49]
Developmental neuroscience Developmental neuroscience studies the processes that generate, shape, and reshape the nervous system and seeks to describe the cellular basis of neural development to address underlying mechanisms.
Evolutionary neuroscience Evolutionary neuroscience studies the evolution of nervous systems.
Molecular neuroscience Molecular neuroscience studies the nervous system with molecular biology, molecular genetics, protein chemistry, and related methodologies.
Nanoneuroscience An interdisciplinary field that integrates nanotechnology and neuroscience.
Neural engineering Neural engineering uses engineering techniques to interact with, understand, repair, replace, or enhance neural systems.
Neuroanatomy Neuroanatomy is the study of the anatomy of nervous systems.
Neurochemistry Neurochemistry is the study of how neurochemicals interact and influence the function of neurons.
Neuroethology Neuroethology is the study of the neural basis of non-human animals behavior.
Neurogastronomy Neurogastronomy is the study of flavor and how it affects sensation, cognition, and memory. [50]
Neurogenetika Neurogenetics is the study of the genetical basis of the development and function of the nervous system.
Neuroimaging Neuroimaging includes the use of various techniques to either directly or indirectly image the structure and function of the brain.
Neuroimmunology Neuroimmunology is concerned with the interactions between the nervous and the immune system.
Neuroinformatika Neuroinformatics is a discipline within bioinformatics that conducts the organization of neuroscience data and application of computational models and analytical tools.
Neurolinguistics Neurolinguistics is the study of the neural mechanisms in the human brain that control the comprehension, production, and acquisition of language.
Neurophysics Neurophysicsis the branch of biophysics dealing with the development and use of physical methods to gain information about the nervous system.
Neurofiziológia Neurophysiology is the study of the functioning of the nervous system, generally using physiological techniques that include measurement and stimulation with electrodes or optically with ion- or voltage-sensitive dyes or light-sensitive channels.
Neuropsychology Neuropsychology is a discipline that resides under the umbrellas of both psychology and neuroscience, and is involved in activities in the arenas of both basic science and applied science. In psychology, it is most closely associated with biopsychology, clinical psychology, cognitive psychology, and developmental psychology. In neuroscience, it is most closely associated with the cognitive, behavioral, social, and affective neuroscience areas. In the applied and medical domain, it is related to neurology and psychiatry.
Paleoneurobiology Paleoneurobiology is a field which combines techniques used in paleontology and archeology to study brain evolution, especially that of the human brain.
Social neuroscience Social neuroscience is an interdisciplinary field devoted to understanding how biological systems implement social processes and behavior, and to using biological concepts and methods to inform and refine theories of social processes and behavior.
Systems neuroscience Systems neuroscience is the study of the function of neural circuits and systems.

The largest professional neuroscience organization is the Society for Neuroscience (SFN), which is based in the United States but includes many members from other countries. Since its founding in 1969 the SFN has grown steadily: as of 2010 it recorded 40,290 members from 83 different countries. [51] Annual meetings, held each year in a different American city, draw attendance from researchers, postdoctoral fellows, graduate students, and undergraduates, as well as educational institutions, funding agencies, publishers, and hundreds of businesses that supply products used in research.

Other major organizations devoted to neuroscience include the International Brain Research Organization (IBRO), which holds its meetings in a country from a different part of the world each year, and the Federation of European Neuroscience Societies (FENS), which holds a meeting in a different European city every two years. FENS comprises a set of 32 national-level organizations, including the British Neuroscience Association, the German Neuroscience Society (Neurowissenschaftliche Gesellschaft), and the French Société des Neurosciences. The first National Honor Society in Neuroscience, Nu Rho Psi, was founded in 2006. Numerous youth neuroscience societies which support undergraduates, graduates and early career researchers also exist, like Project Encephalon. [52]

In 2013, the BRAIN Initiative was announced in the US. An International Brain Initiative was created in 2017, [53] currently integrated by more than seven national-level brain research initiatives (US, Europe, Allen Institute, Japan, China, Australia, Canada, Korea, Israel) [54] spanning four continents.

Public education and outreach Edit

In addition to conducting traditional research in laboratory settings, neuroscientists have also been involved in the promotion of awareness and knowledge about the nervous system among the general public and government officials. Such promotions have been done by both individual neuroscientists and large organizations. For example, individual neuroscientists have promoted neuroscience education among young students by organizing the International Brain Bee, which is an academic competition for high school or secondary school students worldwide. [55] In the United States, large organizations such as the Society for Neuroscience have promoted neuroscience education by developing a primer called Brain Facts, [56] collaborating with public school teachers to develop Neuroscience Core Concepts for K-12 teachers and students, [57] and cosponsoring a campaign with the Dana Foundation called Brain Awareness Week to increase public awareness about the progress and benefits of brain research. [58] In Canada, the CIHR Canadian National Brain Bee is held annually at McMaster University. [59]

Neuroscience educators formed Faculty for Undergraduate Neuroscience (FUN) in 1992 to share best practices and provide travel awards for undergraduates presenting at Society for Neuroscience meetings. [60]

Finally, neuroscientists have also collaborated with other education experts to study and refine educational techniques to optimize learning among students, an emerging field called educational neuroscience. [61] Federal agencies in the United States, such as the National Institute of Health (NIH) [62] and National Science Foundation (NSF), [63] have also funded research that pertains to best practices in teaching and learning of neuroscience concepts.


Engaging in science practices in classrooms predicts increases in undergraduates' STEM motivation, identity, and achievement: A short-term longitudinal study

Campbell Leaper, Department of Psychology, University of California, Santa Cruz, CA 95064.

Department of Psychology, University of California, Santa Cruz, California

Institute for Scientist & Engineer Educators, University of California, Santa Cruz, California

Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of California, Santa Cruz, California

Division of Physical and Biological Sciences, University of California, Santa Cruz, California

Institute for Scientist & Engineer Educators, University of California, Santa Cruz, California

Department of Psychology, University of California, Santa Cruz, California

Campbell Leaper, Department of Psychology, University of California, Santa Cruz, CA 95064.

Absztrakt

Our short-term longitudinal study explored undergraduate students' experiences with performing authentic science practices in the classroom in relation to their science achievement and course grades. In addition, classroom experiences (felt recognition as a scientist and perceived classroom climate) and changes over a 10-week academic term in STEM (science, technology, engineering, and mathematics) identity and motivation were tested as mediators. The sample comprised 1,079 undergraduate students from introductory biology classrooms (65.4% women, 37.6% Asian, 30.2% White, 25.1% Latinx). Using structural equation modeling (SEM), our hypothesized model was confirmed while controlling for class size and GPA. Performing science practices (e.g., hypothesizing or explaining results) positively predicted students' felt recognition as a scientist and felt recognition positively predicted perceived classroom climate. In turn, felt recognition and classroom climate predicted increases over time in students' STEM motivation (expectancy-value beliefs), STEM identity, and STEM career aspirations. Finally, these factors predicted students' course grade. Both recognition as a scientist and positive classroom climate were more strongly related to outcomes among underrepresented minority (URM) students. Findings have implications for why large-format courses that emphasize opportunities for students to learn science practices are related to positive STEM outcomes, as well as why they may prove especially helpful for URM students. Practical implications include the importance of recognition as a scientist from professors, teaching assistants, and classmates in addition to curriculum that engages students in the authentic practices of science.

Függelék S1. Supporting Information.

Kérjük, vegye figyelembe: A kiadó nem vállal felelősséget a szerzők által biztosított támogató információk tartalmáért vagy működéséért. Minden kérdéssel (a hiányzó tartalom kivételével) a cikk megfelelő szerzőjéhez kell fordulni.


Stem modifications

Some plant species have modified stems that are especially suited to a particular habitat and environment ( [link] ). A rhizome is a modified stem that grows horizontally underground and has nodes and internodes. Vertical shoots may arise from the buds on the rhizome of some plants, such as ginger and ferns. Corms are similar to rhizomes, except they are more rounded and fleshy (such as in gladiolus). Corms contain stored food that enables some plants to survive the winter. Stolons are stems that run almost parallel to the ground, or just below the surface, and can give rise to new plants at the nodes. Runners are a type of stolon that runs above the ground and produces new clone plants at nodes at varying intervals: strawberries are an example. Tubers are modified stems that may store starch, as seen in the potato ( Solanum sp.). Tubers arise as swollen ends of stolons, and contain many adventitious or unusual buds (familiar to us as the &ldquoeyes&rdquo on potatoes). A bulb , which functions as an underground storage unit, is a modification of a stem that has the appearance of enlarged fleshy leaves emerging from the stem or surrounding the base of the stem, as seen in the iris.

Stem modifications enable plants to thrive in a variety of environments. A képen (a) gyömbér ( Zingiber officinale ) rizómák, b) dögvirág ( Amorphophallus titanum ) corm (c) Rodosz fű ( Chloris gayana ) stalons, (d) eper ( Fragaria ananassa ) futók, (e) burgonya ( Solanum tuberosum ) gumók és f) lilahagyma ( Allium ) izzók. (a kredit: Maja Dumat művének módosítása c: Harry Rose művének módosítása kredit d: Rebecca Siegel művének módosítása kredit e: Scott Bauer művének módosítása, USDA ARS kredit f: Stephen Ausmus művének módosítása, USDA ARS)


Struggles with math and science classes can have long-term consequences. Students could change their majors, change their careers to something outside a STEM field, or drop out of college. As a result, they could alter their lifetime earning potential.

According to the Mathematical Association of America, struggling with math is “the most significant barrier” to earning a college degree.

Student success often depends largely on the professor. For example, at the University of California Los Angeles (UCLA), the same calculus course was named as one of the best courses and one of the worst courses, depending on who the professor was.

In response to the pervasive challenge of math coursework, advanced learning technology is being developed to help more students succeed. The Calculus 1 platform from OneClass is a helpful companion to your high school or college calculus class. The Booster Class automatically syncs with your textbook or syllabus, so your online lessons are always in step with your teacher.

Students learn in many different ways, and the Booster Class personalizes the lessons to a student's learning style. Plus, the AI-powered platform helps students spend more time on the areas where they are struggling.

If your college major and future career hinge on your ability to pass math class, tech-enabled learning tools can help you level up.
Learn more about how the Calculus 1 Booster Class can help you get better grades.


Nézd meg a videót: Érettségi 2018 - Biológia: A kiválasztás (Augusztus 2022).