Please note that the lectures are given in Czech language only. English version of the course can be requested in advance if there are at least 5 foreign students. The lecture summarizes up-to-date advances in the understanding of mechanisms and selective forces that shape the evolution of the nervous system.
Last update: JPROKOP (18.04.2006)
Přednáška seznámí studenty se současným pohledem na evoluci nervového systému. Obor zabývající se tímto tématem, evoluční neurobiologie, integruje poznatky srovnávací neurobiologie, experimentální embryologie a vývojové molekulární genetiky, a výsledky srovnávacích analýz interpretuje v kontextu soudobých fylogenetických hypotéz. Přednáška je zaměřena konceptuálně, jejím cílem tedy není podat systematický výklad srovnávací neuroanatomie / neurofyziologie. Je vhodná pro studenty zoologie, etologie, neurobiologie, fyziologie živočichů a antropologie; ostatní zájemci jsou taktéž vítáni.
Literature -
Last update: JPROKOP (04.06.2007)
Georg F. Striedter (2004): Principles of Brain Evolution. Sinauer Associates.
A.B. Butler & W. Hodos (2005): Comparative Vertebrate Neuroanatomy: Evolution and Adaptation. John Wiley & Sons, Inc., New York.
G. Roth & M.F. Wullimann (eds.) (2001): Brain Evolution and Cognition. John Wiley & Sons, Inc., New York + Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg.
J. Allman (2000) Evolving Brains. Scientific American Library, New York.
R. Nieuwenhuys, H.J. ten Donkelaar, C. Nicholson (eds.) (1998): The Central Nervous System of Vertebrates. Springer, Berlin.
Jon H. Kaas (ed.) (2006): Evolution of Nervous Systems. Academic Press.
D. Falk, K.R. Gibson (eds.) (2001): Evolutionary Anatomy of the Primate Cerebral Cortex. Cambridge University Press, Cambridge.
D.H. Sanes, T.A. Reh, W.A. Harris (2000): Development of the Nervous System. Academic Press, New York, London.
O. Breidbach, W. Kutsch (1995): The Nervous System of Invertebrates: An Evolutionary and Comparative Approach. Birghäuser Verlag, Basel.
Last update: JPROKOP (30.11.2006)
Georg F. Striedter (2004): Principles of Brain Evolution. Sinauer Associates.
A.B. Butler & W. Hodos (2005): Comparative Vertebrate Neuroanatomy: Evolution and Adaptation. John Wiley & Sons, Inc., New York.
G. Roth & M.F. Wullimann (eds.) (2001): Brain Evolution and Cognition. John Wiley & Sons, Inc., New York + Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg.
J. Allman (2000) Evolving Brains. Scientific American Library, New York.
R. Nieuwenhuys, H.J. ten Donkelaar, C. Nicholson (eds.) (1998): The Central Nervous System of Vertebrates. Springer, Berlin.
Jon H. Kaas (ed.) (2006): Evolution of Nervous Systems. Academic Press.
D. Falk, K.R. Gibson (eds.) (2001): Evolutionary Anatomy of the Primate Cerebral Cortex. Cambridge University Press, Cambridge.
D.H. Sanes, T.A. Reh, W.A. Harris (2000): Development of the Nervous System. Academic Press, New York, London.
O. Breidbach, W. Kutsch (1995): The Nervous System of Invertebrates: An Evolutionary and Comparative Approach. Birghäuser Verlag, Basel.
Requirements to the exam - Czech
Last update: doc. Mgr. Pavel Němec, Ph.D. (02.12.2011)
Ústní zkouška v rozsahu probrané látky
Syllabus -
Last update: JPROKOP (30.11.2006)
The syllabus is available in Czech only.
1) Vymezení tématu, cíle, otázky, přístupy a metody; trocha historie.
2) Přehled a kritika grandiózních konceptů minulosti (lineární zvětšování mozku v ose ryba-obojživelník-plaz-savec-primát-člověk; koncept palaeoencephalon - neoencephalon; terminální adice; anageneze; difuzní primordiální neuropil; koncept bazálních hmyzožravců).
3) Přehled základních stavebních typů nervové soustavy mnohobuněčných živočichů a jejich evoluce u vybraných skupin; obecné organizační principy a trendy; nervový systém některých modelových druhů (háďátko Caenorhabditis elegans, zej Aplysia californica, šváb Periplaneta americana, chobotnice Octopus vugaris).
4) Mozek kopinatců, mihulí a sliznatek - hledání ancestrálního morfotypu.
5) Diverzita obratlovčích mozků. Klíčové inovace: neurální lišta, ektodermální plakody a párové smyslové orgány, myelin, isokortex. Biochemické, molekulární a hodologické znaky a homologie obratlovčích mozků.
6) Evoluce funkčních systémů - spinální a prodloužená mícha, hlavové nervy, retikulární formace, sensorické a motorické systémy, střední mozek, pretectum, dorsální thalamus, hypothalamus a autonomní nervový systém, bazální ganglia, mozeček, limbický systém.
7) Evoluce koncového mozku a diverzifikace savčího isokortexu.
8) Evoluce mozku nazíraná jako evoluce ontogeneze: vývojová omezení; časné regulační geny a kompartmentalizace mozku; mechanizmy neurogeneze a velikost a komplexita mozku; vznik nových funkčních korových oblastí; lateralizace a topické uspořádání; gyrifikace; genetická a epigenetická vývojová plasticita a arealizace isokortexu; intermodální kompenzace.
9) Absolutní versus relativní velikost mozku: jak ji měřit, nepřesnost vstupních dat a problémy spojené s alometrickou analýzou. r-K selekce: velikost mozku vs. velikost těla a délka života; selekce na velká těla nebo velké mozky? Velikost mozku, endotermní termoregulace a rodičovská investice. Velikost mozku a domestikace. Znamená větší lepší?
10) Vznik a vývoj velkých mozků: selekční tlaky a evoluční omezení; ekologické hypotézy (velikost mozku vs. potravní strategie a další life-history charakteristiky); hypotéza energetických omezení (hypotéza drahé tkáně); velikost mozku a socialita: machiavelistická inteligence vs. hypotéza "sociálního mozku"; "wiring costs"; velikost mozku a kognitivní schopnosti (principle of proper mass).
11) Sekundární zjednodušení nervového systému a evoluční úspěch "hloupých": mnoho velkých skupin bezobratlých, ocasatí obojživelníci, červoři, dvojplicní bahníci (Lepidosireniformes), hmyzožravci. Modelový případ mločíků čeledi Plethodontidae. Trojvrstevný isokortex kytovců a hmyzožravců.
12) Člověk, lidoopi, primáti a ti druzí: unikání znaky lidského mozku a znaky sdílené s lidoopy, primáty a ostatními savci; koevoluce mozku a řeči (T.W. Deacon); teorie memů (Susan Blackmoreová).
13) Evoluce kognitivních schopností.
Last update: PGNEMEC (12.04.2007)
1) Vymezení tématu, cíle, otázky, přístupy a metody; trocha historie.
2) Přehled a kritika grandiózních konceptů minulosti (lineární zvětšování mozku v ose ryba-obojživelník-plaz-savec-primát-člověk; koncept palaeoencephalon - neoencephalon; terminální adice; anageneze; difuzní primordiální neuropil; koncept bazálních hmyzožravců).
3) Přehled základních stavebních typů nervové soustavy mnohobuněčných živočichů a jejich evoluce u vybraných skupin; obecné organizační principy a trendy; nervový systém některých modelových druhů (háďátko Caenorhabditis elegans, zej Aplysia californica, octomilka Drosophila melanogaster, chobotnice Octopus vugaris).
4) Mozek kopinatců, mihulí a sliznatek - hledání ancestrálního morfotypu.
5) Diverzita obratlovčích mozků. Klíčové inovace: neurální lišta, ektodermální plakody a párové smyslové orgány, myelin, isokortex. Biochemické, molekulární a hodologické znaky a homologie obratlovčích mozků.
6) Evoluce funkčních systémů - spinální a prodloužená mícha, hlavové nervy, retikulární formace, sensorické a motorické systémy, střední mozek, pretectum, dorsální thalamus, hypothalamus a autonomní nervový systém, bazální ganglia, mozeček, limbický systém.
7) Evoluce koncového mozku a diverzifikace savčího isokortexu.
8) Evoluce mozku nazíraná jako evoluce ontogeneze: vývojová omezení; časné regulační geny a kompartmentalizace mozku; mechanizmy neurogeneze a velikost a komplexita mozku; vznik nových funkčních korových oblastí; lateralizace a topické uspořádání; gyrifikace; genetická a epigenetická vývojová plasticita a arealizace isokortexu; intermodální kompenzace.
9) Absolutní versus relativní velikost mozku: jak ji měřit, nepřesnost vstupních dat a problémy spojené s alometrickou analýzou. r-K selekce: velikost mozku vs. velikost těla a délka života; selekce na velká těla nebo velké mozky? Velikost mozku, endotermní termoregulace a rodičovská investice. Velikost mozku a domestikace. Znamená větší lepší?
10) Vznik a vývoj velkých mozků: selekční tlaky a evoluční omezení; ekologické hypotézy (velikost mozku vs. potravní strategie a další life-history charakteristiky); hypotéza energetických omezení (hypotéza drahé tkáně); velikost mozku a socialita: machiavelistická inteligence vs. hypotéza "sociálního mozku"; "wiring costs"; velikost mozku a kognitivní schopnosti (principle of proper mass).
11) Sekundární zjednodušení nervového systému a evoluční úspěch "hloupých": mnoho velkých skupin bezobratlých, ocasatí obojživelníci, červoři, dvojplicní bahníci (Lepidosireniformes), hmyzožravci. Modelový případ mločíků čeledi Plethodontidae. Trojvrstevný isokortex kytovců a hmyzožravců.
12) Člověk, lidoopi, primáti a ti druzí: unikání znaky lidského mozku a znaky sdílené s lidoopy, primáty a ostatními savci; koevoluce mozku a řeči (T.W. Deacon); teorie memů (Susan Blackmoreová).
