Kognitivní neuroetologie - MB170P70

• Anglický název: Cognitive neuroethology
• Český název: Kognitivní neuroetologie
• Zajišťuje: Katedra zoologie (31-170)
• Fakulta: Přírodovědecká fakulta
• Platnost: od 2012 do 2023
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 3
• Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Poznámka: povolen pro zápis po webu
• Garant: RNDr. Eva Landová, Ph.D.
• Vyučující: RNDr. Eva Landová, Ph.D.; PhDr. RNDr. Tereza Nekovářová, Ph.D.

Anotace

čeština

Poslední úprava: Ing. Jindřiška Peterková (18.09.2020)

Přednáška je koncipována primárně pro studenty IV.-V. ročníku magisterského zaměření ekologie a etologie. Jde tedy o specializační přednášku magisterského stupně studia, která si nečiní nárok na představení oboru v plné šíři, ale je naopak většinou založena na výkladu "case studies", které mohou být přímo užitečné pro studenty etologie, uvyklé spíše pohledu klasické etologie (Veselovský) a behaviorální ekologie a sociobiologie (Frynta). Protože není určena specialistům na neurobiologii, musí obsahovat, v rozsahu nezbytném pro další výklad, i objasnění některých základních pojmů, metod a konceptů neurověd. Hlavní pozornost je věnována regulaci složitých forem chování: např. učení (zpěv, filiální a sexuální imprinting), paměť (prostorová orientace, foodstoring), motivace a emoce (agrese, strach a úzkost) , hravé chování aj. Při výkladu je postupováno zpravidla shora dolů, od úrovně klasifikace procesů, popisu chování až po neuronální substrát a jsou zpravidla paralelně uváděny příklady z neuroetologie ptáků a savců. Pozornost je věnována i paralelám animálních modelů a chování člověka, což nutně vede i k přesahům do psychologické problematiky, především v oblasti neuronální podstaty motivace, emocí a osobnosti. Upozornění: není určena studentům bakalářského stupně a nenahrazuje základní ani specializované přednášky z neurofyziologie ani etologie.

V případě distančního vzdělávání bude využívána platforma MS Teams.

angličtina

Poslední úprava: JPROKOP (19.04.2006)

The course proceeded till now as "Neuroethology"; change of the title was caused by a necessity to distinguish this lecture from the planned lecture of Dr. Pavel Němec.
The course is addressed primarily to the advanced students of specialization "ethology and ecology". This specialized course of master-degree study is not conceived as an overall review, more to the contrary it is based on case studies. This could be useful for students of ethology used to the angle of view of classical ethology (Veselovský) or behavioral ecology and sociobiology (Frynta). Because it is not dedicated to specialists on neurobiology, it is necessary to include at least basic conceptions, methods and hypothesis of neurosciences. Special interest is paid to regulation of complex forms of behavior; for example to learning (song learning, filial and sexual imprinting), memory (spatial cognition, food-storing), motivation and emotions (aggression, fear, anxiety), play behavior. Topics are hierarchy organized, from the level of behavior to neuronal substrate, and usually examples both from neuroethology of birds and mammals are provided. Attention is also paid to psychological topics: especially parallels between human behavior and animals models, neuronal basis of emotion, motivation and personality.
Notice: The lecture is not designated to students of bachelor study and it not substitute specialized courses of neurophysiology or ethology.

Literatura

čeština

Poslední úprava: JPROKOP (19.04.2006)

Camhi JM, Neuroethology, Sinauer Associates Inc publishers, 1984.

Carew TJ, Behavioral Neurobiologi, Sinauer Associates Inc publishers, 2000.

Carlson NR, Physiology of Behavior, Pearson Education, Inc.2004.

Ewert J-P, Neuroethology, Springer-Verlag, 1980.

Felten DL, Józefowicz RF, Netter's Atlas of Human Neuroscience, MediMedia USA, 2003.

Höschl C, Libiger J, Švestka J (Eds.), Psychiatrie, Tigis, 2002.

Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM (Eds.), Principles of Neural Science, Fourth Edition, McGraw-Hill, 2000.

Koukolík F, Lidský mozek, 2. vydání, Portál, 2002.

Kulišťák P, Neuropsychologie, Portál, 2003.

Mackintosh NJ (Ed.), Animal Learning and Cognition, Academic Press, 1994.

Panksepp, J, Affective Neuroscience, Oxford University press, Inc., 1998

Pearce JM, Animal Learning and Cognition, Psychology Press Ltd., 1998

angličtina

Poslední úprava: Ing. Jindřiška Peterková (24.10.2019)

Camhi JM, Neuroethology, Sinauer Associates Inc publishers, 1984.

Carew TJ, Behavioral Neurobiologi, Sinauer Associates Inc publishers, 2000.

Carlson NR, Physiology of Behavior, Pearson Education, Inc.2004.

Ewert J-P, Neuroethology, Springer-Verlag, 1980.

Felten DL, Józefowicz RF, Netter's Atlas of Human Neuroscience, MediMedia USA, 2003.

Höschl C, Libiger J, Švestka J (Eds.), Psychiatrie, Tigis, 2002.

Kandel ER, Schwartz JH, Jessell TM (Eds.), Principles of Neural Science, Fourth Edition, McGraw-Hill, 2000.

Koukolík F, Lidský mozek, 2. vydání, Portál, 2002.

Kulišťák P, Neuropsychologie, Portál, 2003.

Mackintosh NJ (Ed.), Animal Learning and Cognition, Academic Press, 1994.

Panksepp, J, Affective Neuroscience, Oxford University press, Inc., 1998

Pearce JM, Animal Learning and Cognition, Psychology Press Ltd., 1998

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: Ing. Jindřiška Peterková (18.09.2020)

Podmínky zápočtu: Studenti se prakticky seznámí s metodikou používanou v kognitivních vědách. Jedná se o komplexní behaviorální úlohy: Morrisovo vodní bludiště (MWM), „Carousal maze“, operantní úlohy ve Skinnerových boxech; farmakologické modely psychiatrických onemocnění (deprese, schizofrenie). Trénink zvířat metodou pozitivního reinforcementu v praxi i pomocí počítačové simulace
Zkouška sestává z referátu, kde student odprezentuje dílčí téma z neuroetologie na základě jednoho či několika aktuálních článků s IF. Výběr tématu a vhodných článků musí zkonzultovat s přednášejícím. Druhá část zkoušky probíhá v písemné formě (10 otázek). Písemná část zkoušky je doplněna několika dotazy, které se tématicky vztahují k písemné části.

V případě zhoršení epidemiologické situace může probíhat zkouška ústně s využitím MS Teams a formou testu v Moodlu.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: JPROKOP (19.04.2006)

(1-4) ÚVOD

co je neuroetologie: Historie a definice disciplíny

Základy fyziologie a anatomie nervového systému

mechanismy of nervového přenosu: elektrochemický přenos, synaptická štěrbina, akční potenciál,

časová a prostorová konstanta

Receptory, Iontové kanály: napěťově řízené kanály, chemicky řízené, kanály spjaté s G-proteiny

Neurotransmitery: definice, dělení, funkce,deficity, poruchy, ovlivnění homeostázy

organismu a chování

Metody výzkumu: nahrávání a měření nervové aktivity, volumometrie, léze, farmakologie, behaviorální

studie, c-fos, zobrazovací metody: fMR, PET, CT

(5-6) ZÁKLADNÍ EMOCIÁLNÍ A MOTIVAČNÍ PROCESY

Emoce: Teorie, Taxonomie a sémantika

Agrese: evoluční zdroje aresivity a ?zlosti"; vyšší kognitivní funkce a agrese -zhodnocení, obecný

neurokognitivní substrát pro ?zlost"; variabilita v agresivitě indukovaná prostředím, agresivní chování

vyvolané přímou elektrickou stimulací mozku ESB- a důsledky souvislost s emocemi, funkční okruh v mozku

pro záchvat vzteku ?affective attack", tichý útok -zakousnutí, dominance a agresivita mezi samci, učení a

agresivita, farmakologie a neurochemické metody využité při studiu agrese

Strach a úzkost: charakteristika, modely pro studium strachu (úlohy), základní dráha v CNS aktivovaná při

prožívání strachu - ?transhypotalamická dráha", učení a strach, neurochemické a farmakologické postupy

při studiu strachu.

(7) Učení a paměť I. Klasifikace a mechanismy:

Definice a klasifikace pojmů, Zodpovědné mechanismy: základní mechanismus a funkce LTP a

LTD, Hippocampus jako klíčová struktura pro učení a paměť. Klasická studie: Učení a paměť -

jednoduchý reflexní mechanismus u měkkýše Aplysia

Komplexní schopnosti učení - příklad: Kognitivní schopnosti a neuronální substrát krkavcovitých a lidoopů

(8) Učení a paměť II: prostorová kognice:

Prostorová orientace potkanů a holubů: neuronální substrát prostorové kognice-hippocampus, place-cells,

head-directions cells -základní informace; metody výzkumu - behaviorální testy, prostorová kognice jako

podklad abstraktního myšlení; orientace na malé a střední škále: alotetická orientace, idiotetická

orientace, path-integration, landmark orientation, kognitivní mapy, různé aspekty prostorové kognice u

člověka: ontogeneze, gender, vztah k jiným kognitivním funkcím.

Příkladové studie: prostorová kognice jako podklad pro abstraktní myšlení, neurogeneze (zmnožení

neuronů) a foodstoring (ukládání zásob) u ptáků.

(9) Učení a paměť III: Učení v ranné fázi ontogeneze I:

Učení zpěvu: ontogeneze získávání a produkce zpěvu, vrozené predispozice, Sexuální

dimorfizmus a hormonální regulace zpěvu, Neuronální podklad zpěvu - fylogeneze,

nezbytnost sluchové zpětné vazby, klasický pohled : specifická dráha pro senzorické

učení "anterior forebrain pathway", specifická dráha pro produkci zpěvu : "song production

pathway", Lateralizace funkce vokálních center, Nový pohled - IEG a funkce

vokálních center, Sezónní variabilita a neurogeneze.

(10) Učení a paměť IV: Učení v ranné fázi ontogeneze II:

Rodičovský imprinting: Charakteristika chování a experimentální přístup k jeho studiu, Rozhodující oblasti

mozku a funkční asymetrie, Dědičná preference pro určitý preferovaný stimulus - lokalizace v mozku

Sexuální imprinting: Charakteristika chování a experimentální přístup k jeho studiu, Funkce a lokalizace

jednotlivých center v mozku; Vliv sociálnho prostředí a věku na rychlost re-konsolidačního procesu,

IEG a sexuální imprinting, sexuální imprinting and hippocampus

(11) SOCIÁLNÍ CHOVÁNÍ: Hravé chování u potkanů:

Koncepční základ pro studium neuronálního podkladu hravého chování, popis hravého chování a

experimentální analýza zdrojů (motivačních) hravého chování, hra agresivita, Hra a pokus o její

neuroanatomickou lokalizaci a neurochemické zobrazení,funkce hry, rozlišení mezi hrou a explorací

(12) Duševní poruchy: Animální modely

Neuronální podklad některých psychiatrických onemocnění a deficitů: schizofrenie, deprese,

Alzheimerova choroba, toxikománie, metody výzkumu, animální modely při výzkumu psychiatrických

onemocnění

angličtina

Poslední úprava: JPROKOP (19.04.2006)

(1-4) INTRODUCTION

What is neuroethology: History and definition of the discipline

Fundamentals of physiology and anatomy of the neural system

mechanisms of neuronal transmission: Electrochemical transmission, Synapses, Action Potential, Passive

conduction: the length and time constant

Receptors, Ion channels: Voltage-Gated Channels, Chemical Receptors, G-protein coupled receptors

Neurotransmitters : Definition, Types, Function, Deficits, Malfunctions, Influence on homeostasis and

behavior

Methods: Measuring of neuronal activity, Lesions studies, Pharmacology,

Behavioral studies, c-fos, Positron emission tomography, Magnetic resonance imaging, Magnetic resonance

angiography

(5-6) BASIC EMOTIONAL AND MOTIVATIONAL PROCESSES

Emotions Theories, Taxonomies and semantics

Aggression: Evolutionary sources of aggression and rage; Appraisal, higher cognitive functions and

aggression, The general neurocognitive substrates of anger, Environmentally induced varieties of

aggression, ESB-induced aggression and their affective consequences, Brain circuits for affective attack

(rage), Quiet-biting attack, Intermale aggression and dominance, Learning and aggression, Pharmacology

and the neurochemistry of aggression

Fear, anxiety: Characteristics of fear, Preclinical models for the study of fear (tasks), The basic fear system -

trajectory of a trans-hypothalamic fear system, Learning within fear system, The neurochemistry and

pharmacology of fear

(7) LEARNING AND MEMORY I. Classifications and mechanisms:

Definitions and classification, Underlying mechanisms: basic mechanisms of LTP and LTD, Hippocampus as

the key structure for learning and memory. The case study: Learning and memory in simple reflex system in

Aplysia

complex-learning skills - an example: The mentality of crows and apes -the case study.

(8) LEARNING AND MEMORY II: space cognition:

Spatial orientation in rats and pigeons: maze learning, Neuronal substrates for spatial cognition:-

hippocampus, place cells, head-directions cells - basic information; Methods of investigation - behavioral

tests, spatial cognition as a basis for abstract though, Synaptic plasticity in the hippocampus, Orientation on

small and medium scale - alothetic orientation, idiothetic orientation, path-integration, landmarks, cognitive

maps, Different aspects of space cognition in humans-ontogeny, gender, relation to the others cognitive

functions.

The case study: Spatial cognition as a basis for abstract though, Neurogenesis and food storing birds.

(9) LEARNING AND MEMORY III: Learning in early development I:

Song learning: ontogeny and song acquisition and production, Innate predisposition, Sexual dimorphism

and hormonal regulation of song, neuroanatomy of song system - phylogeny, needs of auditory feedback,

Classical view - anterior forebrain pathway, song production pathway, Laterality of the song system, new

view - IEG and function of the vocal centres, Seasonal variation and neurogenesis

(10) LEARNING AND MEMORY IV: Learning in early development II:

Filial imprinting: Characteristics of behavior and study attitudes, Critical brain areas and Functional

asymmetry, Heritability for imprinted stimulus - localisation in the brain

Sexual imprinting: Characteristics of behavior-acquisition and stabilization phase and experimental attitudes,

Function and localization of the centres in the brain; Influence of social environment, and age on speed of

re-consolidation process, IEG and sexual imprinting, Sexual imprinting and hippocampus

(11) SOCIAL BEHAVIOR: play behavior in rats:

Conceptual background for the neural sources of ludic (play) behavior, Description and experimental

analysis and sources of play, Play and aggression, The neuroanatomy and neurochemistry of play, The

function of play, Distinction between play and exploration

(12) DISORDERS : Animals models

Neuronal substrate for some psychiatric disorders and deficits: schizophrenia, depression, Alzheimer?s

disease, toxicomania, methods of investigation, animal models for investigation of psychiatric disease.