Kvantitativna morfometrijska trodimenzionalna analiza dendritičkih trnova

diplomski rad

• Naslov (engleski): Quantitative morphometric three-dimensional analysis of dendritic spines
• Autor: Fran Božić
• Mentor: Mario Vukšić (mentor)
• Član povjerenstva: Goran Šimić (predsjednik povjerenstva)
• Član povjerenstva: Zdravko Petanjek (član povjerenstva)
• Član povjerenstva: Mario Vukšić (član povjerenstva)
• Ustanova koja je dodijelila akademski / stručni stupanj: Sveučilište u Zagrebu; Medicinski fakultet; (KATEDRA ZA FIZIOLOGIJU I IMUNOLOGIJU); Zagreb
• Datum i država obrane: 2020-09-11, Hrvatska
• Znanstveno / umjetničko područje, polje i grana: BIOMEDICINA I ZDRAVSTVO; Temeljne medicinske znanosti; Neuroznanost

Sažetak

Za stare Egipćane mozak je bio punjenje za lubanju, a za Aristotela organ za hlađenje krvi – takva uvjerenja je promijenila klasična neuroznanost na način da su tipične karakteristike srca poput osobnosti, inteligencije i uma dodijeljene upravo mozgu kao novome centralnom organu ljudskoga tijela. S druge strane, moderna neuroznanost je započela hipotezom Santiaga Ramón y Cajala krajem 19. stoljeća da se mozak sastoji od pojedinačnih stanica koje međusobno komuniciraju, a malene protruzije tih
stanica koje je uočio poslužile su mu kao potencijalni medijatori takvih veza. Iako svoje pretpostavke nije mogao dokazati zbog ograničenih tehnoloških mogućnosti svojega doba, do današnjega dana većina se pokazala ispravnima, a dendritički trnovi
su postali centralne strukture osnovnih procesa mozga poput učenja i pamćenja. Za trnove je utvrđeno da se javljaju u raznim veličinama i oblicima te da su skloni promjeni oblika, ali i da mogu jednostavno nastati i nestati s dendrita. Takve dinamičke promjene su postale plodno tlo za istraživanja procesa učenja i pamćenja jer se uspješnost upamćivanja povezala s promjenama veličine pojedinih trnova. Iz takve povezanosti morfologije i funkcije započela su aktivna proučavanja morfometrije trnova kako bi se objasnili njihovi funkcionalni aspekti. Osim toga, kvanitativne promjene na razini populacije ili pojedinačnih trnova utvrđene su kao potencijalna strukturna podloga simptoma u neuropsihijatrijskim poremećajima. Zbog rezolucijskih ograničenja klasičnih metoda vizualizacije, suvremena istraživanja usmjerena su na razvoj metoda prikaza u nanorezoluciji kako bi morfometrijska mjerenja bila vjerodostojna i kako bi se analizom rezultata moglo doći do vrijednih zaključaka. Problemi većine postojećih metoda prikaza su teško izvođenje i visoka cijena, a kvantitativne analize morfometrijskih vrijednosti su dugotrajne, izrazito kompleksne i zahtijevaju ekstenzivnu intervenciju korisnika jer još uvijek ne postoji kvalitetan softverski alat kojime bi se takve analize u potpunosti automatizirale.

Sažetak (engleski)

The ancient Egyptians thought of the brain as a stuffing for the skull and Aristotle considered it to be a blood-cooling organ - such beliefs were changed by classical neuroscience in such a way that typical characteristics of the heart such as personality, intelligence and mind were assigned to the brain as the new central organ of the human body. On the other hand, modern neuroscience began with Santiago Ramón y Cajal’s hypothesis in the late 19th century that the brain is made up of individual cells that communicate with each other and the small protrusions of these cells that he previously observed served as potential mediators of such connections. Although he could not prove his assumptions due to the limited technological possibilities of his time, to this day most have been proved correct and dendritic spines have become central structures of basic brain processes such as learning and memory. Spines have been found to occur in a variety of sizes and shapes and to be prone to change of their shape, but also to easily form and disappear from dendrites. Such dynamic changes have become fertile ground for research into the learning and memory process because the success of memorisation has been associated with changes in the size of individual spines. From such a connection between morphology and function, active studies of the morphometry of spines began to explain their functional aspects. Besides, quantitative changes at the population or individual spine level have been identified as a potential structural basis for symptoms in neuropsychiatric disorders. Due to the resolution limitations of classical visualisation methods, modern research is focused on the development of nanoresolution imaging methods to make morphometric measurements
credible and to allow valuable conclusions to be drawn from the analysis of the results. The problems of most existing imaging methods are performance difficulties and high cost and quantitative analyses of morphometric values are time-consuming, extremely complex and require extensive user intervention because there is still no quality software tool to completely automate such analyses.

• Ključne riječi: analiza dendritičkih trnova; morfometrija; 3D rekonstrukcija; dinamika dendritičkih trnova; neuralna plastičnost
• Ključne riječi (engleski): dendritic spine analysis; morphometry; 3D reconstruction; spine dynamics; neuroplasticity
• Jezik: hrvatski
• URN:NBN: urn:nbn:hr:105:356760
• Studijski program: Naziv: Medicina; Vrsta studija: sveučilišni; Stupanj studija: integrirani preddiplomski i diplomski; Akademski / stručni naziv: doktor/doktorica medicine (dr. med.)
• Vrsta resursa: Tekst
• Način izrade datoteke: Izvorno digitalna
• Prava pristupa: Otvoreni pristup
• Datum i vrijeme pohrane: 2021-03-30 09:43:20