Παρουσίαση/Προβολή

(BIO380) -  Παύλος Ρήγας

Περιγραφή Μαθήματος

ΣΚΟΠΟΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

 O σκοπός του μαθήματος είναι να εισαγάγει τον φοιτητή στις αρχές, τις πρακτικές και τις τεχνικές της πειραματικής έρευνας της φυσιολογίας ζώων και ανθρώπου. Σε αυτήν την προοπτική το προτεινόμενο μάθημα αποτελείται από τρία μέρη/τρείς θεματικές ενότητες: (α) Εισαγωγή στην Πειραματική Φυσιολογία (Μαθήματα 1-4), (β) Πειραματική Νευροφυσιολογία (Μαθήματα 5-11) και (γ) Παρουσιάσεις Φοιτητών (Μαθήματα 12-14). Πιο συγκεκριμένα, αφού ορίσουμε την Πειραματική Φυσιολογία (Μάθημα 1) και αναφερθούμε εκτενώς στο Πειραματόζωο, σε αυτόν τον ακρογωνιαίο λίθο της Πειραματικής Φυσιολογίας (μάθημα 2), θα εισαχθούν οι φοιτητές στον προσδιορισμό των βιολογικών υποστρωμάτων και επιπέδων που μελετά η Πειραματική Φυσιολογία, όπως αναδεικνύονται εναργέστατα μέσα από το παράδειγμα της μεταφραστική έρευνας (Μάθημα 3). Τέλος, η πρώτη ενότητα ολοκληρώνεται με την παρουσίαση των βασικών αρχών και πρακτικών της Πειρατικής Φυσιολογίας, δηλαδή της σταδιακής, λογικής, προόδου μέσω της οποίας το ερευνητικό ερώτημα και ενδιαφέρον εξειδικεύεται εννοιολογικά και μεταφράζεται βιολογικά και πειραματικά (Μάθημα 4).

Η δεύτερη ενότητα (Πειραματική Νευροφυσιολογία) έχει δυο στόχους: πρώτον να εμβαθύνει στην κατανόηση των Αρχών και Πρακτικών της Πειραματικής Φυσιολογίας καθώς και των βιολογικών υποστρωμάτων που μελετά-έτσι όπως παρουσιάστηκαν με τρόπο θεωρητικό κατά την εισαγωγική ενότητα-μέσα από συγκεκριμένα, πρακτικά, παραδείγματα της Πειραματικής Νευροφυσιολογίας-Ηλεκτροφυσιολογίας (Μάθημα 5). Η ηλεκτροφυσιολογία αποτελεί μία από τις βασικές τεχνικές που εφαρμόζονται στην Πειραματική Φυσιολογία και στην οποία βασίζεται η μελέτη της Φυσιολογίας ποικίλων συστημάτων: του Εγκεφάλου και των Νευρώνων (Ηλεκτροεγκεφαλογράφημα, Κυτταρική και Δικτυακή Νευροφυσιολογία), της Καρδιάς (Ηλεκτροκαρδιογράφημα) και των Μυών (Ηλεκτρομυογράφημα). Δεύτερον, να εισαγάγει τους φοιτητές σε ορισμένες τεχνικές της πειραματικής έρευνας της φυσιολογίας του νευρικού συστήματος και του νευρικού ιστού ζώων και ανθρώπου (Μαθήματα 6 & 7). Η παρουσίαση και εξοικείωση των φοιτητών με τεχνικές έχει ως στόχο από την μια να προσδώσει έναν πιο πρακτικό χαρακτήρα στο μάθημα και από την άλλη να δώσει στους φοιτητές ορισμένα εργαλεία τα οποία θα κληθούν να αξιοποιήσουν στον πειραματικό
σχεδιασμό. Σε αυτήν την προοπτική, θα χρησιμοποιήσουμε ως παράδειγμα και ως μέσο διδασκαλίας την παρατεταμένη δραστηριότητα τοπικών δικτύων του φλοιού του εγκεφάλου καθώς προσφέρεται για τους μαθησιακούς στόχους που έχουμε θέσει, όπως την ανάδειξη των βιολογικών επιπέδων και υποστρωμάτων που μελετά η Πειραματική Φυσιολογία, καθώς η δραστηριότητα αυτή καταγράφεται σε όλα τα επίπεδα οργάνωσης του νευρικού ιστού: από το ακέραιο εγκέφαλο στον απομονωμένο νευρικό ιστό και στον μεμονωμένο νευρώνα (όργανο- δίκτυο-κύτταρο). Επίσης, η συγκεκριμένη δραστηριότητα μελετάται σε μια σειρά πειραματικών συνθηκών: in vivo, ex vivo, in vitro και in silico εξοικειώνοντας τον φοιτητή με τις εναλλακτικές πειραματικές προσεγγίσεις μέσα από ένα ενιαίο παράδειγμα. Τέλος, έχει καταγραφεί και έχει επαχθεί με ποικίλες τεχνικές (καταγραφές: ενδοκυττάρια, δυναμικά πεδίου, ηλεκτροεγκεφαλογράφημα κτλ, επαγωγή: ηλεκτρική, χημική, με φώς), επομένως κι πάλι εξοικειώνει τον φοιτητή με διαφορετικές τεχνικές καταγραφής και διέγερσης τους νευρικού ιστού μέσα από ένα ενιαίο παράδειγμα. Επιπλέον, στην ενότητα αυτή η παρουσίαση της Πειραματικής Νευροφυσιολογίας θα πλαισιώνεται από τις αναφορές μας στην Νευροχειρουργική και στις Τεχνικές Απεικόνισης του Νευρικού Ιστού (Μάθημα 8 & 9), η οποία είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την εφαρμογή της Πειραματικής Νευροφυσιολογίας, σε τεχνικές Νευροχημείας, όπως πχ η ποσοτική αυτοραδιογραφία (Μάθημα 10), οι οποίες συχνά πλαισιώνουν την τεχνική της ηλεκτροφυσιολογίας υποστηρίζοντας και συμπληρώνοντάς την με μοριακές και ανατομικές πληροφορίες. Τέλος, η ενότητα αυτή ολοκληρώνεται με ένα εικονικό εργαστήριο στα πλαίσια του οποίου οι φοιτητές θα πραγματοποιήσουν πειράματα σε νευρικό και μυϊκό ιστό in silico.

 Η τρίτη και τελευταία ενότητα (Μαθήματα 12-14) είναι αφιερωμένη σε παρουσιάσεις άρθρων από πρόσφατα τεύχη του περιοδικού Experimental Physiology (http://www.physoc.org/experimental-physiology). Οι παρουσιάσεις θα πραγματοποιηθούν από μικρές ομάδες (μέχρι 5) φοιτητών οι οποίοι θα κληθούν να παρουσιάσουν: (α) Την υπόθεση της συγκεκριμένης έρευνας, (β) το πειραματόζωο και την πειραματική συνθήκη που χρησιμοποιήθηκε (πχ in vivo, in vitro κτλ), (γ) την πειραματική (τεχνική) προσέγγιση, (δ) τον λόγο για τον οποίο επιλέχτηκε το συγκεκριμένο πειραματόζωο και η συγκεκριμένη πειραματική συνθήκη και (ε) τον λόγο για τον οποίο επιλέχτηκε η συγκεκριμένη πειραματική
(τεχνική) προσέγγιση. Στόχος αυτών των παρουσιάσεων είναι να εκτεθούν οι φοιτητές σε ένα διευρυμένο φάσμα αντικειμένων έρευνας της Πειραματικής Φυσιολογίας και να εξοικειωθούν με έναν περισσότερο βιωματικό τρόπο με τις αρχές, πρακτικές και τεχνικές της Πειραματικής Φυσιολογίας.

ΣΤΟΧΟΙ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Οι μαθησιακοί στόχοι του μαθήματος είναι ο φοιτητής:
1. Να εκτιμήσει πως η χρήση πειραματοζώων προάγει την βιολογική έρευνα
2. Να εξοικειωθεί με τη χρήση πειραματοζώων
3. Να αντιληφθεί τα πολλαπλά επίπεδα βιολογικής οργάνωσης που μελετά η πειραματική φυσιολογία: από την συμπεριφορά και τον οργανισμό στο όργανο, το κύτταρο και το μόριο
4. Να εξοικειωθεί με τη χρήση κατάλληλων προγραμμάτων προσομοίωσης επιμέρους φυσιολογικών συστημάτων, για την κατανόηση σε επίπεδο οργανισμού, οργάνου, κυττάρου και μορίων των μηχανισμών τους.
5. Να αντιληφθεί ότι ανάλογα με το επίπεδο βιολογικής οργάνωσης που ενδιαφέρει τον ερευνητή, οι πειραματικές μέθοδοι κυμαίνονται από λιγότερο πρός περισσότερο επεμβατικές (πχ από in vivo σε ex vivo και in vitro)
6. Να εξοικειωθεί με τον πειραματικό σχεδιασμό: Να αντιληφθεί ο φοιτητής πως η αλληλοεξάρτιση και αμφίδρομη σχέση ανάμεσα: (α) στον πειραματικό στόχο και ερώτημα που τίθεται, (β) την ύπαρξη και χρήση του κατάλληλου πειραματόζωου, (γ) το επίπεδο βιολογικής οργάνωσης που ενδιαφέρει και (δ) τη διαθέσιμη τεχνολογία και τεχνογνωσία, επηρεάζουν και ορίζουν την πειραματική/ερευνητική στοχοθεσία.
7. Να γνωρίσει κλασικές τεχνολογίες και μεθόδους έρευνας: ηλεκτροφυσιολογία, ποσοτική αυτοραδιογραφία, νευροχειρουργική
8. Να αντιληφθεί ότι η φυσιολογία και οι παράμετροι που χρησιμοποιούμε για να την περιγράψουμε δεν είναι στατικοί, αλλά δυναμικοί και αλλάζουν ανάλογα με τη συμπεριφορά πχ. από την εγρήγορση στον ύπνο, αλλά επίσης από την υγεία στην
ασθένεια.
9. Η χρήση κατάλληλης και επίκαιρης διεθνούς βιβλιογραφίας
10. Να αποκτήσει εποπτική εικόνα της πειραματικής έρευνας στο πεδίο της Φυσιολογίας που
πραγματοποιείται σήμερα στην Ελλάδα.

Ημερομηνία δημιουργίας

Τετάρτη, 21 Φεβρουαρίου 2018