Homework 3 / Κατ Οίκον Εργασία

Transcript

1 Homework 3 / Κατ Οίκον Εργασία Name/Όνομα: Date/Ημερ.: You may need some (or none) of the following equations/constants Μπορεί να χρειαστείτε κάποιες (ή καμία) από τις πιο κάτω εξισώσεις/σταθερές C P A Q MW X RT Co RT Co 61.54mV Co E ln log log (at T=37 zf C zf C z C o C) E E m i i i P [ C ] o [ ] C P A A i [ ] i [ ] C A o RT ln F P C P A g E g E g E k k Na Na Cl Cl g g g K Na Cl g E g E g E dv E I R C R k k Na Na Cl Cl m m m m gk gna gcl dt m Im gk Ek gnaena gclecl Cm dt r m V 0 ri g g g K Na Cl x V e dv R: Σταθερά αερίων (gas constant) = (Volts Coulomb)/(Kelvin mol) F: Σταθερά Faraday = (Coulomb)/(mol) z: Σθένος (Valence) T: Απόλυτη Θερμοκρασία (absolute temperature) = o C (Kelvin)

2 Laplace Transform Pairs

3 Laplace Transform Properties

4 Multiple Choice Questions (10 x 3 = 30 pts) Ερωτήσεις Πολλαπλής Επιλογής (10 x 3 = 30 μ.) 1. Rods Τα ραβδία A. Are more sensitive to light than cones. Είναι πιο ευαίσθητα στο φως από ότι οι κώνοι B. Provide high acuity. Παρέχουν ψηλή ευκρίνεια C. Provide color vision. Παρέχουν έγχρωμη όραση D. Are more prevalent in the center of our visual field. Είναι πιο διαδεδομένα στο κέντρο του οπτικού μας πεδίου. 2. Taste information is derived from a large number of similar sensors distributed everywhere in the mouth and pharynx. The brain can understand what type of taste the information represents (e.g. sweet) because Η πληροφορία της γεύσης προέρχεται από ένα μεγάλο αριθμό παρόμοιων αισθητήρων κατανεμημένων παντού στο στόμα και στον φάρυγγα. Ο εγκέφαλος μπορεί να καταλάβει ποιο τύπο γεύσης (π.χ. γλυκό) αντιπροσωπεύει αυτή η πληροφορία επειδή A. The signals are grouped by type in labeled lines Τα σήματα ομαδοποιούνται κατά τύπο σε γραμμές κατάταξης B. Of population coding by different broadband receptors Υπάρχει πληθυσμιακή κωδικοποίηση από αισθητήρες με μεγάλο εύρος C. Of different action potential frequencies generated Παράγονται δυναμικά ενεργείας σε διαφορετικές συχνότητες D. The amplitude of the action potentials differs Το πλάτος των δυναμικών ενεργείας είναι διαφορετικό 3. Which of the following structures is designed to detect angular acceleration? Ποια από τις ακόλουθες δομές είναι σχεδιασμένη να ανιχνεύει γωνιακή επιτάχυνση; A. Basal Membrane / Βασική Μεμβράνη B. The Organ of Corti / Το όργανο του Κόρτι C. Semicircular canals / Ημικυκλικοί Σωλήνες D. Cochlea / Κοχλίας 4. Which is characteristic of fast pain? Ποιο είναι χαρακτηριστικό του πρώτου (γρήγορου) άλγους; A. Poorly localized. Δεν εντοπίζεται επακριβώς B. Occurs upon stimulation of polymodal nociceptors. Παρουσιάζεται μετά από διέγερση των πολυτροπικών αλγοϋποδοχέων. C. Impulses carried along myelinated fibers Τα δυναμικά μεταφέρονται από μυελινωμένες ίνες D. Persists for a long period of time. Διαρκεί για μεγάλη χρονική περίοδο.

5 5. Which of the following abnormalities could give rise to sensorineural deafness? Ποια από τις πιο κάτω ανωμαλίες θα μπορούσε να καταλήξει σε νευροαισθητήρια απώλεια ακοής A. Damage to the occipital lobes of the cortex. Τραύμα στους ινιακούς λοβούς του φλοιού B. Restriction of ossicular movement because of adhesions between the bones. Μείωση της κίνησης των οσταρίων λόγω προσφύσεων μεταξύ των οστών. C. Rupture of the tympanic membrane. Διάτρηση της τυμπανικής μεμβράνης. D. Disease or injury in the organ of Corti. Ασθένεια ή τραύμα στο όργανο του Corti 6. Shift of the electrodes of a cochlear implant further into the cochlea will Μια μετατόπιση των ηλεκτροδίων ενός κοχλιακού εμφυτεύματος πιο μέσα στο κοχλία θα A. Render the implant useless for the patient Καταστήσει το εμφύτευμα άχρηστο για τον ασθενή B. Shift of the perceived sound to higher frequencies Θα μετατοπίσει την αντίληψη του ήχου σε ψηλότερες συχνότητες C. Shift of the perceived sound to lower frequencies Θα μετατοπίσει την αντίληψη του ήχου σε χαμηλότερες συχνότητες D. Cause no perceptible change in the sound quality Δεν θα προκαλέσει καμιά αντιληπτή αλλαγή στην ποιότητα του ήχου 7. In a subretinal implant, the light is converted to electrical signals by and the signals are processed by the. Σε ένα υποαμφιβληστροειδές εμφύτευμα, το φως μετατρέπεται σε ηλεκτρικά σήματα από και τα σήματα επεξεργάζονται από. A. the photoreceptors, functional cells of the retina τους φωτουποδοχείς, λειτουργικά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς B. the photoreceptors, processing unit του φωτουποδοχείς, μονάδα επεξεργασίας C. photodiodes, processing unit φωτοδιόδους, μονάδα επεξεργασίας D. photodiodes, functional cells of the retina φωτοδιόδους, λειτουργικά κύτταρα του αμφιβληστροειδούς 8. Motor units Οι κινητικές μονάδες A. Are found only in cardiac muscle Βρίσκονται μόνο στον καρδιακό μυ B. Are largest in muscles responsible for delicate movements Είναι μεγαλύτερες στους μύες που είναι υπεύθυνοι για λεπτές κινήσεις C. Consist of a muscle fiber and all the nerves that supply it Αποτελούνται από μια μυϊκή ίνα και όλους τους νευρώνες που την ενευρώνουν D. Consist of a motor neuron and all the muscle fibers it supplies Αποτελείται από ένα κινητικό νευρώνα και όλες τις μυϊκές ίνες που ενευρώνει

6 9. A toxin can cause convulsive paralysis by Μια τοξίνη μπορεί να προκαλέσει παράλυση μετά από σπασμούς A. Blocking acetylcholine from binding to its receptor Εμποδίζοντας την ακετυλοχολίνη από το να προσδεθεί στον υποδοχέα της B. Inhibiting acetylcholinesterase Αναστέλλοντας την ακετυλοχολινεστεράση C. Causing motor neurons to release massive amounts of epinephrine Προκαλώντας απελευθέρωση τεραστίων ποσοτήτων επινεφρίνης από τους κινητικούς νευρώνες D. Blocking acetylcholine from being released by motor neurons Εμποδίζοντας την έκκριση ακετυλοχολίνης από τους κινητικούς νευρώνες 10. The condition called tetanus refers to Η κατάσταση που αποκαλούμε τέτανο αναφέρεται σε A. a muscle firing pattern resulting from one s willing a muscle to contract at maximum velocity. ένα μοτίβο από δυναμικά ενεργείας το οποίο παράγεται σαν αποτέλεσμα της βούλησης κάποιου να συσπάσει ένα μυ με τη μέγιστη δυνατή ταχύτητα. B. a motor unit firing pattern that is rarely observed under normal physiological conditions. ένα μοτίβο από δυναμικά ενεργείας μιας κινητικής μονάδας, το οποίο σπάνια το βλέπουμε σε φυσιολογικές καταστάσεις. C. lockjaw symptoms resulting from exposure to the tetanus toxin. κλείδωμα της σιαγόνας από σύσπαση των μυών λόγω έκθεσης στην τοξίνη του τετάνου D. the response of single muscle fibers to a single action potential input. απόκριση μιας μυϊκής ίνας σε ένα μόνο δυναμικό ενεργείας.

7 Short Answer Questions (70 pts) Ερωτήσεις με σύντομες απαντήσεις (70 μ.) 1. What is the difference between sensing and perception? Give one example where the two are not the same. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ αίσθησης και αντίληψης? Δώστε ένα παράδειγμα όπου τα δύο δεν είναι τα ίδια. 2. You are investigating the possibility of using bilateral cochlear implants in order to provide patients, with a complete loss of hearing, the ability to localize sounds (in addition to a sense of hearing). Describe how the implants should work in order for the patient to be able to localize a sound coming from any direction. Διερευνάτε τη δυνατότητα χρήσης κοχλιακών εμφυτευμάτων και στα δύο αυτιά, προκειμένου να παράσχετε σε ασθενείς, με πλήρη απώλεια της ακοής, την ικανότητα να εντοπίσουν ήχους (επιπρόσθετα με την αίσθηση της ακοής). Περιγράψτε πώς τα εμφυτεύματα θα πρέπει να λειτουργούν έτσι ώστε ο ασθενής να είναι σε θέση να εντοπίσει έναν ήχο που μπορεί να προέρχεται από οποιαδήποτε κατεύθυνση.

8 3. How does the ear encode the frequency and intensity of sounds? How are modern implantable cochlear electrodes designed to be able to simulate that function? Πως κωδικοποιεί το αυτί τη συχνότητα και την ένταση των ήχων; Πως σχεδιάζονται τα μοντέρνα κοχλιακά ηλεκτρόδια ώστε να προσομοιάζουν αυτή τη λειτουργία; 4. Theoretically, a subretinal prosthesis could be completely implantable without the need for a power supply and processing unit. Θεωρητικά, ένα υπαμφιβληστροειδικό προσθετικό θα μπορούσε να ήταν πλήρων εμφυτεύσιμο χωρίς να χρειάζεται τροφοδοσία και μονάδα επεξεργασίας. a. How would the processing be performed in such a subretinal prosthesis? Where would the prosthesis get its power from? Πως θα γινόταν η επεξεργασία σε ένα τέτοιο υπαμφιβληστροειδικό προσθετικό; Από πού θα έπαιρνε το προσθετικό την απαραίτητη ενέργεια; b. In reality, these implants have an external power supply. Why is that necessary? Στην πραγματικότητα, αυτά τα εμφυτεύματα έχουν εξωτερική πηγή τροφοδοσίας. Γιατί χρειάζεται αυτή; c. What is another reason that might lead to failure of such devices? Ποιος είναι ακόμα ένας λόγος που μπορεί να οδηγήσει σε αποτυχία αυτά τα προσθετικά;

9 5. The following questions concern the musculoskeletal system: Οι πιο κάτω ερωτήσει αφορούν το μυοσκελετικό σύστημα a. How is the body able to control the muscle force exerting from very weak forces to very strong forces using the same muscle groups? Πως μπορεί το σώμα μας να ελέγχει τη δύναμη που ασκούν οι μύες από πολύ αδύνατες δυνάμεις μέχρι και πολύ δυνατές από τις ίδιες μυϊκές ομάδες; b. For an average force, how are the motor units of a muscle recruited? What advantage does this scheme have? Για μια μέση δύναμη, πως επιστρατεύονται οι κινητικές μονάδες ενός μυός; Ποιο προτέρημα έχει αυτή η μέθοδος; c. In each of the following cases, explain which part of the brain is involved and why Για την κάθε μια από τις πιο κάτω περιπτώσεις, εξηγείστε πιο μέρος του εγκεφάλου εμπλέκεται και γιατί i. A patient is sitting still and suddenly his arm moves up and down. Ένας ασθενής ενώ κάθεται ακίνητος το χέρι του κινείται πάνω κάτω. ii. A patient tries to walk but his gait is uncoordinated with large choreiform (like dancing) movements. Ένας ασθενής προσπαθεί να περπατήσει αλλά το βάδισμα του είναι ασυντόνιστο με μεγάλες χορειόμορφες (σαν χορευτικές) κινήσεις. iii. A patient cannot move her right arm and right leg. Μια ασθενής δεν μπορεί κινήσει το δεξί της χέρι και το δεξί της πόδι.

10 6. A number of paralytic poisons, such as curare and cobra toxin, act at the neuromuscular junction. How might they act to cause paralysis? There are a number of possibilities. Write 4 of them. Ένας αριθμός παραλυτικών δηλητήριων, όπως κιουράρι και τοξίνη κόμπρας, δρουν στη νευρομυϊκή σύναψη. Πώς θα μπορούσε να ενεργήσουν για να προκαλέσουν παράλυση; Υπάρχουν διάφορες δυνατότητες. Γράψτε 4 από αυτές. 7. When people drink large quantities of alcohol their gait becomes unstable. (The ability to walk on straight line is one of the tests performed when the police check a driver for alcohol consumption.) Which part of the motor system do you believe is affected by alcohol? Explain based on the symptoms and what you know about the control of movement. Όταν οι άνθρωποι καταναλώσουν μεγάλες ποσότητες αλκοόλ, ο βηματισμός τους γίνεται ασταθής. (Η ικανότητα να περπατήσουν πάνω σε μια ευθεία γραμμή είναι μια από τις δοκιμασίες που υποβάλλει η αστυνομία τους οδηγούς για έλεγχο της κατανάλωσης αλκοόλ.) Ποιο μέρος του κινητικού συστήματος πιστεύετε ότι επηρεάζεται από το αλκοόλ; Εξηγήστε με βάση τα συμπτώματα και ότι ξέρετε για τον έλεγχο της κίνησης.