Riassunto esame Psicologia fisiologica, Prof. Costanzi Marco, libro consigliato Psicologia biologica. introduzione alle neuroscienze comportamentali, cognitive e cliniche, Breedlove, Rosenzweig e Watson

Capitolo 1: Basi biologiche del comportamento

Tipi di comportamento

Quali sono i principali modi di modifica del comportamento dovuti all’esperienza? In quale modo specifici comportamenti ottengono una ricompensa o una punizione?

Metodi di apprendimento e memoria

Come sono i suoni di un determinato linguaggio? Quale comportamento è coinvolto nel fare un’affermazione/domanda?

Linguaggio e comunicazione

Come si è evoluto il linguaggio dell’uomo? Come imparano i bambini a parlare?

Ricerca

• Descrizione: Quali cambiamenti anatomici/chimici del cervello mantengono i ricordi? Quali aree del cervello sono coinvolte nel linguaggio?
• Comparato-evoluzionistico: Come possono essere confrontate le diverse specie per tipo e velocità di apprendimento?
• Sviluppo: Come cambiano apprendimento e memoria nel corso della vita?
• Meccanismi: Quali cambiamenti anatomici/chimici del cervello mantengono i ricordi?
• Applicazioni: Le terapie genetiche/comportamentali potenziano la memoria in alcuni pazienti senili; la terapia del linguaggio in relazione ad un trattamento a base di anfetamine velocizza il recupero del linguaggio dopo un ictus.

Studio evoluzionista di cervello e comportamento

La teoria di Darwin mette in evidenza due aspetti: la continuità di comportamento e processi biologici tra le specie con antenati comuni e le differenze specie-specifiche della biologia e del comportamento che si sono evolute in conseguenza dell’adattamento in ambienti diversi. La proprietà conservativa della natura fa in modo che le modificazioni corporee/comportamentali possano essere maturate per milioni di anni in specie molto diverse (gli ormoni, l’impulso nervoso…).

Corpo e comportamento si sviluppano per tutta la vita

L’ontogenesi è il processo attraverso il quale un individuo cambia nel corso della sua vita (cresce e invecchia). Osservando il cambiamento del comportamento nell’arco della vita, si possono avere informazioni riguardo le funzioni e i meccanismi che lo determinano.

I meccanismi biologici alla base dei comportamenti

Per comprendere i meccanismi biologici alla base di tutto, è necessario prendere in considerazione l’organismo e in particolar modo i neuroni. La psicologia biologica prende in considerazione i meccanismi corporei che rendono possibili i comportamenti.

Ricerca applicata ai problemi umani

Un obiettivo importante della psicologia biologica è quello di migliorare il benessere e la salute dell’uomo tramite le scoperte scientifiche, poiché molte malattie dell’uomo implicano disfunzioni cerebrali.

Tre metodi sperimentali per correlare cervello e comportamento

• L’intervento somatico: i ricercatori modificano una struttura funzionale del cervello/corpo per vedere come ciò modifica il comportamento. L’intervento somatico è la variabile indipendente, mentre l’effetto comportamentale è la dipendente. Tra i metodi più comuni ci sono: somministrazione di un ormone ad alcuni animali e non ad altri per avere il confronto tra i gruppi, stimolazione elettrica di una parte del cervello con osservazione degli effetti e taglio della connessione tra due parti del SN per valutarne i cambiamenti.
• L’intervento comportamentale: gli scienziati intervengono sul comportamento e osservano i cambiamenti che ne risultano. Il comportamento è la variabile indipendente e il cambiamento corporeo la dipendente. Alcuni esempi sono: mettere assieme due adulti di sesso opposto aumenta il rilascio degli ormoni, esporre un animale ad uno stimolo visivo provoca cambiamenti nell’attività elettrica e del flusso sanguigno in alcune aree del cervello.
• La correlazione: trovare in che misura si hanno cambiamenti nel corpo in conseguenza a variazioni nel comportamento.

Plasticità neurale

Il cervello può essere fisicamente modificato dall’esperienza e dall’ambiente durante tutto lo sviluppo e questo fenomeno prende il nome di plasticità neurale, che è abbastanza debole da cedere ad un’influenza, ma abbastanza forte da non cedere all’improvviso. Le spine dendritiche per esempio sono in moto costante e cambiano forma nel giro di qualche secondo.

La relazione tra psicologia biologica e sociale

Molti aspetti del comportamento sociale sono appresi (lingua, cibo, abiti), quindi comprendere i meccanismi di memoria e comportamento è fondamentale per comprendere il comportamento sociale. Le attese psicologiche e il comportamento, possono differenziare l’attivazione cerebrale. I fattori biologici e sociali interagiscono tra loro e si influenzano in una continua serie di eventi (aumento-diminuzione testosterone dopo una competizione).

Livelli di analisi psicobiologica

Nei vari livelli utilizzabili le unità di ogni singolo livello sono più semplici nella struttura e nell’organizzazione di quelle del livello precedente. Le descrizioni scientifiche partono in genere da un livello di organizzazione più semplice o di base rispetto alla funzione da spiegare e questo procedimento viene chiamato riduzionismo, cioè la riduzione di ogni oggetto di studio a livello molecolare o atomico (difficilmente di utilizza). Ogni ricercatore può partire da livelli diversi di analisi producendo un lavoro proficuo a diversi livelli.

Ricerche sul cervello e sul comportamento

Inizialmente si riteneva che il cervello non fosse importante per il controllo del comportamento o per altre funzioni rilevanti, infatti Aristotele lo considerava come un organo utile solo al raffreddamento del sangue caldo; altri filosofi però, lo consideravano come la sede dell’intelletto. Nel 350 a.C. Erofilo fece progressi nella conoscenza sul sistema nervoso tramite la dissezione dei corpi umani e animali ed individuò nervi spinali che da pelle e muscoli raggiungevano il midollo e notò che ogni regione del corpo era collegata a differenti gruppi di nervi.

Anatomia e fisiologia del cervello nel rinascimento

Leonardo da Vinci studiò l’anatomia del corpo includendo disegni con i ventricoli cerebrali pieni di liquido e dei nervi nel braccio. Gli anatomisti rinascimentali mettevano in risalto le superfici più esterne del cervello perché erano le più facilmente visibili e pensavano che la forma particolare del cervello fosse un dono di Dio. Cartesio nel 1633 provò a spiegare come il comportamento umano e di alcuni animali fosse simile al lavoro di una macchina, proponendo il concetto di riflesso spinale e via neurale, e spiegando che il collegamento tra mente e corpo fosse la ghiandola pineale nel cervello poiché era una struttura singola e pensava fosse presente solo negli umani. Cartesio sosteneva che l’uomo era nulla più che una macchina complessa, dotata però di anima immateriale, proponendo una nozione di dualismo secondo cui l’anima immateriale poteva in qualche modo influenzare il corpo materiale.

Il concetto di localizzazione funzionale nacque nel XIX secolo

Thomas Willis sosteneva che il cervello fosse la sede principale del comportamento e una teoria popolare nel XIX, la frenologia, sosteneva che la corteccia cerebrale fosse costituita da aree funzionalmente separate, ognuna con funzioni diverse. Ora sappiamo che l’intero cervello è attivo durante l’esecuzione di un compito, sebbene alcune aree si attivino più di altre (mappe cerebrali). Negli anni sessanta Broca cercò di dimostrare una relazione tra cervello e linguaggio localizzata in un’area circoscritta. Emerse in seguito anche la relazione tra dimensioni del cervello e funzionalità.

La moderna psicologia biologica nasce nel XX secolo

Tra la fine del XIX secolo e l’inizio del XX secolo ci sono state varie rivoluzioni in campo di psicologia biologica: Ebbinghaus indicò come misurare apprendimento e memoria negli animali, Thorndike indicò come misurare la memoria negli animali, Pavlov studiò i riflessi condizionati degli animali, Franz cercò il sito di apprendimento della memoria negli animali e Lashley lavorò con Franz per localizzare le sedi e i meccanismi delle funzioni mnesiche, studiando gli effetti comportamentali delle lesioni cerebrali. Oggi la psicologia biologica è influenzata dall’impostazione di Hebb, che si occupò di studi elettrofisiologici del sistema nervoso e indicò come un comportamento complesso potesse essere realizzato da reti di neuroni attivi (assembramento cellulare) e propose un’ipotesi secondo cui i neuroni rafforzano le connessioni, che prese il nome di sinapsi di Hebb.

La coscienza

Gli studiosi si sono concentrati su alcuni aspetti della coscienza:

1. I fatti della coscienza: la coscienza permette importanti ragionamenti, come prevedere mentalmente cosa accadrà in futuro.
2. La coscienza è in qualche modo collegata con le attività del cervello.
3. Non si è del tutto consapevoli dell’attività del proprio cervello, quindi alcuni comportamenti sono inconsci.
4. Le parti più profonde della mente sono importanti per l’attivazione.
5. Le più alte parti del nostro cervello sono responsabili di qualunque esperienza.

Capitolo 2: Il sistema nervoso

Il sistema nervoso

Il sistema nervoso si estende attraverso tutto il corpo ed è in connessione con organi e muscoli. Il sistema nervoso è composto da cellule nervose o neuroni. Ogni neurone riceve ingressi da parte di molte altre cellule nervose, li integra e poi ridistribuisce le informazioni ad altri neuroni.

La dottrina del neurone

Nel XIX secolo si pensava che i neuroni fossero in continuità gli uni con gli altri formando una fitta rete di tubi (Golgi). Più tardi Santiago Ramon Y Cajal scoprì che i neuroni non sono in continuità perché c’è un piccolo intervallo che li separa. La dottrina del neurone: il cervello è composto da neuroni e altre cellule che sono indipendenti strutturalmente, funzionalmente e metabolicamente; l’informazione è trasmessa da cellula a cellula attraverso quegli spazi. Sherrington chiamò quegli spazi sinapsi. Un’altra classe di cellule è composta dalle gliali o neuroglia.

Struttura

Essendo cellule, i neuroni sono formati dalle componenti cellulari. Tutti i neuroni condividono parti strutturali direttamente correlate all’elaborazione dell’informazione.

1. Zona di ingresso: estensioni cellulari, i dendriti, fungono da zona di ingresso ricevendo informazioni dagli altri neuroni. I dendriti possono essere ramificati in modo elaborato per agevolare i contatti che arrivano da molti neuroni.
2. Zona di integrazione: nella maggior parte dei neuroni gli ingressi sono combinati e trasformati da strutture specializzate che funzionano da zone di integrazione. Corrisponde al monticolo assonico, la zona in cui l’assone emerge dal corpo cellulare.
3. Zona di conduzione: l’assone protrude dal corpo cellulare e funge da zona di conduzione, trasmettendo gli impulsi cellulari della cellula lontano dal corpo.
4. Zona di uscita: rigonfiamenti specializzati nelle parti finali degli assoni, i terminali assonici sono zone di uscite funzionali. Comunicano l’attività della cellula ad altre cellule.

I neuroni possono essere classificati in base a forma, dimensione e funzione

Forma

• Neuroni multipolari: molti dendriti e un singolo assone.
• Neuroni bipolari: un dendrite e un assone.
• Neuroni monopolari: singola estensione che si ramifica in due direzioni: polo ricettivo e zona di uscita.

Dimensioni

Nei vertebrati le cellule nervose variano da 10 micrometri a 100 micrometri di diametro: maggiori sono le dimensioni, più sono complessi i segnali che possono ricevere, maggiori sono le distanze che possono coprire e maggiore è la velocità.

Funzione

• Motoneuroni: si connettono ai muscoli e forniscono a midollo/cervello una via per controllare il movimento.
• Neuroni sensoriali: ricevono stimoli dall’ambiente.
• Interneuroni: ricevono e inviano segnali agli altri neuroni.

Le cellule gliali presentano esclusivamente quattro forme basilari:

1. Astrocita: a forma di stella, non sono capaci di generare i loro impulsi elettrici, quindi ricevono sinapsi dai neuroni e controllano l’attività delle sinapsi neuronali circostanti.
2. Microglia: sono cellule molto piccole, ma straordinariamente attive che estendono e ritraggono processi molto fini e quando incontrano un sito di danno, formano una zona sferica di contenimento.
3. Oligodendrociti: avvolgono sezioni dell’assone in guaine mieliniche tramite il processo di mielinizzazione nel cervello e nel midollo. Tra ogni coppia di segmenti mielinizzati, vi è un piccolo intervallo in cui la membrana dell’assone è esposta; si chiama nodo di Ranvier e permette alla trasmissione di essere più rapida.
4. Cellule di Schwann: svolgono la stessa funzione degli oligodendrociti, ma all’esterno di cervello e midollo.

La sinapsi

La maggior parte dei neuroni riceve migliaia di contatti sinaptici, attraverso i quali le informazioni sono trasmesse dai neuroni presinaptici ai neuroni postsinaptici. Una sinapsi ha tre componenti:

1. Membrana presinaptica: sul terminale assonico del neurone presinaptico.
2. Fessura sinaptica: separa la presinaptica dalla postsinaptica.
3. Membrana postsinaptica: sulla superficie del dendrite o del corpo cellulare.

I terminali presinaptici contengono delle vescicole sinaptiche al cui interno c’è il neurotrasmettitore che il neurone usa per comunicare con i neuroni postsinaptici. In risposta all’attività elettrica dell’assone, le vescicole si fondono con la membrana presinaptica e rilasciano il neurotrasmettitore nella fessura. Il neurotrasmettitore si lega poi ai recettori e produce cambiamenti nella membrana postsinaptica eccitatori o inibitori.

Sui dendriti vi sono delle spine dendritiche che aumentano significativamente l’area di superficie dei dendriti. Numero e struttura delle spine possono essere modificate dall’esperienza (plasticità neurale).

Assone

Nei neuroni multipolari l’assone si sviluppa dal monticolo assonico, una proiezione a forma di cono che protrude dal corpo cellulare. Il monticolo assonico è la zona di integrazione del neurone, dal quale insorgono impulsi elettrici che trasportano il messaggio lungo l’assone. Oltre il monticolo l’assone è tubolare. Generalmente le cellule nervose hanno un solo assone che spesso si divide in rami: collaterali assonici e possono esercitare influenza su un’enorme schiera di altre cellule. Alla fine dei rami si trovano i terminali assonici che innervano le altre cellule.

Il sistema nervoso

Si divide in sistema nervoso periferico (al di fuori di cervello e colonna vertebrale) e sistema nervoso centrale (cervello e midollo).

Sistema nervoso periferico

È composto da nervi, assoni impacchettati insieme, che si estendono per tutto il corpo. I nervi trasmettono info ai muscoli o dalle superfici sensoriali. Il sistema nervoso periferico ha tre componenti:

• Nervi cranici: direttamente collegati al cervello. Sono 12 paia che costituiscono il sistema motorio e sensoriale della testa. Tre nervi cranici sono esclusivamente vie sensoriali verso il cervello: nervo olfattivo, nervo ottico e nervo vestibolococleare. Cinque sono esclusivamente vie motorie dal cervello: nervo trocleare, nervo oculomotore, nervi ipoglossi, nervi spinali accessori e nervo abducente. I restanti quattro sono vie sensoriali e motorie: nervi glossofaringei, nervo vago, nervo trigemino, nervi facciali.
• Nervi spinali: collegati al midollo. Sono 31 coppie di nervi disposti ciascuno a un lato del corpo. I nervi si congiungono al midollo a intervalli regolari attraverso aperture nella colonna vertebrale. Ogni nervo è composto da due radici; una ventrale con proiezioni motorie dal midollo spinale ai muscoli e una dorsale con proiezioni sensoriali dal corpo al midollo. Il nome del nervo è quello del tratto spinale che innerva: ce ne sono 8 cervicali, 12 toracici, 5 dorsali, 5 lombari e un coccigeo.
• Sistema nervoso autonomo: controlla principalmente le viscere. Aggregati di gangli autonomi si trovano fuori dal SNC. Neuroni nel cervello e nel midollo spinale inviano gli assoni ad innervare i gangli che inviano assoni a manovrare gli organi principali. I neuroni centrali sono pregangliari, quelli che innervano il resto del corpo sono postgangliari. Il sistema nervoso autonomo è composto da tre segmenti:
  • Simpatico: le cellule pregangliari si trovano solo nel midollo, a livello toracico e lombare. Inviano i loro assoni ad innervare la catena simpatica, le cui cellule innervano la muscolatura liscia di organi e pareti vascolari. È ciò che prepara il corpo all’azione.
  • Parasimpatico: le cellule pregangliari si trovano sparse al di sopra e al di sotto di quelle nel sistema simpatico. I gangli parasimpatici sono dispersi per tutto il corpo nelle vicinanze dell’organo che controllano. Svolgono funzione opposta a quella svolta dai gangli simpatici poiché preparano il corpo al riposo.
  • Enterico: reticolo incorporato nelle pareti degli organi digestivi. È innervato da neuroni simpatici e parasimpatici ed è quindi sotto il controllo del SNC. Regola le attività digestive dell’intestino ed è fondamentale nel mantenimento del bilancio di fluidi e nutrienti.

Sistema nervoso centrale

Il midollo incanala le informazioni sensoriali dal corpo verso il cervello e conduce i comandi cerebrali al resto del corpo. Il cervello in media ha un peso di 1400g ed è dominato da due emisferi cerebrali. Sono presenti numerose strutture e funzioni specifiche che regolano la comunicazione all'interno del sistema nervoso centrale.