Riassunto esame Basi biologiche del comportamento, prof. Meconi, libro consigliato Psicobiologia, Pinel

Approccio biologico allo studio della psicologia

Approccio biologico allo studio della psicologia, infatti i processi mentali hanno una base fisiologica. Studia quindi la biologia del comportamento, i processi fisiologici che stanno alla base di quelli mentali come l’apprendimento, memoria, emozioni, percezione… Nasce nel XX sec grazie alla pubblicazione di “The Organisation of Behavior” di Hebb.

Storia dello studio del cervello

• Preistoria → conoscenza della presenza e centralità del cervello.
• Egitto → cuore ritenuto sede dell’anima, della memoria, della coscienza e del pensiero. Concezione non abbandonata sino ai tempi di Ippocrate.
• Antica Grecia → Ippocrate crede che sia sede dell’intelligenza e dei processi mentali. Vi è l’intuizione di correlazione tra struttura e funzione (varie parti del corpo diverse perché svolgono funzioni differenti) (es. occhi, bocca… sono sulla testa ed anche il cervello, quindi sono correlati). Aristotele crede che il cuore sia il centro dell’intelletto, e che il cervello servisse solo per il raffreddamento del sangue surriscaldato dal cuore. La razionalità degli uomini veniva quindi spiegata tramite la grande capacità di refrigerazione del cervello.
• Romani (Galeno) → grazie a studi sul cervello animale e dei soldati con lesioni cerebrali capisce che c’è una parte più morbida (encefalo), ed una più dura (cervelletto) in cui si concentravano i movimenti (forza=duro). Non è la prima volta in cui conclusioni esatte sono state raggiunte attraverso presupposti sbagliati. Inoltre, aprendo il cervello si accorge che è cavo, e che in questi spazi cavi (ventricoli) passa un fluido. Lui crede quindi che il corpo funzioni in accordo ad un bilanciamento tra i 4 fluidi vitali: gli umori.
• Rinascimento → cervello simile ad una macchina, che pompava i fluidi attraverso i ventricoli facendo muovere il corpo.
• Cartesio → cervello coinvolto nei comportamenti, ma la cognizione più alta proviene da Dio, quindi accade al di fuori dell’organo. Crede quindi che mente≠cervello.
• Fine XVIII - inizio XIX sec → periodo molto florido per la conoscenza del cervello. Idea della localizzazione strutturale delle funzioni cognitive (ogni zona si occupa di una funzione diversa). Esistenza di sostanza bianca (trasmissione stimoli) e una grigia (ricezione stimoli). Riconoscono inoltre che il sistema nervoso ha una zona centrale (encefalo e midollo) ed una periferica (rete di nervi che decorrono attraverso il corpo).

Teorie alla base delle neuroscienze moderne

XIX sec → si sviluppano 4 delle teorie che stanno alla base delle neuroscienze moderne:

Nervi come fili

Scienziati dimostrano che i muscoli si possono contrarre involontariamente se stimolati elettricamente, e che il cervello stesso è capace di generare elettricità. Nasce il concetto che i nervi comunicassero come fili che conducevano segnali elettrici al e dal cervello, rimpiazzando finalmente la teoria secondo cui i nervi comunicassero attraverso i fluidi.

Localizzazione di funzioni specifiche in diverse regioni del cervello: Gall e la frenologia

Credeva che le protuberanze della testa, quindi la sua struttura fossero in relazione con alcuni tratti o inclinazioni della personalità.

Questa teoria era in parte corretta, infatti il cervello non agisce come un tutt’uno, ma è suddiviso in diverse aree deputate a funzioni differenti.

Broca smentisce la frenologia, dicendo che il cervello fosse effettivamente suddiviso in aree differenti che possiedono funzioni specifiche, ma che la frenologia non avesse alcuna base scientifica accertata.

Evoluzione del sistema nervoso – Charles Darwin

Darwin articolò la teoria dell’evoluzione, secondo cui le specie dei veri organismi si sono evolute da un antenato comune, e che le differenze tra le varie specie nascono quindi dalla selezione naturale per cui solo gli individui con i tratti che meglio si adattano all’ambiente sopravvivono, e trasmettono queste caratteristiche alla prole.

Una di queste caratteristiche era proprio il comportamento: nota che tutti i mammiferi hanno la stessa reazione alla paura, quindi, avendo lo stesso modello di risposta, si sono evoluti da un antenato comune.

Ecco perché spesso gli esperimenti condotti sugli animali vengono correlati a quelli umani.

Il neurone come unità fondamentale del cervello

Il neurone come unità fondamentale del cervello, e non una “rete neuronale”.

Ambiti della psicobiologia

Neuroscienze cognitive → studio delle funzioni cognitive da un punto di vista neuroscientifico, cioè i meccanismi fisiologici che danno origine alle funzioni cognitive come la memoria, le emozioni… Con tecniche non invasive che permettono di acquisire immagini del cervello mentre svolge una determinata attività cognitiva; quindi, quali aree sono coinvolte in quel particolare attività.

Neuropsicologia → studio delle lesioni del cervello, si osserva quali ambiti vengono danneggiati e quali no.

Psicofisiologia: legame tra funzioni fisiologiche (battito, sudorazione, respiro...) in che modo reagiscono alle funzioni cognitive svolte (relazione tra attività fisiologica e processi fisiologici).

Psicofarmacologia → studio delle sostanze psicoattive e dei suoi meccanismi e conseguenze, quindi manipolazione dell’attività nervosa attraverso l’uso di farmaci.

Psicologia comparata → comparazione fra specie, per capire quali funzioni sono ancestrali e che quindi ci portiamo dietro da molto tempo, che fungono da base per studiare le funzioni mentali più complesse.

Psicologia fisiologica →

Metodo scientifico nella psicologia fisiologica

1. Ipotesi e manipolazione sperimentale (testare ipotesi). Ipotesi fatta sulla base di conoscenze preacquisite, sperimentata attraverso la manipolazione degli stimoli. La manipolazione deve essere sottoposta ad un attento controllo, per evitare che esistano variabili confondenti che inquinerebbero i risultati.
2. Osservazione → durante gli esperimenti, esaminazione del mondo circostante, introspezione o casi clinici.
3. Statistica. Valutazione di ciò che si è osservato, assicurandosi che non sia dato dal caso, ma effettivamente dalla manipolazione sperimentale. La numerosità è un fattore fondamentale.
4. Interpretazione. Dato che sia stato approvato statisticamente, si interpretano le informazioni.
5. Replicabilità. Fondamentale che l’esperimento possa essere riproducibile, in modo da confermare la tesi.

La manipolazione sperimentale definisce due variabili:

• Dipendente: risposta allo stimolo.
• Indipendente: manipolazione, tipo di stimolo presentato.
• Sperimentali.
• Semi-sperimentali → condizioni non possono essere sufficientemente controllate o calibrate a causa di limiti etici o fisici. Infatti, lo stimolo proviene dal mondo reale e non è somministrato dallo sperimentatore, quindi esso non riesce ad analizzare eventuali fattori confondenti.
• Singoli → su un singolo paziente con un caso clinico molto interessante. Studi molto approfonditi, non particolarmente utili per la ricerca generale (numerosità e generalizzabilità, cioè quanto i risultati possano essere applicati ad altri casi).
• Ricerca pura → motivata dalla curiosità del ricercatore, quindi condotta con il solo scopo di acquisire nuove conoscenze. Non dà effetti immediati sulla società.
• Ricerca applicata → fine è quello di apportare benefici diretti al genere umano.
• Ricerca traslazionale → trasla le scoperte della ricerca pura in applicazioni utili per la società.

➔ La ricerca pura porta maggiori benefici, infatti spesso la conoscenza di un principio basilare porta facilmente alla sua applicazione pratica, al contrario cercare di applicarlo direttamente senza averne una comprensione di base non sempre è così efficace.

➔ La ricerca pura è più soggetta a normative legislative e blocchi rispetto a quella applicata, perché politici e popolazione tendenzialmente non capiscono che vantaggio ci sia a finanziare ricerche prive di un beneficio immediato.

Studi tra soggetti: coinvolgono almeno due gruppi di partecipanti tra i quali verranno esposti stimoli differenti.

Studi entro soggetti: un unico gruppo con le stesse condizioni.

Correlation is not causation

Correlation is not causation: il fatto che un effetto si osservi in una particolare condizione non significa che una sia una causa dell’altra, ma solo che c’è un’associazione. La correlazione, quindi, non implica che uno sia necessario per il funzionamento dell’altro.

Correlazione è solo un modo di vedere due effetti che variano insieme, ma non una causalità.

Ragionamento logico che permette di dedurre B avendo A tramite la sperimentazione metodologica dell’ipotesi che ha dato come risultato il fatto che ciò che osserviamo (B) sia effettivamente dato dalla manipolazione.

Metodo fondamentale su cui si basa la psicobiologia, infatti essa caratterizza i processi non osservabili direttamente con cui il sistema nervoso controlla il comportamento attraverso il metodo empirico dell’osservazione dei suoi effetti, cioè la deduzione scientifica.

Misurano quindi eventi chiave osservabili e li utilizzano per dedurre in maniera logica e ragionata la natura degli eventi che non possono essere direttamente osservati.

Articoli scientifici sottoposti ad un’attenta revisione di almeno due esperti prima di essere pubblicati.

Lobotomia

– Sviluppata dal d. Moniz, una procedura chirurgica per il trattamento di malattie mentali che prevede la recisione delle connessioni tra i lobi prefrontali e il resto dell’encefalo. L’intervento veniva attuato tramite l’utilizzo del leucotomo.

Nasce poi una variante, la lobotomia transorbitale di Freeman. La procedura prevedeva l’inserimento di un dispositivo simile a un punteruolo sotto la palpebra, inserendolo verso l’orbita tramite dei martellamenti.

Non ha seguito il metodo scientifico, praticata osservando solo gli effetti positivi, tralasciando gli innumerevoli effetti collaterali. In più l’esperimento si è osservato solo su uno scimpanzé (no variabilità inter ed intra specie).

Risoluzione spaziale → dove.

Risoluzione temporale → quando.

Neuroni, microscopio e istologia

Neuroni molto piccoli, solo con avvento del microscopio si sono potuti vedere, e poi studiare attraverso la formaldeide (istologia) →

Neuroni molto piccoli, visibili con avvento del microscopio, ma problema! Per osservare tessuto cerebrale bisognava avere delle fette di tessuto estremamente sottili, quasi come il diametro di una cellula (0,01-0,05 mm), ma il tessuto cerebrale ha una consistenza molto gelatinosa, non abbastanza compatta per ottenere fette così sottili. Lo studio delle cellule, quindi, ha dovuto aspettare fino all’avvento della formaldeide, che permetteva di rendere più duro e compatto il tessuto cerebrale per poterne ottenere le fette sottili.

Nasce così un nuovo campo di ricerca → Istologia, cioè lo studio dei tessuti tramite il microscopio.

Arriva però un altro ostacolo → cervello ha colore compatto, unico per tutte le aree che non permetteva l’analisi delle singole aree o cellule.

Svolta avviene con l’introduzione di tinture che coloravano alcune parti delle cellule del cervello: neurologo scopre coloranti che colorano neuroni per poterli studiare meglio (colorante di Nissl), che mette in mostra il numero di neuroni in una determinata zona, ma non mette in luce la struttura molto bene → colorante di Golgi con cui si vedono anche i vari filamenti. Questo non permette di contarli, perché sembrano tutti attaccati, quindi Golgi intuisce che le connessioni avvengono per contatto e non per continuità, quindi sono molto vicine ma separate, quindi sono unità a tutti gli effetti. (non un reticolo come sistema circolatorio)

Sistema nervoso somatico

Sistema nervoso somatico: interagisce direttamente con l’ambiente esterno.

• Nervi afferenti: trasportano gli stimoli sensoriali (cute, muscoli, articolazioni, occhi, orecchie…) dall’esterno all’interno.
• Nervi efferenti: trasportano segnali motori dall’interno (SNC) all’esterno (muscoli).

Nervi simpatici e parasimpatici sono vie nervose a due tappe: si originano dal SNC e terminano a livello dei neuroni di secondo ordine, contraendo sinapsi. Questi ultimi neuroni terminano il percorso fino agli organi target.

Meningi, liquido cerebrospinale e circolazione

Cervello non è a stretto contatto con il cranio, ma ci sono degli strati che lo proteggono (meningi):

Dove → spazio subaracnoideo, canale centrale (canale che si estende lungo tutto il midollo) del midollo e ventricoli cerebrali dall’encefalo (4 camere interne dell’encefalo, ventricoli laterali, 3 e 4 ventricolo) (tutti questi comunicano tra loro formando un’unica camera).

Cosa → sostegno e ammortizzazione degli urti.

Come → dai plessi coroidei (tessuto contenuto nei ventricoli) e riassorbito dai seni durali.

Circolazione.

Ventricoli laterali → terzo ventricolo → acquedotto mesencefalico → quarto ventricolo.

» L’ostruzione della circolazione del liquido cerebrospinale può causare Idrocefalia che negli adulti è molto pericolosa e può indurre alla morte per un aumento non compensabile della pressione intracranica.

Regola la microcircolazione del SNC e lo protegge, impedendo il passaggio di sostanze tossiche che vadano a squilibrare l’ambiente.

Come → cellule molto vicine tra loro (giunzioni serrate) per impedire il passaggio di queste molecole.

Altre molecole, come il glucosio passano.

Cellule gliali

Cellule presenti nel SNC diverse dai neuroni; la glia è chiamata anche il gigante addormentato a causa delle pochissime informazioni che si hanno sulle sue funzioni.

Al momento si evidenzia la sua funzione di sostegno ai processi neurali, ma sembra abbia anche alti compiti.

Nonostante il suo lavoro sia subordinato ai neuroni, senza di essa il cervello non funzionerebbe correttamente.

» Astrociti.

Riempiono lo spazio tra i neuroni, quindi influenzano la crescita o la degenerazione del neurite. Regolano il contenuto chimico dello spazio extracellulare, infatti rivestono le giunzioni sinaptiche del cervello limitando la diffusione dei neurotrasmettitori.

Alcuni rivestono anche la superficie esterna dei vasi sanguigni così da stabilire contatti con gli altri neuroni.

» Glia produttrice di mielina: isola gli assoni.

• Oligodendrociti: diversi segmenti mielinici su più di un assone (SNC).
• Cellule di Schwann: singoli segmenti di mielina + processo di rigenerazione degli assoni (si rigenerano solo nel SNP, nel SNC non si rigenerano).

» Microglia: fungono da pulitori dell’ambiente cellulare, infatti inglobano i detriti stimolando una reazione infiammatoria.

» Cellule ependimali: rivestono ventricoli pieni di CBF.

» Cellule satellite: piccole cellule sulla superficie esterna del soma.

Colorazione di Golgi e colorazione di Nissl

Sviluppo dell’encefalo

Neuroni molto piccoli, solo con avvento del microscopio si sono potuti vedere, e poi studiare attraverso la formaldeide (istologia) →

Neuroni molto piccoli, visibili con avvento del microscopio, ma problema! Per osservare tessuto cerebrale bisognava avere delle fette di tessuto estremamente sottili, quasi come il diametro di una cellula (0,01-0,05 mm), ma il tessuto cerebrale ha una consistenza molto gelatinosa, non abbastanza compatta per ottenere fette così sottili. Lo studio delle cellule, quindi, ha dovuto aspettare fino all’avvento della formaldeide, che permetteva di rendere più duro e compatto il tessuto cerebrale per poterne ottenere le fette sottili.

Nasce così un nuovo campo di ricerca → Istologia, cioè lo studio dei tessuti tramite il microscopio.

Arriva però un altro ostacolo → cervello ha colore compatto, unico per tutte le aree che non permetteva l’analisi delle singole aree o cellule.

Svolta avviene con l’introduzione di tinture che coloravano alcune parti delle cellule del cervello: neurologo scopre coloranti che colorano neuroni per poterli studiare meglio (colorante di Nissl), che mette in mostra il numero di neuroni in una determinata zona, ma non mette in luce la struttura molto bene → colorante di Golgi con cui si vedono anche i vari filamenti. Questo non permette di contarli, perché sembrano tutti attaccati, quindi Golgi intuisce che le connessioni avvengono per contatto e non per continuità, quindi sono molto vicine ma separate, quindi sono unità a tutti gli effetti. (non un reticolo come sistema circolatorio)

Assone e sinapsi

Parte finale dell’assone, dove avviene la sinapsi → punto di contatto, in cui appunto l’assone entra in contatto con altri neuroni (o altre cellule) passandogli l’informazione.

Quando un neurone fa sinapsi con un'altra cellula, si dice che la innerva, o fornisce l’innervazione.

(molto diverso da quello dell’assone):

• Non si trovano i microtubuli.
• Ci sono le vescicole sinaptiche → piccole cavità membranose responsabili del rilascio dei neurotrasmettitori.
• Ricco di mitocondri (grande richiesta di energia).

Sinapsi si divide in due parti:

• Parte presinaptica → terminale assonico da cui parte la sinapsi.
• Parte postsinaptica → neurone che riceve.

Informazione sotto forma di impulsi elettrici passa versi l’assone e viene poi convertita in un segnale chimico che passa nello spazio inter-sinaptico.

Arrivato alla membrana postsinaptica il segnale chimico viene riconvertito in un segnale elettrico tramite un meccanismo che vedremo più avanti.

Infine arriva ai dendriti del neurone post-sinaptico.

➔ Sinapsi è dove agiscono numerose tossine e droghe psicoattive.

➔ Disfunzione della trasmissione sinaptica posta a diverse malattie mentali, infatti essa è fortemente coinvolta nei meccanismi di memoria e apprendimento.

➔ Sinapsi si trovano numerosissime lungo i dendriti, dediti appunto alla ricezione e trasmissione.

Come sappiamo, nell’assone non vi è sintesi proteica, quindi le proteine devono essere sintetizzate nel soma e poi trasportate nell’assone.

Trasporto del materiale (proteine sintetizzate) attraverso l’assone per mezzo della chinesina e