Psicobiologia e Psicologia fisiologica

Risposte aperte: Psicobiologia e psicologia fisiologica

Prof. Andrea De Giorgio

eCampus aprile 2022

Corso di laurea in: Scienze motorie

Descrivi le aree del linguaggio, soffermandoti sulle lesioni

Ci sono due aree linguistiche, Broca e Wernicke.

La maggior parte delle persone ha queste aree nell'emisfero sinistro e talvolta si trovano su entrambi i lati o solo sul lato destro.

L'area di Broca è: l'area dedicata al "parlare ciò che si comprende", il che significa che il programma motorio del linguaggio è stabilito in quest'area, mentre l'area di Wernicke è dedicata al "capire ciò che si dice", quindi è la base della percezione del linguaggio.

Alcune lesioni in queste regioni possono causare afasia, in particolare l'afasia di Broca è caratterizzata da difficoltà nel parlare, con soggetti che parlano telegrammi ma si rendono conto che non si esprimono correttamente, mentre l'afasia di Wernicke è caratterizzata da un discorso fluente ma incontrollabile, comunicando parole o sillabe, lasciando il paziente inconsapevole del problema, comporta deficit nella comprensione del linguaggio.

Perché si dice che il potenziale d’azione ha una “conduzione saltatoria”?

Si dice che i potenziali d'azione abbiano una conduzione saltatoria a causa delle caratteristiche estrinseche dei neuroni, influenzate dalla specifica organizzazione mielinica dei tratti assonali, in particolare dal nodo di Ranvier, che produce un'area di distruzione della mielina dove non c'è mielina in un data area.

Nel caso di un tratto nervoso mielinizzato, consente all'impulso elettrico di viaggiare più velocemente perché consente l'ingresso/uscita solo di sodio e potassio in sua presenza, poiché sui tratti nervosi mielinizzati i neuroni sono isolati elettricamente, creando apparentemente "salti di conduzione" in un impulso elettrico che "accelera" la sua velocità di conduzione in presenza di un nodo di Ranvier, quindi ritorna alla sua normale velocità di conduzione nel tratto mielinico.

Descrivi tutto ciò che sai sui nodi di Ranvier e il loro significato funzionale

Perché il PA si propaga lungo tutto l’assone, fino al terminale, senza subire riduzioni d’ampiezza?

PA si propaga lungo l'intero assone senza riduzione di ampiezza a causa della massima depolarizzazione della membrana assonale.

Questo fenomeno si verifica a causa del grande ingresso di sodio dopo il raggiungimento della soglia, fenomeno che si verifica quando la depolarizzazione dell'EIA è sufficientemente grande, determinando una massima depolarizzazione della membrana, chiamata massima depolarizzazione, poiché consente a tutti i canali di essere aperto il gate di tensione, anche per quei canali meno disposti a farlo e quelli adiacenti a quelli già aperti, favorisce l'ingresso di sodio lungo l'intera membrana per propagare PA lungo l'intero assone senza ridurre l'ampiezza.

Illustra il fenomeno osservato in anni recenti che prende il nome di spike timing dependent plasticity (STDP, plasticità dipendente dal tempo dello spike)

STDP è un fenomeno che include la capacità delle sinapsi dendritiche di essere potenziate da LTP o indebolite da LTD a causa della backpropagation e, a seconda del contesto, possono indurre l'uno o l'altro fenomeno di plasticità.

Ad esempio, se dovessimo esaminare un dato neurone che ha prodotto un potenziale d'azione a livello di SIA dopo il potenziale d'azione presinaptico, ovvero il PPSE sul neurone in esame, noteremo che quasi la backpropagation mentre informa i dendriti che generano l'associato PPSE, che è utile per potenziali d'azione generati da SIA, quindi, data la sua utilità, soddisferà LTP, ma se un dato neurone genera prima un potenziale d'azione, mentre viene generato un delinquente, quindi poiché questa sinapsi riceve un PPSE, la sinapsi in questione è inibito, incontrando LTD.

Descrivi l’anatomia del cervelletto

Situato nella fossa posteriore, il cervelletto è strutturalmente molto simile al cervello in quanto è costituito dagli emisferi cerebellari sinistro e destro, collegati tra loro da uno stretto ponte chiamato verme cerebellare.

Ogni emisfero mostra pieghe sottili laterali e parallele, chiamate foglie, separate da solchi poco profondi di materia grigia e sostanza bianca più profonda organizzata da rami a forma di felce chiamati alberi, inoltre ogni emisfero ne ha quattro.

La materia grigia è ispessita, chiamata nucleo interno, immerso nella sostanza bianca, ed infine va detto che il cervelletto è collegato al tronco encefalico da 6 peduncoli che compongono tre coppie dette peduncoli cerebellari inferiore, medio e superiore, attraverso i quali è connesso il cervelletto oltre a fare connessioni strutturali, il cervelletto comunica con altre strutture per svolgere le sue funzioni.

Descrivi il midollo spinale

Il midollo spinale è una struttura composta da 31 metameri che scorre all'interno del canale vertebrale, ha la funzione di condurre i segnali dal cervello alla periferia e viceversa, è sede di varie funzioni riflesse che operano in continua integrazione tra i segnali afferente ed efferente ed ha una funzione trofica, grazie alla quale, attraverso i motoneuroni, garantisce il movimento volontario e il mantenimento dello stato posturale.

I metameri sono l'unità fondamentale di questa struttura, al suo interno ha una forma simile ad una H che ha un colore grigio scuro essendo ricca di corpi neuronali e dendriti, mentre è circondata da una sostanza di colore biancastro costituita da assoni, la H se è suddivisa in una radice anteriore, da cui partono i nervi efferenti che trasmettono informazioni dal SNC alla periferia, e in una radice posteriore, a cui arrivano i nervi afferenti che trasmettono informazioni dalla periferia al SNC, anteriore e fasci e nervi posteriori lasciano il canale vertebrale attraverso gli spazi intervertebrali e, non lontano dal metamero spinale, formano i nervi spinali.

Il midollo spinale è composto in totale da 31 metameri suddivisi in 8 cervicali, 12 toracici, 5 lombari.

Descrivi i sintomi clinici del Parkinson. Qual è il neurotrasmettitore deficitario? Cos’è la festinazione?

Il morbo di Parkinson è una malattia cronica del sistema nervoso centrale dell'età matura o della vecchiaia. È una malattia degenerativa e le lesioni più pronunciate si trovano nel nucleo della substantia nigra, dove c'è una perdita di cellule del pigmento.

Provoca tremore involontario e riduzione della forza muscolare, rigidità muscolare e limitazione del movimento spontaneo.

Il morbo di Parkinson è caratterizzato da una degenerazione del cervello, che colpisce principalmente alcune strutture del sistema nervoso centrale, soprattutto dove si forma la dopamina, neurotrasmettitore necessario per controllare i movimenti corporei: in pratica si riduce la quantità disponibile nell'organismo. neurotrasmettitore.

I 4 sintomi principali sono:

• Tremore o tremore di mani, braccia, gambe, mascelle o testa.
• Rigidità degli arti e del busto.
• Bradicinesi, cioè rallentamento.
• Instabilità della posizione o indebolimento dell'equilibrio.

La patologia è la degenerazione dei neuroni nigrostriatali, che determina l'iperattività dello striato con predominanza del percorso motorio indiretto sul diretto. La festinizzazione è un disturbo dell'andatura che tende ad aumentare gradualmente la velocità del ritmo.

Descrivi l’anatomia del sistema nervoso autonomo

Il sistema nervoso autonomo è la parte del sistema nervoso periferico che controlla le funzioni degli organi interni e della muscolatura liscia.

Il sistema simpatico stimola risposte che coinvolgono attenzione, esercizio, competizione, stress, pericolo, trauma, rabbia o paura; queste attività possono essere considerate lo stato di "combatti o fuggi".

È costituito da più nervi distinti e numerosi plessi, le fibre che li compongono provengono dai metameri appartenenti alle porzioni toraco-lombari e dai gangli formati dai corpi cellulari dei neuroni postgangliari, inoltre da ciascun ganglio si dipartono fibre nervose che se raggiungono i nervi i rami spinali sono detti rami comunicanti, mentre sono detti viscerali se raggiungono direttamente un organo.

Il nervo vago è di grande importanza nel sistema parasimpatico perché innerva e controlla tutta la muscolatura liscia non controllata dalle coppie di nervi cranici III, VII e IX e dai nervi spinali dei metameri sacrali S2-S4, che controllano solo alcuni parti dei visceri, come l'ultima parte dell'intestino.

Lezione 1

7) Golgi e Cajal osservarono i neuroni al microscopio ma raggiunsero due conclusioni diverse circa il funzionamento nelle connessioni, cioè?

Golgi osservando i neuroni al microscopio teorizzò che essi dovessero essere uniti tra loro a creare una sorta di rete in cui flussi di informazione avevano direzioni non prestabilite, andando a rappresentare una sorta di rete neurale, mentre Cajal attraverso le stesse metodiche raggiunse la consapevolezza che i dendriti e gli assoni fossero rispettivamente la parte ricevente e la parte trasmittente del neurone, lì dove le informazioni vengono trasmesse dagli assoni ai dendriti di altri neuroni, che portano l’informazione verso il soma, che integra e trasmette l’informazione tramite l’assone in direzione centrifuga, tale teoria è detta polarizzazione dinamica.

8) In cosa consiste la proprietà definita come “emergenza”?

Con emergenza indichiamo quella proprietà secondo la quale il risultato della codifica delle informazioni dovuto all’insieme dei neuroni, sia superiore alla somma dei risultati delle singole parti costituenti, ovvero i neuroni stessi.

9) In che modo è possibile suddividere il sistema nervoso centrale e periferico?

Il sistema nervoso centrale si suddivide in due parti, esse sono l’encefalo, in cui è contenuta la scatola cranica, che è costituito a sua volta dal prosencefalo (a sua volta suddiviso in telencefalo e diencefalo), dal tronco dell’encefalo e dal cervelletto, ed in midollo spinale, che è contenuto nel canale vertebrale, mentre il sistema nervoso periferico è costituito dai vari nervi che trasportano informazioni a tutti gli organi ed i tessuti.

10) In cosa consiste la tecnica sviluppata da Neher e Sakmann dominata patch-clamp?

Consiste nel porre a contatto una pipetta con una porzione estremamente ridotta della superficie della membrana cellulare, rompendo la membrana, preservando però intatta la vita del neurone e conseguentemente tutte le sue caratteristiche elettrofisiologiche grazie ad un liquido intracellulare artificiale presente nella pipetta, all’interno della quale è presente anche un elettrodo, grazie alla quale è possibile misurare il potenziale elettrico.

Lezione 2

8) Cosa differenzia la mielina impiegata nel SNC e quella impiegata nel SNP?

La differenza tra la mielina impiegata nel SNC e quella del SNP sta nella capacità della seconda di potersi rigenerare in seguito ad un suo danneggiamento rispetto alla mielina impiegata nell’SNC che con l’attuale conoscenza medica non risulta “riparabile”, basti pensare ad una lesione all’interno del canale vertebrale, attualmente irreversibile (SNC) rispetto ad una lesione di un qualsiasi nervo periferico che può essere “riparata” grazie alle attuali conoscenze mediche.

9) Quali sono le principali funzioni delle cellule gliali?

Le cellule gliali hanno 6 compiti fondamentali così riassumibili:

• Danno forma e sostegno al tessuto nervoso, separano ed isolano elettricamente e biologicamente alcuni gruppi di neuroni.
• Gli oligodendrociti (che sono un tipo di cellule gliali) danno origine alla mielina.
• Alcune cellule gliali hanno funzione fagocitaria, rimuovendo sostanze potenzialmente dannose per le cellule nervose e rimuovono sostanze generate alla morte dei neuroni.
• Partecipano al tamponamento del potassio mantenendone la concentrazione costante negli spazi extracellulari, permettendo il bilancio elettrolitico, vitale per la sopravvivenza dei neuroni.
• Durante lo sviluppo del SNC, gli astrociti (una particolare cellula gliale) consente ai neuroni di migrare dalla loro sede d’origine embrionale alla loro sede definitiva nel SN maturo.
• Contribuiscono alla formazione della barriera ematoencefalica, ricoprendo i neuroni presenti nell’encefalo creando uno schermo che evita il contatto tra le cellule nervose e le sostanze potenzialmente pericolose che circolano nel sangue, impedendo dunque di filtrare all’interno del sistema nervoso e di danneggiarlo.

Lezione 3

7) Cosa si intende per convergenza e divergenza nello studio delle proprietà dei neuroni?

Con convergenza e divergenza dei neuroni si indica la capacità di un neurone di ricevere informazioni da più neuroni, quando si parla di convergenza, o della capacità del singolo neurone di trasmettere la stessa informazione a più neuroni, quando si parla di divergenza.

Lezione 4

11) In cosa divergevano le teorie di Camillo Golgi e di Ramon Y Cajal?

Divergevano nell’idea di come i neuroni trasmettessero informazioni, lì dove Golgi credeva che i neuroni formassero una fitta rete all’interno della quale le informazioni si trasmettevano senza alcuna direzione specifica, mentre Cajal osservò come in realtà fosse una trasmissione ben organizzata dove i dendriti raccoglievano le informazioni che venivano trasportate ed elaborate nel soma per poi essere ritrasmesse dagli assoni ad altri neuroni.

12) Cosa rende un neurone inibitorio o eccitatorio?

Un neurone è inibitorio o eccitatorio quando il suo potenziale d’azione attiva una sinapsi inibitoria o eccitatoria, la quale provocherà una PPSI o PPSE nella membrana post sinaptica, inibendo o eccitando il neurone che riceverà tali segnali.

13) Quale importante conclusione trasse Cajal dall’utilizzo del metodo Golgi?

Cajal osservò come i neuroni abbiano una trasmissione ben organizzata dove i dendriti raccoglievano le informazioni che venivano trasportate ed elaborate nel soma per poi essere ritrasmesse dagli assoni ad altri neuroni.

Lezione 5

10) Perché potenziale di equilibrio per il potassio e potenziale di riposo non corrispondono perfettamente?

I potenziali non corrispondono completamente poiché, se così fosse, non vi sarebbero movimenti da parte del sodio e del potassio, dunque, non vi sarebbe la generazione di potenziale di membrana, dato proprio dalla differenza di gradienti di concentrazione mantenuto in equilibrio dai movimenti degli ioni sopracitati, garantiti dalla differenza di potenziale tra il potenziale di equilibrio per il potassio e il potenziale di riposo.

Lezione 6

9) Come avviene una sinapsi inibitoria?

Generalmente avviene tramite un contatto asso-somatico, essendo spesso interneuroni i neuroni inibitori, ed usano dunque il neurotrasmettitore GABA, vengono perciò dette GABAergiche.

10) Perché si dice che PPSE e PPSI sono fenomeni graduati?

Si dice che sono fenomeni graduati perché quanto più neurotrasmettitore si lega, quanti più canali ligand gated si aprono e dunque, quanto più sodio/cloro entrerà.

11) Come avviene una sinapsi eccitatoria?

Generalmente una sinapsi eccitatoria è detta di proiezione, costituita dunque da un assone lungo che entra in contatto con un dendrite, dunque è una sinapsi asso-dendritica che usa principalmente il glutammato come neurotrasmettitore.

Lezione 7

5) Quali sono le principali differenze tra i potenziali postsinaptici e i potenziali d’azione?

Le differenze principali sono:

• Le gate associate, in quanto i PPS sono ligand gated mentre i PA sono voltage gated, in particolare quelli del SIA.
• Il tipo di propagazione, in quanto i PPS si propagano lungo i dendriti e il soma in modo elettronico, mentre i PA si propagano lungo l’asso e in modo attivo, sfruttando i canali voltage gated.
• I PPS sono modulati in ampiezza, mentre i PA in frequenza.
• I singoli PA hanno durata breve, mentre i singoli PPS possono avere durata molto maggiore.

6) Cosa avviene al verificarsi della depolarizzazione massimale della membrana?

Quando si verifica una depolarizzazione massimale della membrana, avviene un'inversione della polarizzazione della membrana, che diventa elettropositiva all’interno, ed un'apertura massiva di tutti i canali voltage gated per il sodio situati vicino a quelli già aperti, così da causare una catena di apertura dei canali, che permetteranno al PA di viaggiare per tutta la lunghezza dell’assone senza subire riduzioni d’ampiezza.

7) A livello del segmento iniziale dell’assone, i due PPSE propagati si sommano “algebricamente”. Cosa significa?

Significa che, i PPSE, una volta raggiunto il SIA sommeranno le loro ampiezze al fine di determinare se la membrana dovrà depolarizzare.

Sì, viene detto “algebricamente” per sottolineare come vi siano tante sinapsi in competizione e che dunque, l’avvenire di tale fenomeno sia il risultato di una somma algebrica, intendiamo inoltre per “sommare le loro ampiezze”, quel processo in cui le ampiezze di propagazione dei vari PPSE e/o PPSI (in quanto ad un singolo SIA arrivano onde di propagazione anche diverse in tipologia oltre che diverse in ampiezza), una volta raggiunto il SIA, cercheranno di prevalere l’uno sugli altri, cosa che avviene perché come in algebra hanno segni opposti, dunque il prevalere dell’uno o dell’altro darà vita alla depolarizzazione o all’iperpolarizzazione.

Lezione 8

6) Come viene a generarsi una long term potentiation?

La LTP viene a generarsi quando, a seguito di una determinata stimolazione i cui effetti si protraggono nel tempo, avvengono delle modificazioni sinaptiche.

Ciò può avvenire in vari modi, in cui i protagonisti sono i recettori AMPA ed NMDA posti sulla membrana post sinaptica.