Mente - Tesina per liceo scientifico

Sistema nervoso: 1. Chimica

Ogni espressione della nostra personalità, ossia pensieri, sogni, desideri, emozioni, sono funzioni del sistema nervoso. Esso comprende tutto il tessuto nervoso presente nel nostro organismo ed ha il compito di trasportare informazioni da una regione del corpo ad un’altra.

All’interno del sistema nervoso ciò che svolge questo lavoro è la sua unità funzionale, il neurone, costituito dal pirenoforo, che contiene il nucleo della cellula, dall’assone, un grande prolungamento di essa, e da numerosi dendriti, piccole ramificazioni poste alle estremità della cellula.

Il trasporto delle informazioni nel nostro organismo avviene grazie ad un impulso nervoso, che ha origine nell’assone, e dalla sinapsi, che rappresentano la fase finale della trasmissione di un impulso nervoso.

Quest’ultima può presentarsi in due modi:

• Sinapsi chimica
• Sinapsi elettrica

L’impulso nervoso si genera in seguito ad un’inversione di polarità della membrana mielinica che riveste l’assone, infatti le cariche negative e gli ioni K⁺ che popolano l’interno dell’assone, in seguito alla ricezione di uno stimolo, vengono immesse all’esterno della cellula e nello stesso tempo le cariche positive e gli ioni Na⁺, presenti nel liquido extracellulare verranno introdotti all’interno del neurone; tutto ciò avviene secondo i principi del gradiente di concentrazione o per mezzo di specifiche proteine che fungono da pompe sodio-potassio. ASSONE

- -

Interno - - + - - + - - + - - + - - + - - + - - - -

Esterno ++-+++-+++-+++-+++++++-+++++

In seguito a questo scambio improvviso vi sarà una variazione del potenziale elettrico della cellula, infatti il potenziale di riposo è uguale a -70mV, per un istante, raggiungerà un aumento del potenziale fino a +45Mv, determinando il potenziale d’azione.

Con questo fenomeno vi sarà un’eccitazione degli elettroni all’interno del neurone e l’assone, protagonista del processo fungerà da conduttore per le cariche che lo attraverseranno. (Fisica)

Chimica

Sistema nervoso: 2. Fisica

In un conduttore gli elettroni sono le uniche cariche libere di muoversi per effetto del campo elettrico. Questi si muovono dalla regione con potenziale elettrico minore verso quella con potenziale elettrico maggiore.

Questo movimento ordinato di elettroni costituisce una corrente elettrica.

Per convenzione il verso della corrente è opposto rispetto al verso degli elettroni, quindi dalla zona con potenziale maggiore verso una zona con potenziale minore.

Si definisce intensità di corrente elettrica (I), che fluisce in un conduttore, il rapporto tra la quantità di carica elettrica ∆Q che attraversa una generica sezione di un conduttore nell’intervallo di tempo ∆t e l’intervallo stesso: I=∆Q/∆t

Questo rapporto va bene se ∆t è grande, ma se ci interessa calcolare l’intensità di corrente in un arco di tempo abbastanza ristretto bisognerà applicare il lim ∆t->0 di ∆Q/∆t, che è uguale al rapporto incrementale:

I = dQ/d∆t

Rispettivamente la derivata della quantità di carica Q e la derivata dell’intervallo di tempo infinitesimo t.

(Matematica) FISICA

Matematica

Sistema nervoso: 3. Matematica

La derivata per definizione corrisponde al lim h->0 ∆y/∆x più precisamente al lim h->0 f(c+h) - f(c)/h.

Se della corrente conosciamo q(t), la quantità di carica legata al tempo, per ottenere l’intensità di corrente media relativa ad una quantità di carica ∆q passante in un intervallo di tempo ∆t, calcoliamo:

c = t;

I = ∆q/∆t = q(t+∆t) – q(t)/∆t

m h = ∆t(incremento);

f(..) = q(..).

I è il rapporto incrementale della quantità di carica in funzione del tempo.

m

Quindi passando al limite del rapporto incrementale con ∆t che tenderà a 0 otteniamo l’intensità di corrente che circola nel conduttore all’istante t:

I ∆q/∆t = q(t + ∆t) – t/∆t = q’(t)

lim lim ∆t->0

ist = ∆t->0

L’intensità di corrente è la derivata della quantità di carica in funzione del tempo.

Matematica

Sistema nervoso: 1,2. Chimica

Al termine del suo percorso, l’impulso nervoso che si propaga lungo l’assone fino a raggiungere i dendriti necessita di comunicare con il neurone adiacente, o ad esempio con il tessuto muscolare in cui fa destinazione.

Il fenomeno nel quale avviene questa “connessione” viene definito sinapsi.

Come stabilito precedentemente esistono due tipi di sinapsi:

• Sinapsi chimica
• Sinapsi elettrica

Sinapsi chimica

Una sinapsi chimica è formata da tre elementi: il terminale presinaptico, o bottone sinaptico, spazio sinaptico e membrana post-sinaptica. Il terminale presinaptico è un’area specializzata, nell’assone del neurone presinaptico (il neurone portatore del messaggio), che contiene neurotrasmettitori incapsulati in piccole sfere chiamate vescicole sinaptiche. Il terminale presinaptico include la membrana pre-sinaptica, che è quella porzione della sua membrana che controlla il rilascio del neurotrasmettitore nello spazio sinaptico. Qui il neurotrasmettitore, attraversando lo spazio sinaptico, entra in contatto con la membrana postsinaptica ove sono presenti specifici recettori o canali ionici. Il neurotrasmettitore in eccesso viene riassorbito nella membrana presinaptica (ricaptazione), o scisso in parti inerti da un apposito enzima.

Sinapsi elettrica

Nella sinapsi elettrica, una cellula stimolabile ed un neurone sono tra loro connesse mediante una giunzione comunicante detta anche gap junction. Le giunzioni comunicanti consentono il rapporto tra cellule per passaggio diretto di correnti elettriche da una cellula all’altra, quindi non si verificano ritardi sinaptici. In genere le sinapsi elettriche, al contrario di quelle chimiche, consentono la conduzione in entrambe le direzioni.