Mente e uomo

Liceo Aristosseno

Indirizzo Scientifico Brocca

Walter Manfredi

V O

Percorso sulla

Mente Joyce: Ulysses

Corrente elettrica Letteratura della psicoanalisi:

La Coscienza di Zeno

Corrente come derivata

Sfingomielina Psicoanalisi:

Impulso nervoso Freud

Mente Disturbi della mente:

Van Gogh

Il sapiens di Seneca Fascismo come influenza

sulle menti del popolo

La mente e l’impulso nervoso

Con mente si intende usualmente l’insieme delle capacità intellettive di un individuo che risiedono nel cervello, sicuramente tra gli organi di cui conosciamo meno del nostro organismo. I processi che identifichiamo con la mente sono: l’attività cosciente, la percezione, la comprensione delle informazioni provenienti dall’ambiente esterno, il pensiero, la memoria e la varietà di emozioni che caratterizzano l’essere umano.

Ma come comunicano tra loro i neuroni? In che modo vengono comunicati e recepiti i messaggi? L’impulso nervoso

La comunicazione tra le cellule di un organismo pluricellulare avviene grazie a stimoli chimici ed elettrici. La trasmissione delle informazioni dal sistema nervoso periferico (SNP) al sistema nervoso centrale (SNC) e viceversa avviene tramite impulsi nervosi.

Il potenziale d’azione

Si può comprendere la natura dell’impulso nervoso misurando la differenza di potenziale elettrico fra l’interno e l’esterno dei singoli neuroni: due microelettrodi capaci di penetrare in queste cellule vengono connessi ad un voltmetro molto sensibile, l’oscilloscopio, che misura le variazioni del voltaggio (in millivolt) in funzione del tempo (in millisecondi).

L’oscilloscopio registra inizialmente una differenza di potenziale di 70 mV, con l’interno della membrana carico negativamente rispetto all’esterno. Questo potenziale viene detto di riposo.

Quando l’assone è percorso da uno stimolo, l’oscilloscopio misura una brevissima inversione di polarità. Questa inversione viene definita potenziale d’azione. Il potenziale d’azione che procede lungo la membrana per tutto il percorso dell’azione è l’impulso nervoso.

La distribuzione degli ioni

Il potenziale d’azione dipende dal potenziale elettrico dell’assone che, a sua volta, è instaurato dalla differenza delle concentrazioni ioniche presenti ai due lati della membrana.

Negli assoni le differenze di concentrazione più importanti riguardano gli ioni potassio K+ e gli ioni sodio Na+. In condizioni di riposo la concentrazione degli ioni K+ nel citoplasma di un assone è circa 30 volte maggiore rispetto al liquido esterno, viceversa la concentrazione di ioni Na+ è circa 10 volte maggiore nel liquido extracellulare rispetto al citosol.

La distribuzione degli ioni su entrambi i lati della membrana è regolata da tre fattori:

• La diffusione di particelle secondo un gradiente di concentrazione;
• Il fenomeno secondo cui le particelle di carica opposta si attraggono e le particelle di carica uguale si respingono;
• Le proprietà della membrana stessa, il doppio strato lipidico della membrana dell’assone è impermeabile agli ioni e a gran parte delle molecole polari.

I canali ionici e la pompa sodio-potassio

La membrana dell’assone è ricca di proteine che forniscono i canali per il passaggio di ioni specifici, in particolare degli ioni Na+ e K+.

La configurazione di queste proteine e, di conseguenza, l’apertura e la chiusura dei canali, può variare in base alla concentrazione ionica presente ai due lati della membrana; questi canali sono perciò detti a controllo di potenziale o voltaggio-dipendenti (voltage based).

Un’altra proteina integrale di membrana presente sulla membrana degli assoni è la pompa sodio-potassio; questo tipo di proteina ha l’importante compito di trasportare fuori dall’assone gli ioni Na+ e di pompare al suo interno ioni K+.

Biologia

L’impulso nervoso

Quando la membrana dell’assone è in condizioni di riposo i canali dello ione Na+ sono in gran parte chiusi; di conseguenza, la membrana è quasi impermeabile agli ioni Na+.

I pochi ioni Na+ che diffondono attraverso i canali aperti (muovendosi secondo il loro gradiente di concentrazione) vengono subito portati fuori dalla pompa sodio-potassio.

Molti canali del potassio, invece, sono aperti se l’assone è in condizioni di riposo: la sua membrana è perciò relativamente permeabile a questi ioni; a causa del gradiente di concentrazione, quindi, gli ioni K+ tenderebbero ad uscire dalla cellula.

Se non vi fossero altre forze in gioco, gli ioni K+ si muoverebbero secondo il loro normale gradiente di concentrazione fino a raggiungere un’uguale distribuzione su entrambi i lati della membrana.

Invece, a causa dell’impermeabilità del doppio strato lipidico, le molecole cariche negativamente, come certi ioni e diverse proteine, non possono seguire gli ioni K+ fuori dalla cellula.

Perciò, quando gli ioni K+ escono si crea un eccesso di cariche negative all’interno della cellula e questo fatto attrae gli ioni positivi K+ impedendo loro un ulteriore movimento verso l’esterno.

Si raggiunge in questo modo un equilibrio tale per cui non c’è alcun movimento netto di ioni K+ attraverso la membrana.

Nelle condizioni d’equilibrio c’è una leggera prevalenza di cariche negative all’interno della cellula e la membrana viene detta polarizzata.

Questo punto di equilibrio è il potenziale di riposo il cui valore è di circa 70 mV, anche se può variare in base al tipo di cellula che si considera.