Riassunto esame Neuroscienze, Prof. Coco Mariella, libro consigliato Esplorando il cervello, Alessandro Angril etc

Fisiologia “conoscenza della natura”, è lo studio del normale



funzionamento dell’organismo vivente e delle parti che lo

compongono, inclusi tutti i processi chimici e fisici

Anatomia studio della struttura



Il principio chiave delle neuroscienze attuale è dato dalla

consapevolezza che molteplici funzioni cognitive e fisiologiche siano

sottese da regioni specializzate dal cervello.

Il cervello (hardware) è costituito dai neuroni e dalle loro

connessioni, dette sinapsi, che formano dei circuiti che potremmo

paragonare a cavi elettrici;

la mente (software), o attività mentale, è costituita da pensieri,

ragionamenti, memoria, volontà, intuizione, sensazione, che

corrono lungo il cervello.

Fin dall’antichità la mente veniva spesso associata al concetto di

anima. Il cuore era l’organo considerato il più importante. Il cervello

era trattato con più indifferenza.

Fu Ippocrate (460) ad affermare che la sede di tutto non era il cuore

ma il cervello.

Nel XIX e XX secolo nasce la fenologia, la localizzazione delle

funzioni del cervello, da Gall (considerato il padre della frenologia).

Paul Broca localizza le aree del cervello preposte al linguaggio e

combatte contro coloro che credevano che le funzioni fossero

diffuse nel cervello.

L’homunculus è la rappresentazione motoria

e sensitiva che abbiamo nel nostro encefalo

(mani e bocca sono le parti più utilizzati per

conoscere, infatti i bambini mettono tutto in

bocca).

Mappatura di Broadmann: egli divide la

corteccia in 52 zone. Distinse la sostanza

bianca e sostanza grigia.

La ricerca universitaria fin dalle origini dell’umanità l’interessa a



conoscere sé stessi e l’ambiente circostante ha fatto nascere un

corpo di conoscenze che è divenuto scienza. La ricerca scientifica e

tecnologica è un’attività connaturata all’uomo se solo si pensa che

l’uomo primitivo ha svolto un’intensa attività di ricerca, studiando

astri, selezionando specie vegetali e animali, scoperto segreti delle

tecniche di coltivazione, imparando a lavorare i metalli, ceramiche,

adottare tecniche sofisticate edili e navali.

La scienza necessita della verificabilità e della riproducibilità

dell’informazione. Le opinioni personali possono essere rispettabili,

ma non hanno attendibilità scientifica. È importante specificare

quali strumenti vengono utilizzati.

distinzione tra fine (conoscenza) e mezzo (limite, ciò l’uso se ne fa).

nitroglicerina:

la spinto dal desiderio di aiutare i minatori, per

ridurre lo stress fisico. Il suo potenziale detonante l’ha resa però una

presenza costante nella guerra e i conflitti armati del 900. La

nitroglicerina è il caso più eclatante di come un’invenzione

realizzata per favorire il progresso civile sia poi stata usata per

arrestarlo.

Esistono due tipi di ricerca:

Ricerca di base ha come obiettivo primario l’avanzamento della



conoscenza e la comprensione di determinati processi. È esplorativa

e può essere indotta dalla curiosità, interesse e intuito del

ricercatore. Viene condotta senza uno scopo pratico anche se in

risultati possono avere ricadute inaspettate.

Ricerca applicata ha lo scopo di trovare soluzioni pratiche e



specifiche. Il suo obiettivo è lo sfruttamento della conoscenza

teorica già acquisita a fini pratici, e dunque per lo sviluppo in

ambito tecnico della relativa tecnologia. È di tipo descrittivo e

basata su precedenti ricerche di base.

William James, padre della psicologia sperimentale, fu il primo a

introdurre il concetto di plasticità del cervello (1890), definendo

quest’ultimo come una struttura sufficientemente malleabile per

poter essere influenzata. Il termine plasticità deriva dal latino

Plasticus che significa modellare, plasmare.

La neuroplasticità include qualunque processo che comporti

cambiamenti nella struttura, nei circuiti, nella composizione chimica

e nelle funzioni del cervello, in risposta a cambiamenti

dell’ambiente. è una proprietà del cervello con consiste nel poter

attribuire nuovi ruoli e funzioni ad aree e circuiti neurali.

David Eagleman compara il cervello al funzionamento di un paese,

in cui troviamo stabilimenti per la produzione di cibo, linee di

telecomunicazioni, imprese che forniscono materie prime.

SISTEMA NERVOSO

organi

Il sistema nervoso è costituito da una serie di che servono

a: percepire gli impulsi (informazioni) che vengono dal mondo

 esterno

elaborare le informazioni

 trasmettere gli impulsi (informazioni) che vengono dal nostro

 organismo una parte centrale,

Il sistema nervoso si compone di formata dallo

encefalo midollo spinale, Sistema

e dal che prende il nome di

Nervoso Centrale nevrasse, parte periferica

(SNC) o e di una

nervi.

rappresentata dai

nervi

I che trasportano le informazioni verso il SNC vengono

afferenti sensitivi,

chiamati o mentre quelli che trasportano gli

periferia efferenti motori.

impulsi dal SNC verso la sono chiamati o

recettori sensoriali

I distribuiti su tutto il corpo controllano

interno esterno.

costantemente le condizioni degli ambienti ed Tali

afferenti.

recettori mandano informazioni al SNC tramite i neuroni I

neuroni del SNC integrano le informazioni che arrivano dalle

branche afferenti del SNP e stabiliscono se è necessaria una

risposta.

Qualora sia necessario, il SNC manda segnali in uscita che

indirizzano una risposta appropriata. Tale risposta viaggia attraverso

neuroni efferenti

i fino a raggiungere il suo bersaglio, nella maggior

muscoli ghiandole.

parte dei casi o

neuroni efferenti sezione motoria somatica

I si suddividono in ,

muscoli scheletrici sezione autonomica o

che controlla i e

autonomo muscolatura liscia e miocardia, ghiandole

, che controlla

esocrine endocrine, tessuto adiposo.

e parte di quelle e alcuni tipi di

sezione autonomica o autonoma

La del SNP viene chiamata anche

sistema nervoso viscerale contrazione

perché controlla e

secrezione organi interni.

nei vari

encefalo

L’ (dal greco “dentro la testa”) è quella componente del

nevrasse scatola cranica.

completamente contenuta nella È

scatola cranica, meningi

racchiuso e protetto dalla avvolto dalle che

attutiscono gli urti, le scosse e i movimenti del cervello. Assieme al

midollo spinale , contenuto nella colonna vertebrale costituisce il

sistema nervoso centrale (SNC). encefalo

La definizione delle varie componenti dell’ varia a seconda

encefalo

del criterio usato. Dal punto di vista anatomico, l’ è

prosencefalo tronco encefalico

costituito dal (o cervello), dal

(mesencefalo, ponte bulbo) cervelletto.

e e dal

cervelletto

Il è nella nuca (parte posteriore della testa) e serve,

sistema motorio.

principalmente, per controllare il

midollo allungato l’encefalo midollo spinale.

Il unisce al Vi

decorrono gli assoni lunghi che arrivano al midollo e che

nervi cranici. nuclei

comandano i movimenti. Partono i Contiene

vitali.

midollo spinale sistema nervoso

Il è il punto di contatto tra

centrale sistema nervoso periferico.

e

a. nervi periferici le sensazioni.

Riceve i che trasportano

assoni neuroni corticali

b. Riceve gli dei con i comandi motori –

periferia nervi periferici.

invia i suoi assoni in a costituire i

SISTEMA NERVOSO CENTRALE

Il sistema nervoso centrale (encefalo e midollo spinale) è una

massa gelatinosa avvolta da 3 membrane connettivali (meningi) e

protetta da strutture ossee (cranio, canale vertebrale). E’ un

complesso tessuto specializzato, dal peso di circa 1,5 kg, composto

da oltre 160 miliardi di cellule, delle quali la metà neuroni, che

scambiano impulsi alla velocità di 400 km all’ora e che assorbe il 20

% dell’ossigeno del nostro organismo.

- Nell’encefalo è possibile differenziare sostanza grigia

(corteccia, nuclei profondi) e sostanza bianca (corpo calloso,

capsula interna).

- I nuclei profondi sono il nucleo caudato, lenticolare,

subtalamico, la substantia nigra, il talamo, l’amigdala, ecc.

Nel midollo spinale la sostanza grigia occupa la porzione centrale,

assumendo un caratteristico aspetto a farfalla, mentre la sostanza

bianca occupa la porzione periferica.

La parte più importante del cervello, per quanto riguarda gli esseri

umani è quella che si è evoluta più di recente: la corteccia

celebrale.

Mentre in molti mammiferi la corteccia celebrale risulta piuttosto

piccola e primitiva, negli esseri umani essa è molto sviluppata. La

sua profondità è di pochi millimetri (in media 3, con un angolo che

varia da 15 a 4,5 mm), ma essa si estende su un’area di circa 2500

cm2.

Per poter essere contenuta nel cranio, la corteccia ha dato luogo a

numerose circonvoluzioni che costituiscono una delle più

importanti differenze tra cervello umano e quello degli altri

mammiferi.

Oltre al risparmio di spazio, un ulteriore vantaggio derivante

dall’avere la corteccia fortemente convoluta è costituito dal fatto

che i neuroni si trovano ad essere tridimensionalmente più vicini fra

loro, e dunque possono avere assoni più corti e tempi di

trasmissione degli impulsi più brevi. Questo permette agli assoni

che connettono zone distanti della corteccia di “passare sotto” la

corteccia stessa, senza seguire le pieghe della superficie.

Dal punto di vista anatomico, sulla corteccia sono distinguibili degli

avvallamenti (detti fissure o solchi), che delimitano con il loro

andamento i giri. Le fissure sono dei solchi particolarmente

profondi.

La corteccia è suddivisa in due emisferi simmetrici. I due emisferi

sono separati in senso longitudinale dalla fissura longitudinale o

fissura interemisferica.

- Il lobo frontale è separato da quello parietale dal solco

centrale (o fissura di Rolando)

- La fissura laterale (o fissura di Silvio) separa il lobo

temporale da quello frontale e parietale.

- Il lobo occipitale è delimitato dal solco parieto-occipitale.

I lobi sono deputati all’esecuzione di funzioni diverse.

I due emisferi sono connessi da fasci di assoni provenienti dai

neuroni corticali che attraversano il corpo calloso. Una delle

caratteristiche anatomicamente più interessanti è costituita dal

fatto che ogni parte del corpo tende ad essere connessa con

l’emisfero controlaterale: la parte destra del corpo tende a essere

connessa con l’emisfero sinistro, mentre la parte sinistra tende a

essere connessa con l’emisfero destro.

Il lobo frontale svolge un ruolo critico nella pianificazione e

nell’esecuzione delle azioni. Questo lobo può essere suddiviso in

due grandi suddivisioni: la corteccia motoria e la corteccia

prefrontale.

La corteccia prefrontale risulta anche critica nel dare vita a

rapporti sociale e soddisfacenti. Individui con danni alla

corteccia prefrontale risultano facilmente distraibili e si comportano

in maniera socialmente inadeguata, agendo come se non si

rendessero conto di essere valutati dagli altri. Phineas Gage è

forse il più famoso paziente con danni prefrontali.

La corteccia motoria si trova in posizione immediatamente

anteriore al solco centrale (area 4 di Broadmann). Quest’area

costituisce l’area motoria primaria. I neuroni di quest’area

proiettano direttamente nel midollo spinale per muovere i muscoli

(controlaterali) del corpo. Anteriormente a quest’area troviamo altre

due aree motorie (all’interno dell’area 6) che sono responsabili per

l’esecuzione di movimenti complessi.

Anche la corteccia prefrontale può venire suddivisa in aree

distinte:

- Corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC) svolge un

ruolo importante nella memoria di lavoro (e anche in altri

processi)

- Corteccia prefrontale ventromediale (VMPFC) si estende

fino alle strutture limbidiche, entra in gioco nella memoria a

lunga durata (e in altri processi).

Il lobo parietale è quello dedicato al tatto e permette di

percepire relazioni spaziali e per muoversi in maniera efficace

nell’ambiente.

Il lobo temporale svolge un ruolo importante nel

riconoscimento degli oggetti nel riconoscimento uditivo. Esso

contiene la corteccia uditiva primaria, l’area deputata

all’elaborazione dei segnali uditivi, nonché le aree uditive

secondarie che elaborano ulteriormente tali segnali. Nell’emisfero

sinistro sono inoltre generalmente localizzate le aree deputate

alla decodifica delle parole e delle frasi.

Le aree uditive sono le più rappresentative nell’apprendimento del

linguaggio.

Il lobo occipitale è dedicato esclusivamente al senso della vista.

Esso è suddiviso in una serie di differenti aree visive. La corteccia

visiva primaria: rappresenta le informazioni in maniera topologica,

rispettando le relazioni spaziali. Due oggetti che appaiono vicini

nell’immagine visiva attivano gruppi di neuroni contigui nell’area

visiva primaria.

Circondano la corteccia primaria un gruppo di altre aree visive

secondarie dedicate all’elaborazione di attributi come la forma, il

moto e il colore.

Il sistema limbico (il quinto lobo) si trova a metà fra la corteccia e

le aree inferiori. Questo è responsabile delle emozioni e si estende

solo sulla faccia mediale degli emisferi e comprende tra l’altro

amigdala, ippocampo, giro cingolato, setto, fornice, ipotalamo e

talamo. Due componenti del sistema limbico che risultano

importanti dal punto di vista della cognizione sono: ippocampo e

amigdala.

L’ippocampo riveste un ruolo critico nell’acquisizione di nuove

conoscenze (dichiarative). Il suo ruolo è quello di creare delle

connessioni fra ciascuna nuova esperienza e la corteccia celebrale.

Danni all’ippocampo rendono le persone incapaci di imparare nuovi

fatti, nuovi nomi, nuove esperienze. Secondo alcuni l’ippocampo è

anche il locus in cui sono memorizzati i ricordi episodici.

L’amigdala svolge un ruolo fondamentale nell’apprendere ad

associare gli eventi con le risposte emotive; essa permette

all’organismo di superare il comportamento istintivo collegando un

ricordo con le emozioni da esso generato. Essa identifica i ricordi

esperiti in condizioni di arousal emotivo. Gioca un ruolo speciale nel

rispondere a stimoli che elicitano la paura. È coinvolta nel valutare il

significato emotivo delle espressioni facciali. Inoltre, è responsabile

dell’empatia.

Su sezioni prese in ogni punto della corteccia è possibile osservare

un’organizzazione laminare (in strati)

6 strati cellulari sono riconoscibili nella neocortx, che copre la

quasi totalità del telencefalo.

La corteccia presenta una struttura laminare.

Le caratteristiche citoarchitettoniche variano da una regione

all’altra, consentendo così di individuare un’ampia varietà di aree

istologicamente differenti. Sebbene si siano ottenuti notevoli

progressi nell’assegnare singole aree a specifiche funzioni, ogni

area deve essere considerata un punto nodale con estese

connessioni con altre parti del cervello.

Due tipi fondamentali di cellule presenti nella corteccia celebrale

sono: cellule dei granuli (o stellate) e Cellule piramidali.

I STRATO: Lo strato molecolare contiene le branche

dendritiche distali dei neuroni piramidali e la porzione

terminale degli assoni che proiettano alla corteccia provenienti

dai nuclei intralaminari del talamo. Contiene pochi neuroni e

dendriti di neuroni

II STRATO: Lo strato granulare esterno contiene piccole

cellule piramidale e cellule stellate.

III STRATO: Lo strato piramidale esterno contiene cellule

piramidali di misura media e cellule stellate.

IV STRATO: Lo strato granulare interno contiene cellule stellate

che ricevono afferenze dai nuclei talamici di relay. Le cellule stellate

sono particolarmente numerose nella corteccia somatosensitiva

primaria, visiva primaria e uditiva primaria. Queste aree vengono

definite cortecce granulari.

V STRATO: Lo strato piramidale interno contiene grandi

cellule piramidali che proiettano allo striato, al tronco

dell’encefalo e al midollo spinale.

VI STRATO: Lo strato polimorfo contiene cellule piramidali

modificate che proiettano al talamo.

Afferente da cosa ricevono (dal talamo allo strato IV, i cui neuroni



distribuiscono gli input agli altri strati)

Efferente a che mandano (dagli strati II, III, V, VI)



SISTEMA NERVOSO SOMATICO

Trasmette i segnali ai muscoli scheletrici, un particolare quando c’è

da attuare una risposta veloce ad uno stimolo di pericolo, come una

scossa o una scottatura: sono i riflessi. Comunque, gran parte degli

stimoli del sistema somatico sono volontari (afferenze somatiche e

motilità volontaria).

Negli ultimi anni si è rivolta particolare attenzione ad una terza

divisione del sistema nervoso: il Sistema Nervoso Enterico formato

da una rete di neuroni nelle pareti del tratto digerente.

Il sistema ortosimpatico e parasimpatico sono antagonista.

Orto: eccitazione, emergenza, fuga e paura

Para: quiete, rilassamento, digestione e riposo.

Sono entrambi collegati alle emozioni.

Negli ultimi anni si è rivolta particolare attenzione ad una terza

divisione del sistema nervoso: il Sistema Nervoso Enterico

formato da una rete di neuroni nelle pareti del tratto digerente.

Quindi, il sistema nervoso è costituito da una serie di organi che

servono a:

- Percepire gli impulsi (informazioni) che vengono dal mondo

esterno

- Elaborare le informazioni

- Trasmettere gli impulsi