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OLFATTO
Il sistema olfattivo permette di ottenere informazioni dall'ambiente attraverso il riconoscimento di un'enorme varietà di molecole odorose presenti nell'aria. Le sensazioni olfattive sono dette odori e gli stimoli che le elicitano sono composti chimici chiamati odoranti, molecole con caratteristiche chimico-fisiche e timbro olfattive peculiari.
Le informazioni olfattive possono influenzare scelte alimentari, interazioni sociali e riproduzione. Si tratta di un sistema particolarmente raffinato in grado di influenzare profondamente abitudini, criteri di giudizio, interazione con l'ambiente e con altri individui, memoria e in generale l'intera gamma di repertori comportamentali.
Gli odori costituiscono inoltre un sistema di comunicazione, ferormoni: ognuno di noi ha un odore caratteristico, determinato geneticamente e dato dalle sostanze che rilascia il nostro corpo. Questo ci dà un'identità odorosa.
Epitelio olfattivo:
La codifica degli odori avviene per tutte le sostanze che entrano in contatto coi recettori che scivolano nell'epitelio olfattivo, la porzione del naso più interna deputata alla trasduzione.
L'epitelio olfattivo si trova sotto la lamina cribrosa ed è formato da diverse cellule:
- Neuroni olfattivi: si occupano della trasduzione degli odori.
- Ciglia dei neuroni olfattivi: dove gli odori si legano.
- Cellule staminali: danno origine ai nuovi recettori.
- Cellule di supporto: funzione di sostegno e importanti per la produzione del muco, che serve sia a diluire gli odori per permettere l'aggancio fra le molecole chimiche e le cellule ciliate, sia a produrre anticorpi, importanti perché questi neuroni sono a diretto contatto con l'ambiente esterno e quindi virus e batteri possono entrare direttamente nel cervello tramite i neuroni olfattivi.
- Nervo olfattivo: nella parte apicale, dalle cellule recettrici partono le fibre che formano il nervo olfattivo.
Recettori olfattivi: Diversamente da tutti gli altri recettori sensoriali, non sono coperti da alcuna struttura (e.g. cornea, timpano, papille) e sono connessi direttamente al cervello. Sono veri neuroni, i loro assoni entrano direttamente nel SNC (per questo molte droghe e medicine possono essere inalate).
I neuroni olfattivi sono i più sottili e lenti di tutto il corpo, ci vuole infatti molto più tempo a percepire gli odori rispetto agli altri stimoli sensoriali. E.g. ci vogliono 400ms per percepire un odore e 45ms per codificare uno stimolo visivamente. Si aggiungono poi altri 500ms affinché lo stimolo odoroso arrivi alle aree deputate a renderci consapevoli di averlo percepito.
Abbiamo un numero molto inferiore di recettori olfattivi rispetto ad altri animali → l'uomo ha 20 milioni di recettori, mentre un segugio ne ha 220 milioni (stesso numero di odori percepiti, ma a concentrazioni 100 milioni di volte inferiori). Siamo quindi meno raffinati negli odori.
però anche l'olfatto si può migliorare. Meccanismi di trasduzione: Le molecole che compongono l'odore si attaccano alle proteine recettrici e stimolano la produzione di una particolare proteina G, detta proteina golf → attiva il cAMP (adenosina monofosfato ciclico) che è un messaggero chimico sintetizzato dall'ATP ed è il segnale che determina l'apertura dei canali VD per sodio e calcio → si riversano all'interno. Il calcio è il segnale che fa uscire il cloro → i flussi di cloro caricato negativamente escono e facilitano la depolarizzazione della membrana. La depolarizzazione parte dalle cilia del recettore e il flusso di corrente depolarizzante risale il dendrite permettendo, se si raggiunge la soglia, che si generino i PdA che saranno trasmessi dalle fibre afferenti che formano il nervo olfattivo. Le sostanze odorose vengono poi degradate o allontanate → ci adattiamo velocemente agli odori. Vie olfattive centrali: IlIl nervo olfattivo attraversa la lamina cribrosa (osso) e penetra nel bulbo olfattivo dove contrae sinapsi nei glomeruli olfattivi, da cui partono gli assoni afferenti che formano il tratto olfattivo. I corpi di questi neuroni secondari (quelli primari sono i recettori olfattivi) sono chiamate cellule mitrali. Questi assoni fanno prima tappa nella corteccia olfattiva primaria (uncus), che comprende il tubercolo olfattivo, la corteccia piriforme, entorinale e amigdala. È una corteccia che fa parte del giro ippocampale ed è una delle cortecce filogeneticamente più antiche. Ci sono proiezioni che vanno direttamente all'ipotalamo (reazioni del SNA agli odori) e all'ippocampo (memorizzazione degli odori). Dalla corteccia olfattiva primaria fa tappa al talamo, il particolare nucleo dorso mediale e da lì una proiezione afferente alla corteccia orbitofrontale, responsabile di rendermi consapevole degli odori. È l'unico sistema che ha proiezioni al talamo secondarie.
passa prima dalla corteccia e poi dal talamo. È come il sistema gustativo un sistema ipsilaterale. Una lesione all'emisfero destro mi fa quindi perdere la sensibilità nella narice destra e viceversa.
Basi genetiche: Il nostro genoma umano si stima che abbia ben 350 geni che codificano per i recettori olfattivi. Alcuni sono però pseudogeni, cioè sono geni che esistono ma non servono a niente (20% di pseudogeni nei cani, 60% nell'uomo).
Ogni neurone olfattivo esprime un unico tipo di recettore, è quindi più sensibile a un tipo di odore rispetto a un altro. La % di pseudogeni è correlata allo sviluppo della vista tricromatica → all'aumento di pseudogeni aumentano anche i recettori della retina deputati a vedere la visione a colori (coni) → l'evoluzione filogeneticamente ha preferito sviluppare l'acuità visiva a discapito della sensibilità olfattiva.
Come si riconoscono gli odori? Non abbiamo tanti recettori
sostanze odorose sono distribuiti in tutto l'epitelio olfattivo, che si trova nella parte superiore della cavità nasale. Questi recettori sono cellule specializzate chiamate neuroni olfattivi. Quando una sostanza odorosa entra nella cavità nasale, si lega ai recettori specifici presenti sulle membrane dei neuroni olfattivi. Ogni recettore è in grado di riconoscere solo un certo tipo di molecola odorosa. Quando un recettore viene attivato, invia un segnale elettrico al cervello attraverso il nervo olfattivo. Il cervello riceve quindi segnali da diversi recettori olfattivi contemporaneamente e li elabora per creare una percezione dell'odore. Questo processo avviene attraverso il codice di popolazione e la sequenza temporale di attivazione dei recettori. Il codice di popolazione si basa sul fatto che ogni odore attiva una popolazione specifica di recettori. Ad esempio, l'odore di una rosa attiverà un insieme di recettori diverso rispetto all'odore di una mela. Il cervello interpreta quindi la combinazione di segnali provenienti da diverse popolazioni di recettori per identificare l'odore. La sequenza temporale di attivazione dei recettori si basa sul fatto che i recettori olfattivi vengono attivati con tempi diversi. Ogni neurone olfattivo scarica con un lieve ritardo rispetto al precedente. Questa sequenza di attivazione dei recettori contribuisce a creare configurazioni neurali uniche per ogni odore. In conclusione, il sistema olfattivo è in grado di discriminare e identificare gli odori grazie al codice di popolazione e alla sequenza temporale di attivazione dei recettori. Questi meccanismi permettono al cervello di elaborare le risposte simultanee di numerosi recettori per distinguere tra gli odori e creare la nostra percezione degli odori.- Olfatto ortonasale: percezione dell’odore, si attiva quando respiriamo, odori delle sostanze al di fuori del copro.
- Olfatto retronasale: elaborazione dell’aroma, si attiva per gli odori della cavità orale, cioè delle sostanze che abbiamo in bocca.
- Anosmia: perdita dell’olfatto per lesione delle vie o dei centri olfattivi. Cause: deviazione del setto nasale, sinusite, polipi, infezioni,
allergia, banale raffreddore che modifica le cellule dell'epitelio olfattivo (in questi casi è reversibile, questi neuronisi rigenerano spesso). Un trauma cranico, tumori o malattie genetiche danneggiano le vie di trasmissione e il disturbo è permanente.
Malattie neurodegenerative: i sintomi cognitivi spesso sono preceduti da cambiamenti della sensibilità olfattiva.
Si è visto che olfatto e depressione sono fortemente correlate, le persone depresse hanno difficoltà a discriminare odori.
IL SISTEMA MOTORIO (capitoli 11-15)
Introduzione:
I sistemi sensoriali trasformano l'energia fisica in informazione nervosa. Il sistema motorio invece trasforma un informazionenervosa in energia fisica, ovvero nella contrazione muscolare e quindi il movimento.
La funzione dei sistemi motori è permetterci di muoverci e mantenere la postura (lavora insieme ai sistemi vestibolari).
Tutti i movimenti dipendono fortemente dalle informazioni sensoriali.
Pur non essendo funzionalmente dipendenti da essa. I movimenti si differenziano in:
- Movimento riflesso: rappresenta una risposta alle sollecitazioni esterne, è la risposta più semplice ed è involontaria (richiede informazioni sensoriali). Non è programmato e non può essere appreso (la maggior parte dei riflessi sono innati).
- Movimento volontario: è più complesso, richiede contributo corticale perché è la corteccia motoria che avvia il movimento. A differenza di quello riflesso, può essere avviato anche in assenza di una stimolazione sensoriale. Alcuni movimenti, quelli altamente appresi, esulano un po' dal controllo consapevole e diventano involontari come i riflessi (entrano nella memoria procedurale).
- Movimenti ritmico: combinazione di movimenti riflessi e volontari (e.g. locomozione). Deve essere innescato da comandi corticali, ma una volta iniziato può continuare senza ulteriori influssi.
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