Fisiologia del comportamento

Fisiologia del comportamento mod 1

Riferimenti per descrivere le caratteristiche del cervello

Riferite al nevrasse:

• Rostrale o anteriore, verso la fronte
• Caudale o posteriore, verso la parte posteriore
• Dorsale, perpendicolare al nevrasse, verso la parte superiore del capo
• Ventrale, verso il ventre, perpendicolarmente al nevrasse, verso l'interno del cervello
• Laterale, verso i lati
• Mediale, verso l'interno del cervello

Sezioni del sistema nervoso umano

Se volessimo rappresentare schematicamente quello che ci si presenta dopo una sezione del sistema nervoso umano, parleremo di sezioni che avvengono sulla base di tre piani:

• Piano trasversale, come se dovessimo tagliare un salame e otterremo una sezione coronale o frontale
• Piano parallelo, parallelamente al suolo otterremo una sezione orizzontale
• Piano perpendicolare, perpendicolare al suolo e parallelo al nevrasse. Da questo piano si otterranno sezioni sagittali. Il piano medio sagittale taglia in due il corpo calloso.

Divisione del sistema nervoso

Il sistema nervoso si divide in: SNC (cervello e midollo spinale) e SNP (nervi cranici, nervi spinali e gangli periferici).

Il SNC è incastrato in delle strutture ossee quali la scatola cranica e la colonna vertebrale. Galleggia in un liquor cerebrospinale (LCS) prodotto dai Plessi Corioidei. Tutto questo liquor viene ricambiato ogni sei ore ed è essenziale in quanto permette al cervello di galleggiare e quindi di minimizzare gli urti.

Principali strutture di supporto

Le principali strutture di supporto, oltre a queste, sono:

• Le meningi: queste circondano il cervello e parte del tronco encefalico proteggendoli da sollecitazioni esterne e colpi. Sono formate da tre strati: dura madre (il più esterno, duro e spesso), aracnoide (al di sotto della dura madre) e la pia madre (strettamente legata a cervello e midollo). Nello spazio subaracnoideo (tra aracnoide e pia madre) c'è l'LCS.
• Sistema ventricolare: è formato da quattro ventricoli (due ventricoli laterali, il terzo e il quarto ventricolo), che sono delle cavità interconnesse che contengono il liquor prodotto dal plesso corioideo dei ventricoli laterali e da qui andrà al terzo ventricolo, qui ne verrà aumentata la produzione raggiungendo il quarto dove ne viene aumentata ancora la quantità. Alla fine circolerà nel SNC dove si riassorbe tramite la circolazione venosa. Il sistema ventricolare ha una funzione di supporto strutturale e contribuisce a mantenere il cervello solido e gonfio. Quando ci sono malformazioni o tumori a livello dell'acquedotto cerebrale il sistema ventricolare, in risposta a questo, aumenterà (es. idrocefalo).
• Sistema vascolare: è formato da sistemi venosi (portano il sangue deossigenato al cuore attraverso la vena cava superiore), arteriosi (portano il sangue ossigenato a cervello e ai neuroni) e capillari. Il flusso ematico cerebrale (FEC) rappresenta il 15% della Gittata cardiaca e la sua diminuzione riduce l'apporto di O2 che è la causa dell'Ischemia Cerebrale (che può essere reversibile o irreversibile). È il sistema che apporta sangue al cervello (un'interruzione dell'apporto di sangue al cervello può portare danni irreversibili al SN perché il neurone esaurirà subito le scorte di glucosio e ossigeno. Per questo sveniamo. Il sistema arterioso del cervello è costituito da due arterie: arterie vertebrali (vengono dalle succlavie e raggiungeranno la parte caudale del cervello per poi unirsi a formare l'arteria basilare, questa a sua volta si andrà a dividere nelle arterie cerebrali posteriori) e arterie carotidi interne (irrorano la porzione rostrale).

Come si sviluppa il sistema nervoso?

Iniziamo dicendo che inizia a formarsi circa al 18^° giorno dopo il concepimento. In questo periodo la parte dorsale dell'embrione si ispessisce formando una placca, i cui bordi formeranno delle creste che si arricceranno in posizione rostro-caudale formando un tubo (tubo neurale). A partire dal 28^° giorno dal tubo si svilupperanno cervello e midollo spinale. La sua estremità rostrale si dividerà in tre vescicole interconnesse, dalle quali si formeranno i ventricoli e dal tessuto che le contorna avremo: proencefalo (da cui si formeranno telencefalo e diencefalo), mesencefalo e romboencefalo (da cui si fermeranno metencefalo e mielencefalo).

Sviluppo della corteccia cerebrale

Le prime cellule che vengono prodotte migreranno a breve distanza costituendo il primo strato (più profondo). Successivamente il secondo strato di cellule prodotte supererà il primo e si porrà dopo formando il secondo strato. Il terzo farà la stessa cosa e anche gli altri, fino a raggiungere il 6^°. Dopo qualche settimana dal concepimento, la zona esterna ai ventricoli diventerà più spessa e qui sono presenti le cellule progenitrici che subiranno molte divisioni simmetriche che si divideranno in altre cellule progenitrici identiche (così aumenterà la zona ventricolare e sottoventricolare). Le prime cellule che si andranno a creare con la differenziazione asimmetrica sono quelle della glia radiale. La fine dello sviluppo corticale si verifica a seguito di un segnale chiamato apoptosi.

Corteccia cerebrale, aree sensoriali e cortecce associative

La corteccia cerebrale, insieme agli emisferi, al sistema limbico e ai gangli della base sono compresi nel Telencefalo. La corteccia cerebrale è la parte più complessa del cervello ed è quella che distingue l'umano da altri primati ed è spessa 3 mm. È divisa in circonvoluzioni a loro volta divise in: solchi (piccole pieghe), scissure (grandi pieghe) e giri. Le cellule presenti nella corteccia sono: glia, corpi cellulari, dendriti e assoni che si connettono tra di loro (materia grigia formata soprattutto da corpi cellulari). Il tessuto al di sotto della corteccia è la sostanza bianca (prende il nome dalla grande quantità di mielina che isola i dendriti). La corteccia è divisa in più aree funzionali (Aree di Broadmann, che sono 52). Le aree che ricevono informazioni dagli organi sensoriali sono tre:

• Corteccia visiva primaria, si trova nella parte caudale del cervello nella scissura calcarina.
• Corteccia uditiva primaria, si trova sulla superficie laterale del cervello nella scissura laterale.
• Corteccia somatosensitiva primaria, si trova sui fianchi del cervello, in posizione caudale rispetto al solco centrale e alla sua base c'è una zona che riceve le informazioni gustative. L'olfatto è ipsilaterale.

La corteccia motoria primaria (connessa ai muscoli scheletrici) è quella maggiormente coinvolta nel controllo del movimento e sta di fianco alla somatosensoriale primaria. Vi sono poi le cortecce associative (non strettamente connesse con le informazioni esterne, ma provvedono all'elaborazione, alla pianificazione e al controllo del comportamento). Queste di solito si trovano in prossimità delle cortecce primarie della specifica informazione sensoriale che elaborano. Un danno a queste cortecce provoca dei disturbi alla memorizzazione e all'elaborazione di una specifica informazione sensoriale (agnosia). La corteccia è divisa in quattro lobi: temporale, frontale, parietale e occipitale.

Funzioni delle cortecce

• Corteccia associativa frontale: elaborazione e pianificazione dei movimenti.
• Corteccia prefrontale: produzione di piani, strategie motorie e controllo esecutivo.

Specifichiamo ora le funzioni dei due emisferi

• Emisfero sinistro: partecipa all'analisi dell'informazione e all'elaborazione di eventi in sequenza tra loro. Controlla anche le attività verbali (parlare, leggere, scrivere). Interpreta la realtà in maniera analitica (particolareggiato).
• Emisfero destro: è specializzato nella sintesi (a far percepire diversi elementi come un'unica cosa o disegnare oggetti tridimensionali). Interpreta la realtà in maniera olistica (globale).

I due emisferi sono collegati dal corpo calloso. Nei casi in cui il corpo calloso viene separato con un intervento di "resenzione del corpo calloso", che si effettua in casi di epilessia molto grave, si produrrà lo split-brain (pazienti con gli emisferi che lavorano separatamente e che spesso riportano di svolgere due operazioni separate contemporaneamente).

Troviamo anche una seconda corteccia, che circonda il lobo limbico, ossia la corteccia limbica, che si trova intorno al lobo mediale degli emisferi. È importante anche il giro del cingolo (striscia di corteccia limbica).

Sistema limbico

Scoperto da James Papez (infatti è chiamato anche Circuito di Papez). Comprende una serie di strutture interconnesse tra loro fino a creare un circuito. Le sue funzioni principali sono legate all'emozione, alla motivazione e alla memoria. Il sistema limbico comprende:

• Ippocampo (specializzato nella memorizzazione dei ricordi)
• Amigdala (elabora le emozioni)
• Corteccia limbica
• Fornice (fascio di assoni che collega l'ippocampo con altre regioni del cervello es. corpi mammillari)
• Corpi mammillari (sporgenze alla base del cervello che contengono i nuclei ipotalamici o talamici)
• Nuclei ipotalamici (divisi in anteriori, mediali e laterali. Sono coinvolti nell'acquisizione della memoria e nella regolazione dello stato di allerta, nel movimento oculare, nella percezione del dolore e nella sensibilità).

Gangli della base

Sono dei nuclei sottocorticali (gruppi di neuroni di forma simile) situati nel telencefalo. Quelli formati dai gangli della base sono: nucleo caudato, globo pallido e putamen. I gangli sono connessi al controllo del movimento, infatti in alcune malattie neurodegenerative (es. Morbo di Parkinson) vengono colpiti nucleo caudato e putamen.

Diencefalo

È diviso in telencefalo e diencefalo e comprende il talamo e l'ipotalamo.

Il talamo costituisce la parte dorsale del diencefalo e possiede due lobi. La maggior parte degli input che arrivano alla corteccia passano per il talamo. È costituito da una serie di nuclei che ricevono info afferenti (dalla periferia al centro) sensoriali e le inviano in corteccia. Per esempio, il nucleo genicolato laterale prende le informazioni dagli occhi e le spedisce alla corteccia visiva primaria. Altri nuclei invece proiettano ad aree specifiche della corteccia, ma non trasmettono info sensoriali (es. nucleo ventrolaterale riceve info dal cervelletto e le proietta alla corteccia primaria).

L'ipotalamo è collocato al di sotto del talamo e controlla il SNA e il sistema endocrino (svolge la sua funzione attraverso l'ipofisi, in grado di secernere ormoni), organizzando i comportamenti relativi alla sopravvivenza (combattimento, fuga, alimentazione e accoppiamento). Anche l'ipotalamo è formato da vari nuclei e connessioni reciproche. L'ipotalamo contiene delle speciali cellule (cellule neurosecretrici) che producono degli ormoni che stimoleranno l'ipofisi anteriore a produrre i suoi ormoni (es. ipofisi anteriore produce ormoni gonadotropici grazie al fattore di rilascio che è la gonadotropina. L'ipofisi posteriore produce ossitocina e vasopressina).

Il mesencefalo

È situato attorno all'acquedotto cerebrale ed è formato da due strutture principali: tetto e tegmento.

Il tetto si trova nella parte dorsale del mesencefalo ed è costituito da due strutture principali: collicoli superiori (fanno parte del sistema visivo) e collicoli inferiori (fanno parte del sistema uditivo). Queste due strutture generano i riflessi visivi e acustici e sono implicati nella reazione rapida a stimoli di movimento.

Il tegmento si trova al di sotto del tetto e comprende:

• Parte della formazione reticolare, una struttura formata da una rete di neuroni che riceve molte informazioni sensoriali tramite diverse vie e proietta i suoi assoni a corteccia, talamo e midollo spinale. È coinvolta nel ritmo sonno-veglia, nel tono muscolare, nel movimento e nel controllo dei riflessi vitali.
• La sostanza grigia periacqueduttale (PAG), circonda l'acquedotto cerebrale ed è costituita da molti corpi cellulari neuronali. Ha la funzione di modulare e controllare gli schemi motori che costituiscono i comportamenti tipici della specie come combattimento e accoppiamento. È implicata anche nella percezione del dolore.
• Nucleo rosso e Substantia nigra, sono importanti componenti del sistema motorio, infatti mettono in comunicazione il cervelletto, il midollo spinale e i gangli della base con il sistema muscolare e la corteccia. Il Morbo di Parkinson causa la degradazione di queste strutture.

Il romboencefalo

È diviso in metencefalo e mielencefalo (contiene il bulbo che contiene dei nuclei che controllano sistema cardiovascolare, respirazione e tono muscolare).

Il metencefalo è costituito da:

• Cervelletto: è suddiviso in tre regioni verticalmente (verme, cervelletto intermedio e cervelletto laterale) e in tre lobi verticalmente (anteriore, posteriore e flocculonodulare) ed è ricoperto dalla corteccia cerebellare. Possiede dei nuclei profondi che ricevono informazioni dalla corteccia e le inviano al di fuori del cervelletto. Gioca anche un ruolo particolare per la coordinazione motoria.
• Ponte: si trova tra mesencefalo e bulbo e contiene quei nuclei impiegati alla regolazione del sonno e della veglia e funge da tramite per trasmettere informazioni dalla corteccia al cervelletto.

Midollo spinale

Corre nella colonna vertebrale ed è spesso 6 mm. La sua principale funzione è quella di smistare le fibre motorie dirette ai muscoli e alle ghiandole e ricevere (e distribuire) l'info somatosensoriale degli organi di senso ai centri cerebrali superiori. Genera autonomamente dei riflessi, per esempio il riflesso patellare. È costituito da una sostanza grigia e da una bianca ma in posizioni invertite (la grigia all'interno e la bianca all'esterno).

Sistema nervoso periferico (SNP)

È quel sistema con cui comunica il SNC e comprende due insiemi di nervi: nervi cranici e nervi spinali. Questi hanno la funzione di ricevere le info sensoriali dagli organi di senso e controllare muscolatura scheletrica e ghiandole.

Nervi spinali: escono dal canale vertebrale attraverso dei fori (Forami Intervertebrali). L'uomo ne possiede 31 paia (Nervi Cervicali 8 paia, Nervi Toracici 12 paia, Nervi Lombari 5 paia, Nervi Sacrali 5 paia e Nervi Coccigei 1 paio). I nervi spinali si ramificano e accompagnano i vasi sanguigni nel tragitto che li collega alla loro destinazione. Quindi: esistono nervi che inviano informazioni e altri che le ricevono.

Nervi cranici: sono 12 paia e sono attaccati alla superficie ventrale del cervello. Controllano la muscolatura del viso, del collo e del capo e ne ricevono le informazioni propriocettive e dolorifiche. Il Nervo Ottico e quello Olfattivo sono molto complessi.

Sistema nervoso autonomo

Completa il SNP ed è coinvolto nel controllo della muscolatura liscia (sotto la cute, nei vasi sanguigni, occhi, sfinteri intestinali, cistifellea e vescica), di quella cardiaca e delle ghiandole (anche la midollare del surrene). Il SNA deve regolare i processi vegetativi dell'organismo. È formato da due sistemi separati:

• Sistema simpatico: si attiva in situazioni di pericolo, quando l'organismo necessita di più energia, inducendo la secrezione di adrenalina.
• Sistema parasimpatico: è legato all'aumento delle forniture energetiche dell'organismo (salivazione, attività gastrica ed intestinale, secrezioni di succhi digestivi).

Psicofarmacologia mod 2

È lo studio degli effetti di sostanze psicoattive sul sistema nervoso e sul comportamento. Il farmaco è un composto chimico creato in laboratorio che contiene un principio attivo (la parte nobile) e degli eccipienti (sostanze secondarie che devono assicurarsi che il principio rimanga inalterato). Il farmaco è una sostanza psicoattiva, così come droghe e sostanze superfacenti. Lo psicofarmaco è esogeno cioè non fa parte dei messaggeri chimici prodotti naturalmente dal corpo e deve funzionare anche a bassi dosaggi. Ogni farmaco ha due caratteristiche:

• Effetti, ossia cambiamenti nei processi fisiologici e nel comportamento
• Siti d'azione, punti specifici nei quali le molecole del farmaco agiscono

Il percorso dei farmaci per poter agire è il seguente: entrano nel corpo e nel SNC, vengono metabolizzati nei siti d'azione e successivamente dovranno essere espulsi. Potremo qui parlare di due processi che si susseguono.

Il primo è la farmacocinetica, che racchiude quei processi mediante i quali i farmaci vengono: assorbiti (immessi nella circolazione per raggiungere l'organo bersaglio), distribuiti (attraversano molte barriere), metabolizzati (scissi da enzimi) ed espulsi. Successivamente avremo la farmacodinamica, che è lo studio degli effetti biochimici e fisiologici dei farmaci sull'organismo, delle relazioni tra farmaco e il suo meccanismo d'azione e l'affinità verso un recettore. Il farmaco deve agire con dei siti di legame chiamati "bersagli molecolari", che comprendono:

• Enzimi
• Recettori
• Canali ionici
• Trasportatori

L'interazione tra farmaco e bersaglio avviene attraverso legami chimici che possono essere: a bassa energia (reversibile) e ad alta energia (irreversibile).

Modalità di somministrazione dei farmaci

• Per via orale, l'assorbimento è lento e può avvenire sia ingerendo pasticche che per modalità sottolinguale
• Iniezione endovena, più veloce ed efficace e il farmaco agisce dopo troppo poco tempo
• Iniezione intraperitoneale, viene fatta nello spazio che circonda gli organi interni
• Iniezione intramuscolare, più lenta e tra le più usate, iniettato nel muscolo
• Iniezione sottocutanea, si inietta nel tessuto adiposo, ma si può somministrare solo una minima quantità