Fisiologia del comportamento

Il sistema visivo e la trasmissione dell'informazione

Gli assoni delle cellule gangliari della retina trasportano l'informazione verso il cervello, viaggiando attraverso i nervi ottici e raggiungendo il Nucleo Genicolato Laterale del Talamo. Esso contiene 6 strati di neuroni ciascuno dei quali riceve input solo da un occhio. I neuroni che si trovano negli strati più interni possiedono corpi cellulari più grandi e si chiamano Strati Magnocellulari, mentre i 4 strati più esterni sono chiamati Strati Parvicellulari poiché le cellule sono di piccole dimensioni. Vi è un terzo insieme di neuroni che si trova ventralmente rispetto agli strati magnocellulari ed è il Sottostrato Coniocellulare che trasmette le info provenienti dai coni e le trasmette alla corteccia visiva primaria. Lo strato magnocellulare trasmette alla corteccia le info necessarie per la percezione della forma, del movimento e della profondità, e lo strato parvocellulare trasmette info per la percezione dei dettagli più fini.

E del colore. Le informazioni provenienti dal corpo genicolato laterale arrivano all'area visiva primaria (V1 o cortecciastriata) ed è localizzata nella parte occipitale del cervello, all'interno della Scissura Calcarina. Si ritiene che i sistemi cerebrali siano organizzati con un sistema modulare e gerarchico. Cioè, le informazioni che arrivano dagli organi di senso al sistema nervoso vengono inizialmente scomposte nelle loro caratteristiche basilarida alcuni moduli, poi l'informazione così analizzata viene passata a moduli gerarchicamente superiori, i quali elaborano queste informazioni in maniera sempre più complessa, fino a portarli alla coscienza. Anche la corteccia striata ha un'organizzazione modulare. Ciascun modulo contiene vari gruppi di neuroni sensibili a specifici orientamenti degli stimoli e un paio di strutture ovoidali dette blob. Ciascuna metà di uno dei moduli della corteccia striata riceve informazioni da un solo

Occhio così che il modulo nel complesso riceve informazioni da entrambi gli occhi. I neuroni che si trovano all'interno dei blob hanno la funzione di elaborare il colore ed inoltre sono sensibili a immagini e configurazioni visive a bassa frequenza (i contorni grossolani delle immagini), invece i neuroni che sono localizzati all'esterno dei blob sono adibiti all'elaborazione dei dettagli fini degli stimoli visivi e delle informazioni relative al loro orientamento, al movimento ed alle differenze tra le immagini provenienti dai due occhi (disparità retinica). La maggior parte dei neuroni della corteccia striata sono sensibili all'orientamento e sono in grado di scomporre le immagini in linee di differente orientamento. I neuroni sensibili all'orientamento degli stimoli sono divisi in due tipologie: cellule semplici e cellule complesse. Le cellule semplici sono sensibili ad una linea con un particolare orientamento presentata nel centro del campo recettivo.

Le cellule complesse rispondono in maniera selettiva alle linee con un certo orientamento ma continuano a rispondere anche quando la linea è situata all'interno del loro campo ricettivo perché sono responsabili dell'elaborazione del movimento. Quindi, la corteccia striata ha la funzione di scomporre ed analizzare l'immagine proveniente dalla retina nelle sue diverse caratteristiche. Tali informazioni saranno poi indirizzate ad altre zone molto importanti dette aree visive associative, dove l'informazione è ricomposta, elaborata, confrontata con i modelli mentali e quindi riconosciuta ed eventualmente memorizzata. Se vi dovesse essere una lesione alla corteccia striata avremmo una cecità nell'area del campo visivo relativa ai neuroni danneggiati. Nonostante il soggetto affetto riferisca una totale perdita di vista, in realtà ciò che si viene ad avere è una condizione detta "visione cieca". La corteccia striata

Scompone le immagini nelle loro caratteristiche basilari e tali informazioni vengono poi smistate ad altre aree della corteccia dette aree visive associative. Queste zone, di ordine gerarchicamente superiore nel processo di elaborazione dell'informazione, sono deputate all'integrazione delle informazioni visive provenienti dalla corteccia striata, alla loro interpretazione ed alla loro localizzazione. Le cortecce associative sono dislocate in tre zone, localizzate nei pressi della corteccia visiva prima: la corteccia extra-striata, che circonda direttamente la corteccia striata, la corteccia temporale inferiore e la corteccia parietale posteriore. Si è supposto che la corteccia visiva associativa abbia due sistemi di analisi parallela dell'immagine. Le info elaborate dalla corteccia striata passano alla corteccia extra-striata ma si dividono in due canali: il canale ventrale che si estende verso il lobo temporale e va a terminare nella corteccia del lobo temporale.

inferiore e il canale dorsale che si estende verso il loboparietale e termina sulla corteccia del lobo parietale posteriore. Queste due vie di elaborazione delle immagini hanno funzioni diverse: il canale ventrale è specializzato nel riconoscere "cos'è" un oggetto (via del "what") e il canale dorsale è specializzato nel riconoscere dov'è posizionato (via del "where"). In quanto alla corteccia temporale inferiore (sistema ventrale), essa è deputata all'identificazione di un oggetto ed è collegata a sua volta alle aree della corteccia associate con la parola ed il linguaggio. Quindi, il sistema ventrale è quello che nomina, identifica e cataloga gli oggetti del mondo esterno. Danni a quest'area del cervello provocano dei deficit detti agnosie visive, che si dividono in: agnosia appercettiva – impossibilità da parte dei soggetti di riconoscere oggetti anche se sono in grado di

Rilevarne le caratteristiche fisiche più fini; agnosia associativa – percezione degli oggetti intatta ma incapacità di nominare l’oggetto percepito.

Parlando del sistema uditivo, l’orecchio è diviso anatomicamente in tre parti: l'orecchio esterno, l'orecchio medio e l'orecchio interno. L'orecchio esterno è costituito dal padiglione auricolare che incanala il suono attraverso il meato acustico esterno all'orecchio medio. L'orecchio medio è costituito da una regione cava che contiene 3 ossicini, che sono predisposti per vibrare con la membrana timpanica. Il martello è connesso alla membrana timpanica e trasmette le vibrazioni, attraverso l'incudine e la staffa, alla coclea, che è la struttura contenente i recettori. La base della staffa preme sulla membrana dietro la finestra ovale, che è l'apertura nella struttura ossea che circonda la coclea. La coclea fa parte

dell'orecchio interno ed è piena di liquido, quindi i suoni trasmessi attraverso l'aria devono essere trasferiti ad un mezzo liquido. La coclea consiste in un cilindro lungo 35 mm riempito di fluido che si avvolge a spirale come una chiocciola e contiene l'organo recettore del suono, l'organo del Corti, costituito dalla membrana basilare, le cellule ciliate e la membrana tettoria. Le cellule recettrici uditive sono le cellule ciliate e sono ancorate alla membrana basilare. Le onde sonore producono un movimento congiunto della membrana basilare e della membrana tettoria, che schiaccia le stereociglia delle cellule ciliate e tale flessione produce i potenziali recettoriali. Il movimento del fluido nella coclea mette in moto la membrana basilare. La membrana basilare è stretta e rigida presso la finestra ovale mentre è ampia e flessibile verso l'apice. Questa naturale differenza anatomica delle strutture fa sì che differenti regioni dellamembrana basilare vibrino incorrispondenza di differenti frequenze. In prossimità della staffa, la membrana vibra in risposta alle frequenze alte mentre all'altra estremità vibra per frequenze basse. L'informazione relativa alla vibrazione collocata in un preciso punto lungo la membrana basilare è trasportata verso la corteccia uditiva attraverso le sinapsi collegate alle cellule ciliate collocate in quella zona. Le ciglia delle cellule ciliate, che si trovano in contatto con la sottostante membrana tettoria, si curvano in corrispondenza della vibrazione della membrana basilare. Ciò fa aprire i canali ionici delle cellule ciliate, permettendo l'ingresso di ioni K, si genera poi un potenziale d'azione che, se abbastanza consistente, eccita le fibre afferenti dirette verso la corteccia uditiva. Finita questa sequenza, le vibrazioni della coclea sono dissolte attraverso la finestra tonda. I potenziali d'azione generati dalle celluleciliate vengono trasmessi lungo la branca cocleare del nervo cranico vestibolo-cocleare. Gli assoni provenienti dal nervo cranico entrano nel nucleo cocleare del bulbo e, la maggior parte dei neuroni del nucleo cocleare invia assoni al complesso dell'oliva superiore, sempre nel bulbo. Gli assoni dei neuroni di tali nuclei si dirigono al collicolo inferiore passando attraverso un largo fascio di fibre, il lemnisco laterale, nel mesencefalo. Da qui i neuroni inviano i loro assoni al corpo genicolato mediale del talamo, il quale proietta infine alla corteccia uditiva del lobo temporale. Infine, la funzione delle cortecce uditive è quella di analizzare le informazioni acustiche provenienti dall'ambiente per poi integrarle, riconoscerle ed emettere comportamenti appropriati in relazione a esse. Le cortecce uditive analizzano il suono in tre dimensioni principali: la tonalità (il timbro), l'ampiezza (il volume di un suono) e la localizzazione del suono nello spazio.tonalità è codificata in due modi: 1- anatomico: i suoni acuti fanno vibrare la parte bassa della membrana basilare mentre i suoni bassi fanno vibrare l'apice; 2- motoria: è riservata alla trasduzione delle frequenze basse, che fanno vibrare l'apice della membrana basilare, flettendo avanti indietro di trasduttori, i recettori quindi vengono attivati ritmicamente con una data frequenza e, le frequenze d'attivazione di questi recettori sono trasdotte in messaggi neurali diretti alla corteccia acustica. È importante sapere che il sistema uditivo opera in modo analitico. Cioè esso ha la capacità di scomporre i suoni complessi nelle frequenze che lo formano. Per quanto riguarda invece la localizzazione dei suoni nello spazio, essa viene effettuata principalmente analizzando le differenze nel tempo di arrivo e nell'ampiezza di un suono tra l'orecchio destro e l'orecchio sinistro. Una delle funzioni più importanti delnostro cervello è il controllo del movimento del corpo. Nel corpo umano vi sono tre tipi di muscoli: i muscoli scheletrici, i muscoli lisci ed il muscolo cardiaco. I muscoli scheletrici sono quei muscoli del corpo deputati al movimento e, sono attaccati alle ossa ad entrambi gli estremi tramite i tendini. I muscoli scheletrici poss