Riassunto di Psicologia fisiologica e delle emozioni

Psicologia fisiologica e delle emozioni

Lezione 1

Introduzione alle neuroscienze

Il sistema nervoso, composto da cervello, midollo spinale e nervi, è cruciale per la vita.

Preistoria

Circa 7000 anni fa, sono stati rinvenuti teschi di ominidi con lesioni craniche fatali. L'intento era di curare la persona da spiriti maligni che si pensava causassero comportamenti anormali come il mal di testa. Questo processo è noto come trapanazione.

Egitto

Circa 5000 anni fa, gli egiziani conoscevano i sintomi di un danno cerebrale. Il Papiro Edwin Smith è il più antico trattato di medicina giunto fino a noi, dove vengono affrontati traumi e chirurgia con un approccio che combina la cura del paziente in modo moderno e scientifico. Gli egiziani credevano che il cuore fosse la sede dell'anima e della memoria, quindi il cervello veniva gettato via, una convinzione che è rimasta fino al tempo di Ippocrate.

Grecia

Aristotele (384-322 a.C), filosofo greco, credeva che fosse il cuore il centro dell'intelletto.

Impero Romano

Galeno (130-200 d.C), medico e scrittore greco, abbracciò la concezione ippocratica della funzione del cervello, integrandola con le sue dissezioni animali. Cercò di dedurre la funzione di encefalo e cervelletto:

• Cervelletto: consistenza solida, comando dei muscoli
• Encefalo: consistenza più tenera, recipiente delle sensazioni (le sensazioni devono essere impresse nel cervello per costituire la memoria)

L'interno del cervello conteneva cavità in cui scorreva un fluido, secondo la teoria che il corpo funzionasse in accordo con il bilanciamento tra quattro fluidi vitali o umori.

XVII secolo

Inventori francesi svilupparono congegni meccanici controllati idraulicamente, sostenendo la nozione che il cervello fosse simile a una macchina nelle sue funzioni, poiché sembrava che i fluidi spinti fuori dai ventricoli attraverso i nervi fossero pompati inducendo il movimento agli arti (visione di Galeno).

Il filosofo matematico Cartesio fu il principale sostenitore di questa teoria, credendo che potesse spiegare il cervello e il comportamento animale, ma non completamente il comportamento umano. Gli uomini possiedono un intelletto e un'anima donati da Dio, e Cartesio sosteneva che i meccanismi del cervello controllassero solo gli aspetti che facevano assomigliare l'uomo alle bestie. Le capacità mentali esistevano fuori dal cervello, nella mente, un'entità spirituale che riceveva sensazioni e comandava i movimenti mediante comunicazione con il cervello-macchina attraverso la ghiandola pineale.

XVII e XVIII secolo

Osservarono che il tessuto cerebrale fosse suddiviso in due parti:

• Sostanza grigia
• Sostanza bianca: si reputava contenesse fibre che convogliavano alla e dalla materia grigia

Entro la fine del secolo, il sistema nervoso era stato dissezionato completamente e l'anatomia macroscopica descritta in dettaglio. Un progresso importante in neuroanatomia fu la divisione del cervello in lobi, con funzioni localizzate su diversi lobi.

Conoscenze del cervello del XVIII secolo:

• Lesioni al cervello potevano distruggere sensazioni, movimento, pensiero e causare morte
• Comunicava con il corpo attraverso i nervi
• Era costituito da parti identificabili che presiedevano funzioni differenti

Queste conoscenze fornirono le basi per le moderne neuroscienze.

Scienziati e scoperte

Scienziato italiano Luigi Galvani e biologo tedesco Reymond scoprirono che i muscoli possono essere indotti a contrarsi involontariamente quando i nervi vengono stimolati elettricamente e che il cervello è capace di generare elettricità, una scoperta che rimpiazzò la concezione che i nervi comunicassero col corpo mediante il movimento di fluidi.

Il fisico scozzese Bell e il fisiologo francese Magendie scoprirono che, prima che i nervi entrino nel midollo spinale, le fibre si dividono in due branche o radici. Bell testò la possibilità che le radici spinali portassero informazioni differenti tagliando ogni radice separatamente e osservando le conseguenze sugli animali. Magendie scoprì che le radici dorsali portavano informazioni sensoriali al midollo spinale. Entrambi conclusero che all'interno di ogni nervo esisteva una mescolanza di molti fili, alcuni dei quali portavano informazioni al cervello e al midollo spinale, mentre altri inviavano informazioni verso i muscoli, sostenendo che la trasmissione in ogni fibra fosse rigidamente unidirezionale.

Bell, nel 1811, identificò l'origine delle fibre motorie nel cervelletto e la destinazione delle fibre sensitive nell'encefalo. Questo approccio fu applicato anche dal fisiologo Flourens, che effettuava sugli animali la distruzione delle regioni del cervello per determinarne la funzione, focalizzandosi sul cervelletto per dimostrare come fosse implicato nella coordinazione del movimento.

L'austriaco Gall, nel 1809, era convinto che le protuberanze sulla superficie del cranio riflettessero rigonfiamenti della superficie del cervello e sosteneva che certi tratti della personalità, come generosità, riservatezza e mania distruttiva, potessero essere correlati alle dimensioni della testa (frenologia).

Il neurologo francese Broca esaminò il cervello di un paziente in grado di comprendere il linguaggio ma non in grado di parlare e trovò una lesione nel lobo frontale sinistro, concludendo che quella regione fosse responsabile della produzione del linguaggio.

Nel 1800, il miglioramento dei microscopi offrì l'opportunità agli scienziati di esaminare tessuti animali ad alto ingrandimento.

Il zoologo tedesco Schwann enunciò la teoria cellulare, secondo la quale tutti i tessuti sono costituiti da unità microscopiche dette cellule.

Progresso nelle neuroscienze

I progressi tecnici, il microscopio composto e lo sviluppo dei metodi per lo studio dei tessuti e degli organi produssero un nuovo campo di ricerca: l'istologia.

L'istologo italiano Golgi, impregnando il tessuto cerebrale con una soluzione di cromato d'argento (colorante di Golgi), scoprì che una piccola percentuale di neuroni diventava più scura. Grazie al colorante, sappiamo che i neuroni hanno almeno due parti distinguibili:

• Regione centrale contenente il nucleo
• Tubicini che si irradiano dalla regione centrale

L'istologo e artista Ramon y Cajal utilizzò il metodo Golgi per comprendere i circuiti cerebrali delle regioni del cervello. I due giunsero a conclusioni opposte:

• Golgi: sosteneva che i prolungamenti delle differenti cellule nervose fossero fusi insieme fino a costruire un reticolo continuo
• Cajal: sosteneva che le differenti cellule nervose non fossero connesse in maniera continua e che dovessero comunicare per contatto e non per continuità (teoria del neurone)

Neuroscienze: disciplina ibrida

Oggetto di studio: il funzionamento del sistema nervoso e del cervello. Questa disciplina spazia dagli studi sul sistema nervoso degli invertebrati a quelli sull'uomo, dalla neurobiologia alla psicobiologia, dalla fisiologia alla patologia del sistema nervoso, dalla scienza cognitiva alla filosofia della mente. L'integrazione tra dati, approcci diversi e la collaborazione tra varie discipline hanno caratterizzato lo sviluppo delle neuroscienze. Dagli anni '50 del '900, le neuroscienze hanno subito una crescita esponenziale grazie alla disponibilità di metodiche, tecnologie e strumenti di analisi mediate dalla fisica e dalla chimica.

Anatomia del sistema nervoso

Sistema Nervoso Centrale (SNC):

• Encefalo (scatola cranica)
• Midollo spinale (canale vertebrale)
• Organi protetti da ossa e meningi

Sistema Nervoso Periferico (SNP):

• Insieme dei nervi all'esterno del SNC

Sistema Nervoso Autonomo (SNA):

• Comprende in parte strutture del SNC e del SNP
• Regola funzioni vegetative
• SNA simpatico
• SNA parasimpatico

Suddivisioni dell'encefalo

Nell'embrione dei vertebrati, il tessuto che darà origine al SNC è sotto forma di un tubo pieno di liquidi (tubo neurale), nella parte anteriore del quale possono essere riconoscibili 3 rigonfiamenti:

1. Mesencefalo
2. Metencefalo
3. Mielencefalo

Lo sviluppo dell'encefalo inizia con il formarsi della struttura del Prosencefalo, suddiviso in:

• Telencefalo:
  • Corteccia cerebrale
  • Gangli della base
• Costituito da due emisferi cerebrali tenuti insieme dal corpo calloso
• Diencefalo:
  • Talamo
  • Ipotalamo

Le altre strutture prendono il nome di Tronco dell'encefalo:

• Mesencefalo
• Bulbo (midollo allungato e mielencefalo)
• Ponte e cervelletto (metencefalo)

Il tronco dell'encefalo è la principale via di passaggio tra le vie superiore e inferiore del SNC.

Corteccia cerebrale

Fa parte del Telencefalo e riveste gli emisferi cerebrali. È la parte maggiormente sviluppata. I solchi tra le circonvoluzioni si chiamano scissure, mentre le creste delimitate dalle fessure si chiamano giri. Le circonvoluzioni conferiscono grande insieme alla corteccia in un piccolo volume.

Tipologia cellulare

Il SNC è costituito da due tipi di cellule:

1. Neuroni:
   • Unità cellulare che costituisce il SNC insieme alle cellule della neuroglia e al tessuto vascolare
   • Riceve, elabora e trasmette impulsi nervosi
   • Cellule postmitotiche (alcuni dopo la loro morte non vengono sostituiti)
2. Neuroglia:
   • Funzione di sostegno
   • Sopravvivenza dei neuroni legata alla loro corretta comunicazione

Morte cellulare

• Apoptosi: morte cellulare programmata, processo fisiologico
• Necrosi: morte neuronale, processi patologici

Lezione 2

Il neurone

Unità cellulare che, insieme alle cellule gliali, costituisce il tessuto nervoso.

Struttura

Il neurone recepisce informazioni in arrivo e le trasferisce ad altri neuroni tramite terminazioni assonali a livello del corpo cellulare o dei dendriti. L'interno è separato dall'esterno dalla membrana neuronale, che consiste in un doppio strato fosfolipidico (due strati di molecole lipidiche).

Il soma:

• Parte centrale del neurone
• Interno della cellula: citosol, soluzione salina ricca di potassio, separata da membrana cellulare
• Il corpo cellulare contiene il nucleo:
  • Forma sferica
  • Cromosomi: contengono materiale genetico (DNA)
  • Informazioni contenute nei geni: sintesi di proteine
• Dal corpo originano prolungamenti citoplasmatici: neuriti (assoni e dendriti)

Classificazione neuroni

• In base alla morfologia di:
  • Dendriti
  • Assoni
  • Strutture che innervano
• In base al numero totale di neuriti che si estendono dal soma:
  • Neurone unipolare: 1 neurite
  • Neurone bipolare: 2 neuriti
  • Neurone multipolare: 3 o più neuriti (maggior parte)
• In base alle connessioni:
  • Neuroni sensitivi primari: hanno neuriti sulla superficie sensoriale del corpo umano e inviano informazioni verso il sistema nervoso (pelle, retina occhio)
  • Motoneuroni: hanno assoni che contraggono sinapsi con i muscoli e comandano movimenti
  • Interneuroni: fanno sinapsi solo con altri neuroni

Dendriti

Rappresentano la superficie maggiore della cellula nervosa.

• Struttura: ramificazione detta albero o arborizzazione dendritica (varia da un tipo di neurone all'altro)
• Funzione: ricevono segnali da altre cellule

Classificazione dendriti

• In base alla struttura dell'albero dendritico
• Classificazione unica per una particolare zona del cervello

La corteccia cerebrale ha due classi: cellule piramidali e cellule stellate.

Assone

Si trova nei neuroni e ha una struttura altamente specializzata per trasportare informazioni a distanza nel sistema nervoso.

• Struttura:
  • Cono di integrazione: parte iniziale, contiene canali del Na, dove si formano potenziali d'azione
  • Assone
  • Terminale assone o bottone terminale: parte finale, in contatto con altri neuroni o cellule, passa informazioni, in cui avviene sinapsi
• Invia il segnale ad altre cellule anche a grande distanza
• Invia segnali tramite:
• Trasporto anterogrado: movimento materiale verso assone
• Trasporto retrogrado: trasporto materiale dal terminale al soma

Le cellule gliali

Insieme ai neuroni e al tessuto vascolare costituiscono il tessuto nervoso.

Glia: /pronuncia Glia = glicata, significa colla/

• Contribuisce alla funzione cerebrale sostenendo processi neuronali (non solo)

Astrociti

• Cellule numericamente più presenti tra le cellule gliali
• Svolgono funzione nel SNC
• Riempiono maggior parte dello spazio tra neuroni
• Possono influenzare la crescita o degenerazione del neurite
• Regolano il contenuto chimico dello spazio extracellulare e la concentrazione di ioni di potassio nel fluido extracellulare
• Regolano i neurotrasmettitori avvolgendo giunzioni sinaptiche nel cervello, limitando la diffusione delle molecole di neurotrasmettitore che sono state liberate
• Rilasciano fattori di crescita

Oligodendrociti

• Cellule gliali
• Ricoprono con i prolungamenti assoni e neuroni
• Strato di membrana isola assoni: mielina, che si avvolge a spirale intorno agli assoni nel cervello
• Guaina mielinica: descrive il rivestimento del neurone
• Funzione di rendere il neurone elettricamente isolato dall'esterno: propaga gli impulsi elettrici a una maggiore velocità
• Nel SNP, funzione simile è svolta dalle cellule di Schwann

Microglia

• Si definiscono globuli bianchi specifici del Sistema Nervoso
• Sono dei macrofagi (cellule specializzate del sistema immunitario)
• Partecipano alla fagocitosi
• Derivano dai monociti (precursori globuli bianchi) e non sono propriamente cellule del sistema nervoso, ma ne fanno parte
• Eliminano sostanze che possono danneggiare il neurone
• Partecipano alle risposte infiammatorie
• Partecipano alla secrezione di citochine e di fattori di crescita
• Partecipano a reazioni immunitarie nel SNC

Mielina

Favorisce lo scorrere della corrente all'interno dell'assone, aumentando la velocità di conduzione del potenziale d'azione. La guaina mielinica consiste di strati di membrana forniti dalle cellule di supporto:

• Cellule di Schwann nel SNP
• Oligodendrociti nel SNC

La mielina si interrompe periodicamente lasciando uno spazio dove la membrana sonica rimane scoperta (Nodo di Ranvier). L'esistenza dei nodi aumenta la velocità e l'efficienza della conduzione assonica (conduzione saltatoria). I canali voltaggio-dipendenti per Na sono concentrati nella membrana dei nodi.

• Oligodendrociti: formano diversi segmenti mielinici
• Cellule di Schwann: formano un singolo segmento di mielina e guidano il processo di rigenerazione assonica in seguito a un danno

Questo spiega perché nel sistema nervoso dei mammiferi una rigenerazione assonica si realizzi soltanto a livello del SNP. I neuroni sono morfologicamente diversi da quelli del SNC (più lunghi).

Lezione 3

Sclerosi multipla (SM) e neuropatie

Il sistema nervoso centrale comunica con il corpo attraverso nervi attaccati al cervello e al midollo spinale. I nervi sono fasci composti da migliaia di singole fibre avvolte in una membrana protettiva: la mielina. La sclerosi multipla è una condizione in cui il sistema immunitario attacca il proprio sistema nervoso, danneggiando mielina e i nervi stessi. La perdita di mielina (demielinizzazione) si verifica in più aree, chiamate placche, e provoca la formazione di un tessuto cicatriziale (sclerosi, che significa indurimento in greco). Quando la mielina e le fibre nervose vengono danneggiate, gli impulsi nervosi sono disturbati o interrotti, provocando molteplici disturbi o sintomi che caratterizzano la malattia.

La SM attacca

• Guaine mieliniche di fasci di assoni nel cervello
• Midollo spinale
• Nervi ottici

Le persone accusano:

• Debolezza
• Mancanza di coordinazione
• Compromissione della vista e del linguaggio
• Rallentamento della velocità di conduzione (es. nervo ottico)

È caratterizzata da:

• Remissioni
• Ricadute

Esami

Oggi le lesioni cerebrali possono essere visualizzate con risonanza magnetica. Per anni i neurologi diagnosticavano la SM sfruttando il fatto che la mielina servisse per accelerare le conduzioni di impulsi elettrici nelle azioni del sistema nervoso, quindi poteva essere valutata con i potenziali evocati.

Neuropatia

La neuropatia colpisce l'SNC e può essere di vari tipi:

• Neuropatia sensitiva: riguarda nervi sensitivi
• Neuropatia motoria: riguarda nervi motori
• Neuropatia sensitivo-motoria: riguarda sia nervi motori che sensitivi
• Polineuropatia: malfunzionamento simultaneo di nervi periferici in tutto il corpo

Classificazione secondo caratteristiche anatomopatologiche delle polineuropatie

• Assonali: colpisce gli assoni
• Demielinizzanti: intaccano le cellule di Schwann

Sintomi

• Dolore acuto e cronico, assenza di stimolo riconoscibile (a volte può essere provocato da un infortunio, a volte da un lieve tocco)

Esami

• Esaminare i potenziali evocati somato-sensoriali SNC
• Studi sulla velocità di conduzione nel SNP
• Elettromiografia

Elettromiografia

Due parti:

1. Si valuta l'ampiezza del potenziale elettrico evocato e la latenza distale attraverso stimolazione elettrica del nervo, con uno stimolatore superficiale posizionato sul nervo e registrazione del potenziale elettrico evocato per mezzo di elettrodi superficiali posizionati sul muscolo (Elettroneurografia).
2. Si inserisce un elettrodo ad ago in tre condizioni:
   • A riposo
   • Contrazione minima
   • Massima contrazione del muscolo

Lezione 4

Introduzione alla comunicazione tra neuroni

Come comunicano tra loro i neuroni? La struttura del neurone riceve e propaga informazioni tramite dendriti e assoni. La parte finale dell'assone è chiamata bottone sinaptico. Il trasferimento di informazioni presso la sinapsi da un neurone all'altro avviene attraverso la trasmissione sinaptica. L'informazione sotto forma di impulso elettrico viaggia verso l'assone, viene convertita nella parte terminale in un segnale chimico che attraversa lo spazio intersinaptico. Il segnale chimico, noto come neurotrasmettitore, è immagazzinato e liberato da vescicole sinaptiche all'interno del terminale della sinapsi.

Sinapsi

Il punto di congiunzione tra neuroni.