unità 14 il sistema nervoso · pdf file14.1 il sistema nervoso riceve gli stimoli, li...

Unità 14 Il sistema nervoso

Unità 14 Il sistema nervoso

Obiettivi

Capire come avviene la trasmissione degli

impulsi nervosi

Sapere come funzionano le sinapsi e i

neurotrasmettitori

Capire come è fatto il sistema nervoso

umano e come si è evoluto nella forma

attuale

Conoscere la struttura e le principali

funzioni dell’encefalo umano

3

Prova di competenza – Immagini mentali

In che modo è possibile studiare cerebrale in vivo?

Lezione 1

STRUTTURA E FUNZIONI DEL SISTEMA NERVOSO

4

14.1 Il sistema nervoso riceve gli stimoli, li interpreta e invia risposte

La cellula di base del sistema nervoso è il neurone

– Corpo cellulare: contiene il nucleo e gli organuli cellulari

– Fibre nervose: lunghi e sottili prolungamenti, che conducono e trasmettono i segnali

5


Sistema nervoso centrale (SNC)

– Cervello

– Midollo spinale (nei vertebrati)

Sistema nervoso periferico (SNP)

– Nervi: fasci di fibre nervose strettamente avvolte da tessuto connettivo

– portano i segnali dal SNC ai distretti periferici e/o da questi ultimi al SNC

– Gangli: piccole masse costituite dall’aggregazione dei corpi cellulari dei neuroni

6


Il sistema nervoso ha tre funzioni interconnesse

– Ricezione dell’input sensoriale (afferenza sensoriale): ha luogo grazie alla trasmissione del segnale dai recettori ai centri di integrazione

– Integrazione: consiste nell’interpretazione dei segnali sensoriali e nella formulazione di risposte adeguate

– Emissione dell’output motorio (efferenza motoria):consiste nella trasmissione dei segnali dai centri di integrazione alle cellule effettrici

7

Afferenza sensoriale

Recettore sensoriale

Integrazione

Efferenza motoria

Cellule effettrici

Encefalo e midolo spinale

Sistema nervosoperiferico (SNP)

Sistema nervoso centrale (SNC)

8


Neuroni sensoriali

– Trasmettono i segnali dai recettori al SNC

Interneuroni, localizzati interamente nel SNC

– Integrano i dati

– Trasmettono i segnali appropriati ad altri interneuroni o ai neuroni motori

– Trasmettono i segnali dal SNC alle cellule effettrici

Motoneuroni

– Trasmettono i segnali dal SNC alle cellule effettrici

9


STEP BY STEP

Indica la sequenza con cui le informazioni passano attraverso i tre tipi di neurone nel riflesso patellare

11

14.2 I neuroni sono le unità funzionali del sistema nervoso

Il neurone

– Corpo cellulare: contiene la maggior parte gli organelli

– Due tipi di prolungamentei (fibre)

– Dendriti: molto ramificati che ricevono i segnali da altri neuroni e li conducono al corpo cellulare

– Assoni: possono essere anche molto lunghi e trasmettono i segnali ad altre cellule; queste ultime possono essere altri neuroni o cellule di organi effettori

12


Per funzionare normalmente i neuroni hanno bisogno del supporto delle cellule gliali

A seconda del tipo le cellule gliali possono

– Fornire nutrimento

– Isolare gli assoni

– Mantenere l’omeostasi del fluido extracellulare

13


Le cellule di Shwann nel SNP e gli oligodendrociti nel SNC sono particolari cellule gli che avvolgono gli assoni con la guaina mielinica

Guaina mielinica

– Avvolge gli assoni

– Isola gli assoni preservando il segnale da possibili fenomeni di dispersione

– Permette al segnale di viaggiare a maggior velocità

14

Direzionedel segnale

Dendriti

Corpocellulare

Nucleo Assone

Celluladi Schwann

Guaina mielinica

Direzione del segnale

Nodi diRanvier

Terminali sinaptici

Nodi diRanvier

NucleoCellula

di Schwann

Strati di mielina che formano la guaina mielinica

Corpo cellulare

15


STEP BY STEP

Qual è la funzione dalla guaina mielinica?

16

Lezione 2

IL SEGNALE NERVOSO E LA SUA TRASMISSIONE

17

14.3 Il potenziale di membrana permette la trasmissione dell’impulso nervoso

La membrana di un neurone a riposo

– Ha una carica leggermente negativa all’interno

– Ha una carica leggermente positiva all’esterno

– Questa differenza di carica è un’energia potenziale: il potenziale di membrana

– Nel neurone a riposo il potenziale di membrana equivale a circa –70mV ed è chiamato potenziale di riposo

18


Il potenziale di riposo è generato dalla diversa composizione e concentrazione di ioni nei fluidi presenti all’interno e all’esterno della cellula

– All’interno della cellula

– K+ più concentrato

– Na+ meno concentrato

– All’esterno della cellula

– K+ meno concentrato

– Na+ più concentrato

19

Neurone Assone

Membrana plasmatica

Esterno dellacellula

Na+ K+

Na+

Na+

pompa Na+-K+

Canale del Na+

Membrana plasmatica

Canale del K+

Proteina

Interno della cellula

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+

Na+Na+

K+ Na+

Na+

Na+

Na+

K+

K+K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

20

Esterno dellacellula

Na+ K+

Na+

Na+

pompa Na+-K+

Canale del Na+

Membrana plasmatica

Canale del K+

Proteina

Interno della cellula

Na+

Na+ Na+

Na+

Na+

Na+

Na+Na+

K+ Na+

Na+

Na+

Na+

K+

K+K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

K+

21

Gli ioni Na+ sono più concentrati all’esterno della cellula, dove

sono trasportati attivamente dalla pompa sodio potassio, perché i

canali del sodio consentono una diffusione limitata di questi ioni

attraverso la membrana

Gli ioni K sono più concentrati all’interno, grazie all’azione della

pompa sodio-potassio, ma possono diffondere liberamente verso

l’esterno, lasciando dietro di sé una carica negativa


STEP BY STEP

Se la membrana di un neurone diventa improvvisamente più permeabile agli ioni di sodio, si verifica un rapido movimento netto di Na+ verso l’interno della cellula

Quali sono le due forze che guidano gli ioni all’interno?

22

14.4 Un segnale nervoso inizia come una variazione del potenziale di membrana

Uno stimolo genera un segnale nervoso

– Altera la permeabilità agli ioni di una sezione di membrana

– Permette agli ioni di attraversarla

– Comporta un cambiamento nel potenziale di membrana

23


Il potenziale d’azione è un segnale nervoso che viaggia lungo l’assone

– Il potenziale di membrana passa dal potenziale di riposo al picco massimo del potenziale d’azione

– Poi si riassesta sul potenziale di riposo

24

1

Tempo (ms)–100

Potenziale di riposo

1

Soglia–50

0

50Potenziale d’azione

Po

ten

zia

le d

i m

em

bra

na

(mV

)

26

Nella membrana a riposo

i canali voltaggio

dipendenti sono chiusi

e il potenziale è –70 mV

Uno stimolo provoca

l’apertura di alcuni canali

del Na+

Se viene raggiunto il

potenziale soglia di

–50 mV, si genera il

potenziale d’azione

2

Tempo (ms)–100


1

Soglia

2

–50

0

50Potenzialed’azione

Po

ten

zia

le d

i m

em

eb

ran

a(m

V)

27

3

Tempo (ms)–100


1

Soglia

2

3

–50

0


Po

ten

zia

le d

i m

em

bra

na

(mV

)

28

Vengono aperti altri

canali del Na+, i canali

del K+ sono chiusi e

l’interno della cellula

diventa più positivo

4

Tempo (ms)–100


1

Soglia

2

34

–50

0


Po

ten

zia

le d

i m

em

bra

na

(mV

)

29

I canali del Na+ si

chiudono, mentre si

aprono quelli del K+ che

fluisce all’esterno; il

potenziale di membrana

diminuisce

5

Tempo (ms)–100


1

Soglia

2

34

5

–50

0

50Potenzialed’azione

Po

ten

zia

le d

i m

em

bra

na

(mV

)

30

I canali del K+ si

chiudono, provocando

una breve caduta al di

sotto del potenziale di

riposo

Tempo (ms)–100


1

Soglia

2

34

5

–50

0

50

1

Potenzialed’azione

Po

ten

zia

le d

i m

em

bra

na

(mV

)

31

1 La membrana torna al

potenziale di riposo

di –70 mV


STEP BY STEP

La genesi di un potenziale d’azione è un esempio di feedback positivo o negativo?

32

14.5 Il potenziale d’azione si propaga lungo il neurone

Il potenziale d’azione

– Una volta innescato si propaga con una reazione a catena lungo l’assone in una sola direzione

– È un evento del tipo “tutto o nulla”

33

Assone

Potenziale d’azione

Segmento di assone

1 Na+

34

In seguito a uno

stimolo si aprono i

canali del Na+ e si

genera un potenziale

d’azione in una

regione dell’assone

Assone


Segmentodi assone


2

1 Na+

Na+

K+

K+

35

Subito dopo, in quella

stessa regione, si

aprono i canali del

K+�e si chiudono i

canali del Na+,

mentre si aprono i

canali dell’Na+ nella

regione adiacente

Assone


Segmentodi assone



2

3

1 Na+

Na+

Na+

K+

K+

K+

K+

36

Mentre il tratto

dell’assone dove si è

generato lo stimolo

ritorna al potenziale

di riposo, l’impulso si

propaga lungo

l’assone


Come fanno i potenziali d’azione a trasmettere la diversa intensità delle informazioni al sistema nervoso centrale?

– L’intensità del singolo potenziale d’azione non può cambiare

– Quello che cambia è la frequenza, cioè il numero di potenziali d’azione che vengono inviati nell’unità di tempo

37


STEP BY STEP

Che cosa si intende con l’espressione “tutto o nulla” quando si parla di stimolo nervoso?

38

14.6 I neuroni comunicano a livello delle sinapsi

Le sinapsi sono le regioni in cui avviene la comunicazione tra

– Due neuroni

– Un neurone e una cellula effetrice

39


Sinapsi elettriche

– Il segnale nervoso passa direttamente dal neurone presinaptico alla cellula successiva, detta postsinaptica

Sinapsi chimiche

– Il neurone presinaptico secerne un neurotrasmettitore

– Il neurotrasmettitore attraversa la fessura sinaptica

– Il neurotrasmettitore si lega a un recettore sulla membrana della cellula postsinaptica

40

Neuronetrasmittente

1

23

4

65

Assone delneuronetrasmittente

Vescicole

Terminalesinaptico

Le vescicole si fondono con lamembrana plasmatica

Fessurasinaptica

Neuronericevente

Neurone ricevente

Canali ioniciMolecole delneurotrasmettitore

Il neurotrasmettitore è liberato nellafessura sinaptica

Il neurotrasmettitoresi lega al recettore

Sinapsi

Arriva il potenziale d’azione

Neurotrasmettitore

Recettore

ioni

Il neurotrasmettitore vienedemolito ed eliminato

Il canale ionico si chiudeIl canale ionico si apre

41

Neuronetrasmittente�

4

Assone delneuronetrasmittente

Vescicole

Terminalesinaptico

Le vescicole si fondono con lamembrana plasmatica

Fessurasinaptica

Neuronericevente

Neurone ricevente

Canali ioniciMolecole delneurotrasmettitore

Il neurotrasmettitore è liberato nellafessura sinaptica

Il neurotrasmettitoresi lega al recettore

Sinapsi

Arriva il potenziale d’azione

32

1

42

5

Neurotrasmettitore

Il canale ionico si chiudeIl canale ionico si apre

Recettore

Ioni

Il neurotrasmettitore vienedemolito ed eliminato

6

43


STEP BY STEP

In che modo una sinapsi garantisce che i segnali viaggino in una sola direzione, dalla cellula presinaptica a quella postsinaptica?

44

14.7 Le sinapsi chimiche consentono l’elaborazione di informazioni complesse

Neurotrasmettitri eccitatori

– Inducono l’innesco di potenziali d’azione

Neurotrasmettitri inibitori

– Riducono la capacità della cellula di innescare potenziali d’azione

45


Un neurone riceve segnali

– Da centinaia di altri neuroni

– Attraverso migliaia di sinapsi

Se, nel loro complesso, i segnali eccitatori sono abbastanza forti da superare i segnali inibitori e alzare il potenziale di membrana oltre il livello soglia

– La cellula genera un potenziale d’azione e lo trasmette lungo il proprio assone

46

Dendriti

Guainamielinica

Assone

Corpo cellulare del neurone potsinaptico

Inibitorio Eccitatorio

Terminali sinaptici

Terminali sinaptici

47

Dendriti

Guaina mielinica

Assone

Corpo cellulare del neurone potsinaptico

Inibitorio Eccitatorio

Terminali sinaptici

48

Terminali sinaptici

49


STEP BY STEP

In che modo l’apertura di canali di membrana per ioni diversi porta a effetti eccitatori o inibitori?

50

14.8 Molte piccole molecole funzionano come neurotrasmettitori

Molte piccole molecole organiche contenenti azoto funzionano da neurotrasmettitori

– L’ acetilcolina è un importante neurotrasmettitore

– Nel cervello

– Nelle sinapsi tra motoneuroni e cellule muscolari

– Le ammine biogene sono neurotrasmettitori derivati dagli amminoacidi

– Importanti per il SNC

– La serotonina e la dopamina influiscono su aspetti fondamentali della vita come il sonno,l’umore, l’attenzione e l’apprendimento

51


– Quattro amminoacidi che funzionano da neurotrasmettitori

– Sono molto importanti per il SNC

– L’aspartato e il glutammato agiscono su sinapsi eccitatorie

– La glicina e il GABA sono liberati nelle sinapsi inibitorie

– Peptidi

– La sostanza P media la nostra percezione del dolore

– Le endorfine riducono la nostra percezione del dolore

52


– Diversi peptidi funzionano da neurotrasmettitori

– La sostanza P è un neurotrasmettitre eccitatorio che media la percezione del dolore

– Anche le endorfine sono peptidi e funzionano sia come neurotrasmettitori, sia come ormoni

53


STEP BY STEP

Che cosa determina il fatto che un neurone sia o non sia influenzato da uno specifico neurotrasmettitore?

54

Un cervello da sballo

Molte sostanze psicoattive, anche quelle comuni

– Agiscono a livello delle sinapsi

– Influiscono sull’azione dei neurotrasmettitori

La caffeina contrasta i neurotrasmettitori inibitori

La nicotina agisce da stimolante

L’alcol ha una potente azione depressiva

55

COLLEGAMENTO salute

Molte sostanze psicoattive, anche quelle comuni

– Agiscono a livello delle sinapsi

– Influiscono sull’azione dei neurotrasmettitori

La caffeina contrasta i neurotrasmettitori inibitori

La nicotina agisce da stimolante

L’alcol ha una potente azione depressiva

57

Un cervello da sballoCOLLEGAMENTO salute

In medicina si utilizzano diversi tipi di sostanze psicoattive per trattare alcuni disturbi del sistema nervoso

- Inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina sono usati nei casi di depressione

- Benzodiazepine, che attivano i recettori del GABA, funzionano come tranquillanti

- Alcuni antipsicotici agiscono bloccando i recettori della dopamina

58


In medicina si utilizzano diversi tipi di sostanze psicoattive per trattare alcuni disturbi del sistema nervoso

Inibitori selettivi della ricaptazione della serotonina nei casi di depressione

Benzodiazepine, che attivano i recettori del GABA, funzionano come tranquillanti

Alcuni antipsicotici agiscono bloccando i recettori della dopamina

59


Lezione 3

IL SISTEMA NERVOSO DEGLI ANIMALI

60

14.9 L’evoluzione del sistema nervoso va verso la cefalizzazione e la centralizzazione

Gli animali a simmetria radiale hanno sistemi nervosi organizzati in reti nervose non centralizzate

61

alla luce dell’evoluzione

Rete nervosa

Neurone

Idra (cnidario)A

62


Negli animali più complessi, gli assoni di più cellule sono spesso riuniti insieme a formare i nervi

– I nervi sono strutture fibrose che hanno la funzione di incanalare e organizzare il flusso di informazioni lungo percorsi specifici

63


Stella marina (echinoderma)B

64


Negli animali a simmetria bilaterale

– Cefalizzazione: tendenza evolutiva verso la concentrazione del sistema nervoso all’estremità cefalica

– Centralizzazione: presenza di un sistema nervoso centrale (SNC), distinto dal sistema nervoso periferico (SNP)

– Sviluppo dei gangli: gruppi di corpi cellulari neuronali

65


Macchia oculare

C

Cervello

Cordone nervoso

Nervo trasversale(periferico)

Planaria (platelminta)

66

Cervello

D

Cordone nervoso ventrale

Ganglio

Sanguisuga (anellide)

67

Cervello

E

Cordone nervoso ventrale

Gangli

Insetto (artropode)

68

Cervello

E

Assonegigante

Calamaro (mollusco)

69


STEP BY STEP

Perché per la maggior parte degli animali a simmetria bilaterale è vantaggioso che il cervello sia nell’estremità cefalica del corpo?

70


14.10 Il sistema nervoso dei vertebrati è formato dal SNC e dal SNP

Il sistema nervoso centrale (SNC) è composto da

– Encefalo: centro di controllo

– Midollo spinale: trasmette in formazioni da e verso l’encefalo e integra semplici risposte ad alcuni stimoli

71


L’encefalo è dotato di diversi sistemi di protezione

- L’ambiente dell’encefalo è mantenuto chimicamente costante da una vasta rete di vasi sanguigni

- La barriera ematoencefalica permette il passaggio di ossigeno e sostanze nutritive e impedisce quello di sostanze dannose

72


- L’encefalo contiene spazi pieni di liquidi (protezione dagli urti, circolazione di sostanze nutritive e ormoni, eliminazione di rifiuti)

- Ventricoli nel cervello

- Canale ependimale nel midollo spinale

- Intercapedine tra meningi ed encefalo / midollo spinale

73


I SNC è formato da due componenti distinte

– Sostanza bianca: fasci di assoni provvisti di guanine mieliniche

– Sostanza grigia: corpi cellulari, dendriti e assoni sprovvisti di guaine mieliniche

74


Il sistema nervoso periferico (SNP) è formato da gangli e nervi

– Nervi cranici: hanno origine nell’encefalo e terminano prevalentemente in strutture della testa

– Nervi spinali: hanno origine nel midollo spinale e innervano le parti del corpo sotto alla testa

75

Encefalo

Sistema nervosocentrale (SNC)

Midollo spinale

Sistema nervoso

periferico (SNP)

Nervi cranici

Gangli esternial SNC

Nervi spinali

76

Encefalo

Ventricoli

Canale ependimale del midollo spinale

Liquido cerebrospinale

Meningi

Midollo spinale

Sostanzabianca

Sostanza grigia Ganglio della

radice dorsale(parte del SNP)

Nervo spinale(parte del SNP)Canale ependimale

Midollo spinale(sezione trasversale)

77


STEP BY STEP

Quali strutture compongono il sistema nervoso centrale dei vertebrati?

78

Il sistema nervoso periferico (SNP) può essere suddiviso in due componenti diverse dal punto di vista funzionale

– Sistema nervoso somatico: trasporta i segnali da e verso i muscoli scheletrici, soprattutto in risposta a stimoli esterni

– Il sistema nervoso autonomo: regola l’ambiente interno dell’organismo mediante il controllo della muscolatura liscia e cardiaca, e degli organi dei sistemi digerente, cardiovascolare, escretore ed endocrino

– Questo controllo è generalmente involontario

79

14.11 Il sistema nervoso periferico contiene sottosistemi con funzioni diverse

Sistema nervosoperiferico

Sistema somatico

Sistemaautonomo

Sistema simpatico

Sistema parasimpatico

Sistema enterico

80

STEP BY STEP

Quali parti del sistema nervoso controllano i muscoli della mano quando scriviamo e quelli del sistema digerente quando mangiamo?

81

14.11 Il sistema nervoso periferico contiene sottosistemi con funzioni diverse

Il nostro SNA contiene due insiemi di neuroni con effetti antagonisti sulla maggior parte degli organi

– Sistema parasimpatico: prepara l’organismo alle attività che portano all’acquisizione e alla conservazione dell’energia

– “riposa e digerisci”

– Sistema simpatico: prepara l’organismo a intense attività che consumano energia, come il combattimento, la fuga o la competizione

– Reazione “combatti o fuggi”

82

14.12 L’azione opposta dei neuroni simpatici e parasimpatici regola l’ambiente interno

Encefalo

Sistema parasimpatico

Provoca la contrazionedelle pupille

Occhio

Stimolala produzione di saliva

Polmone

Provoca lacostrizionedei bronchi

Riducela frequenzacardiaca

Midollospinale

Stimolastomaco, pancreas e intestino

Fegato

Stimolala minzione

Favorisce l’erezione dei genitali

Intestino

Genitali

Vescica

Pancreas

Stomaco

Ghiandolasurrenale

Cuore

Ghiandole salivari

Sistema simpatico

Provoca la dilatazione delle pupille

Inibisce la produzione di saliva

Provoca ladilatazionedei bronchi

Aumenta lafrequenzacardiaca

Stimola la liberazione di adrenalina e noradrenalina

Stimola la liberazione di glucosio

Inibisce stomaco, pancreas e intestino

Inibisce la minzione

Provoca l’eiaculazione e le contrazioni vaginali

83

STEP BY STEP

Quale effetto avrà sulla frequenza del polso di una persona un farmaco che inibisce il sistema nervoso parasimpatico?

84

14.12 L’azione opposta dei neuroni simpatici e parasimpatici regola l’ambiente interno

Lezione 4

L’ENCEFALO UMANO

85

14.13 L’encefalo dei vertebrati si sviluppa da tre rigonfiamenti anteriori del tubo neurale

L’encefalo dei vertebrati si è evoluto attraverso l’ingrandimento e la suddivisione strutturale e funzionale

– Prosencefalo

– Telencefalo (cervello)

– Diencefalo

– Mesencefalo

– Rombencefalo

86

Regioni dell’encefaloembrionale

Prosencefalo

Mesencefalo

Rombelcefalo

Mesencefalo

Rombencefalo

Prosencefalo

Embrione di un mese

Strutture presentinell’adulto

Telencefalo (emisferi cerebrali; comprende corteccia cerebrale, sostanza bianca, gangli basali)

Diencefalo (talamo, ipotalamo,neuroipofisi, epifisi)

Mesencefalo (parte del tronco encefalico)

Ponte (parte del tronco encefalico), cervelletto

Midollo allungato (parte del tronco encefalico)

Emisfero cerebrale Diencefalo

Mesencefalo

Ponte

Cervelletto

Midollo allungato

Midollo spinale

Feto di tre mesi

87

Regioni dell’encefaloembrionale

Strutture presentinell’adulto

Telencefalo (emisferi cerebrali; comprende corteccia cerebrale, sostanza bianca, gangli basali)

Diencefalo (talamo, ipotalamo, neuroipofisi, epifisi)

Mesencefalo (parte del tronco encefalico)

Ponte (parte del tronco encefalico), cervelletto

Midollo allungato (parte del tronco encefalico)

Prosencefalo

Mesencefalo

Rombelcefalo

88

Mesencefalo

Rombencefalo

Prosencefalo

Embrione di un mese

Emisfero cerebrale Diencefalo

Mesencefalo

Ponte

Cervelletto

Midollo allungato

Midollo spinale

Feto di tre mesi

89


L’evoluzione del comportamento dei vertebrati, nella sua estrema complessità, è andata in parallelo con l’evoluzione del telencefalo (cervello)

90


STEP BY STEP

Quale regione dell’encefalo ha subito i maggiori cambiamenti durante l’evoluzione dei vertebrati?

91

14.14 La struttura dell’encefalo umano: un supercomputer vivente

L’encefalo umano

– È più potente e più sofisticato dei nostri migliori computer

– È suddiviso in tre parti principali

– Prosencefalo

– Mesencefalo

– Rombencefalo

92

Mesencefalo

Rombencefalo

Prosencefalo

Telencefalo

Talamo

Ipotalamo

Ipofisi

Ponte

Midollo allungato

Cervelletto

Cortecciacerebrale

Midollo spinale

93

Emisfero cerebralesinistro

Emisfero cerebraledestro

Corpocalloso

Ganglibasali

94


Tronco encefalico

– È formato dal mesencefalo e da due aree del rombencefalo: midollo allungato e ponte

– È una delle parti più antiche dell’encefalo dei vertebrati

– Coordina e filtra le informazioni provenienti dai neuroni sensoriali

– Regola il ciclo sonno/veglia e contribuisce a coordinare i movimenti corporei

95


Cervelletto

– È il centro che coordina i movimenti del corpo

Talamo

– Classifica i dati in categorie e li invia alla corteccia cerebrale

Ipotalamo

– È il principale centro di controllo omeostatico

– Regola i cicli circadiani

– Controlla la secrezione di ormoni da parte dell’ipofisi96


Il telencefalo

– È la parte più voluminosa e complessa dell’encefalo

– Svolge le funzioni di integrazione più complicate

– Formula le risposte comportamentali complesse

– Ho un ruolo fondamentale in linguaggio, memoria, apprendimento, emozioni

97


STEP BY STEP

Qual è la parte dell’encefalo più importante per risolvere problemi algebrici, tra quelle elencate nella tabella della precedente diapositiva?

99

14.15 La corteccia cerebrale è un mosaico di regioni specializzate e interattive

Corteccia cerebrale

– È spessa solo 5 mm

– Rappresenta l’80% della massa totale dell’encefalo umano

– Regola i movimenti volontari

– È responsabile dei tratti umani più distintivi

– Capacità logiche, matematiche e linguistiche, immaginazione, personalità

100


Corteccia motoria: invia comandi alla muscolatura scheletrica, rispondendo agli stimoli sensoriali

Aree di associazione

– Formano la maggior parte della corteccia cerebrale

– Sono la sede delle attività mentali superiori

– Ragionamento

– Linguaggio

Lateralizzazione: durante lo sviluppo alcune aree dei due emisferi si specializzano per funzioni diverse

101

Lobo frontale Lobo parietale

Lobo temporale Lobo occipitale

Area associativafrontale

Area associativasomatosensoriale

Area associativavisivaArea associativa

uditiva

Linguaggio

Olfatto

Udito

Gusto

Linguaggio

Lettura

Vista

102


STEP BY STEP

Se un ictus determina la perdita della parola e l’intorpidimento della parte destra del corpo, quale lobo della corteccia potrebbe aver danneggiato?

E di quale emisfero?

103

Cervelli danneggiati

Lo studio dell’encefalo ha permesso di associare ad alcune aree specifiche alcune attività e abilità umane

− Tomografia a emissione di positroni (PET)

− Risonanza magnetica funzionale (fMRI)

Molte informazioni derivano dallo studio di alterazioni dell’encefalo causate da malattie, incidenti, operazioni chirurgiche

– La storia di Phineas Gage

104

COLLEGAMENTO salute

Stimolazione diretta

− Durante le operazioni al cervello è possibile stimolare parti della corteccia con una corrente elettrica innocua e interrogare il paziente su quali sensazioni o ricordi vengano richiamati

Lateralizzazione

– Molto di quello che sappiamo a proposito della lateralizzazione proviene dallo studio di pazienti in cui le fibre che mettono in comunicazione i due emisferi sono state recise per curare gravi forme di epilessia

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Cervelli danneggiatiCOLLEGAMENTO salute

14.16 La risonanza magnetica funzionale (fMRI) permette di comprendere la struttura e le funzioni dell’encefalo

fMRI

– è una tecnica di scansione e produzione di immagini che permette di visualizzare i processi metabolici durante il loro svolgimento nei tessuti viventi

– Applicabile su pazienti coscienti e sani

– Individua le aree in cui varia il consumo di ossigeno e quindi l’attività neuronale

– Ha permesso di associare aree cerebrali specifiche con un’ampia gamma di comportamenti, semplici e complessi

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14.16 La risonanza magnetica funzionale (fMRI) permette di comprendere la struttura e le funzioni dell’encefalo

STEP BY STEP

Che cosa misura effettivamente la fMRI?

110

14.17 Il ciclo di sonno e veglia è regolato da diverse regioni dell’encefalo

Diversi centri per il controllo della veglia e del sonno si trovano nel tronco encefalico

– La formazione reticolare è uno di essi e agisce come un filtro ricevendo i dati dai recettori sensoriali e selezionando quali inviare alla corteccia cerebrale

– Più informazioni veglia

– Meno informazioni sonno

– Ponte e midollo allungato se stimolati inducono il sonno

– Nel mesencefalo si trova un centro che induce la veglia

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Sonno

– Essenziale per la sopravvivenza

– È uno stato attivo

– Sembra sia coinvolto nella consolidazione dell’apprendimento e nella memoria

112


STEP BY STEP

Che cosa impedisce alla corteccia cerebrale di essere sopraffatta dal gran numero di stimoli sensoriali provenienti dai recettori periferici?

113

14.18 Il sistema limbico è coinvolto nelle emozioni, nella memoria e nell’apprendimento

Il sistema limbico

– È un’unità funzionale del prosencefalo che comprende parti del talamo e dell’ipotalamo circondate da due anelli incompleti costituiti da regioni della corteccia cerebrale

– È coinvolto

– Nelle emozioni

– Nella memoria

– Nell’apprendimento

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TelencefaloTalamoIpotalamo

Cortecciaprefrontale

Bulbo olfattivoAmigdala Ippocampo

Afferenzeolfattive

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Il diversi tipi di memoria

– Memoria a breve termine

– Memoria a lungo termine

– Il passaggio di dati dalla memoria a breve termine alla memoria a lungo termine coinvolge in parte l’amigdala

– Memoria procedurale

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STEP BY STEP

Quali fattori aiutano a trasferire le informazioni dalla memoria a breve termine a quella a lungo termine?

117

Quando il cervello si inceppa

Alterazioni della fisiologia dell’encefalo possono dar luogo a gravi disturbi neurologici e psichiatrici

Le malattie del sistema nervoso hanno un notevole impatto sulla società, tra le più gravi ci sono

– Schizofrenia

– Depressione

– Morbo di Alzheimer

– Morbo di Parkinson

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COLLEGAMENTO salute

Schizofrenia

– Disturbo mentale grave

– Caratterizzato da episodi psicotici nei quali i pazienti perdono la capacità di distinguere la realtà

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Quando il cervello si inceppaCOLLEGAMENTO salute

Depressione

– Condizione patologica caratterizzata da umore depresso, accompagnato da alterazioni del sonno, dell’appetito e del livello di energia

– Due forme principali

– Depressione maggiore

– Disturbo bipolare, o disturbo maniaco-depressivo

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Morbo di Alzheimer

– Forma di deterioramento mentale o demenza, caratterizzata da confusione, perdita della memoria e da molti altri sintomi

– Generalmente è legato all’età

Difficile formulare una diagnosi

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Morbo di Parkinson

– Disturbo motorio grave

– Caratterizzato da

– Rigidità

– Difficoltà a iniziare i movimenti

– Lentezza nell’eseguirli

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unità 14 il sistema nervoso · pdf file14.1 il sistema nervoso riceve gli stimoli, li...

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