Slide 1

Unit 14 Il sistema nervoso

Slide 2

Unit 14 Il sistema nervoso Obiettivi Capire come avviene la trasmissione degli impulsi nervosi Sapere come funzionano le sinapsi e i neurotrasmettitori Capire come fatto il sistema nervoso umano e come si evoluto nella forma attuale Conoscere la struttura e le principali funzioni dellencefalo umano

Slide 3

3 Prova di competenza Immagini mentali In che modo possibile studiare cerebrale in vivo?

Slide 4

Lezione 1 STRUTTURA E FUNZIONI DEL SISTEMA NERVOSO 4

Slide 5

14.1Il sistema nervoso riceve gli stimoli, li interpreta e invia risposte La cellula di base del sistema nervoso il neurone Corpo cellulare: contiene il nucleo e gli organuli cellulari Fibre nervose: lunghi e sottili prolungamenti, che conducono e trasmettono i segnali 5

Slide 6

14.1Il sistema nervoso riceve gli stimoli, li interpreta e invia risposte 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 dallaggregazione dei corpi cellulari dei neuroni 6

Slide 7

14.1 Il sistema nervoso riceve gli stimoli, li interpreta e invia risposte Il sistema nervoso ha tre funzioni interconnesse Ricezione dellinput sensoriale (afferenza sensoriale): ha luogo grazie alla trasmissione del segnale dai recettori ai centri di integrazione Integrazione: consiste nellinterpretazione dei segnali sensoriali e nella formulazione di risposte adeguate Emissione delloutput motorio (efferenza motoria): consiste nella trasmissione dei segnali dai centri di integrazione alle cellule effettrici 7

Slide 8

Afferenza sensoriale Recettore sensoriale Integrazione Efferenza motoria Cellule effettrici Encefalo e midolo spinale Sistema nervoso periferico (SNP) Sistema nervoso centrale (SNC) 8

Slide 9

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

Slide 10

10

Slide 11

14.1Il sistema nervoso riceve gli stimoli, li interpreta e invia risposte STEP BY STEP Indica la sequenza con cui le informazioni passano attraverso i tre tipi di neurone nel riflesso patellare 11

Slide 12

14.2I neuroni sono le unit 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

Slide 13

14.2I neuroni sono le unit funzionali del sistema nervoso 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 lomeostasi del fluido extracellulare 13

Slide 14

14.2I neuroni sono le unit funzionali del sistema nervoso 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 velocit 14

Slide 15

Direzione del segnale Dendriti Corpo cellulare Nucleo Assone Cellula di Schwann Guaina mielinica Direzione del segnale Nodi di Ranvier Terminali sinaptici Nodi di Ranvier Nucleo Cellula di Schwann Strati di mielina che formano la guaina mielinica Corpo cellulare 15

Slide 16

14.2I neuroni sono le unit funzionali del sistema nervoso STEP BY STEP Qual la funzione dalla guaina mielinica? 16

Slide 17

Lezione 2 IL SEGNALE NERVOSO E LA SUA TRASMISSIONE 17

Slide 18

14.3Il potenziale di membrana permette la trasmissione dellimpulso nervoso La membrana di un neurone a riposo Ha una carica leggermente negativa allinterno Ha una carica leggermente positiva allesterno Questa differenza di carica unenergia potenziale: il potenziale di membrana Nel neurone a riposo il potenziale di membrana equivale a circa 70mV ed chiamato potenziale di riposo 18

Slide 19

14.3Il potenziale di membrana permette la trasmissione dellimpulso nervoso Il potenziale di riposo generato dalla diversa composizione e concentrazione di ioni nei fluidi presenti allinterno e allesterno della cellula Allinterno della cellula K + pi concentrato Na + meno concentrato Allesterno della cellula K + meno concentrato Na + pi concentrato 19

Slide 20

Neurone Assone Membrana plasmatica Esterno della cellula Na + K+K+ pompa Na + -K + Canale del Na + Membrana plasmatica Canale del K + Proteina Interno della cellula Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ 20

Slide 21

Esterno della cellula Na + K+K+ pompa Na + -K + Canale del Na + Membrana plasmatica Canale del K + Proteina Interno della cellula Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ 21 Gli ioni Na + sono pi concentrati allesterno della cellula, dove sono trasportati attivamente dalla pompa sodio potassio, perch i canali del sodio consentono una diffusione limitata di questi ioni attraverso la membrana Gli ioni K sono pi concentrati allinterno, grazie allazione della pompa sodio-potassio, ma possono diffondere liberamente verso lesterno, lasciando dietro di s una carica negativa

Slide 22

14.3Il potenziale di membrana permette la trasmissione dellimpulso nervoso STEP BY STEP Se la membrana di un neurone diventa improvvisamente pi permeabile agli ioni di sodio, si verifica un rapido movimento netto di Na + verso linterno della cellula Quali sono le due forze che guidano gli ioni allinterno? 22

Slide 23

14.4Un segnale nervoso inizia come una variazione del potenziale di membrana Uno stimolo genera un segnale nervoso Altera la permeabilit agli ioni di una sezione di membrana Permette agli ioni di attraversarla Comporta un cambiamento nel potenziale di membrana 23

Slide 24

14.4Un segnale nervoso inizia come una variazione del potenziale di membrana Il potenziale dazione un segnale nervoso che viaggia lungo lassone Il potenziale di membrana passa dal potenziale di riposo al picco massimo del potenziale dazione Poi si riassesta sul potenziale di riposo 24

Slide 25

25

Slide 26

1 Tempo (ms) 100 Potenziale di riposo 1 Soglia 50 0 50 Potenziale dazione Potenziale di membrana (mV) 26 Nella membrana a riposo i canali voltaggio dipendenti sono chiusi e il potenziale 70 mV

Slide 27

Uno stimolo provoca lapertura di alcuni canali del Na + Se viene raggiunto il potenziale soglia di 50 mV, si genera il potenziale dazione 2 Tempo (ms) 100 Potenziale di riposo 1 Soglia 2 50 0 50 Potenziale dazione Potenziale di memebrana (mV) 27

Slide 28

3 Tempo (ms) 100 Potenziale di riposo 1 Soglia 2 3 50 0 50 Potenziale dazione Potenziale di membrana (mV) 28 Vengono aperti altri canali del Na +, i canali del K + sono chiusi e linterno della cellula diventa pi positivo

Slide 29

4 Tempo (ms) 100 Potenziale di riposo 1 Soglia 2 3 4 50 0 50 Potenziale dazione Potenziale di membrana (mV) 29 I canali del Na + si chiudono, mentre si aprono quelli del K + che fluisce allesterno; il potenziale di membrana diminuisce

Slide 30

5 Tempo (ms) 100 Potenziale di riposo 1 Soglia 2 3 4 5 50 0 50 Potenziale dazione Potenziale di membrana (mV) 30 I canali del K + si chiudono, provocando una breve caduta al di sotto del potenziale di riposo

Slide 31

Tempo (ms) 100 Potenziale di riposo 1 Soglia 2 3 4 5 50 0 50 1 Potenziale dazione Potenziale di membrana (mV) 31 1 La membrana torna al potenziale di riposo di 70 mV

Slide 32

14.4Un segnale nervoso inizia come una variazione del potenziale di membrana STEP BY STEP La genesi di un potenziale dazione un esempio di feedback positivo o negativo? 32

Slide 33

14.5Il potenziale dazione si propaga lungo il neurone Il potenziale dazione Una volta innescato si propaga con una reazione a catena lungo lassone in una sola direzione un evento del tipo tutto o nulla 33

Slide 34

Assone Potenziale dazione Segmento di assone 1 Na + 34 In seguito a uno stimolo si aprono i canali del Na + e si genera un potenziale dazione in una regione dellassone

Slide 35

Assone Potenziale dazione Segmento di assone Potenziale dazione 2 1 Na + K+K+ 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 dellNa + nella regione adiacente

Slide 36

Assone Potenziale dazione Segmento di assone Potenziale dazione Potenziale dazione 2 3 1 Na + K+K+ K+K+ K+K+ K+K+ 36 Mentre il tratto dellassone dove si generato lo stimolo ritorna al potenziale di riposo, limpulso si propaga lungo lassone

Slide 37

14.5Il potenziale dazione si propaga lungo il neurone Come fanno i potenziali dazione a trasmettere la diversa intensit delle informazioni al sistema nervoso centrale? Lintensit del singolo potenziale dazione non pu cambiare Quello che cambia la frequenza, cio il numero di potenziali dazione che vengono inviati nellunit di tempo 37

Slide 38

14.5Il potenziale dazione si propaga lungo il neurone STEP BY STEP Che cosa si intende con lespressione tutto o nulla quando si parla di stimolo nervoso? 38

Slide 39

14.6I 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

Slide 40

14.6I neuroni comunicano a livello delle sinapsi 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

Slide 41

Neurone trasmittente 1 2 3 4 65 Assone del neurone trasmittente Vescicole Terminale sinaptico Le vescicole si fondono con la membrana plasmatica Fessura sinaptica Neurone ricevente Neurone ricevente Canali ionici Molecole del neurotrasmettitore Il neurotrasmettitore liberato nella fessura sinaptica Il neurotrasmettitore si lega al recettore Sinapsi Arriva il potenziale dazione Neurotrasmettitore Recettore ioni Il neurotrasmettitore viene demolito ed eliminato Il canale ionico si chiude Il canale ionico si apre 41

Slide 42

Neurone trasmittente 4 Assone del neurone trasmittente Vescicole Terminale sinaptico Le vescicole si fondono con la membrana plasmatica Fessura sinaptica Neurone ricevente Neurone ricevente Canali ionici Molecole del neurotrasmettitore Il neurotrasmettitore liberato nella fessura sinaptica Il neurotrasmettitore si lega al recettore Sinapsi Arriva il potenziale dazione 3 2 1 42

Slide 43

5 Neurotrasmettitore Il canale ionico si chiude Il canale ionico si apre Recettore Ioni Il neurotrasmettitore viene demolito ed eliminato 6 43

Slide 44

14.6I neuroni comunicano a livello delle sinapsi STEP BY STEP In che modo una sinapsi garantisce che i segnali viaggino in una sola direzione, dalla cellula presinaptica a quella postsinaptica? 44

Slide 45

14.7Le sinapsi chimiche consentono lelaborazione di informazioni complesse Neurotrasmettitri eccitatori Inducono linnesco di potenziali dazione Neurotrasmettitri inibitori Riducono la capacit della cellula di innescare potenziali dazione 45

Slide 46

14.7Le sinapsi chimiche consentono lelaborazione di informazioni complesse 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 dazione e lo trasmette lungo il proprio assone 46

Slide 47

Dendriti Guaina mielinica Assone Corpo cellulare del neurone potsinaptico Inibitorio Eccitatorio Terminali sinaptici Terminali sinaptici 47

Slide 48

Dendriti Guaina mielinica Assone Corpo cellulare del neurone potsinaptico Inibitorio Eccitatorio Terminali sinaptici 48

Slide 49

Terminali sinaptici 49

Slide 50

14.7Le sinapsi chimiche consentono lelaborazione di informazioni complesse STEP BY STEP In che modo lapertura di canali di membrana per ioni diversi porta a effetti eccitatori o inibitori? 50

Slide 51

14.8Molte piccole molecole funzionano come neurotrasmettitori Molte piccole molecole organiche contenenti azoto funzionano da neurotrasmettitori L acetilcolina 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, lumore, lattenzione e lapprendimento 51

Slide 52

14.8Molte piccole molecole funzionano come neurotrasmettitori Quattro amminoacidi che funzionano da neurotrasmettitori Sono molto importanti per il SNC Laspartato 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

Slide 53

14.8Molte piccole molecole funzionano come neurotrasmettitori Diversi peptidi funzionano da neurotrasmettitori La sostanza P un neurotrasmettitre eccitatorio che media la percezione del dolore Anche le endorfine sono peptidi e funzionano sia come neurotrasmettitori, sia come ormoni 53

Slide 54

14.8Molte piccole molecole funzionano come neurotrasmettitori STEP BY STEP Che cosa determina il fatto che un neurone sia o non sia influenzato da uno specifico neurotrasmettitore? 54

Slide 55

Un cervello da sballo Molte sostanze psicoattive, anche quelle comuni Agiscono a livello delle sinapsi Influiscono sullazione dei neurotrasmettitori La caffeina contrasta i neurotrasmettitori inibitori La nicotina agisce da stimolante Lalcol ha una potente azione depressiva 55 COLLEGAMENTO salute

Slide 56

56

Slide 57

Molte sostanze psicoattive, anche quelle comuni Agiscono a livello delle sinapsi Influiscono sullazione dei neurotrasmettitori La caffeina contrasta i neurotrasmettitori inibitori La nicotina agisce da stimolante Lalcol ha una potente azione depressiva 57 Un cervello da sballo COLLEGAMENTO salute

Slide 58

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 Un cervello da sballo COLLEGAMENTO salute

Slide 59

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 Un cervello da sballo COLLEGAMENTO salute

Slide 60

Lezione 3 IL SISTEMA NERVOSO DEGLI ANIMALI 60

Slide 61

14.9Levoluzione del sistema nervoso va verso la cefalizzazione e la centralizzazione Gli animali a simmetria radiale h anno sistemi nervosi organizzati in reti nervose non centralizzate 61 alla luce dellevoluzione

Slide 62

Rete nervosa Neurone Idra (cnidario)A 62

Slide 63

14.9Levoluzione del sistema nervoso va verso la cefalizzazione e la centralizzazione Negli animali pi complessi, gli assoni di pi 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 alla luce dellevoluzione

Slide 64

Stella marina (echinoderma)B 64

Slide 65

14.9Levoluzione del sistema nervoso va verso la cefalizzazione e la centralizzazione Negli animali a simmetria bilaterale Cefalizzazione: tendenza evolutiva verso la concentrazione del sistema nervoso allestremit cefalica Centralizzazione: presenza di un sistema nervoso centrale (SNC), distinto dal sistema nervoso periferico (SNP) Sviluppo dei gangli: gruppi di corpi cellulari neuronali 65 alla luce dellevoluzione

Slide 66

Macchia oculare C Cervello Cordone nervoso Nervo trasversale (periferico) Planaria (platelminta) 66

Slide 67

Cervello D Cordone nervoso ventrale Ganglio Sanguisuga (anellide) 67

Slide 68

Cervello E Cordone nervoso ventrale Gangli Insetto (artropode) 68

Slide 69

Cervello E Assone gigante Calamaro (mollusco) 69

Slide 70

14.9Levoluzione del sistema nervoso va verso la cefalizzazione e la centralizzazione STEP BY STEP Perch per la maggior parte degli animali a simmetria bilaterale vantaggioso che il cervello sia nellestremit cefalica del corpo? 70 alla luce dellevoluzione

Slide 71

14.10 Il sistema nervoso dei vertebrati formato dal SNC e dal SNP Il sistema nervoso centrale (SNC) composto da Encefalo: centro di controllo Midollo spinale: trasmette in formazioni da e verso lencefalo e integra semplici risposte ad alcuni stimoli 71

Slide 72

14.10Il sistema nervoso dei vertebrati formato dal SNC e dal SNP Lencefalo dotato di diversi sistemi di protezione - Lambiente dellencefalo 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

Slide 73

14.10Il sistema nervoso dei vertebrati formato dal SNC e dal SNP - Lencefalo 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

Slide 74

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

Slide 75

14.10Il sistema nervoso dei vertebrati formato dal SNC e dal SNP Il sistema nervoso periferico (SNP) formato da gangli e nervi Nervi cranici: hanno origine nellencefalo e terminano prevalentemente in strutture della testa Nervi spinali: hanno origine nel midollo spinale e innervano le parti del corpo sotto alla testa 75

Slide 76

Encefalo Sistema nervoso centrale (SNC) Midollo spinale Sistema nervoso periferico (SNP) Nervi cranici Gangli esterni al SNC Nervi spinali 76

Slide 77

Encefalo Ventricoli Canale ependimale del midollo spinale Liquido cerebrospinale Meningi Midollo spinale Sostanza bianca Sostanza grigia Ganglio della radice dorsale (parte del SNP) Nervo spinale (parte del SNP) Canale ependimale Midollo spinale (sezione trasversale) 77

Slide 78

14.10Il sistema nervoso dei vertebrati formato dal SNC e dal SNP STEP BY STEP Quali strutture compongono il sistema nervoso centrale dei vertebrati? 78

Slide 79

Il sistema nervoso periferico (SNP) pu 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 lambiente interno dellorganismo mediante il controllo della muscolatura liscia e cardiaca, e degli organi dei sistemi digerente, cardiovascolare, escretore ed endocrino Questo controllo generalmente involontario 79 14.11Il sistema nervoso periferico contiene sottosistemi con funzioni diverse

Slide 80

Sistema nervoso periferico Sistema somatico Sistema autonomo Sistema simpatico Sistema parasimpatico Sistema enterico 80

Slide 81

STEP BY STEP Quali parti del sistema nervoso controllano i muscoli della mano quando scriviamo e quelli del sistema digerente quando mangiamo? 81 14.11Il sistema nervoso periferico contiene sottosistemi con funzioni diverse

Slide 82

Il nostro SNA contiene due insiemi di neuroni con effetti antagonisti sulla maggior parte degli organi Sistema parasimpatico: prepara lorganismo alle attivit che portano allacquisizione e alla conservazione dellenergia riposa e digerisci Sistema simpatico: prepara lorganismo a intense attivit che consumano energia, come il combattimento, la fuga o la competizione Reazione combatti o fuggi 82 14.12Lazione opposta dei neuroni simpatici e parasimpatici regola lambiente interno

Slide 83

Encefalo Sistema parasimpatico Provoca la contrazione delle pupille Occhio Stimolala produzione di saliva Polmone Provoca la costrizione dei bronchi Riduce la frequenza cardiaca Midollo spinale Stimola stomaco, pancreas e intestino Fegato Stimola la minzione Favorisce lerezione dei genitali Intestino Genitali Vescica Pancreas Stomaco Ghiandola surrenale Cuore Ghiandole salivari Sistema simpatico Provoca la dilatazione delle pupille Inibisce la produzione di saliva Provoca la dilatazione dei bronchi Aumenta la frequenza cardiaca Stimola la liberazione di adrenalina e noradrenalina Stimola la liberazione di glucosio Inibisce stomaco, pancreas e intestino Inibisce la minzione Provoca leiaculazione e le contrazioni vaginali 83

Slide 84

STEP BY STEP Quale effetto avr sulla frequenza del polso di una persona un farmaco che inibisce il sistema nervoso parasimpatico? 84 14.12Lazione opposta dei neuroni simpatici e parasimpatici regola lambiente interno

Slide 85

Lezione 4 LENCEFALO UMANO 85

Slide 86

14.13Lencefalo dei vertebrati si sviluppa da tre rigonfiamenti anteriori del tubo neurale Lencefalo dei vertebrati si evoluto attraverso lingrandimento e la suddivisione strutturale e funzionale Prosencefalo Telencefalo (cervello) Diencefalo Mesencefalo Rombencefalo 86

Slide 87

Regioni dellencefalo embrionale Prosencefalo Mesencefalo Rombelcefalo Mesencefalo Rombencefalo Prosencefalo Embrione di un mese Strutture presenti nelladulto 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

Slide 88

Regioni dellencefalo embrionale Strutture presenti nelladulto 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

Slide 89

Mesencefalo Rombencefalo Prosencefalo Embrione di un mese Emisfero cerebrale Diencefalo Mesencefalo Ponte Cervelletto Midollo allungato Midollo spinale Feto di tre mesi 89

Slide 90

14.13Lencefalo dei vertebrati si sviluppa da tre rigonfiamenti anteriori del tubo neurale Levoluzione del comportamento dei vertebrati, nella sua estrema complessit, andata in parallelo con levoluzione del telencefalo (cervello) 90

Slide 91

14.13Lencefalo dei vertebrati si sviluppa da tre rigonfiamenti anteriori del tubo neurale STEP BY STEP Quale regione dellencefalo ha subito i maggiori cambiamenti durante levoluzione dei vertebrati? 91

Slide 92

14.14La struttura dellencefalo umano: un supercomputer vivente Lencefalo umano pi potente e pi sofisticato dei nostri migliori computer suddiviso in tre parti principali Prosencefalo Mesencefalo Rombencefalo 92

Slide 93

Mesencefalo Rombencefalo Prosencefalo Telencefalo Talamo Ipotalamo Ipofisi Ponte Midollo allungato Cervelletto Corteccia cerebrale Midollo spinale 93

Slide 94

Emisfero cerebrale sinistro Emisfero cerebrale destro Corpo calloso Gangli basali 94

Slide 95

14.14La struttura dellencefalo umano: un supercomputer vivente Tronco encefalico formato dal mesencefalo e da due aree del rombencefalo: midollo allungato e ponte una delle parti pi antiche dellencefalo dei vertebrati Coordina e filtra le informazioni provenienti dai neuroni sensoriali Regola il ciclo sonno/veglia e contribuisce a coordinare i movimenti corporei 95

Slide 96

14.14La struttura dellencefalo umano: un supercomputer vivente Cervelletto il centro che coordina i movimenti del corpo Talamo Classifica i dati in categorie e li invia alla corteccia cerebrale Ipotalamo il principale centro di controllo omeostatico Regola i cicli circadiani Controlla la secrezione di ormoni da parte dellipofisi 96

Slide 97

14.14La struttura dellencefalo umano: un supercomputer vivente Il telencefalo la parte pi voluminosa e complessa dellencefalo Svolge le funzioni di integrazione pi complicate Formula le risposte comportamentali complesse Ho un ruolo fondamentale in linguaggio, memoria, apprendimento, emozioni 97

Slide 98

98

Slide 99

14.14La struttura dellencefalo umano: un supercomputer vivente STEP BY STEP Qual la parte dellencefalo pi importante per risolvere problemi algebrici, tra quelle elencate nella tabella della precedente diapositiva? 99

Slide 100

14.15La corteccia cerebrale un mosaico di regioni specializzate e interattive Corteccia cerebrale spessa solo 5 mm Rappresenta l80% della massa totale dellencefalo umano Regola i movimenti volontari responsabile dei tratti umani pi distintivi Capacit logiche, matematiche e linguistiche, immaginazione, personalit 100

Slide 101

14.15La corteccia cerebrale un mosaico di regioni specializzate e interattive 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 attivit mentali superiori Ragionamento Linguaggio Lateralizzazione: durante lo sviluppo alcune aree dei due emisferi si specializzano per funzioni diverse 101

Slide 102

Lobo frontale Lobo parietale Lobo temporaleLobo occipitale Area associativa frontale Area associativa somatosensoriale Area associativa visiva Area associativa uditiva Linguaggio Olfatto Udito Gusto Linguaggio Lettura Vista Corteccia motoria Corteccia somatosensoriale 102

Slide 103

14.15La corteccia cerebrale un mosaico di regioni specializzate e interattive STEP BY STEP Se un ictus determina la perdita della parola e lintorpidimento della parte destra del corpo, quale lobo della corteccia potrebbe aver danneggiato? E di quale emisfero? 103

Slide 104

Cervelli danneggiati Lo studio dellencefalo ha permesso di associare ad alcune aree specifiche alcune attivit e abilit umane Tomografia a emissione di positroni (PET) Risonanza magnetica funzionale (fMRI) Molte informazioni derivano dallo studio di alterazioni dellencefalo causate da malattie, incidenti, operazioni chirurgiche La storia di Phineas Gage 104 COLLEGAMENTO salute

Slide 105

105

Slide 106

106

Slide 107

Stimolazione diretta Durante le operazioni al cervello 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 107 Cervelli danneggiati COLLEGAMENTO salute

Slide 108

14.16La risonanza magnetica funzionale (fMRI) permette di comprendere la struttura e le funzioni dellencefalo fMRI 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 lattivit neuronale Ha permesso di associare aree cerebrali specifiche con unampia gamma di comportamenti, semplici e complessi 108

Slide 109

109

Slide 110

14.16La risonanza magnetica funzionale (fMRI) permette di comprendere la struttura e le funzioni dellencefalo STEP BY STEP Che cosa misura effettivamente la fMRI? 110

Slide 111

14.17Il ciclo di sonno e veglia regolato da diverse regioni dellencefalo Diversi centri per il controllo della veglia e del sonno si trovano nel tronco encefalico La formazione reticolare uno di essi e agisce come un filtro ricevendo i dati dai recettori sensoriali e selezionando quali inviare alla corteccia cerebrale Pi informazioni veglia Meno informazioni sonno Ponte e midollo allungato se stimolati inducono il sonno Nel mesencefalo si trova un centro che induce la veglia 111

Slide 112

14.17Il ciclo di sonno e veglia regolato da diverse regioni dellencefalo Sonno Essenziale per la sopravvivenza uno stato attivo Sembra sia coinvolto nella consolidazione dellapprendimento e nella memoria 112

Slide 113

14.17Il ciclo di sonno e veglia regolato da diverse regioni dellencefalo STEP BY STEP Che cosa impedisce alla corteccia cerebrale di essere sopraffatta dal gran numero di stimoli sensoriali provenienti dai recettori periferici? 113

Slide 114

14.18Il sistema limbico coinvolto nelle emozioni, nella memoria e nellapprendimento Il sistema limbico ununit funzionale del prosencefalo che comprende parti del talamo e dellipotalamo circondate da due anelli incompleti costituiti da regioni della corteccia cerebrale coinvolto Nelle emozioni Nella memoria Nellapprendimento 114

Slide 115

Telencefalo Talamo Ipotalamo Corteccia prefrontale Bulbo olfattivo Amigdala Ippocampo Afferenze olfattive 115

Slide 116

14.18Il sistema limbico coinvolto nelle emozioni, nella memoria e nellapprendimento 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 lamigdala Memoria procedurale 116

Slide 117

14.18 Il sistema limbico coinvolto nelle emozioni, nella memoria e nellapprendimento STEP BY STEP Quali fattori aiutano a trasferire le informazioni dalla memoria a breve termine a quella a lungo termine? 117

Slide 118

Quando il cervello si inceppa Alterazioni della fisiologia dellencefalo possono dar luogo a gravi disturbi neurologici e psichiatrici Le malattie del sistema nervoso hanno un notevole impatto sulla societ, tra le pi gravi ci sono Schizofrenia Depressione Morbo di Alzheimer Morbo di Parkinson 118 COLLEGAMENTO salute

Slide 119

Schizofrenia Disturbo mentale grave Caratterizzato da episodi psicotici nei quali i pazienti perdono la capacit di distinguere la realt 119 Quando il cervello si inceppa COLLEGAMENTO salute

Slide 120

Depressione Condizione patologica caratterizzata da umore depresso, accompagnato da alterazioni del sonno, dellappetito e del livello di energia Due forme principali Depressione maggiore Disturbo bipolare, o disturbo maniaco-depressivo 120 Quando il cervello si inceppa COLLEGAMENTO salute

Slide 121

121

Slide 122

Morbo di Alzheimer Forma di deterioramento mentale o demenza, caratterizzata da confusione, perdita della memoria e da molti altri sintomi Generalmente legato allet Difficile formulare una diagnosi 122 Quando il cervello si inceppa COLLEGAMENTO salute

Slide 123

123

Slide 124

Morbo di Parkinson Disturbo motorio grave Caratterizzato da Rigidit Difficolt a iniziare i movimenti Lentezza nelleseguirli 124 Quando il cervello si inceppa COLLEGAMENTO salute

Slide 125

125