Le cellule del sistema nervoso

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1 Le cellule del sistema nervoso LEZIONE NR. 9 - PSICOBIOLOGIA

2 Il cervello per via della posizione e del volume rispetto al nostro corpo è sempre stato oggetto di ipotesi circa il suo ruolo fondamentale per il controllo del nostro comportamento. Tuttavia è solo negli ultimi due secoli, con un improvvisa accelerazione negli ultimi 20 anni che grazie all avvento delle moderne neuroscienze si è cominciato a capire più profondamente le basi del suo e quindi del nostro funzionamento. Neuroni e cellule nervose Sinapsi e canali ionici

3 Il sistema nervoso periferico è formato dai: Nervi Insieme di assoni impacchettati insieme che si estendono per tutto il corpo e trasmettono le informazioni ai muscoli o alle superfici sensoriali. Questi sono a loro volta suddivisi in: Nervi cranici Nervi spinali Sistema nervoso autonomo

4 Nervi cranici Le 12 paia di nervi cranici rappresentano i sistemi sensoriali e motori della testa e sono direttamente collegati al cervello. 3 (I II VIII) sono vie sensoriali verso il cervello 5 (III IV VI XI XII) sono vie motorie dal cervello 4 (V VII IX X) sono sia sensoriali che motori

5 Nervi spinali Per tutta la lunghezza del midollo spinale vi sono 31 coppie di nervi spinali che si coniugano al midollo spinale ad intervalli regolari attraverso le aperture nella colonna vertebrale. Ogni nervo è formato dalla fusione di due rami distinti (radici). La radice ventrale consiste di proiezioni motorie che vanno dal midollo spinale ai muscoli La radice dorsale consiste di proiezioni sensoriali che vanno dal corpo al midollo spinale I nervi spinali prendono il nome a seconda della vertebra a cui sono collegati: 8 cervicali, 12 toracici, 5 lombari, 5 sacrali, 1 coccigeo

6 Il SNA Aggregati di neuroni chiamati gangli autonomi si trovano in varie parti del corpo. Il loro nome deriva dalla credenza che questi potessero agire in maniera indipendente dal cervello, ma oggi sappiamo che essi vengono comunque regolati dal SNC attraverso dei neuroni chiamati pregangliari. Di contro i neuroni gangliari che innervano il resto del corpo vengono definiti postgangliari. IL SNA è formato da tre sezioni principali: Il SN simpatico: le proiezioni pregangliari sono tutte contenuto nel midollo spinale ed innervano la catena simpatica che attraverso i postgangliari svolge un azione di attivazione sull intero organismo (aumenta pressione, dilata pupille, aumenta ritmo cardiaco) Il SN parasimpatico: i suoi pregangliari si trovano al di sopra e al di sotto di quelle simpatiche, mentre i postganglari sono sparsi in tutto il corpo, solitamente vicino all organo controllato. In genere agisce in contrapposizione al sistema simpatico Il SN enterico: è simile ad un sistema reticolato nelle pareti degli organi digestivi ed è controllato sia dal simpatico che dal parasimpatico, quindi indirettamente anche dal SNC

7 Il sistema nervoso centrale è formato da: Cervello Midollo spinale

8 Navigare nello spazio tridimensionale del cervello

9 Il cervello ad occhio nudo

10 Le macro e le micro strutture encefaliche

11 Le strutture sottocorticali

12 Fibre di sostanza bianca Diffusion Tension Imaging (DTI) is used to study the white matter fibers in the brain

13 La corteccia cerebrale

14 Le aree di Brodmann Le aree di Brodmann sono state discusse, dibattute, raffinate, e rinominate in modo esauriente per circa un secolo, e rimangono il sistema di organizzazione della corteccia cerebrale umana più ampiamente noto e citato (oltre ai nomi classici dati dagli anatomisti alle strutture cerebrali nel corso dei secoli). Molte delle aree che Brodmann definì soltanto in base alla loro organizzazione neuronale sono state sin da allora confermate e correlate strettamente a diverse funzioni corticali. Per esempio, le aree di Brodmann 1, 2 e 3 costituiscono la corteccia somato-sensoriale primaria; l'area 4 è la corteccia motoria primaria; l'area 17 è la corteccia visiva primaria; e le aree 41 e 42 corrispondono strettamente alla corteccia uditiva primaria. Alcune funzioni d'ordine superiore della corteccia cerebrale associativa sono state localizzate consistentemente e correlate alle stesse aree di Brodmann da metodi neurofisiologici, di risonanza magnetica funzionale, e altri metodi (ad es., la localizzazione molto convincente dell'area di Broca, connessa alla comprensione della lingua parlata rispetto alle aree di Brodmann 44 e 45 di sinistra). Comunque, l'imaging funzionale può solo localizzare approssimativamente le aree di Brodmann, per stabilire con esattezza le posizioni delle aree nel cervello di un singolo individuo è richiesta conferma tramite esame istologico

15 Localizzazione funzionale di aree corticali

16 I ventricoli cerebrali Il sistema dei ventricoli cerebrali è costituito da canali interconnessi a spazi che si susseguono l'un l'altro contenuti all'interno dell'encefalo. Due voluminosi ventricoli laterali, uno in ciascun emisfero, sono connessi al terzo ventricolo mediante i due forami interventricolari di Monro. Il terzo ventricolo, collocato in posizione mediana tra i due emisferi, comunica tramite un lungo canale, detto acquedotto di Silvio, con il quarto ventricolo, in comunicazione con la cisterna magna per mezzo dei fori di Luschka e di Magendie, prosegue infine inferiormente nel canale ependimale del midollo spinale, un residuo del lume centrale del tubo neurale. All'interno del sistema ventricolare cerebrale e degli spazi subaracnoidei scorre il liquido cefalorachidiano (o liquor), prodotto dai plessi corioidei attraverso il filtraggio del sangue. IL CSF ha il doppio ruolo di proteggere e nutrire il cervello.

17 L apporto di sangue Il cervello in percentuale costituisce il 2% del peso corporeo, ma consuma il 20% dell intero fabbisogno di ossigeno di tutti gli organi. Il sistema arterioso ha origine dalle due carotidi interne, da cui hanno origine le arterie comunicanti posteriori e le cerebrali anteriori e medie, e dalle due arterie vertebrali, che tramite l'arteria basilare danno origine alle arterie cerebrali posteriori. Le cerebrali anteriori sono poi anastomizzate tra loro grazie all'arteria comunicante anteriore e, tramite le arterie comunicanti posteriori, con le cerebrali posteriori: si forma così un anello vascolare detto poligono di Willis, che regola le variazioni di pressioni e di portata ematica all'encefalo. Il sistema venoso è rappresentato dai seni della dura madre, che costituiscono un sistema di drenaggio convergente; il sangue poi si raccoglie nell'apice della piramide dell'osso temporale, passa alla vena giugulare interna e da qui, attraverso la vena cava superiore, arriva al cuore.

18 Le meningi

19 Lo studio del cervello in vivo TAC MRI TMS PET fmri

20 La storia della scoperta delle cellule nervose Camillo Golgi Metodo della reazione nera Santiago Ramon Y Cajal Teoria del Neurone vs. teoria reticolare Charles Sherrington Formulazione delle sinapsi

21 Le cellule nervose Il soma o corpo cellulare informazioni in arrivo vengono elaborate attraverso processi di sommazione spaziale e temporale I dendriti (spine dendritiche) Monticolo assonico Attività e ruolo di numeratore L assone Le sinapsi

22 Flusso dell informazione nervosa Informazione primaria Informazione elaborata

23 Classificazione delle cellule nervose I neuroni si possono classificare in base alla loro funzione in: Neuroni sensoriali Interneuroni Motoneuroni Tutte queste tipologie possono a sua volta essere classificate in accordo con la loro morfologia (nr. di neuriti in uscita dal soma) in: Neuroni multipolari Neuroni bipolari Neuroni monopolari

24 Le cellule della Neuroglia Oltre ai neuroni, il sistema nervoso è formato da una seconda tipologia cellulare, chiamata neuroglia o cellule gliali. La glia ha una minore complessità morfologica e funzionale e comprende solo quattro tipologie di cellule: 1. Gli astrociti 2. La microglia 3. Oligodendrociti 4. Cellule di Schwann Inizialmente si credeva che la glia avesse solo funzioni di supporto strutturale, ma recentemente è emerso come questa sia solo una delle tante funzioni. Infatti è stato dimostrato che la Glia possono inviare segnali fra loro ed ai neuroni, alterando i meccanismi di trasmissione neurale.

25 Astrociti Sono cellule dalla forma di stella, con numerose ramificazioni che vanno in tutte le direzioni intrecciandosi allo stesso tempo con neuroni e vasi sanguigni. Le loro funzioni vanno dal sostegno e comunicazione fra i vasi sanguigni e dei neuroni. Si occupano inoltre della formazione di nuove sinapsi ed il controllo dinamico del flusso ematico locale. Infine possono interagire direttamente con i neurotrasmettitori a livello post-sinaptico. Ricevono impulsi elettrici direttamente dai neuroni, ma sono incapaci di generare impulsi propri.

26 Microglia La microglia ha principalmente un ruolo macrofagico e di protezione dell ambiente nervoso. Durante lo sviluppo del sistema nervoso, attraverso la fagocitosi di cellule morte e materiale di scarto, contribuisce al modellamento delle strutture neurali. Nel sistema nervoso adulto contribuisce al mantenimento dell omeostasi attivandosi in risposta di agenti patogeni presenti a livello del sistema nervoso centrale.

27 Oligodendrociti e cellule di Schwann Sono cellule che esplicano la stessa funzione, rispettivamente nel SNC e nel SNP. Queste cellule gliali avvolgono la loro estesa membrana plasmatica in numerose spire attorno agli assoni formando uno strato di mielina che ha la funzione di agire come guaina isolante, impedendo la dispersione dei campi elettrici relativi agli impulsi nervosi che viaggiano lungo gli assoni. In particolare vengono avvolti gli assoni più lontani che devono portare il segnale nervoso a lunghe distanze rispetto al soma, garantendo in questi casi una trasmissione efficiente e veloce La mielinizzazione dura circa anni negli esseri umani

28 Oligodendrociti e cellule di Schwann Poiché le cellule gliali hanno una lunghezza limitata rispetto alla lunghezza di un assone, la mielinizzazione lungo tutta la lunghezza dell assone sarà discontinua, formata da tratti mielinizzati (internodi) e dei brevi tratti privi di mielina (nodi di Ranvier). La sclerosi multipla è una malattia che colpisce la mielina, rallentando e ostacolando la trasmissione degli impulsi nervosi.