Anatomia funzionale del sistema nervoso. Ciò che distingue un SN sono il numero dei neuroni e come sono interconnessi

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1 Anatomia funzionale del sistema nervoso Ciò che distingue un SN sono il numero dei neuroni e come sono interconnessi

2 L uomo è capace di: Comportamenti semplici (camminare, mangiare.) Attività cognitive complesse (pensare, parlare, creare...) SCOPO: Comprensione delle basi biologiche dello stato di coscienza e dei processi mentali che ci permettono di percepire, agire, apprendere e ricordare

3 Ogni comportamento rappresenta il risultato di una funzione cerebrale

4 Stimolo esterno S. interno Silverton Risposta

5 Ogni singola regione cerebrale non è totalmente responsabile di una facoltà mentale MA è la sede di operazioni analitiche elementari

6 I processi mentali sono il risultato di operazioni analitiche che si svolgono, attraverso complesse interconnessioni, fra diverse regioni cerebrali

7 Per comprendere un comportamento : 1) Scomporre il comportamento nelle sue componenti elementari 2) Identificare le regioni cerebrali implicate in ciascuna componente 3) Analizzare come sono connesse le regioni cerebrali coinvolte 4) Comprendere come milioni di cellule nervose operano per determinare la comparsa di comportamenti 5) Comprendere in che modo queste cellule vengono influenzate dall ambiente che ci circonda, ivi compreso il comportamento di altre persone

8 Il sistema nervoso

9 SISTEMA NERVOSO Riceve e distribuisce segnali da/a tutto l organismo I segnali viaggiano velocemente e in modo parallelo I segnali devono venire integrati

10 PIANI DI DIVISIONE L orientamento delle principali componenti del SNC viene descritta facendo riferimento ai 3 assi Piano orizzontale Piano sagittale Piano frontale coronale

11 Sezione frontale o coronale

12 SISTEMA NERVOSO PERIFERICO Costituito da NERVI: insiemi di assoni generalmente dotati di guaina mielinica Sensoriali, motori o misti servono per convogliare informazioni da e al SNC SUDDIVISIONE IN BASE ALL ORIGINE Nervi cranici connessi al cervello Nervi spinali connessi al midollo SUDDIVISIONE IN BASE ALLA FUNZIONE Sistema nervoso somatico afferente (sensoriale) efferente (motorio) Sistema nervoso viscerale afferente (sensoriale) efferente (autonomo)

13 SISTEMA NERVOSO CENTRALE (SNC) CERVELLO 30 paia di nervi 1 coccigeo MIDOLLO SPINALE Cervicale Toracico Lombare Sacrale

14 Prosencefalo Il cervello può essere suddiviso in 3 principali regioni PROENCEFALO MESENCEFALO CERVELLO POSTERIORE O ROMBENCEFALO

15 cervello

16 Il Sistema nervoso embrionale SN periferico Tubo neurale SN centrale

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18 Sviluppo SN giorni Prosencefalo,mesencefalo, romboencefalo

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20 Il cervello non contiene algocettori ma è ben protetto SN

21 4 ventricoli

22 Il Sn galleggia nel liquido cerebrospinale Prodotto dai plessi corioidei nei ventricoli Protezione fisica: la spinta idrostatica riduce il peso e riduce la pressione sui vasi, ammortizza i colpi (esempio del formaggino) Protezione chimica

23 Sezione sagittale mediale: ventricoli e talamo

24 La barriera ematoencefalica

25 GLIA: 90% Oligodentrociti Mielina (sclerosi multipla) Microglia (sistema immunitario) Astrociti (coinvolti nelle sinapsi, flusso Ematico, hanno recettori e rilasciano molecole neuroattive )

26 Astrocita (verde) che avvolge un neurone

27 Sinapsi tripartita con astrocita (verde) Notare i recettori Sull astrocita e il Rilascio di sostanze neuroattive astrocita Ca++ Segnale:aumento di Ca++

28 Durante lo sviluppo: Alcune cellule gliali danno origine a neuroni Altre guidano i neuroni alla loro collocazione Forniscono una impalcatura Inducono la formazione delle sinapsi

29 Funzioni della Glia Favoriscono la neurotrasmissione (mielina) Mantengono l omeostasi ionica extrac. Rimuovono neurotrasmettitori Controllano il flusso ematico Gli astrociti sono connessi da giunzioni gap Gli astrociti rilasciano sostanze neuroattive Relazione simbiotica tra neuroni e glia

30 Glia e malattie Cicatrici gliali impediscono la rigenerazione assonale Sclerosi amiotrofica laterale Gliomi Sclerosi multlipla (autoimmune)

31 Solo 2 zone del SNC non presentano la barriera emato-encefalica Ipotalamo Centro del vomito nel bulbo

32 1. MIDOLLO SPINALE: Riceve ed analizza informazioni sensitive provenienti dalla cute, dalle articolazioni e dai muscoli degli arti e del tronco (radici dorsali) controlla i movimenti di arti e tronco (radici ventrali)

33 4 sezioni orizzontali di midollo spinale Cervicale Lombare Toracico Sacrale

34 Il midollo spinale

35 Fasci ascendenti Fasci discendenti

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37 Arco riflesso monosinaptico W. Carpenter

38 TRONCO DELL ENCEFALO: BULBO, PONTE e MESENCEFALO Decorrono formazioni che provengono dal midollo e proiettano al cervello e viceversa centro di controllo di movimenti oculari centri di controllo delle funzioni viscerali (respiro e controllo ritmo cardiaco) controllo motorio dei muscoli scheletrici Contiene nuclei dei nervi cranici

39 Tronco encefalico

40 Tronco encefalico dopo rimozione parziale degli emisferi proiezione anteriore

41 Tronco dopo rimozione parziale degli emisferi proiezione anteriore

42 Visione postero laterale del talamo dopo rimozione degli emisferi vista udito

43 Sezione sagittale mediale

44 Bulbo, ponte e mesencefalo

45 Nervi cranici I telencefalico II diencefalico II,III,IV,VI occhio

46 Il sistema piramidale

47 Il cervelletto: struttura impari mediana anticipa e regolarizza l attività motoria Organizzazine somatotopica complessa È connesso con l emicorpo dello stesso lato e la corteccia del lato opposto Funzionalmente suddiviso in: vestibolocerebello, spinocerebello, cerebrocerebello 50 miliardi di neuroni Danni al cervelletto non causano paralisi ma disordini motori

48 Ruolo del cervelletto nel movimento Inseguimento di una Traiettoria sinusoidale

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50 GABA

51 Principles The comparative simplicity and regularity of the cerebellar anatomy led to an early hope that it might imply a similar simplicity of computational function, as expressed in one of the first books on cerebellar electrophysiology, The Cerebellum as a Neuronal Machine by John C. Eccles, Masao Ito, and Janos Szentágothai.[15] Although a full understanding of cerebellar function has remained elusive, at least four principles have been identified as important: (1) feedforward processing, (2) divergence and convergence, (3) modularity, and (4) plasticity. 1. Feedforward processing: The cerebellum differs from most other parts of the brain (especially the cerebral cortex) in that the signal processing is almost entirely feedforward - that is, signals move unidirectionally through the system from input to output, with very little recurrent internal transmission. The small amount of recurrence that does exist consists of mutual inhibition; there are no mutually excitatory circuits. This feedforward mode of operation means that the cerebellum, in contrast to the cerebral cortex, cannot generate self-sustaining patterns of neural activity. Signals enter the circuit, are processed by each stage in sequential order, and then leave. ]

52 2. Divergence and convergence: In the human cerebellum, information from 200 million mossy fiber inputs is expanded to 40 billion granule cells, whose parallel fiber outputs then converge onto 15 million Purkinje cells.[4] Because of the way that they are lined up longitudinally, the 1000 or so Purkinje cells belonging to a microzone may receive input from as many as 100 million parallel fibers, and focus their own output down to a group of less than 50 deep nuclear cells.[10] Thus, the cerebellar network receives a modest number of inputs, processes them very extensively through its rigorously structured internal network, and sends out the results via a very limited number of output cells. 3. Modularity: The cerebellar system is functionally divided into more or less independent modules, which probably number in the hundreds to thousands. All modules have a similar internal structure, but different inputs and outputs. A module (a multizonal microcompartment in the terminology of Apps and Garwicz) consists of a small cluster of neurons in the inferior olivary nucleus, a set of long narrow strips of Purkinje cells in the cerebellar cortex (microzones), and a small cluster of neurons in one of the deep cerebellar nuclei. Different modules share input from mossy fibers and parallel fibers, but in other respects they appear to function independently the output of one module does not appear to significantly influence the activity of other modules.[10] 4. Plasticity: The synapses between parallel fibers and Purkinje cells, and the synapses between mossy fibers and deep nuclear cells, are both susceptible to modification of their strength. In a single cerebellar module, input from as many as a billion parallel fibers converges onto a group of less than 50 deep nuclear cells, and the influence of each parallel fiber on those nuclear cells is adjustable. This arrangement gives tremendous flexibility for fine-tuning the relationship between cerebellar inputs and outpu

53 Mesencefalo

54 Mesencefalo: peduncoli cerebrali

55 Il diencefalo comprende talamo ipotalamo ipofisi

56 6. DIENCEFALO: TALAMO IPOTALAMO Talamo Ipotalamo

57 diencefalo

58 IPOTALAMO: Regolazione delle funzioni del sistema nervoso autonomo simpatico Regolazione delle funzioni del sistema endocrino Regolazione dei sistemi omeostatici (temperatura, assunzione cibo, osmotica, sonno, riproduttiva) Interagisce con il sistema limbico per influenzare il comportamento e le emozioni

59 Connessioni tra ipotalamo e ipofisi

60 DIENCEFALO: TALAMO IPOTALAMO TALAMO: Analisi preliminare sulla maggior parte delle informazioni che raggiungono la corteccia e provengono dal resto del SN