Schematicamente, il SN può essere ripartito in:

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1 Preistoria e storia dello sviluppo del sistema nervoso; il tempo regola lo sviluppo spaziale, l esperienza trasforma, attraverso l attivazione delle reti neurali, il repertorio organizzativo potenziale (primario) in capacità funzionali del sistema nervoso (repertorio secondario). Prof. Roberto Cotrufo Ordinario di Neurologia Direttore della I Clinica Neurologica della SUN Schematicamente, il SN può essere ripartito in: Una porzione caudale, costituita di formazioni adatte alla trasmissione di impulsi da e verso organi extranervosi: Sistema Nervoso Periferico. Una porzione rostrale, assai più articolata, che immette in rete le informazioni in entrata dall ambiente (afferenti), attraverso circuiti specifici, modificandole, eventualmente percependole, fino a produrre risposte (efferenti) adeguate allo stimolo: Sistema Nervoso Centrale. R.Cotrufo,2012 1

2 È il Sistema Nervoso, con il suo complesso sistema di sensori e di effettori, la base della organizzazione anatomofisiologica di tutte le funzioni nervose, ivi compresa l attività mentale? R. Cotrufo,2010 La Specificità Tutta l organizzazione somato-motoria, somato-sensitiva e sensoriale è altamente specifica in ogni sua componente R.Cotrufo,2010 2

3 Organizzazione somatotopica che dalla corteccia motoria si conserva fino alle unità motorie La complessità Funzioni come il linguaggio, la programmazione di un movimento, la memorizzazione e la rievocazione di un evento, il riconoscimento di visi, suoni, oggetti etc., sono solo alcuni esempi di attività nervose sottese da organizzazioni circuitali complesse R.Cotrufo,2010 3

4 PET cha mostra l attività cerebrale dei due emisferi durante l ascolto di una lingua conosciuta: le aree verdi e arancioni sono deputate all ascolto; l area gialla al riconoscimento delle parole; l area rosa nel lobo frontale è l area di Broca a b c d PET emisfero sn: a) durante la visione; b) durante l ascolto; c) comunicazione orale; d) quando si pensano parole e si parla 4

5 L unicità Ciascun essere umano ha un identità psico-fisica che ritiene essere unica ed irripetibile, ciò che coincide con il riconoscimento degli altri; è per questo che la morte di una persona viene sentita come una perdita insostituibile Entelechia Termine coniato da Aristotele con il significato di ciò che ha in sé il proprio fine. Entelechia del sistema nervoso centrale, per dirla con POPPER, è l attività mentale. R. Cotrufo,2012 5

6 Come lo sviluppo del Sistema Nervoso assicura la specificità di funzione, la complessità e l unicità di ciascuno? R.Cotrufo,2010 Il neuro-darwinismo sec. Edelman teoria della selezione dei gruppi di neuroni, abbreviato: TSGN. È questa una mirabile rivisitazione delle nozioni più significative espresse da DARWIN, nel tentativo di fornire una spiegazione naturalistica della mente, fondata sulla saldatura concettuale fra filogenesi e ontogenesi, fra neurobiologia e psicologia dello sviluppo delle capacità del sistema nervoso, da quelle meno complesse alla cognitività. R.Cotrufo,2012 6

7 Teoria dei morforegolatori L'ipotesi epigenetica viene rinominata da EDELMAN come "ipotesi dei morforegolatori": teoria secondo la quale i processi primari dello sviluppo (divisione, adesione, movimento, morte e differenziamento delle cellule embrionali) sarebbero regolati da "modulazioni" locali delle superfici cellulari, cioè da cambiamenti nella quantità, nella distribuzione e/o nella composizione chimica delle molecole della superficie cellulare (le CAM = Cell Adhesion Molecules; le SAM = Substrate Adhesion Molecules; e le CJM = Cell Junctional Molecules). R.Cotrufo,2012 Morfogenesi L'idea centrale è che la morfogenesi richieda "un anello di regolazione dinamica dipendente dalla sede [o contesto locale] che va dal gene [morforegolatore] al suo prodotto [molecole morforegolatrici], alle cellule, ai tessuti, e poi di nuovo indietro da queste strutture di ordine maggiore al medesimo o a un differente gene". R.Cotrufo,2012 7

8 Meccanismi responsabili del comportamento adattivo del sistema nervoso, secondo EDELMAN : 1)Aggregazione tra cellule e costituzione di gruppi di neuroni 2)Selezione esperienziale 3)Organizzazione in mappe R.Cotrufo,2012 Teoria della selezione dei gruppi neuronici 8

9 Le aree corticali mature differiscono per la loro localizzazione nella corteccia, per le proprietà molecolari, per l organizzazione istologica, per i pattern di connettività e per le funzioni. I centri di controllo di tale sviluppo operano in parte attraverso l espressione graduata di fattori trascrizionali che controllano i programmi istogenetici per la proliferazione, la neurogenesi la migrazione, la connettività ed il programma infine di morte o sopravvivenza neuronale R.Cotrufo,2010 Ontogenesi e filogenesi Ontogenesi è l insieme dei processi e delle tappe attraverso le quali ogni individuo completa il suo sviluppo organico Filogenesi è la storia evolutiva di una specie 9

10 Quando si sviluppano le organizzazioni nervose che sottendono specifità, complessità ed unicità? Durante lo sviluppo che inizia con la neurogenesi, continua tumultuosamente fino a circa anni, poi si può ancora modificare, ma tende a cristallizzarsi. Lo sviluppo del sistema nervoso termina con la morte dell individuo R.Cotrufo,2010 Dimensione e forma del cervello dell uomo come si sviluppa durante la gestazione e la prima infanzia il tempo regola lo sviluppo spaziale Lo sviluppo del sistema nervoso contiene tutte le informazioni che permetterebbero di capire l unicità ed irripetibilità del cervello umano. 10

11 Al momento della fecondazione è già scritto chi diventeremo? No! E scritto che avremo circa 100 miliardi di neuroni connessi tra di loro mediante 500 mila miliardi di sinapsi (circa 5000 sinapsi / neurone) Lo sviluppo di questo, che con Edelman chiamiamo repertorio primario, possiamo considerarlo la preistoria dell individuo La preistoria è controllata dall espressione genica e da eventi epigenetici Può essere modificata da patogeni (mutazioni, virus, tossine o altri) con disturbi anche molto gravi dello sviluppo R.Cotrufo,2010 L importanza dell esperienza Il repertorio primario del cervello umano è una straordinaria macchina cellulare le cui potenzialità richiedono esperienze per essere trasformate in attualità Le esperienze scrivono la storia di un individuo trasformando via via il repertorio primario in repertorio secondario Dalla storia del bambino dei lupi alla storia di ciascuno con le sue diversità R.Cotrufo,

12 Quando e come si scrive la storia nel nostro cervello? Quando? Certamente dalla nascita in poi; probabilmente comincia già in utero Come? Attraverso il potenziamento sinaptico e le modificazioni molecolari indotte dall attività circuitale si realizza la selezione esperienziale con la formazione del repertorio secondario R.Cotrufo,

13 Esempi di patologie legate ad anomalie dello sviluppo del repertorio primario Sindrome di Down, dovuta in genere a trisomia 21, che si manifesta con insufficienza mentale di grado variabile, carattere tranquillo, docile ed affettuoso, e diverse malformazioni. Importante la costante regressione mentale (tipo Alzheimer) dopo i 40 anni Sindrome di Williams-Beuren o s. della faccia da elfo dovuta a delezione di un segmento di una copia del cromosoma 7 contenente il gene dell elastina; si caratterizza per la fisionomia, per la mancanza di inibizione sociale, per i deficit visuo-spaziali con incapacità a costruire anche i puzzle più semplici, per la stenosi aortica Microcefalia R.Cotrufo,2010 Esempi di alterato sviluppo del repertorio secondario Disturbi psicogeni del comportamento legati all esperienza Disturbi della cognitività secondari alla mancata o errata educazione R.Cotrufo,

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