Trasduzione sensoriale

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Luciano Ceccarelli
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1 Trasduzione sensoriale Prima fase di elaborazione dello stimolo, comune a tutti i sistemi sensoriali Il neurone sensoriale traduce gli eventi fisici in segnali elettrici che viaggiano attraverso le fibre nervose qualità sensoriali diverse associate a recettori diversi

2 Caratteristiche della trasduzione sensoriale Dipende dai neuroni attivati o dai pattern di potenziali d azione attivati nei diversi neuroni Es., percezione del dolce o del salato Codifica della frequenza (del potenziale d azione) Codifica della popolazione Campo recettivo del neurone Adattamento al valore fisso dello stimolo

3 UDITO Caratteristiche dell onda sonora: Lunghezza d onda (periodo necessario all onda per completare un ciclo) Ampiezza (pressione e rarefazione)

4 Fisiologia dell orecchio

5 Trasduzione sensoriale uditiva Codifica del luogo: alta vs. bassa frequenza corrispondono a posizioni vicino vs. lontano dalla finestra ovale sulla membrana basilare

6 Meccanismi neuronali dell udito Rappresentazione tonotopica Discriminazione di frequenza e intensità del suono Discriminazione della localizzazione (differenze temporali nei potenziali di azione e nell intensità della stimolazione tra le due orecchie) Neuroni cerebrali analizzatori di caratteristiche

7 VISIONE Lunghezza d onda e frequenza della luce colori (es., rosso = lunghezza d'onda maggiore e frequenza più bassa; violetto = lunghezza d'onda minore e frequenza più alta) Percezione dipendente dalle proprietà della luce emessa o riflessa da un corpo Invarianza nel contesto

8 Fisiologia della retina Nelle cellule gangliari si formano i potenziali di azione, che si trasmettono al cervello NGL e corteccia collicolo superiore per l integrazione con altre informazioni sensoriali Cellule gangliari: magnocellule: movimento e differenze di illuminazione parvocellule: dettagli statici e colore

9 Dall occhio alla visione Sistema visivo primario (discriminazione immagini a grana fine) Cellule gangliari NGL corteccia visiva Sistema visivo secondario (sensibile alle immagini alla periferia della retina) Attraverso il collicolo superiore Visione focale vs. ambientale Identificazione e analisi vs. localizzazione Elaborazioni parallelle

10 Forme e orientamenti Il campo recettivo è l'area dello spazio esterno in grado di eccitare, tramite i fotorecettori, una cellula gangliare. I campi recettivi sono più ampi sulla periferia della retina e più piccoli nella parte centrale (fovea) Inibizione laterale Esistono sovrapposizioni nei campi recettivi. I recettori mandano messaggi a più cellule gangliari e provocano contemporaneamente più reazioni on e off. I campi recettivi di gangli e neuroni del NGL sono simili; nella corteccia striata sono a forma lineare

11 Campo recettivo del colore Codifica del processo opponente

12 Convergenza tra recettori e gangli Acuità visiva: maggiore nella zona centrale della retina (escluso fovea) Più recettori associati a una cellula gangliare in periferia Pochi (a limite uno solo) recettori associati ad una cellula gangliare al centro della retina

13 Specializzazione funzionale: dal recettore alla corteccia Nella corteccia visiva primaria ci sono neuroni connessi a parvocellule e neuroni collegati a magnocellule Regioni corticali distinte per l analisi di forma, colore e movimento Cellule grandmother altamente specializzate (es., percezione dei volti)

14 Visione stereotipica Integrazione di informazioni che vengono dai due occhi Movimenti del corpo Movimenti saccadici (involontari e volontari)

15 Movimenti saccadici

16 Sistema visivo e danni neurofisiologici Il cervello diviso Il blindsight Lo sviluppo del sistema visivo Integrazione tra sistemi sensoriali e memoria Visione del neonato diretta dallo stimolo (attenzione obbligatoria verso le caratteristiche salienti come contorni definiti e acuti) Controllo esogeno vs. endogeno

17 TATTO Neuroni somatosensoriali Neuroni nocicettivi

18 Dalla cute al cervello 2 percorsi, dai recettori cutanei attraverso il midollo spinale Passando per il nucleo talamico ventrale posteriore Passando per il lemnisco mediale arrivano alla corteccia somatosensoriale (homunculus sensoriale)

19 Campi recettivi dei neuroni sensoriali Diversa sensibilità dei neuroni sensoriali ( acuità tattile) Neuroni solo eccitatori Nel talamo campi recettivi ON/OFF Modulazione top-down (es., Gate Theory)

20 SENSI CHIMICI: GUSTO Recettori talamo corteccia Integrazione di segnali nel cervello (sim. codifica del processo opponente

21 SENSI CHIMICI: OLFATTO Recettori bulbo olfattivo corteccia olfattiva e ipotalamo Molteplici tipologie di recettori olfattivi per rispondere alle diverse sostanze Lock-and-key theory (corrispondenza tra enzima e molecola del substrato)

22 Particolarità Integrazione delle informazioni olfattive a livello centrale vs. capacità di discriminazione Feromoni e sistema vomeronasale (dal bulbo olfattivo alle regioni del SNA che presiedono alle funzioni riproduttive

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