Sensibilità somatica Tatto, temperatura, posizione del corpo, dolore, etc.
tatto Più sviluppato nei polpastrelli delle dita meccanismi di controllo a livello somatico cerebrale.
aspetti della sensibilità tattile I corpuscoli di Pacini e di Meissner, Si adattano in fretta e rispondono alle variazioni rapide dello stimolo (senso di vibrazione). i dischi di Merkel Stimolazioni costanti della cute (senso di pressione) Le terminazioni di Ruffini Variazioni lente Tutti dotati di canali ionici potenziali d azione
Nel derma
campo recettivo zona di cute in cui un recettore risponde corpuscoli di Pacini ampio corpuscoli di Meissner piccolo
Terminazioni nude Calore Tocco leggero Dolore Freddo Pelo Tocco leggero Epidermide Derma Nervo Tessuto connettivo Movimento del pelo Pressione forte Calore e Freddo (adattamento), Dolore.
PERCORSO DELL IMPULSO Percorso sensoriale ascendente: trasporta informazioni ricevute da tutto il corpo verso le radici posteriori del midollo spinale e successivamente verso il cervello. Sono presenti stazioni di relè a livello del midollo e nel talamo. L informazione proviene da cellule specializzate, come i sensori nella pelle e i sensori che monitorano gli organi interni.
midollo spinale
decussazione Le vie nervose che connettono i recettori sensoriali alla corteccia e la corteccia ai muscoli si incrociano da un emisfero all altro. Ciò significa che i movimenti della parte destra del corpo sono controllati dalla parte sinistra della corteccia cerebrale (e vice versa).
area somatosensoriale
Corteccia somatosensoriale parti del corpo densità di recettori nella corteccia somatosensoriale la densità neuronale è uniforme mappa della superficie corporea sulla corteccia risulta molto distorta (homunculus sensoriale)
velocità segnale assoni di recettori tattili = fibre mielinizzate veloce Per il freddo, caldo e dolore sottili assoni con terminazioni nude lento
La capacità di percepire dettagli fini varia enormemente nelle diverse parti del corpo ed è massimamente sviluppata sulla punta delle dita e sulle labbra.
I tatto non è un senso passivo che risponde solo a ciò che riceve. Esso è anche coinvolto nel controllo attivo del movimento. Il dialogo incrociato tra i sistemi somatosensitivo e motorio inizia a livello del midollo spinale, con l invio di un segnale propriocettivo (capacità di percepire la posizione del corpo nello spazio e lo stato di contrazione dei muscoli),di ritorno ai motoneuroni, e prosegue a tutti i successivi livelli del sistema somatosensitivo.
La corteccia sensitiva primaria e quella motoria primaria sono situate l una accanto all altra a livello cerebrale.
Plasticità corticale La rappresentazione corporea a livello della corteccia somatosensoriale varia a seconda della personale esperienza.
dolore Sensazione spiacevole, varia da un individuo all altro. La sensazione non fornisce dati su natura della causa. Nocicettori.
nocicettori Meccanismi genetici e biochimici non del tutto conosciuti. Ne esistono diversi tipi, che rispondono al calore (sopra i 46 C, acidità, al peperoncino, etc.) Fibre periferiche afferenti (al SNC) rispondono a stimoli nocicettivi: fibre Aδ : fibre mieliniche localizzare il dolore fibre C : fibre amieliniche carattere emozionale del dolore. Questa via proietta all insula e al cingolo anteriore.
In ogni emisfero del cervello si trova una parte denominata il lobo dell'insula, porzione della corteccia cerebrale che si trova profondamente all'interno della scissura di Silvio tra il lobo temporale e il lobo frontale. insula
corteccia cingolata anteriore (lobo frontale)
funzioni del dolore?
oppioidi endogeni
iperalgesia Abbassamento della soglia e un aumento dell intensità del dolore. Aumento stimoli eccitatori e da una depressione di quelli inibitori dolore cronico. Problema localizzato a livello dei recettori sinaptici, trattamento clinico del tutto inadeguato.
visione Il globo oculare umano è costituito da una membrana biancastra e resistente (la sclera) la cui parte anteriore trasparente, detta cornea, permette il passaggio della luce e partecipa alla messa a fuoco dell immagine. I fotorecettori della retina trasducono l energia luminosa. Sclera Corpo ciliare Legamento Cornea Iride Pupilla Coroide Retina Fovea (centro del campo visivo) Nervo ottico Umore acqueo Lenti Umore vitreo Arteria e vena Punto cieco
I fotocettori dell occhio umano sono i coni e i bastoncelli I coni (circa 6 milioni) vengono stimolati dalla luce intensa e sono in grado di distinguere i colori (blu, verde, rossa). I bastoncelli (circa 125 milioni) sono estremamente più sensibili alla luce e ci consentono di vedere nella debole luce notturna. Corpo cellulare Bastoncello Cono Terminazioni sinaptiche Membrane discoidali contenenti pigmenti visivi
Coni e bastoncelli assorbono la luce e inviano potenziali d azione al cervello attraverso le cellule gangliari retiniche in cui assoni formano il nervo ottico.. Retina Neuroni Fotorecettori Cono Bastoncello Fibre del nervo ottico Retina Nervo ottico
Per la messa a fuoco delle immagini le lenti oculari cambiano posizione o forma La messa a fuoco dipende dal cristallino: viene regolato da muscoli che lo spostano (se è rigido) o che ne modificano la curvatura (se è elastico). Muscolo ciliare contratto Legamento allentato Luce proveniente da un oggetto vicino (raggi divergenti) Visione da vicino (accomodamento) Cristallino Coroide Retina Muscolo ciliare rilassato Legamento contratto Luce proveniente da un oggetto distante (raggi paralleli) Visione da lontano
COLLEGAMENTI Le lenti artificiali o la chirurgia possono correggere alcuni difetti della messa a fuoco Tre dei più comuni difetti della vista sono la miopia, l ipermetropia e l astigmastismo. Le persone con miopia non mettono bene a fuoco gli oggetti lontani, mentre vedono chiaramente gli oggetti vicini: il globo oculare di un miope è più lungo del normale. Nell ipermetropia il globo oculare è più corto del normale e la focalizzazione dell immagine avviene oltre la retina.
Le lenti correttive fanno divergere leggermente i raggi luminosi provenienti dagli oggetti lontani prima che essi arrivino all occhio. Cristallino Forma normale del globo oculare Punto focale Lente correttiva divergente Punto focale Retina Retina Forma normale del globo oculare Punto focale Lente correttiva convergente Punto focale
chiasma ottico Il 50% delle fibre decussa.
visual cortex and visual awareness areas
I recettori sensoriali convertono l energia degli stimoli in potenziali d azione Gli organi di senso contengono cellule recettrici, o recettori sensoriali, specializzate nel captare gli stimoli. La ricezione di uno stimolo consiste nella conversione, da parte di una cellula recettrice, di un tipo di segnale (lo stimolo) in un impulso elettrico (trasduzione sensoriale).
Informazioni su movimento Area MT (o V5) I neuroni in questa area rispondono selettivamente a particolari direzioni di movimento, aumentando sistematicamente ed accuratamente la loro attività quando aumenta la percentuale di oggetti che si spostano nella direzione preferenziale delle cellule neuronali.
La recezione sensoriale Nel cervello gli stimoli sensoriali diventano sensazioni e poi percezioni Le percezioni vengono «costruite» dall encefalo quando esso analizza le sensazioni e le integra con altre informazioni, formando un interpretazione mentale o un interpretazione consapevole del dato sensoriale.
MOVIMENTO Sembra facile!
acetilcolina Recettori nicotinici giunzione neuro muscolare. Recettori nicotinici SNC (sonno, stato di veglia, attenzione)
giunzione neuromuscolare potenziale d azione di motoneurone rilascio neurotrasmettitore potenziale d azione nella fibra muscolare 1 neurone si congiunge solo ad alcune fibre muscolari rilascio di ioni Ca 2+ dai depositi intracellulari di fibra muscolare contrazione
midollo spinale e riflessi controllo muscolare attraverso vie riflesse riflessi di allontanamento per la protezione dal contatto con oggetti appuntiti o incandescenti, riflessi di stiramento per il mantenimento della postura riflesso rotuleo
Un esempio di funzione del sistema nervoso è rappresentato dal circuito relativamente semplice che produce le risposte automatiche agli stimoli, o riflessi. 1 Recettore 2 Neurone sensoriale Encefalo Ganglio Muscolo quadricipite Motoneurone 3 4 Midollo spinale Muscoli flessori Nervo SNP Interneurone SNC
circuiti spinali Insieme di riflessi per organizzare i comportamenti. Esempio i movimenti automatici degli arti durante il cammino o la corsa coordinazione dei motoneuroni
quali muscoli deve muovere per compiere una data azione, di quanto e in che ordine? vertice della gerarchia: la corteccia motoria aree premotorie corteccia parietale gangli della base cervelletto
percorso senso-motorio discendente Questo percorso controlla sia i muscoli degli organi interni (es. cuore, stomaco, intestino, ecc.) sia i muscoli coinvolti nei movimenti. Il percorso discendente inizia dai nervi localizzati nel cervello i quali spediscono segnali elettrici al il midollo a livelli specifici: qui poi i neuroni trasmettono gli impulsi a parti specifiche del corpo. riflessi spinali Il midollo spinale contiene anche parti di circuiti neuronali che sono coinvolti nei riflessi spinali. Questi circuiti coinvolgono i messaggi che sono stati ricevuti dai nostri organi di senso, che sono arrivati al midollo spinale, e dal quale è partita una risposta diretta ai muscoli senza necessariamente che il cervello sia stato coinvolto con una decisione.
gangli della base Aree interconnesse situate nella profondità degli emisferi cerebrali cruciali per l avvio del movimento (non è chiaro il meccanismo, probabilmente filtrano un enorme numero di informazioni). Dopamina. Per apprendimento motorio scelta di azioni che portano ad una gratificazione
Gangli della Base: nucleo caudato, putamen, globus pallidus, la pars reticulata e quella compacta della substantia nigra ed il nucleo subtalamico.
lobo frontale Aree associative frontali (pensiero logico, giudizio, astrazione, coscienza) Area di Broca (struttura logica del linguaggio) (emisfero sinistro) Corteccia motoria primaria Area premotoria (neuroni specchio)
corteccia motoria L area funzionale chiamata corteccia motoria ha soprattutto la funzione di inviare comandi ai muscoli scheletrici, fornendo risposte appropriate agli stimoli sensoriali.
lobo parietale Corteccia somatoestetica (somatosensoriale) Interpretazione stimoli complessi (in caso di danno: negligenza parietale) Area del Wernicke (comprensione del linguaggio) (emisfero sinistro) Area percettiva del gusto.
cervelletto Ruolo centrale nel controllo, memoria e coordinazione spazio-temporale dei movimenti. Comportamenti automatici.
danno al cervelletto Movimenti poco coordinati, Perdita di equilibrio, Parola abburattata Difficoltà cognitive NB alcol ha un effetto sul cervelletto.
Funzioni cervelletto l apprendimento motorio l adattamento = aggiustamento, es temporizzazione
acquisizione di abilità motorie meccanismo di apprendimento cellulare detto depressione a lungo termine (LTD) Che riduce la forza di alcune connessioni sinaptiche (plasticità sinaptica)
codice di popolazione Davanti alla corteccia motoria: aree premotorie Pianificazione delle azioni Elaborazione dei processi che stabiliscono una connessione tra l osservazione di un movimento e la comprensione di un gesto. Preparazione dei circuiti spinali
neuroni specchio... i neuroni specchio faranno per la psicologia quello che il DNA ha fatto per la biologia: forniranno una visione unificata e aiuteranno a spiegare una quantità di capacità mentali che sono ancora misteriose e inaccessibili alla sperimentazione V.S. Ramachandran
codice di popolazione nella corteccia parietale numerose aree per la rappresentazione spaziale del corpo e degli stimoli visivi e uditivi provenienti dall'ambiente. Danni a queste aree (esempio per ictus) portano alla negligenza parietale, i pazienti non vedono gli oggetti posti da un lato (spesso sx) e a volte ignorano la parte sinistra del proprio corpo.
sviluppo
dislessia Lettura: Riconoscere i grafemi nel giusto ordine (ortografia) Lettura: Sistemare i fonemi nell ordine corretto.
Controllo visivo dell oculomozione: neuroni di grande dimensioni: SISTEMA MAGNOCELLULARE Questo sistema è parzialmente inefficiente nei dislessici
Grandi neuroni del sistema uditivo permettono la distinzione dei fonemi. Questi neuroni non si sviluppano nei dislessici. Anche le difficoltà di scrittura (disgrafia) hanno una loro base neuronale (ad esempio comunicazione tra sistema magnocellulare e cervelletto).
Plasticità sinaptica LTP potenziamento a lungo termine LTD depressione a lungo termine se non lo usi lo perdi modello evolutivo
plasticità Il nostro cervello cambia continuamente durante la nostra vita. Questa capacità del cervello di cambiare è detta plasticità. Non è il cervello nella sua totalità a poter essere modificato bensì i singoli neuroni, in particolare durante lo sviluppo nella fase giovanile, durante l apprendimento, o in seguito ad un trauma.
plasticità sinaptica Esistono vari meccanismi di plasticità, il più importante dei quali è la plasticità sinaptica ovvero come i neuroni modifichino le loro capacità di comunicare l uno con l altro.
memoria molecolare Il Glutammato è rilasciato dalle terminazioni sinaptiche, attraversa lo spazio sinaptico e si lega ai diversi tipi di recettori del glutammato; AMPA, NMDA, kainato (ionotropi) e mglur (metabotropo).
I recettori NMDA: macchine molecolari per dare il via alla plasticità ed all apprendimento: Il trasmettitore viene rilasciato sia durante l attività basale che nell induzione di LTP. Il sito dove gli ioni Mg++ bloccano il canale degli ioni Ca++ è all interno della membrana cellulare e viene spiazzato da un intensa depolarizzazione. Questo accade quando i neuroni debbono cambiare le loro connessioni con altri neuroni. LTP può venire espresso sia come un grande numero di recettori AMPA sia come recettori AMPA più efficienti.
Glutammato principale neurotrasmettitore eccitatorio del sistema nervoso centrale L attività eccitatoria dei neuroni del cervello e del midollo viene regolata dai diversi tipi di recettori del glutammato: - i recettori ionotropi (recettori-canale) - i recettori metabotropi (controllano canali ionici attraverso secondi messaggeri) Recettori ionotropi del glutammato Tre tipi: AMPA (Na +, K + ) NMDA (Na +, K +, Ca 2+ ) kainato (Na +, K + ) proteine formate da 4 o 5 subunità (2a, b, g, d) attivato l apertura da 2 del molecole recettore di NMDA glutammato è potenziata dalla glicina. il Mg 2+ blocca il canale NMDA a riposo Sinapsi_4 84
I meccanismi alla base del potenziamento a lungo termine (LTP, plasticità sinaptica) il glutammato si lega ai recettori AMPA e NMDA. l NMDA a riposo è bloccato dal Mg 2+ ripetute depolarizzazioni della m. postsinaptica rimuovono il blocco del Mg 2+, permettendo al Ca 2+ di entrare nel bottone sinaptico. il Ca 2+ attiva delle proteine chinasi che inducono modificazioni locali che portano ad un aumento degli effetti del glutammato (ad esempio AMPA più numerosi o efficienti). Formazione di spine dendritiche durante la long-termpotentiation (LTP) LTP effetto potenziante a feedback positivo che induce plasticità sinaptica (alterazione funzionale pre- e postsinaptica delle sinapsi) l effetto può essere a lungo (LTP) o a 85 breve termine (STP)
plasticità sinaptica e memoria Esercitare il cervello! Quando le memorie diventano più permanenti, avvengono dei cambiamenti strutturali. Le sinapsi cambiano forma o dimensioni, nuove sinapsi possono comparire. morire. La materia di cui il nostro cervello è composto si modifica in Ai cervelli piace esercitarsi come ai nostri muscoli!
malattie Alterazioni delle funzioni fisiologiche nell encefalo possono causare: disturbi neurologici malattia di Alzheimer, morbo di Parkinson, epilessia, ictus disturbi psicologici schizofrenia, depressione, autismo
Il morbo di Parkinson è una malattia a cause genetiche ed ambientali ove degenerano neuroni del mesencefalo che normalmente rilasciano Dopamina. Questo morbo è progressivo, legato all età del paziente e, in genere, si manifesta dopo i 60 anni. 200.000 persone in Italia ne sono attualmente colpite.
morbo di Parkinson disturbo del movimento come se il filtro selettivo dei gangli della base fosse bloccato. degenerazione dei neuroni della substantia nigra che rilascia dopamina a livello dei gangli della base Terapia farmacologia con L-Dopa
Malattia di Parkinson Bradicinesia: difficoltà ad iniziare un movimento /movimento rallentato Acinesia: riduzione dei movimenti volontari Tremore a riposo Rigidità muscolare Catatonia (stupore / postura e comportamento anomali) Instabilità posturale patologie
malattia di Alzheimer
LM 250 La malattia di Alzheimer è una malattia degenerativa del cervello. La sua incidenza nella popolazione varia a seconda dell età (5% 65enni, 35% 85enni). In Italia si contano attualmente mezzo milione di casi Placca amiloide Matassa neurofibrillare
Sintomi della malattia di Alzheimer Afasia: difficoltà a pronunciare nomi di cose o persone Alterata percezione dello spazio: perdita della memoria di percorsi, non riconoscimento della destra dalla sinistra Aprassia: difficoltà a compiere movimenti finalizzati, il paziente non sa usare un oggetto noto
Malattia di Alzheimer Agnosia: non riconoscere oggetti noti Deficienza cognitiva: incapacità di pensare in astratto Diversi livelli di amnesia: deficit nella memoria prospettica, episodica retrograda, semantica.
morbo di Parkinson
Il morbo di Parkinson è una malattia a cause genetiche ed ambientali ove degenerano neuroni del mesencefalo che normalmente rilasciano Dopamina. Questo morbo è progressivo, legato all età del paziente e, in genere, si manifesta dopo i 60 anni. 200.000 persone in Italia ne sono attualmente colpite.
Malattia di Parkinson Bradicinesia: difficoltà ad iniziare un movimento /movimento rallentato Acinesia: riduzione dei movimenti volontari Tremore a riposo Rigidità muscolare Catatonia (stupore / postura e comportamento anomali) Instabilità posturale patologie
ictus Ictus ischemico È una condizione caratterizzata dall occlusione di un vaso (ischemia) o, meno frequentemente, da un improvvisa e grave riduzione della pressione di perfusione del circolo ematico. Ictus emorragico (intracerebrale o intraventricolare) È una condizione determinata dalla presenza di un emorragia intracerebrale non traumatica.
Sintomi del post-ictus Emiparesi Perdita di sensibilità e formicolii Riduzione del campo visivo Vertigini, assenza di equilibrio Perdita del linguaggio (afasia) o incapacità di articolare le parole (disartria) Cefalea
schizofrenia
La schizofrenia è un grave disturbo mentale caratterizzato da episodi psicotici durante i quali il paziente perde la capacità di distinguere la realtà. Tra i sintomi ci sono le allucinazioni, manie, insensibilità, mancanza d iniziativa, facilità alla distrazione e difficoltà nell espressione verbale. Le cause sono sconosciute, anche se è presente una componente genetica. E implicata una eccessiva produzione di Dopamina.
schizofrenia Disturbi del pensiero (talvolta il soggetto ha la sensazione che i suoi pensieri vengano creati da altri ed immessi nella sua mente, o che altri siano in grado di rubare i suoi pensieri); disturbo dell attenzione; mancanza di collegamento tra idee. Allucinazioni, specialmente acustiche (ad esempio sentire voci offensive o denigratorie); percezione alterata (cose o persone che non esistono percepite come reali). Deliri di vario tipo, ad esempio di potere o di gelosia. Convinzioni del tutto assurde. Affettività disturbata, eccessi di ansia e di paura, anedonia o altre sindromi Autismo (chiusura della psiche in se stessa). Catatonia, ovvero disturbi come immobilismo, mutismo, improvvisa aggressività. patologie
Depressione maggiore e bipolare Sono state identificate due forme di depressione: la depressione maggiore e il disturbo bipolare. La depressione maggiore colpisce circa il 5% della popolazione. Il disturbo bipolare interessa circa l 1% della popolazione ed è caratterizzato da drastici cambiamenti dello stato d animo.
Molte persone depresse presentano uno squilibrio della concentrazione dei neurotrasmettitori (in particolare della serotonina). Alcune medicine sono in grado di correggere tale squilibrio: la classe più comune di farmaci antidepressivi inibisce il riassorbimento della serotonina (SSRI come la Fluoxetina), o inibisce il riassorbimento sia della serotonina che della noradrenalina (duloxetina).
Prescrizioni (milioni) 140 120 100 80 60 40 20 0 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 Anno
Sintomi principali dell autismo Fobia per qualunque cambiamento, isolamento, movimenti stereotipati, tendenza a ripetere suoni o frasi sentite pronunciare. Eccezionale capacità di calcolo, mnemoniche, grande sensibilità musicale
dipendenza da droghe