Encefalo - struttura
Encefalo - Funzioni Gangli della base: movimento Cervelletto: coordinazione motoria
Strati dei corpi cellulari nella corteccia cerebrale
Diencefalo Sistema limbico Tronco encefalico
Regione Tronco encefalico (bulbo, ponte, mesencefalo) Funzione - Smistamento informazioni tra midollo spinale e encefalo - Smistamento e transito informazioni verso cervelletto - Controllo di funzioni vegetative (pressione arteriose, respirazione, deglutizione - Controllo movimenti oculari Cervelletto - Elaborazione informazioni sensoriali - Coordina l esecuzione del movimento Diecefalo (Talamo, ipotalamo, ipofisi, epifisi) Sistema limbico (Giro del cingolo, ippocampo, amigdala) Telencefalo (Emisferi, corpo calloso) - Smistamento e controllo informazioni sensoriali (talamo) - Invio informazioni sensoriali al cervello - Controllo omeostasi, centri fame, sete (ipotalamo) - Controllo sistema autonomo e funzioni endocrine (ipotalamo) - Controllo della produzione di ormoni (ipofisi) - Produzione melatonina (epifisi) - Collegamento funzioni cognitive e risposte emotive - Elaborazione emozioni - Apprendimento e memoria - Integrazione informazioni sensoriali - Integrazione e elaborazione informazioni - Attivazione risposte (segnali efferenti) anche in assenza stimoli esterni (centri decisionali)
Archi riflessi nell encefalo
Encefalo - Funzioni Segnali sensoriali (cute, muscolo-scheletrici) - Aree sensoriali - Aree associative (percezione) - Elaborazione informazioni per controllo movimento (aree motorie) - Elaborazione informazioni per controllo funzioni cognitive
Corteccia cerebrale Aree funzionali
Attività cerebrale identificata mediante tomografia a emissione di positroni (PET)
1. Aree sensoriali 2. Aree associative (percezione) 3. Elaborazione informazioni per - controllo movimento - funzioni cognitive Efferenze SNC - Movimento musco schelettrico (aree associative motorie) - Segnali (risposte) neuroendocrini - Neurormoni (ipotalamo, midollare surrene) - Controllo muscolatura liscia e cardiaca (sistema autonomo)
Sistema comportamentale Noradrenergico Formazione reticolare del tronco encefalico Neuroni dei sistemi modulatori diffusi Dopaminergico Serotoninergico Colinergico Stato di coscienza Attenzione, Motivazione, Controllo motorio, Umore, Omeostasi metabolica
Stato di veglia e stadi del sonno Configurazione degli elettrodi per la registrazione dell EEG
EEG Elettroencefalogramma Registrazioni dell attività elettrica cerebrale
Emozione (rabbia, paura, aggressività, tristezza, stupore, disgusto, felicità) - Sistema cognitivo - Sistema comportamentale Vie coinvolte: circuiti chiusi tra ipotalamo, sistema limbico (amigdala), corteccia cerebrale Motivazione Comportamenti Impulsi: - Aumentano grado di vigilanza - Raggiungimento obiettivo - Coordinamento comportamenti
Umore Emozioni > stati dell umore Soggettive Lunga durata Stabili nel tempo Stato di benessere Depressione Anomalie nel rilascio o ricezione di neurotrasmettitori: serotonina, noradrenalina, dopamina Terapia Es: Inibitori selettivi della ricapitolazione della serotonina (aumentano la reazione postsinaptica) Tempi lunghi di risposta (modificazione circuiti nervosi)
Apprendimento e memoria Associativo (associazione di due stimoli) Non associativo (singolo stimolo, apprendimento imitativo) Memoria Immagazzinare e richiamare informazioni Coinvolge vari circuiti in parallelo Coinvolgimento ippocampo Memoria breve (pochi elementi) Memoria di lavoro (lobi prefrontali) Memora a lungo termine (consolidamento, modifica connessioni sinaptiche) Riflessiva (procedurale, es. attività motorie) Dichiarativa (capacità cognitive: deduzione, confronto, valutazione
Linguaggio Comportamento cognitivo più elaborato Informazioni sensoriali (vista, udito) Interpretazione (corteccia cerebrale) Attività motoria (scrittura, parola) Emisfero sinistro Area di Wernicke Area di Broca Corteccia motoria Personalità Complesso delle funzioni cerebrali Informazioni genetiche + esperienze Apprendimento, esperienze, memoria Modello unico di connessioni neuronali
Recettori sensoriali Chemiorecettori, meccanorecettori, termorecettori, fotorecettori, nocicettori
Recettori sensoriali Conversione stimoli (meccanici, luce, calore) in segnali elettrici Stimolo (apertura o chiusura canali ionici, variazione del potenziale di membrana) Depolarizzazione o iperpolarizzazione Campi recettivi
Campi recettivi secondari Risoluzione spaziale dello stimolo Differenze tra i tessuti
Integrazione delle informazioni sensoriali nel SNC
Inibizione laterale > Contrasto > Percezione
Neuroni sensoriali Intesità e durata dello stimolo
Recettori tonici Es: barorecettori, recettori del tatto Recettori fasici Es: olfatto, recettori dell orecchio
Sensi somatosensoriali o somatici(percezione) Vie nervose afferenti sensitive Tatto Pressione Propriocezione Temperatura Nocicezione (dolore, prurito) Corteccia somatosensoriale Cute Apparato osteoarticolare Visceri Esempio
Recettori cutanei Diversi tipi di recettori Nocicettori Nocicettori: dolore, prurito
Corteccia somatosensoriale Aree sensoriali della corteccia cerebrale Estensione delle regioni mutabile (dipendente dall utilizzo) Nocicettori Dolore infiammatorio Attivazione per danno tissutale (K +, istamina, prostaglandine, serotonina rilasciata dalle piastrine)
Modulazione del dolore Segnali non dolorifici inibiscono la sensazione di dolore
Sistema olfattivo Epitelio Olfattivo Cellule staminali
Sistema olfattivo Trasmissione segnali olfattivi Recettori per gli odori Proteine di membrana accoppiati a G-protein Aumento dell AMPc Depolarizzazione cellula Segnale postsimaptico > 1000 geni 3-5% genoma Discriminazione degli odori
Gusto Gemme gustative (50-150 cellule gustative) 5 tipi di recettori (canali) Dolce Umani (glutamato*) Amaro (percezione di tossicità) Salato (Na + ) o acido (H + ) *migliora il gusto del cibo
Gusto Segnali Gustativi Segnali Specifici Amaro Dolce Umami > Recettori Accoppiati a G-protein Salato Na + Acido H +
Udito Onde sonore
Udito Trasmissione del suono nell orecchio interno
Udito Cellule cigliate (SEM) cellule recettoriali non nervose
Udito Trasduzione del segnale nelle cellule ciliate Movimento delle ciglia: apertura canali ionici (K +, Ca 2+ ) Depolarizzazione Apertura dei canali voltaggio dipendenti del Ca 2+ Rilascio del neurotrasmettitore Generazione del potenziale d azione nel neurone sensoriale primario
Udito Membrana basilare Frequenza onde sonore (diverse regioni) Da 20 a 20.000 Hz Differenti neuroni sulla membrana basilare proiettano in zone corrispondenti dell encefalo Intensità del suono db da 0 a 120-140 (frequenza potenziali d azione)
Udito Vie uditive Localizzazione dello stimolo Disposizione topografica delle aree sensoriali Disposizione topografica dei recettori
Apparato vestibolare Otoliti: Carbonato di calcio e proteine
Apparato vestibolare Attivazione cellule ciliate
Apparato vestibolare Trasmissione segnali al SNC per l equilibrio Macule utricolo: accelerazione e decelerazione orizzontali Macule sacculo: accelerazione e decelerazione verticali Creste ampollari: movimento di rotazioni della testa
Occhio
Occhio Controllo del cristallino mediante muscolo ciliare
Fototrasduzione nella retina Spettro radiazioni elettromagnetiche della luce visibile
Fotorecettori Cellule bipolari Cellule gangliari Cellule amacrine Cellule orizzontali Epitelio pigmentato
Retina Fotorecettori Bastoncelli: Visione monocromatica Coni: Colori Rapp 20:1
Corso di Fisiologia Generale (95013) Corso di Laurea Triennale in Ingegneria delle Tecnologie per la Salute Appunti delle lezioni del corso AA 2016/17 Prof. Andrea Remuzzi Dipartimento di Ingegneria Gestionale, dell Informazione e della Produzione Università degli Studi di Bergamo Materiale a solo uso didattico Vietata la riproduzione