Dimensioni delle sensazioni

Dimensioni delle sensazioni
SPAZIO
dove?
TEMPO
INTENSITA’
quando?
QUALITA’
quanto?
?
Modalità sensoriali
Qualità
Qualità
Qualità
I sistemi sensoriali
Tipo di energia
Modalità
Stimoli
Luminosa
Vista
Meccanica
Tatto
Udito
S. Vestbolare
Articolazioni
Muscoli
Pressione/deformazione cutanea
Vibrazioni sonore in aria/acqua
Movimenti della testa
Posizione e movimento
Tensione muscolare
Freddo
Caldo
Olfatto
Gusto
Minore temperatura epidermica
Maggiore temperatura epidermica
Termica
Chimica
Elettrica
Energia radiante visibile
Odori disciolti in aria/acqua
Sostanze su lingua/recettori g.
Intensità delle correnti elettriche
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In questa lezione
Caratteristiche generali di
organizzazione e di funzionamento
comuni ai diversi sistemi sensoriali
Spazio -> Dove? -> Campo recettivo
Tempo -> Quando? -> Durata della risposta
Intensità-> Quanto? -> Frequenza di scarica
Qualità ->
?
-> Diversi recettori
Livelli di elaborazione
•  Recettori sensoriali
–  Trasduzione
–  Trasmissione tramite
nervo somatico o
cranico
•  Stazioni intermedie
–  Midollo spinale
–  Tronco encefalico
–  Talamo
•  Corteccia cerebrale
–  Aree primarie
–  Aree secondarie
unimodali
–  Aree associative
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Recettori e trasduzione
I recettori svolgono la
fondamentale funzione di
trasduzione del segnalestimolo, processo attraverso cui
l’informazione viene convertita
da energia fisica o chimica o
chimico-fisica in una variazione
di potenziale di membrana.
Potenziali di recettore
Corpuscolo di Pacini
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Intensità della sensazione
Potenziale
di recettore
Potenziali
di azione
Legge della codifica
in frequenza:
L’intensità dello
stimolo viene
rappresentata dalla
frequenza dei
potenziali d’azione
Soglia e saturazione
Legge di Stevens:
L’intensità della
sensazione dipende
dalla frequenza di
scarica dei
recettori
Punto di
saturazione:
Oltre il quale la
cellula non può
aumentare più la
sua frequenza di
scarica
Ogni neurone ha una soglia e un punto di saturazione, per cui presenta
un minimo e un massimo d’attivazione in un ambito d’intensità
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Frazionamento dell’ambito
Tutto l’ambito
d’intensità
percepibile è
diviso tra
neuroni più o
meno sensibili
Adattamento sensoriale
Il neurone a lento adattamento
risponde con una frequenza di
scarica proporzionata
all’intensità dello stimolo e poi
si adatta; la frequenza di scarica
diminuisce, ma non s’interrompe
del tutto sino alla fine dello
stimolo.
Il neurone a rapido adattamento
dopo pochi millisecondi smette
proprio di scaricare come se non
ci fosse più lo stimolo.
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Intensità ed adattamento
La velocità di
adattamento
dipende
dall’intensità dello
stimolo
Campo recettivo
•  Zona della superficie
recettoriale in genere cui
un neurone risponde (ad
es. Il campo recettivo di una
cellula visiva è quell’area di
retina in cui, la stimolazione
luminosa dei fotorecettori,
determina un aumento o una
diminuzione di scarica della
cellula stessa).
•  Dipende dalle
caratteristiche
intrinseche del recettore
•  Il concetto si applica
anche ai neuroni corticali
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Localizzazione spaziale
Qualità della sensazione
Sistema
visivo
Recettori diversi per
qualità diverse nello
stesso organo di senso
Sistema
somatosensoriale
Recettori diversi per modalità diverse
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Dimensioni delle sensazioni
SPAZIO
TEMPO
INTENSITA’
dove?
Campo
recettivo
quando?
quanto?
Soglia
Saturazione
Frequenza scarica
Frazionamento ambito
QUALITA’
Modalità sensoriali
Diversi recettori
Linee marcate
Proprietà della luce
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Che cosa vediamo?
•  Proprietà percettive
della luce
–  Luminosità
–  Tonalità
–  Saturazione
•  Proprietà percettive
degli oggetti
–  Orientamento
–  Forma
–  Colore
–  Localizzazione
–  Movimento
–  Identità
Spettro dei colori
Lunghezza d’onda -> Colore
Ampiezza -> Intensità/Luminosità
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Il solido dei colori
L’occhio
La luce é focalizzata dalla cornea e dal cristallino,
attraversa l’umor vitreo, ed é assorbita dai fotorecettori.
Le cellule dell’epitelio pigmentato contengono MELANINA->
assorbe la luce non trattenuta dalla retina
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Contrazione e dilatazione pupillare
Nell’essere umano la
dimensione della
pupilla (con relativa
apertura o chiusura
dell’iride) subisce
variazioni di circa 6
mm ossia da un minimo
di apertura pupillare
nelle condizioni di
massima luminosità
che è di circa 2 mm
ad un massimo di
apertura nelle
condizioni di bassa
luminosità che è di
circa 8 mm.
Movimenti oculari
Movimenti di Convergenza:
movimenti coordinati che
consentono di tenere
entrambi gli occhi fissi su un
oggetto.
Movimenti saccadici:
movimenti rapidi che
consentono di esplorare una
scena o di leggere.
Movimenti di inseguimento:
movimenti lenti che
consentono di seguire il
movimento di uno stimolo.
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L’occhio
La retina è costituita da tre strati di neuroni:
a) parte posteriore vi sono i fotorecettori (coni e bastoncelli),
b) lo strato intermedio contiene tre tipi di interneuroni: cellule
bipolari, cellule orizzontali e cellule amacrine,
c) parte anteriore vi sono le cellule gangliari.
Anatomia della retina
Luce
1) La luce deve
attraversare i tre strati
della retina per
raggiungere i
fotorecettori
2) Il segnale torna
indietro alle cellule
gangliari i cui assoni
formano il nervo ottico
che riattraversa tutti gli
strati retinici per andare
al SNC
3) Il nervo ottico deve a
sua volta riattraversare
tutti gli strati per
raggiungere il cervello.
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La struttura dei coni e dei bastoncelli
Regioni
funzionalmente
diverse: il segmento esterno
specializzato nella
fototrasduzione, il segmento interno
che contiene il nucleo
della cellula e una terminazione
sinaptica che li collega
alle cellule dello strato
intermedio.
La corrente al buio mantiene il potenziale di
membrana dei fotorecettori depolarizzato a
circa -40 mv
Fototrasduzione
Cinque fasi:
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Fotorecettori
Bastoncelli:
Coni:
• Visione notturna
(sensibilità elevata)
• Molto fotopigmento
(catturano molta luce)
• Campi recettivi grandi
• Vanno in saturazione
alla luce diurna
• Visione diurna
(sensibilità inferiore )
• Quantità inferiore di
fotopigmento
• Campi recettivi piccoli
• Vanno in saturazione solo per
illuminazioni molto intense
• Bassa risoluzione temporale • Alta risoluzione temporale
• Acuità visiva bassa -> vie
retiniche convergenti, non
presenti in fovea
• Acromatici -> un solo
tipo di pigmento
• Acuità visiva elevata -> vie
retiniche meno convergenti,
nella fovea
• Cromatici -> tre tipi di
pigmento sensibile ad una
lunghezza d’onda;
Tre tipi di coni
Ciascuno con un diverso tipo di pigmento.
Blu-> il pigmento è
sensibile alle
lunghezze d’onda
corte (420 nm)
Verde-> il pigmento
risponde alle
lunghezze d’onda
medie (531 nm)
Rosso-> il pigmento è
particolarmente
selettivo alle
lunghezze d’onda
lunghe (558 nm)
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Distribuzione dei fotorecettori
La più alta concentrazione di coni si trova nella fovea,
mentre i bastoncelli sono più numerosi nella periferia della retina e
assenti al suo centro
Punto cieco
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Circuiti neurali retinici
Fovea
•  Acuità visiva massima
Rapporto 1:1 tra
fotorecettori e
cellule gangliari
Assenza degli
strati di cellule
sovrapposte ai
fotorecettori
Fotorecettori
specializzati
(coni)
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Le altre cellule della retina
•  Cellule bipolari: ricevono
l’input dai fotorecettori e lo
trasmettono direttamente
alle cellule gangliari
•  Cellule orizzontali: collegano
i fotorecettori e le cellule
bipolari attraverso lunghe
connessioni parallele agli
strati della retina
•  Cellule amacrine: collegano
le cellule bipolari e le cellule
gangliari
• 
Cellule gangliari:
trasmettono l’informazione
al SNC. Gli assoni di tali
cellule formano un fascio di
fibre (nervo ottico) nel
disco ottico
I campi recettivi
Il campo recettivo di una cellula visiva è quell’area di retina
in cui, la stimolazione luminosa dei fotorecettori,
determina un aumento o una diminuzione di scarica della
cellula stessa.
Fig 3.11 dello Hubel
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Convergenza
Più recettori “convergono” le loro informazioni ad
un unico neurone di ordine superiore (cellula
gangliare).
Divergenza
Ogni recettore è connesso a più neuroni di ordine
superiore
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Inibizione laterale
Campo recettivo composto
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I campi recettivi delle cellule gangliari
I campi recettivi delle cellule gangliari hanno tre
caratteristiche importanti:
A) Sono circolari,
B) il centro e la periferia
hanno proprietà
antagoniste,
C) analizzano
l’informazione visiva
attraverso due vie
parallele (centro-on e
centro-off)
Campo visivo
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Campo visivo ed immagine retinica
Campo visivo
Emicampo visivo
sinistro
Emicampo visivo
destro
Punto di
fissazione
Naso
Emiretina
temporale
Emiretina
temporale
Emiretine
nasali
Fovea Disco
ottico
Fovea
Campo visivo e mondo esterno
Campo
visivo
Emicampo visivo
sinistro
Emicampo visivo
destro
Punto di
fissazione
Naso
Emiretina
temporale
Fovea Disco
ottico
Emiretine
nasali
Emiretina
temporale
Fovea
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Campimetria
Percezione come processo
attivo
•  La percezione visiva è un processo attivo
•  I movimenti oculari permettono di
“scegliere cosa vedere” facendo cadere
l’immagine di un oggetto di interesse
sulla fovea
•  La scelta dell’oggetto di interesse avviene
utilizzando la visione periferica
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