Sensibilità
Fisiologia Umana
MED01
Semestre II
(Prof. Reggiani – Dott. Megighian)
Sensazione, Percezione, Psicofisica,
Fisiologia
•
•
•
Aristotle 5 sensiVisione
Udito
Odorato
Gusto
Tatto.
In realtà abbiamo anche:
Dolore,
Sensazione termica
Cenestesi (senso di posizione del corpo
nello spazio).
•
•
•
•
Cenestesi.
Quale è la posizione dei vari segmenti corporei
nello spazio in ogni momento?
Dove sono le braccia e le gambe?
Siamo in posizione eretta o supini?
•
La sensazione cinestesica deriva da numerosi
recettori localizzati nelle articolazioni come pure dai
recettori dell’equilibrio nell’orecchio interno (Sistema
vestibolare).
• La gran parte di questa attività nervosa è automatica
ed inconscia
Processi sensoriali:
La nostra esperienza del mondo può essere suddivisa
in
Sensazione: riconoscimento delle singole proprietà
degli
stimoli, come colore, luminosità, calore, o gusto.
Percezione: riguarda il riconosciemnto degli oggetti,
la loro posizione, il loro movimento e la loro relazione
con l’ambiente
Percezione (visiva) e coscienza della (visione):
Coscienza del processo di percezione visiva compare solo
quando questo è completo . . . . . . A noi appare come
prodotto finito senza consapevolezza dei dettagli del
processo stesso.
D qui l’importanza dei processi inconsci nella percezione
(numerosi studi).
Pure incerto è l’entità dell’effetto
Dei processi cognitivi come apprendimento e memoria
Sull’atto percettivo stesso.
Sensazione e percezione
•
movimento degli oggetti – lesioni
• colore degli oggetti – lesione Area IV della corteccia
visiva
Confronto con eventi e sensazioni passate
•
percezione
•
riconoscimento
•
comprensione
SENSAZIONE E PERCEZIONE
Il sistema sensoriale fornisce al SNC una
rappresentazione del mondo esterno
Rapporto tra meccanismi ascendenti (AFFERENZE) attivati dai recettori
che formano una rappresentazione del mondo esterno e
Meccanismi discendenti (EFFERENZE) che catturano solo le afferenze
sensoriali che richiedono attenzione immediata
SNC
Sensazione
Percezione
PERCEZIONE ≠ SENSAZIONE
Sensazione : presenza di uno stimolo e
riconoscimento che questo è avvenuto
Percezione : interpretazione e apprezzamento
dell’evento sensoriale
Perecezione: risultato del gioco tra “meccanismi
ascendenti” e “meccanismi discendenti”
1.
ESPERIENZA COSCIENTE
2.
MEMORIA
LA SEDE FINALE DELL’ELABORAZIONE
PERCETTIVA E’ LA CORTECCIA
CEREBRALE
COLONNE CORTICALI
INOLTRO PARALLELO DEL SEGNALE NERVOSO
• Le sensazioni raccolte dai recettori periferici sono
inviate al centro tramite vie parallele
•
per stimoli differenti
vie dolorifiche, sens termica …. Tattile
•
per qualità differenti della stessa modalità
sensoriale
•
per regioni differenti del nostro corpo (sens
estero e propriocettiva
Differenti neuroni del SNC elaborano
questi dati
Codifica dell’informazione sensoriale
1.
Intensità: frequenza dei PA nervosi (rate code)
2. Risoluzione spaziale (acuità) : campi recettivi (spatial
code)
3. Risoluzione temporale : Δf dei PA nervosi (temporal
code)
4.
Durata : adattamento del recettore (adaptation)
5. Contrasto (tra gli stimoli) : azione degli interneuroni
inibitori nei Nuclei centrali relays
Intensità vs frequenza:
Potenziale recettoriale
stimolo
rec
Potenziale
recettoriale
Risposta
nervosa
I sens
Intensità vs frequenza
stimolo
rec
Potenziale
recettoriale
Risposta
nervosa
I sens
Acuità – campi recettivi
1
2
Campi recettivi grandi = acuità <
Campi recettivi piccoli = acuità >
Campi recettivi e localizzazione dello stimolo
L’inoltro parallelo dei segnali sensoriali
permette di mantenere l’informazione sulla
localizzazione dello stimolo in qualsiasi
stazione delle vie sensitive fino alla corteccia
•
somatotopia
•
retinotopia
•
tonotopia
Risoluzione temporale dello stimolo
Adattamento – durata dello stimolo
NON adatta – risposta tonica
adatta – risposta fasica
“contrasto”
Inibizione laterale nei nuclei relays
Principio di Weber – percezione dell’intensità
dello stimolo
ΔS = k * S, ove S è lo stimolo di Intensità x
Facile distinguere tra 1 e 2 Kg, difficile distinguere tra 50 e 51 Kg - concetto di
MINIMA DIFFERENZA APPREZZABILE
Legge di Fechner
I = k * log S/S0 , ove S0 è il minimo stimolo
apprezzabile
Concetto di SOGLIA DELLA STIMOLAZIONE
Vie sensitive
CORTECCIA SENSITIVA
I Recettori
tattili
Recettori tattili
Terminazioni libere della pelle
Dolore, tatto, pressione o
temperatura
I copruscoli di Meissner sono sensibili
alla pressione irregolare
e sono a rapido adattamento
Epidermis
Dermis
The receptor
location and is
associated
structure can
alter the
Subcutis
stimulus and
influence
the response
Free
nerve
endings
Dischi di Merkel
Pressionte
costante
lento
adattamento
Corp. di Pacini
vibrazione
Rapido adattamento
Smooth skin
(glaborous)
Hairy skin
Corp Ruffini
Pressione costante
ad elevata soglia
Lento adattamento
Terminazioni nervose
del bulbo pilifero
rapido e lento adatt
Meccanocettori cutanei
•
I recettori tattili a rapido adattamento segnalano l’inizio e la fine
(fasici) di uno stimolo e determinano sensazioni come vibrazione,
contatto, e movimento
•
I meccanocettori a lento adattamento segnalano continuamente
(tonici) l’intensità dello stimolo e determinano la sensazione di
pressione.
•
I recettori cutanei con piccoli campi recettivi sono coinvolti nella
discriminazione spaziale, mentre quelli con campi recettivi più
grandi sono meno precisi nella discriminazione spaziale.
•
La sovrapposizione dei campi recettivi adiacenti fa originare
l’inibizione laterale nelle vie ascendenti ed aumenta l’acuità sensitiva.
Risposta tonica e fasica
Risposta di un Corp di Pacini, di un meccanocettore a rapido adattamento, e di un rec
a lento adattamento ad uno stimolo pressorio applicato alla cute. Solo il C. di Pacini
risponde alla pressione applicata in modo continuo con UN SOLO potenziale d’azione
mentre il rec a lento adatt. Genera un treno di potenziali d’azione. Solo il Pacini
risponde ad uno stimolo vibratorio a 300 Hz applicato alla cute.
SENSO VIBRATORIO
Il senso di vibrazione dipende dalla “tuning threshold” del
recettore
Essa è la minima intensità dello stimolo capace di generare
almeno 1 potenziale d’azione per ciclo
La Tuning Threshold è differente nei vari recettori tattili
Adattamento
Risposta allo stimolo continuo di un Pacini con e senza capsula fibrosa.Le lamelle
scivolano tra loro in modo viscoso trasmettendo solo a tratti l’intera forza (che
altrimenti viene dissipata nell’attrito viscoso tra le lamelle). In tal modo la
distorsione dei terminali nervosi (e quindi lo stimolo del nervo) è tagliata.
I recettori di Merkel (RA) discriminano il diametro
dell’oggetto stimolante
Discriminazione spaziale
Discriminazione di 1 punto
Two-point discrimination
L’esplorazione tridimensionale degli oggetti usando la
discriminazione spaziale fine è detta tatto aptico.
Two point discrimination
Inibizione laterale
Recettori termici
• Terminazioni libere nel derma sottocutaneo.
• Non presentano sovrapposizione dei campi recettivi.
• Non presentano adattamento e scaricano in proporzione
alla temperatura (entro determinati limiti).
• I recettori per il freddo sono sensibili ad un temperatura
che si abbassa. Fibre mielinizzate Aδ (1-5 µm).
• I recettori per il caldo vengono stimolati da temperature in
aumento. Fibre amieliniche C (0.2-1.5 µm).
• I segnali sono codificati da scariche di potenziali d’azione.
Freddo paradosso
55
Propriocettori
• Conoscenza della posizione degli arti (cenestesia).
• Fusi muscolari (Ia & II) e organi del Golgi.
• Inviano al CNS informazioni sulla lunghezza, posizione e
tensione del muscolo.
• Le fibre Ia sono a rapido adattamento (dinamici o fasici) e
sono sensibili a rapidi cambiamenti nella lunghezza del
muscolo.
• Le fibre di tipo II sono a lento adattamento (statici o
tonici) e danno informazioni sulla lunghezza del muscolo.
100
Propriocettori
Recettori viscerali
•
•
•
•
Rec che danno sensazione cosciente:simili ai recettori cutanei ma
meno densi. Danno sensazioni poco localizzate.
Rec che danno sensazione subcosciente: recettori a rapido e lento
adattamento, chemocettori e termocettori.
Funzioni specializzate: controllo della Pa, pH & pO2 del sangue, pH
del liquor, volume polmonare, osmolarità, temperatura corporea,
glicemia e distensione del tubo gastrointestinale.
Le afferenti raggiungono il mid spinale tramite i nervi viscerali.
• Specifiche: veicolano informazioni di un solo tipo di recettore ad
aree della corteccia cerebrale specifiche per quello stimolo.
• Non-specifiche: veicolano segnali da più di un tipo di recettore alla
formazione reticolare e a regioni del talamoche non sono parte
delle vie specifiche.
• Cordoni posteriori & e vie spinotalamiche
Cordoni posteriori
• Discriminazione tattile, vibratoria
e senso di posizione (Aβ,fibre
grandi).
Vie spino-talamiche
• Sensibilità tattile, dolorifica e
termica (Aδ & C – fibre piccole).
Cordoni posteriori
Via spino-talamica
Vie specifiche..
Vie aspecifiche..
Flusso delle informazioni
Cerebral Cortex
Thalamus
and
brainstem
Spinal cord
c
c
c
c
c
c
Touch
c
c
c
c
c
c
Temperature
..convergono, ma mantengono
modalità
Touch
Temperatur
c
c
c
e
c
c
c
..convergono, ma perdono
modalità
La corteccia somatosensoriale
3b e 1: stimoli
cutanei
3a: propriocettori
2: sia stimoli
tattili che
propriocettivi
Area 3b e 1
nella
scimmia
Dermatomeri.
Organizzazione somatotopica delle vie
somatosensoriali
Corteccia somatosensoriale
Primaria > secondaria
(operculum paietale) > lobulo parietale posteriore (5 & 7)
LA SENSIBILITA’ DOLORIFICA
•
A
III,IV,V,VI meccanoc
(Aβ)
• III, IV meccanoc (Aδ)
•
I,V nocic, term
(freddo)
• I,II nocic, term (caldo)
meccanoc (C)
VI
V
P
IV
III
II
I
IL DOLORE
•
Fibre Aδ (12-30 m/s) ……Lamine I,V (via rapida)
•
Fibre amieliniche C (0.5-2 m/s)…..Lamine I,II (via
lenta)
Gli assoni dei neuroni SECONDARI terminano:
•
•
a) midollo sp e tronco enc
•
b) NVP talamo ….. Corteccia (SI, SII e giro cingolato)
•
c) sostanza reticolare
•
DOLORE RAPIDO
•
DOLORE TARDIVO
• Gate control
• Vie dell’analgesia
Morfina
Naloxone
Modulazione centrale del dolore
A livello dei neuroni relay delle corna posteriori
(eg. TENS devices; rubbing/shaking area with
acute pain).
Periaqueductal gray area:
Riceve input dall’ipotalamo, amigdala, e
corteccia.
Proietta via rostral ventral medulla (RVM) per
inibire I neuroni delle radici posteriori.
RVM :neuroni serotoninergici dei nuclei del rafe.
POMC: prooppiomelanocortina
Sostanza P
Rec Sostanza P
Encefalina
Rec Encefalina
