Le scienze del cervello

Le scienze del cervello
Antonio Cortese
Dottore di Ricerca in
Psicologia Cognitiva e Neurofisiologica
Docente di
“Correlati Neurofisiologici delle Funzioni
Cognitive” all’Università LUMSA di Roma
Settimana della Ricerca Scientifica –
Liceo Scientifico Martino Filetico - Ceccano
Studiare il cervello (come organo della mente)
Studiare la mente (come funzione del cervello)
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Un po’ di storia del cervello…
‘600
Cartesio: dualismo mente-corpo (res
cogitans e res extensa); essi interagiscono
nella ghiandola pineale
‘700
Anatomisti del cervello (Willis, Gall…): il
cervello è diviso in zone differenziate e tali
zone esprimono le diverse funzioni della
mente
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Un po’ di storia del cervello…
‘800
Conferme alle teorie del Localizzazionismo
delle funzioni cerebrali attraverso lo studio
di pazienti neurologici (Broca, Wernicke,
Jackson)
Nascita dei primi laboratori di Psicologia:
William James (USA) e Wilhelm Wundt
(Germania). Studiare le funzioni normali
del cervello attraverso il comportamento
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Un po’ di storia del cervello…
Approccio Psicologico
• Funzionalismo
(William James)
• Comportamentismo
(Pavlov, Skinner)
• Psicoanalisi (Freud,
Jung)
• Cognitivismo
Approccio Bio-medico
• La neurologia e la
neuropsicologia
• L’elettrostimolazione
del cervello (Berger,
1929): studiare il
cervello in vivo
• Lo sviluppo della
neurofisiologia e
delle tecniche di
indagine
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
La frontiera delle Neuroscienze
Le discipline del cervello:
• Neurofisiologia
• Neuropsicologia
• La biochimica molecolare
• La genetica
• La psicologia comparata e
l’evoluzionismo
• Le scienze cognitive
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Neurofisiologia
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo
Scientifico Martino Filetetico - Ceccano
Neurofisiologia






Funzionamento delle unità cellulari del Sistema
Nervoso Centrale – i neuroni
Studio delle modificazioni cellulari del neurone
durante il suo ciclo vitale – plasticità neurale
Come i neuroni comunicano tra di loro – plasticità
sinaptica
Come i neuroni si aggregano per assolvere a
funzioni comuni – unità o nuclei neuronali
Come i nuclei neuronali si modificano e comunicano
con gli altri nuclei – circuiti neuronali
Funzionamento in parallelo dei circuiti cerebrali
durante un determinato comportamento –
organizzazione delle attività cerebrali
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Neurofisiologia






Funzionamento delle unità cellulari del Sistema
Nervoso Centrale – i neuroni
Studio delle modificazioni cellulari del neurone
durante il suo ciclo vitale – plasticità neurale
Come i neuroni comunicano tra di loro – plasticità
sinaptica
Come i neuroni si aggregano per assolvere a
funzioni comuni – unità o nuclei neuronali
Come i nuclei neuronali si modificano e comunicano
con gli altri nuclei – circuiti neuronali
Funzionamento in parallelo dei circuiti cerebrali
durante un determinato comportamento –
organizzazione delle attività cerebrali
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Neurofisiologia






Funzionamento delle unità cellulari del Sistema
Nervoso Centrale – i neuroni
Studio delle modificazioni cellulari del neurone
durante il suo ciclo vitale – plasticità neurale
Come i neuroni comunicano tra di loro – plasticità
sinaptica
Come i neuroni si aggregano per assolvere a
funzioni comuni – unità o nuclei neuronali
Come i nuclei neuronali si modificano e comunicano
con gli altri nuclei – circuiti neuronali
Funzionamento in parallelo dei circuiti cerebrali
durante un determinato comportamento –
organizzazione delle attività cerebrali
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Neurofisiologia






Funzionamento delle unità cellulari del Sistema
Nervoso Centrale – i neuroni
Studio delle modificazioni cellulari del neurone
durante il suo ciclo vitale – plasticità neurale
Come i neuroni comunicano tra di loro – plasticità
sinaptica
Come i neuroni si aggregano per assolvere a
funzioni comuni – unità o nuclei neuronali
Come i nuclei neuronali si modificano e comunicano
con gli altri nuclei – circuiti neuronali
Funzionamento in parallelo dei circuiti cerebrali
durante un determinato comportamento –
organizzazione delle attività cerebrali
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Neurofisiologia






Funzionamento delle unità cellulari del Sistema
Nervoso Centrale – i neuroni
Studio delle modificazioni cellulari del neurone
durante il suo ciclo vitale – plasticità neurale
Come i neuroni comunicano tra di loro – plasticità
sinaptica
Come i neuroni si aggregano per assolvere a
funzioni comuni – unità o nuclei neuronali
Come i nuclei neuronali si modificano e comunicano
con gli altri nuclei – circuiti neuronali
Funzionamento in parallelo dei circuiti cerebrali
durante un determinato comportamento –
organizzazione delle attività cerebrali
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Neurofisiologia






Funzionamento delle unità cellulari del Sistema
Nervoso Centrale – i neuroni
Studio delle modificazioni cellulari del neurone
durante il suo ciclo vitale – plasticità neurale
Come i neuroni comunicano tra di loro – plasticità
sinaptica
Come i neuroni si aggregano per assolvere a
funzioni comuni – unità o nuclei neuronali
Come i nuclei neuronali si modificano e comunicano
con gli altri nuclei – circuiti neuronali
Funzionamento in parallelo dei circuiti cerebrali
durante un determinato comportamento –
organizzazione delle attività cerebrali
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora il Neurofisiologo
Registrazione dell’attività
dei singoli neuroni
Registrazione EEG
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora il Neurofisiologo
Stimolazione elettrica di
regioni corticali
Stimolazione magnetica
intracranica
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora il Neurofisiologo
Visualizzazione delle aree attive con
alta risoluzione spaziale
TAC –PET
Visualizzazione delle aree attive con
alta risoluzione temporale
RISONANZA MAGNETICA - MEG
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come si diventa Neurofisiologo

Facoltà di Medicina
 Specializzazione in Neurologia o Neurofisiologia
 Dottorato di ricerca in neurofisiologia o psicologia
fisiologica

Facoltà di Psicologia
 Indirizzo triennale in Scienze e tecniche psicologiche per
l’analisi e la valutazione dei processi cognitivi
 Laurea Magistrale in Neuroscienze cognitive e
riabilitazione psicologica
 Dottorato di ricerca in neurofisiologia o psicologia
fisiologica

Facoltà di Scienze Biologiche
 Laurea Magistrale in Neurobiologia
 Dottorato di ricerca in neurofisiologia o psicologia
fisiologica
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Neuropsicologia
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo
Scientifico Martino Filetetico - Ceccano
Neuropsicologia
Studio delle attività comportamentali in
pazienti con deficit anatomici del sistema
nervoso centrale – valutazione clinica
neuropsicologica
 Definizione dei correlati comportamentali
delle aree cerebrali coinvolte da lesione –
classificazione delle sindromi
neuropsicologiche
 Studio comparativo delle sindromi
neuropsicologiche rispetto al
funzionamento normale del cervello –
organizzazione delle funzioni cerebrali

Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Neuropsicologia
Studio delle attività comportamentali in
pazienti con deficit anatomici del sistema
nervoso centrale – valutazione clinica
neuropsicologica
 Definizione dei correlati comportamentali
delle aree cerebrali coinvolte da lesione –
classificazione delle sindromi
neuropsicologiche
 Studio comparativo delle sindromi
neuropsicologiche rispetto al
funzionamento normale del cervello –
organizzazione delle funzioni cerebrali

Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Neuropsicologia
Studio delle attività comportamentali in
pazienti con deficit anatomici del sistema
nervoso centrale – valutazione clinica
neuropsicologica
 Definizione dei correlati comportamentali
delle aree cerebrali coinvolte da lesione –
classificazione delle sindromi
neuropsicologiche
 Studio comparativo delle sindromi
neuropsicologiche rispetto al
funzionamento normale del cervello –
organizzazione delle funzioni cerebrali

Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora il neuropsicologo
Utilizzo dei test neuropsicologici per la valutazione
del comportamento
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora il neuropsicologo
Programmazione della riabilitazione
neuropsicologica
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora il Neuropsicologo
Monitoraggio delle alterazioni nelle regioni
lesionate con visualizzazione ad alta risoluzione
spaziale
TAC –PET
Monitoraggio delle alterazioni nelle regioni
lesionate con visualizzazione ad alta risoluzione
temporale
RISONANZA MAGNETICA - MEG
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come si diventa Neuropsicologo

Facoltà di Medicina
 Specializzazione in Psichiatria o Neurologia
 Dottorato di ricerca in Neuropsicologia

Facoltà di Psicologia
 Indirizzo triennale in Scienze e tecniche
psicologiche per l’analisi e la valutazione dei
processi cognitivi
 Laurea Magistrale in Neuroscienze cognitive
e riabilitazione psicologica
 Dottorato di ricerca in Neuropsicologia
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Biochimica Molecolare
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo
Scientifico Martino Filetetico - Ceccano
Biochimica Molecolare



Studio delle
dinamiche intra- e
extra-cellulari dei
neuroni
Studio dei neurotrasmettitori chimici
e dei loro derivati
Effetti delle sostanze
chimiche sulla
fisiologia del cervello
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Biochimica Molecolare



Studio delle
dinamiche intra- e
extra-cellulari dei
neuroni
Studio dei neurotrasmettitori chimici
e dei loro derivati
Effetti delle sostanze
chimiche sulla
fisiologia del cervello
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Biochimica Molecolare



Studio delle
dinamiche intra- e
extra-cellulari dei
neuroni
Studio dei neurotrasmettitori chimici
e dei loro derivati
Effetti delle sostanze
chimiche sulla
fisiologia del cervello
NICOTINA
CAFFEINA
TEINA
MORFINA
EROINA
COCAINA
CANNABINOIDI
ANFETAMINE
MDMA
LSD
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora il Biochimico
Microscopia Cellulare
Esperimenti di Laboratorio
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come si diventa Biochimico

Facoltà di Medicina
 Specializzazione in Medicina Clinica e
Biotecnologia o Medicina Sperimentale
 Dottorato in Biochimica o Neurofisiologia
Facoltà di Chimica
 Facoltà di Scienze Farmacologiche
 Facoltà di Scienze Biologiche

 Dottorato in Biochimica o Neurofisiologia
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Genetica
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo
Scientifico Martino Filetetico - Ceccano
Genetica
Studia la trasmissione dei caratteri da una
generazione di individui all’altra, e quindi,
anche dei caratteri relativi alle morfologie e
funzioni cerebrali – Progetto Genoma
 Studia le mutazioni genetiche, cioè quei
cambiamenti imprevedibili nella
trasmissione dei caratteri che possono
determinare malattie cosiddette “genetiche”
come la Sindrome di Down o il Morbo di
Parkinson che hanno specifici tratti
neurofisiologici

Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Genetica
Studia la trasmissione dei caratteri da una
generazione di individui all’altra, e quindi,
anche dei caratteri relativi alle morfologie e
funzioni cerebrali – Progetto Genoma
 Studia le mutazioni genetiche, cioè quei
cambiamenti imprevedibili nella
trasmissione dei caratteri che possono
determinare malattie cosiddette “genetiche”
come la Sindrome di Down o il Morbo di
Parkinson che hanno specifici tratti
neurofisiologici

Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora il Genetista
Microscopia Nucleare
Manipolazione Genetica in
Laboratorio
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora il Genetista
Effetti della manipolazione
genetica
Studi di Popolazione
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come si diventa Genetista

Facoltà di Medicina
 Specializzazione in Epidemiologia o
Medicina Sperimentale
 Dottorato in Genetica e Biologia Molecolare
Facoltà di Chimica
 Facoltà di Scienze Naturali
 Facoltà di Scienze Biologiche

 Dottorato in Genetica e Biologia Molecolare
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Scienze Cognitive
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo
Scientifico Martino Filetetico - Ceccano
Scienze Cognitive
Studia i processi mentali superiori: la
memoria, il linguaggio, l’apprendimento, il
pensiero, il comportamento intenzionale,
l’emozione
 Elabora modelli per spiegare le funzioni
cognitive complesse
 Studia le dinamiche psicologiche, normali
e patologiche anche in assenza di deficit
neurologico

Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Scienze Cognitive
Studia i processi mentali superiori: la
memoria, il linguaggio, l’apprendimento, il
pensiero, il comportamento intenzionale,
l’emozione
 Elabora modelli per spiegare le funzioni
cognitive complesse
 Studia le dinamiche psicologiche, normali
e patologiche anche in assenza di deficit
neurologico

Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Scienze Cognitive
Studia i processi mentali superiori: la
memoria, il linguaggio, l’apprendimento, il
pensiero, il comportamento intenzionale,
l’emozione
 Elabora modelli per spiegare le funzioni
cognitive complesse
 Studia le dinamiche psicologiche, normali
e patologiche anche in assenza di deficit
neurologico

Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora lo Psicologo Cognitivo
Studi comportamentali di
laboratorio
Studi sui tempi delle
risposte percettive
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora lo Psicologo Cognitivo
Studi di psicobiologia
associata a compiti cognitivi
Protocolli introspettivi e
studi di singoli casi
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come lavora lo Psicologo Cognitivo
Osservazioni naturalistiche
Simulazioni computerizzate
e Intelligenza Artificiale
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Come si diventa Psicologo Cognitivo

Facoltà di Psicologia
 Indirizzo triennale in Scienze e tecniche
psicologiche per l’analisi e la valutazione dei
processi cognitivi
 Laurea Magistrale in Neuroscienze cognitive
e riabilitazione psicologica
 Dottorato di ricerca in Psicologia Cognitiva,
Neurofisiologica e di Personalità
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Alcuni luoghi comuni da sfatare….
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo
Scientifico Martino Filetetico - Ceccano
Sulla figura dello scienziato…
 Lo scienziato non fa parte di un elite
culturale accessibile solo ad alcuni “geni”
della conoscenza
 Il lavoro dello scienziato non è solo la
scoperta delle cose nuove ma soprattutto la
comprensione delle cose note
 La ricerca non determina la verità, la
interpreta
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Sulla figura dello scienziato…
 Lo scienziato non fa parte di un elite
culturale accessibile solo ad alcuni “geni”
della conoscenza
 Il lavoro dello scienziato non è solo la
scoperta delle cose nuove ma soprattutto la
comprensione delle cose note
 La ricerca non determina la verità, la
interpreta
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano
Sulla figura dello scienziato…
 Lo scienziato non fa parte di un elite
culturale accessibile solo ad alcuni “geni”
della conoscenza
 Il lavoro dello scienziato non è solo la
scoperta delle cose nuove ma soprattutto la
comprensione delle cose note
 La ricerca scientifica non determina la verità,
bensì la ipotizza, la misura e, infine la
interpreta
Settimana della Ricerca Scientifica – Liceo Scientifico
Martino Filetico - Ceccano