INDICE
Introduzione
1
Capitolo 1. I neuroni e l’elettrofisiologia
1.1 I neuroni _____________________________________________2
1.1.1 La neurogenesi _____________________________________6
1.1.2 Il trasporto assonico
9
1.1.3 I fattori di crescita __________________________________9
1.1.4 I fattori di orientamento ______________________________10
1.1.5 Morfologia del neurone ______________________________11
1.1.6 L’impulso nervoso
15
1.1.7 Le sinapsi
16
1.2 L’elettrofisiologia
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1.2.1 Le membrane biologiche
21
1.2.2 Gli ioni calcio
24
1.2.3 Pompa Na+-K+
24
1.2.4 Pompa del Ca2+
26
1.2.5 Il potenziale d’azione
26
1.2.6 I canali ionici
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1.2.7 Modalità di risposta
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1.2.8 Il codice neuronale e l’apprendimento
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Capitolo 2. Dalle cellule staminali neurali ai neuroni
2.1 Le cellule staminali
2.2 Cellule staminali neurali
2.3 Materiali e Metodi
40
44
50
Capitolo 3. Test di un nuovo GF: VEGF
3.1 Cos’è il VEGF
3.2 Il VEGF e le cellule neurali
3.3 Il VEGF e le NSC
3.4 I test
3.4.1 MTT
3.4.2 Curva di crescita
3.4.3 Immunostaining
3.4.4 Confronti strutturali
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61
62
62
62
66
67
73
Capitolo 4. Proprietà elettrofisiologiche di neuroni derivati da NSC________79
Capitolo 5. Interfaccia neuroni-CHIP/MEAs
5.1 I primi esperimenti
5.2 Esperimenti più recenti
5.2.1 Interfacciare neuroni e chip di silicio
5.2.2 Interfacciare neuroni e MEAs
83
86
86
94
Capitolo 6. L’esperimento di apprendimento
6.1 Il materiale biologico e i MEAs
6.2 Hardware, stimoli e registrazioni
6.3 La rete neurale artificiale
6.4 Risultati
6.5 Discussione
105
108
116
120
126
Capitolo 7. Conclusioni e Sviluppi futuri
128
Bibliografia
132