Programma dettagliato del corso L1: Ripetizione generale delle principali aree del SNC; Tecniche istologiche per la visualizzazione delle cellule del SNC; Le aree di Brodmann e loro associazione con le aree funzionali della corteccia; Le aree del linguaggio (Broca e Wernicke); Concetto di memoria e apprendimento; uso dei pazienti per la definizione delle aree cognitive: H.M. Memorie a lungo e a breve termine; Memoria dichiarativa e nondichiarativa; il paziente K.C. e la memoria episodica e semantica. L2: Metodi di studio delle funzioni cognitive del cervello; EEG e gli stadi del sonno; Le tomografie, concetti generali; Teoria, vantaggi e limiti delle TAC, PET MRI. Teorie fisiologiche alla base della fMRI BOLD (Controllo del flusso ematico da parte di neuroni e glia). L3: Modelli animali per lo studio di apprendimento e memoria; il cane di Pavlov; L'Aplysia di Kandel; il macaco di Rizzolati; I neuroni a specchio: imitazione e contestualizzazione. L4: Il concetto di rete neurale; Hebb e la facilitazione sinaptica. L5: La Glia; la formazione della mielina e il suo ruolo fisiologico nell'assone; ruolo della glia nel mediare i rapporti neurone-­‐sistema vasale; La barriera ematoencefalica; Ruolo dei periciti; Glia e regolazione del metabolismo neuronale (glicogeno, lipoproteine, vasocostrizione/dilatazione); Ruolo della glia nel sequestro del mediatore (trasporti e vie metaboliche coinvolti); Ruolo della glia nel sifonaggio dello ione potassio. L6: Il neurone; diversità e similitudini morfologiche e funzionali di differenti neuroni; Il citoscheletro: actina, tubulina, neurofilamenti e loro ruoli nel mantenimento della citoarchitettura; I trasporti assonali (e dentritici): concetti generali; I motori molecolari: kinesina, miosina e dinamina; Meccanismo alla base del movimento dei motori molecolari sulla tubulina. L7: Il trasporto veloce anterogrado; significato e importaanza; Il trasporto e la regolazione degli RNA dendritici; Arc come regolatore della struttura della spina dendritica; Trasporti bidirezionali; il trasporto veloce retrogrado: Turn over e Fattori di crescita (TrkA); la tossina tetanica come marker del trasporto retrogrado. L8: Il trasporto anterogrado lento; il cono di crescita e la crescita dei neuriti; RhoA e Rac e la direzionalità della crescita; La compartimentalizzazione della trasduzione del segnale; Netrine, Semaforine , Efrine come fattori repulsivi e attrattivi della crescita neuronale; Il riconoscimento tra neuriti: neuroligine e neurexine; La sinaptogenesi a livello di placca neuromuscolare: la clusterizzazione dei recettori nicotinici: ruolo dell'agrina e di Musk; La selezione delle terminazioni sinaptiche in base alla loro attività nella placca neuromuscolare. L9: La cellula e il suo circuito equivalente: resistenze variabili, pile, condensatori e flussi di corrente; I canali ionici; Metodi di studio dei canali: le tossine (la definizione dei domini coinvolti nel meccanismo), il patch clamp (la teoria stocastica dell'apertura di un canale, le correnti, la cinetica di aperture/chiusura), la bioinformatica (il modello strutturale dei differenti canali); Il modello di Mac Kinnon del canale del K+ e l'ipotesi sul perché della sua specificità; Differenti modelli sul meccanismo d'azione dei sensori S4 del voltaggio (Shaw); RIPETIZIONE DEL POTENZIALE D'AZIONE: il modello di Hodgin e Huxley sul calamaro); correnti e generazione dei potenziali; ragioni fisiche e/o fisiologiche della trasmissione dell'impulso lungo i neuriti. L10: La sinapsi elettrica, peculiarità e significato fisiologico (la sinapsi elettrica nel controllo dei comportamenti di fuga degli invertebrati); La sinapsi chimica, peculiarità e significato fisiologico (la modulabilità della risposta). La vescicola sinaptica; Caratteristiche e specializzazione della esocitosi della sinapsi rispetto ad altri sistemi cellulari; la vita della vescicola nell'interno della sinapsi: il caricamento (pompa protonica e antiporto protone/trasmettitore), la veicolazione e il docking al sito di fusione (rab e le proteine del complesso SNARE), il sequestro da parte dell'actina (la sinapsina e le kinasi Ca-­‐dipendenti); il priming e la fusione. L11: Differenti meccanismi di fusione della vescicola sinaptica (fusione completa e kiss and run) e suo riciclo. Il rilascio non vescicolare: lo spillover del mediatore; I principali neurotrasmettitori non peptidici. Il concetto di recettori metabotropici e ionotropici: differenze e attività a livello pre e post sinaptico. Il recettore nicotinico dell'acetilcolina e la sua famiglia (5-­‐HT, GABA-­‐A, Glycina): cenni generali di struttura e funzione. Il potenziale di inversione del canale nicotinico. Cenni sulla struttura chimica, localizzazione, funzione, modalità di rilascio e di ri-­‐sequestro dei seguenti neurotrasmettitori: acetilcolina, catecolamine, serotonina. I neuroni dopaminergici come bersaglio di farmaci anti-­‐parkinson e sostanze di abuso. L12: Il GABA: sintesi e catabolismo, modalità di rilascio e di sequestro, recettori iono (A) e metabotropici (B): pre e post sinaptici. Attività delle benzodiazepine. Il glutamato sintesi, sequestro, funzione fisiologica. I recettori metabotropici. I recettori AMPA/kainato e NMDA. Ruolo dei recettori NMDA nel potenziamento sinaptico nell'ippocampo. I cannabinoidi, natura chimica e modalità di rilascio. Il recettore CB1 e il concetto di trasmissione retrograda del segnale. L12bis: L'Aplysia come animale d'esperimento; L'abitudine, la sensibilizzazione e il condizionamento nell'Aplysia. Teoria molecolare della sensibilizzazione, ruolo della PKA e di CREB.
