Programma di Neurobiologia 2016-17

PROGRAMMA DEL CORSO DI NEUROBIOLOGIA 2016-'17
Prof.ssa Carla Perrone Capano
Tel.:
081 2535081 (Dip. Farmacia)/ 081 6132362 (Lab. IGB, CNR)
E-mail:
[email protected]
Web-docente: http://www.docenti.unina.it/carla.perrone
Biologia cellulare del sistema nervoso
Organizzazione generale del Sistema Nervoso nei mammiferi; cenni di neuroanatomia del SNC e
SNP; derivazioni embrionali delle principali aree del SN nei vertebrati. Funzioni delle principali
regioni cerebrali e del Sistema Nervoso Periferico. I lobi cerebrali, organizzazione del midollo
spinale e dei nervi spinali; meningi e liquido cerebrospinale; barriera ematoencefalica; cenni a
tecniche di visualizzazione dell'encefalo.
Caratteristiche morfologiche e citologiche dei neuroni e della glia. Diversi tipi di neuroni e cellule
gliali; trasmissione dei segnali nel neurone e tra neuroni; citoscheletro del neurone, e trasporto
assoplasmatico. Funzioni della glia; mielinizzazione e conduzione saltatoria; cenni a cellule
staminali del SNC.
Proprietà elettriche del neurone
Potenziale di riposo, flussi ionici, potenziale elettrochimico e pompa sodio-potassio. Fenomeni
sottosoglia e fenomeni soprasoglia. Conduzione del potenziale d'azione: meccanismi di
propagazione del potenziale negli assoni amielinici e mielinici. Integrazione dei messaggi nervosi.
Canali ionici voltaggio-dipendenti: struttura e funzione.
Trasmissione sinaptica
Sinapsi elettriche e chimiche: principali caratteristiche morfologiche e tipi di sinapsi.
Neurotrasmettitori classici e peptidi neuroattivi: modalità di sintesi e smaltimento; principali nuclei
colinergici, serotonergici, noradrenergici e dopaminergici nel SNC dei mammiferi e loro proiezioni.
Neurotrasmettitori non convenzionali (endocannabinoidi, ossido nitrico).
Liberazione del neurotrasmettitore, rilascio quantico e ruolo del calcio. Meccanismi molecolari
della trasmissione sinaptica: ciclo delle vescicole sinaptiche e proteine coinvolte; inattivazione del
neurotrasmettitore e trasportatori.
Potenziale postsinaptico eccitatorio ed inibitorio. Sinapsi neuromuscolare e meccanismi di
integrazione neuronale nel SNC; sommazione spaziale e temporale.
Classificazione, struttura e funzione dei recettori dei neurotrasmettitori; recettori ionotropici o
diretti, e recettori accoppiati a proteine G o indiretti. Secondi messaggeri e meccanismi di
trasduzione del segnale. Recettori accoppiati ad enzimi e recettori trk. Recettori per fattori di
crescita e citochine.
Sistemi sensoriali e motori
Organizzazione generale dei sistemi sensoriali. I recettori sensoriali, la trasduzione e la
codificazione dello stimolo.
Sistema somatosensitivo: recettori cutanei e campi recettivi; il tatto; minimo discriminabile e acuità
tattile. Vie ascendenti colonne dorsali-lemnisco mediale; mappe corticali somatosensitive.
Termocezione e dolore: vie ascendenti anterolaterali e nocicezione; il dolore: sensibilizzazione e
iperalgesia; sistemi discendenti di controllo del dolore.
Sistema visivo: organizzazione della retina e fototrasduzione; campo visivo e vie visive;
organizzazione retinotopica della corteccia; vie visive extra-striate.
Organizzazione generale dei sistemi motori; corteccia motoria e homunculus motorio.
Vie piramidali ed extrapiramidali; controllo del movimento da parte del cervelletto e gangli della
base.
Cenni a malattie neurodegenerative: caratteristiche generali del Morbo di Alzheimer , del Morbo di
Parkinson e della malattia di Huntington.
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Apprendimento e memoria
Apprendimento non associativo ed associativo. Memoria a breve e a lungo termine. Memoria
riflessiva e memoria dichiarativa nell'uomo.
Esperimenti con sistemi semplici: abitudine e sensibilizzazione in Aplysia, a breve e a lungo
termine; meccanismi cellulari e molecolari nel riflesso di retroazione della branchia.
Organizzazione cellulare dell'ippocampo, e suo ruolo nella memoria; potenziamento e depressione a
lungo termine (LTP ed LTD), caratteristiche principali ed eventi molecolari. Cellule di posizione e
memoria spaziale. Memoria a breve e a lungo termine; attivazione genica e riconsolidamento.
Ruolo di CREB nell'apprendimento, plasticità strutturale, modificazioni epigenetiche.
Corteccia cerebrale e funzioni cognitive superiori
Organizzazione cellulare e funzionale della corteccia cerebrale. Cortecce primarie e aree di
associazione. Lobo limbico. Funzioni cognitive superiori e lobo frontale.
Neuroni a specchio. Metodi di studio delle neuroscienze cognitive. Periodi critici e plasticità delle mappe
somatosensoriali nell'adulto. Le aree cerebrali del linguaggio.
La percezione
Sensazione e percezione; l’organizzazione percettiva; la percezione della forma; i principi della
Gestalt; percezione della profondità (indizi monoculari e binoculari) e del movimento; illusioni
percettive; interpretazioni percettive.
Emozioni e stress
Definizione di emozione; teorie fisiologiche delle emozioni; espressione delle emozioni; categorie e
gerarchie delle emozioni; circuiti cerebrali che mediano le emozioni; teorie psicologiche delle
emozioni. Lo stress: stadio di allarme, di resistenza e di esaurimento; agenti stressanti; lo stress e la
salute; strategie per affrontare lo stress.
Sviluppo del Sistema Nervoso
Fasi dello sviluppo del Sistema Nervoso nei vertebrati.
Determinazione del tessuto nervoso e induzione neurale: esperimento di Spemann e Mangold. Precursori
embrionali delle diverse regioni cerebrali: tubo neurale e vescicole neurali. Regionalizzazione del sistema
nervoso, morfogeni, centri organizzatori e geni omeotici. Neurogenesi e cellule staminali neurali.
Modalità di migrazione nel SNC: tangenziale e radiale. Differenziamento del sistema nervoso e controllo
dell'identità cellulare: ruolo dei fattori genetici ed epigenetici. La cresta neurale. Corticogenesi.
Determinazione del fenotipo neuronale.
Maturazione e sviluppo delle connessioni sinaptiche: meccanismi di crescita e guida degli assoni; il cono
di accrescimento, struttura, motori cellulari e meccanismi di orientamento. Molecole di adesione, di
repulsione e molecole della matrice extracellulare; formazione delle mappe topografiche.
Neurotrofine e loro recettori: funzioni durante lo sviluppo e nel SN adulto. Citochine e fattori di crescita.
TESTI CONSIGLIATI:
- D. Purves, G.J. Augustine et al. Neuroscienze, IV ediz. italiana, Zanichelli ed. 2013
- E. Kandel & J. H. Schwartz et al. Principi di Neuroscienze IV edizione Italiana 2015 Casa Editrice
Ambrosiana, Milano.
- L. Luo Principles of Neurobiology Garland 2015 (verrà tradotto in italiano da Zanichelli)
TESTI INTEGRATIVI:
- M.S. Gazzaniga et al. Neuroscienze cognitive, II ediz. italiana, Zanichelli ed. 2015.
- L.R. Squire et al. Fondamenti di Neuroscienze, Casa Editrice Ambrosiana ed. 2016
- L. Colucci D'Amato e U. di Porzio Introduzione alla Neurobiolgia, Springer-Verlag Italia 2011.
- D.H. Sanes et al. Lo sviluppo del sistema nervoso, I edizione italiana Zanichelli ed. 2013.
- L.A. Freberg. Psicologia Biologica, Zanichelli ed. 2007.