Introduzione alla psicologia biologica Anatomia del
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Indice Protezione e rifornimento del sistema nervoso CAPITOLO 1 Le meningi Il liquido cerebrospinale Il circolo sanguigno Sommario intermedio 2.1 Introduzione alla psicologia biologica Introduzione La psicologia come campo interdisciplinare Le principali tappe nello sviluppo della psicologia biologica 1 2 2 7 I metodi di ricerca in psicologia biologica 7 L’istologia 8 L’autopsia 9 Le tecniche di neurovisualizzazione 10 Tomografia (assiale) computerizzata (TAC) 10 Tomografia a emissione di positroni (PET) 11 Neurovisualizzazione con risonanza magnetica (MRI) 12 La registrazione di segnali elettrici e magnetici 13 Elettroencefalografia (EEG) 14 I potenziali evocati 15 Magnetoencefalografia (MEG) 15 Registrazione dell’attività di singoli neuroni 16 Le tecniche di patch clamp 17 Tecniche di stimolazione 17 Tecniche di lesione 19 I metodi farmacologici 20 I metodi genetici 20 Studi sui gemelli 21 Studi sui bambini adottivi 21 Studi sugli animali geneticamente modificati (GM) 21 Sommario intermedio 1.2 22 Etica della sperimentazione 23 La sperimentazione clinica sull’uomo in Italia 26 La sperimentazione sugli animali in Italia 28 Sommario intermedio 1.3 29 Sommario intermedio 1.1 Nuove direzioni Sfide etiche della ricerca sulle cellule staminali Riepilogo del capitolo Siti web consigliati 30 31 31 CAPITOLO 2 Anatomia del sistema nervoso Introduzione Assi direzionali anatomici e piani di sezione 32 33 Il sistema nervoso centrale Il midollo spinale Il cervello Il rombencefalo Il mesencefalo Il prosencefalo Sommario intermedio 2.2 Il sistema nervoso periferico I nervi cranici I nervi spinali Il sistema nervoso autonomo Il sistema nervoso simpatico Il sistema nervoso parasimpatico Il controllo centrale del sistema nervoso autonomo Sommario intermedio 2.3 Nuove direzioni Il sistema nervoso autonomo e lo stress Riepilogo del capitolo Siti web consigliati 36 36 36 38 39 40 40 43 43 45 46 56 57 57 58 60 60 62 62 63 64 64 65 CAPITOLO 3 Le cellule del sistema nervoso Introduzione La generazione del potenziale d’azione 66 67 67 67 68 69 70 71 72 74 74 74 76 79 79 79 La composizione ionica dei liquidi intraed extracellulare 79 I neuroni e la glia La dottrina del neurone La struttura dei neuroni Le membrane neurali Il citoscheletro Il corpo cellulare I dendriti L’assone La variabilità strutturale dei neuroni Le variazioni funzionali dei neuroni La glia Macroglia Microglia Sommario intermedio 3.1 X Indice 978-88-08-06777-7 I fattori che determinano il movimento delle molecole Il potenziale di riposo Il potenziale d’azione La soglia Il potenziale d’azione implica l’apertura e la chiusura di canali I periodi refrattari Il potenziale d’azione segue la legge del tuttoo-niente Sommario intermedio 4.2 81 83 83 84 84 85 86 86 Sommario intermedio 3.2 89 La sinapsi 89 Le sinapsi elettriche 90 Le sinapsi chimiche 92 Il rilascio di neurotrasmettitori 92 I neurotrasmettitori si legano a recettori postsinaptici 94 La terminazione del segnale chimico 95 I potenziali postsinaptici 96 L’integrazione neurale 97 La neuromodulazione 98 Sommario intermedio 3.3 99 Nuove direzioni Il tetano e la mancanza di inibizione 100 Riepilogo del capitolo 100 Siti web consigliati 101 La propagazione del potenziale d’azione CAPITOLO 4 Neurotrasmettitori, neuromodulatori e neurormoni L’identificazione dei neurotrasmettitori I diversi tipi di neurotrasmettitori I neurotrasmettitori a piccole molecole I neuropeptidi I neurotrasmettitori gassosi Sommario intermedio 4.1 L’azione delle sostanze psicoattive a livello della sinapsi Sostanze agoniste e antagoniste La produzione dei neurotrasmettitori L’immagazzinamento dei neurotrasmettitori Il rilascio dei neurotrasmettitori Gli effetti sui recettori Riassorbimento e degradazione enzimatica Principi fondamentali dell’azione delle sostanze psicotrope La somministrazione di sostanze psicoattive Le differenze individuali nella risposta Gli effetti placebo Tolleranza (assuefazione) e crisi di astinenza La tossicodipendenza Cause della dipendenza Il trattamento della dipendenza Stimolanti Caffeina Nicotina Cocaina e anfetamine Le “droghe da discoteca”: Ecstasy e GHB Oppiacei La marijuana Altri allucinogeni Funghi Mescalina Fenciclidina (PCP) LSD Alcol L’iperico Sommario intermedio 4.3 Nuove direzioni Sostanze psicoattive di sintesi Riepilogo del capitolo Siti web consigliati Genetica, evoluzione e sviluppo del cervello umano Genetica e comportamento 102 103 103 103 104 110 111 111 113 113 113 114 114 115 116 117 117 118 118 119 120 120 121 122 122 122 123 123 124 125 126 127 129 129 129 130 130 130 131 132 133 133 134 CAPITOLO 5 Introduzione Psicofarmacologia Introduzione Effetti delle sostanze psicoattive Dai geni alle proteine Fonti di diversità genetica Mutazioni Il caso speciale dei cromosomi sessuali Polimorfismi di singoli nucleotidi (SNP) Le influenze relative dell’eredità e dell’ambiente Sommario intermedio 5.1 135 136 138 139 140 141 143 Lo sviluppo ontogenetico 144 145 146 146 147 149 150 Crescita e differenziamento del sistema nervoso La generazione dei neuroni e delle cellule gliali La migrazione cellulare Differenziamento La crescita degli assoni e dei dendriti La formazione delle sinapsi La morte cellulare (apoptosi) Pruning delle sinapsi Mielinizzazione L’effetto dell’esperienza sullo sviluppo Esperienza e sistema visivo Esperienza e comportamento sociale Fine di un periodo critico 150 152 152 154 155 157 158 159 159 160 160 163 163 Evoluzione L’evoluzione del sistema nervoso L’evoluzione del cervello umano Sommario intermedio 5.2 Indice 978-88-08-06777-7 Disturbi dello sviluppo cerebrale Difetti del tubo neurale Difetti genetici Tossine ambientali Nuovo sviluppo in risposta a un danno neurale L’invecchiamento del sistema nervoso La neurogenesi negli adulti La malattia di Alzheimer Sommario intermedio 5.3 Nuove direzioni È possibile fermare il processo di invecchiamento? Riepilogo del capitolo Siti web consigliati 164 164 164 166 La codificazione dei colori La teoria tricromatica I processi antagonisti La cecità ai colori Contrasto e costanza dei colori 166 168 169 169 171 Lo sviluppo del sistema visivo I disturbi del sistema visivo 172 173 173 Ambliopia Cataratte I problemi di acuità visiva Cecità Agnosia visiva Sommario intermedio 6.3 Nuove direzioni Effetti della vista sul sapore Riepilogo del capitolo Siti web consigliati XI 205 205 206 206 207 208 209 209 209 210 210 211 212 212 213 214 CAPITOLO 6 CAPITOLO 7 La visione Introduzione Le proprietà della luce I vantaggi della luce come stimolo sensoriale Lo spettro della radiazione elettromagnetica Assorbimento, riflessione e rifrazione della luce Sommario intermedio 6.1 Strutture e funzioni del sistema visivo I sistemi di protezione dell’occhio Anatomia dell’occhio L’organizzazione stratificata della retina I fotorecettori La trasduzione ad opera dei fotorecettori La corrente oscura Le differenze tra coni e bastoncelli L’elaborazione negli interneuroni retinici Le cellule orizzontali Le cellule bipolari Le cellule amacrine Le cellule gangliari Le connessioni del nervo ottico Il collicolo superiore Il nucleo genicolato laterale del talamo La corteccia striata I campi recettivi corticali Le colonne corticali I blob della citocromo ossidasi I moduli corticali L’analisi visiva oltre la corteccia striata La via dorsale La via ventrale Sommario intermedio 6.2 La percezione visiva Organizzazione gerarchica Frequenze spaziali La percezione della profondità 175 176 176 Sensazione e percezione non visiva 176 Introduzione L’udito 177 178 179 179 180 183 184 185 186 187 188 188 188 190 190 192 194 194 195 196 196 198 198 199 199 200 200 201 202 203 204 Il suono come stimolo fisico Intensità Frequenza Struttura e funzione del sistema uditivo Orecchio esterno Orecchio medio Orecchio interno Le vie acustiche centrali La corteccia uditiva La percezione uditiva La percezione del tono La percezione del volume La localizzazione del suono Disturbi dell’udito Sommario intermedio 7.1 I sensi somatici Il sistema vestibolare I recettori del movimento Le vie centrali Il tatto I recettori del tatto Le vie dell’informazione tattile La corteccia somatosensoriale La plasticità del tatto I disturbi somatosensoriali La temperatura Il dolore Lo scopo del dolore I nocicettori Le vie della nocicezione dirette al cervello Il superamento del dolore 215 216 216 218 218 219 219 220 220 223 226 226 226 227 228 229 230 231 231 231 232 233 234 235 238 240 240 241 241 242 242 242 244 XII Indice 978-88-08-06777-7 Sommario intermedio 7.2 I sensi chimici L’olfatto I recettori dell’olfatto Le vie olfattive Il gusto I recettori del gusto Le vie gustative Sommario intermedio 7.3 Nuove direzioni Gialle voci fumose e suoni di ortaggi in salamoia Riepilogo del capitolo Siti web consigliati 246 247 247 247 249 249 250 251 252 253 253 254 Sostanze tossiche Miastenia grave La distrofia muscolare La poliomielite Danni accidentali al midollo spinale Sclerosi laterale amiotrofica (sindrome di Charcot) Il morbo di Parkinson La corea di Huntington Sommario intermedio 8.3 Nuove direzioni Possiamo diventare ancora più forti e veloci? Riepilogo del capitolo Siti web consigliati CAPITOLO 8 I muscoli I diversi tipi di muscoli L’anatomia del muscolo e il processo di contrazione La membrana della fibra muscolare La struttura delle miofibrille La contrazione della fibra muscolare I tipi di fibre e la velocità di contrazione Effetti dell’esercizio sui muscoli Effetti dell’invecchiamento sui muscoli Differenze sessuali nella muscolatura L’interazione fra muscoli a livello delle giunture Il controllo neurale dei muscoli I motoneuroni alfa L’unità motrice Il controllo delle contrazioni muscolari Il controllo dei motoneuroni spinali Il feedback dal fuso muscolare Il feedback dagli organi tendinei di Golgi Il feedback dalle giunture Sommario intermedio 8.1 Il controllo riflesso del movimento I riflessi monosinaptici I riflessi polisinaptici I riflessi nell’arco dell’esistenza I sistemi motori del cervello Le vie motorie spinali Il cervelletto I gangli della base La corteccia motoria L’organizzazione della corteccia motoria primaria L’avvio del movimento La codificazione del movimento Sommario intermedio 8.2 I disturbi del movimento 281 282 284 286 287 287 288 CAPITOLO 9 Il movimento Introduzione 278 279 279 280 280 255 256 256 257 258 258 258 258 260 260 261 262 263 263 264 264 264 264 266 267 267 268 268 269 270 271 271 272 273 274 274 275 276 277 278 La motivazione: la regolazione della temperatura, della sete e della fame Introduzione L’omeostasi La regolazione della temperatura corporea Adattamenti alla temperatura Le risposte comportamentali al caldo e al freddo Le risposte endotermiche al caldo e al freddo Deviazioni dalla temperatura basale nella specie umana I meccanismi cerebrali per la regolazione della temperatura La termoregolazione nelle prime fasi dopo la nascita Sommario intermedio 9.1 La sete: la regolazione dei liquidi corporei I liquidi intracellulare ed extracellulare L’osmosi causa il movimento dell’acqua Il ruolo dei reni La sensazione della sete I meccanismi della sete osmotica I meccanismi della sete ipovolemica Gli ormoni, il sodio e la sete La risposta del bere: l’avvio La risposta del bere: la cessazione Sete e bevande sportive Sommario intermedio 9.2 La fame: la regolazione dei nutrienti Influenze culturali sulla scelta dei cibi Il processo della digestione Gli ormoni pancreatici L’avvio dell’assunzione di cibo 289 291 291 292 292 294 294 296 298 298 299 299 300 301 301 302 303 304 305 306 307 307 308 308 308 310 311 Indice 978-88-08-06777-7 Recettori e fame I meccanismi cerebrali della fame Sostanze neurochimiche e fame La sazietà La valutazione della sazietà I meccanismi cerebrali della sazietà Sostanze neurochimiche e senso di sazietà L’obesità e i disturbi alimentari La definizione del peso normale L’obesità La difesa del sovrappeso I trattamenti chimici dell’obesità Anoressia nervosa Bulimia nervosa Le cause dell’anoressia e della bulimia I trattamenti dei disturbi alimentari Sommario intermedio 9.3 Nuove direzioni Cibo e umore Riepilogo del capitolo Siti web consigliati 312 313 313 314 314 315 315 316 316 318 318 319 320 321 321 321 322 322 323 323 L’importanza della simmetria La bellezza della fertilità e di un buon sistema immunitario La localizzazione dell’amore nel cervello Il comportamento parentale Le influenze ormonali sull’accoppiamento e le cure parentali Geni e cure parentali Disfunzioni sessuali e loro trattamento Sommario intermedio 10.3 Nuove direzioni Perché il sesso? Riepilogo del capitolo Siti web consigliati Introduzione Lo sviluppo sessuale Anomalie genetiche Le tre fasi dello sviluppo prenatale Lo sviluppo delle gonadi Il differenziamento degli organi sessuali Lo sviluppo dei genitali esterni Lo sviluppo puberale Sommario intermedio 10.1 Ormoni e comportamento sessuale La regolazione degli ormoni sessuali ad opera dell’ipotalamo e dell’ipofisi Il ciclo mestruale e la fertilità femminile Ormoni sessuali e comportamento femminile L’interesse sessuale nelle femmine umane Estrogeni e cognizione Ormoni sessuali e comportamento maschile Androgeni e competitività Androgeni e frequenza dei rapporti sessuali Androgeni e comportamento cognitivo Un contraccettivo orale maschile? Gli steroidi anabolizzanti Differenze sessuali nel sistema nervoso L’orientamento sessuale Ormoni, comportamento e orientamento sessuale Struttura cerebrale e orientamento sessuale Geni e orientamento sessuale Sommario intermedio 10.2 L’attrazione 324 325 326 328 328 329 330 331 333 334 334 335 339 339 339 339 340 340 340 341 342 342 345 345 347 348 348 348 349 351 351 352 353 353 354 354 355 355 Veglia e sonno I ritmi circadiani Il comportamento sessuale 349 CAPITOLO 11 Introduzione CAPITOLO 10 XIII Variazioni nei pattern del sonno Turni di lavoro e jet lag L’orologio interno La genetica dei ritmi circadiani Biochimica dei ritmi circadiani Il disturbo affettivo stagionale (SAD) Gli stadi della veglia e del sonno Lo stato di veglia L’attività cerebrale durante il sonno Il sonno nel corso dell’esistenza I sogni durante il sonno REM e il sonno a onde lente Sommario intermedio 11.1 Le funzioni del sonno Il sonno preserva dai pericoli Il sonno conserva le energie Il sonno ristora il corpo Effetti della deprivazione del sonno a onde lente I benefici del sonno REM Effetti della deprivazione del sonno REM I meccanismi cerebrali del sonno e dell’attivazione Il controllo del sonno a onde lente Il controllo dello stato di veglia Il controllo del sonno REM La biochimica del sonno Sommario intermedio 11.2 I disturbi del sonno Le dissonnie Le parasonnie Sommario intermedio 11.3 Nuove direzioni Possiamo modificare i cicli di veglia-sonno? Riepilogo del capitolo Siti web consigliati 356 358 358 358 360 362 363 363 365 365 365 368 370 372 373 373 374 374 375 375 376 376 376 378 378 380 382 382 382 385 388 389 389 390 XIV Indice 978-88-08-06777-7 CAPITOLO 12 Apprendimento e memoria Introduzione Apprendimento I vari tipi di apprendimento Assuefazione e sensibilizzazione Il condizionamento classico L’uso degli invertebrati nello studio dell’apprendimento L’assuefazione nell’Aplysia La sensibilizzazione nell’Aplysia Il condizionamento classico nell’Aplysia Il condizionamento classico nei vertebrati Sommario intermedio 12.1 La memoria Tipi di memoria I meccanismi cerebrali della memoria I primi tentativi di localizzare le funzioni della memoria Il lobo temporale e la memoria L’ippocampo e il potenziamento a lungo termine (LTP) Diencefalo e memoria Memoria semantica e neocorteccia La memoria episodica e la corteccia La memoria a breve termine e la corteccia I gangli della base e la memoria procedurale Fattori biochimici della memoria a lungo termine Deficit di memoria Rimozione, disturbo post-traumatico da stress e ricordi lampo I normali effetti dell’invecchiamento sulla memoria Sommario intermedio 12.2 Nuove direzioni È possibile prevenire la perdita di memoria associata all’invecchiamento? Riepilogo del capitolo Siti web consigliati 391 392 392 393 393 394 395 396 398 399 404 404 404 407 Il cervello diviso Lo sviluppo della lateralizzazione Le caratteristiche fondamentali del linguaggio Le origini del linguaggio Gli animali diversi dall’uomo sono capaci di vero linguaggio? Il multilinguismo L’American Sign Language (ASL) 437 439 440 441 441 441 442 443 445 446 I disturbi della comunicazione e i meccanismi cerebrali del linguaggio 426 426 428 428 429 CAPITOLO 14 407 409 412 417 418 419 420 421 422 424 424 Paul Broca e il caso di “Tan” Le afasie L’afasia di Broca L’afasia di Wernicke L’afasia di conduzione Afasia globale Afasie transcorticali Il modello di Wernicke-Geschwind per l’afasia Disturbi della lettura e della scrittura Alessia e agrafia Dislessia Il balbettamento Sommario intermedio 13.2 Emozione, aggressività, ricompensa e stress Lateralizzazione, linguaggio e intelligenza Lateralizzazione delle funzioni Il linguaggio 436 436 437 447 447 448 448 450 450 451 452 452 454 454 455 456 457 L’intelligenza 458 La misurazione dell’intelligenza 458 Abilità generali o specifiche 458 Eredità e intelligenza 459 I correlati biologici dell’intelligenza 459 Sommario intermedio 13.3 460 Nuove direzioni Le relazioni fra musica e linguaggio 460 Riepilogo del capitolo 461 Siti web consigliati 461 CAPITOLO 13 Introduzione Implicazioni dell’asimmetria emisferica in relazione al comportamento Lateralità manuale e lateralizzazione cerebrale L’ascolto dicotico La localizzazione della prosodia e delle abilità musicali Lateralizzazione cerebrale e idiots savants Differenze sessuali nella lateralizzazione Sommario intermedio 13.1 430 431 431 434 Introduzione L’emozione Evoluzione delle emozioni Espressione e riconoscimento delle emozioni Gli elementi delle espressioni facciali Influenze biologiche sulle emozioni Influenze ambientali sulle emozioni Differenze individuali 462 463 463 463 464 465 466 467 Indice 978-88-08-06777-7 Riusciamo a scoprire un bugiardo? Le teorie sull’emozione La teoria di James-Lange La teoria di Cannon-Bard La teoria di Schachter Sintesi Il ruolo del sistema nervoso autonomo nell’emozione Meccanismi cerebrali ed emozioni Il sistema limbico L’amigdala Corteccia ed emozioni Quadri di attivazione cerebrale ed emozioni Sommario intermedio 14.1 467 469 469 472 472 473 Piacere e ricompensa Lo stress 474 474 474 475 477 478 479 480 480 480 482 483 485 Hans Selye e la sindrome di adattamento generale Le risposte fisiche e psicologiche allo stress Stress, sistema immunitario e salute Sommario intermedio 14.2 Nuove direzioni Fai fronte allo stress Riepilogo del capitolo Siti web consigliati 485 486 488 490 490 491 491 Aggressività e violenza Genetica e aggressività Danni cerebrali e aggressività Biochimica e aggressività CAPITOLO 15 I disturbi neurologici Introduzione I principali tipi di disturbi neurologici I disturbi vascolari Ictus Malformazioni vascolari Ferite aperte e traumi chiusi alla testa Tumori al cervello Sintomi dei tumori Tipi di tumori Trattamento dei tumori L’epilessia I tipi di epilessia Sommario intermedio 15.1 Le infezioni cerebrali Parassiti Infezioni da batteri, virus e funghi Encefalite Meningite Malattia di Lyme Demenza AIDS correlata (o ADC, AIDS dementia complex) Le encefalopatie spongiformi trasmissibili (TSE) 492 493 493 494 496 496 498 499 499 500 501 501 504 505 505 506 506 506 507 Il mistero delle TSE TSE e prioni La BSE e la nuova variante della malattia di Creutzfeldt-Jakob (vCJD) L’emicrania Sommario intermedio 15.2 La valutazione dei disturbi neurologici Il recupero da un danno neurologico La terapia del danno cerebrale La riabilitazione Le terapie farmacologiche I trapianti di tessuto neurale Sommario intermedio 15.3 Nuove direzioni La realtà virtuale (RV) nella riabilitazione di un danno cerebrale Riepilogo del capitolo Siti web consigliati XV 509 510 512 514 515 516 517 519 519 520 521 522 522 522 523 CAPITOLO 16 I disturbi psicologici Introduzione La schizofrenia Le basi genetiche della schizofrenia Il contributo dell’ambiente allo sviluppo della schizofrenia Struttura e funzione del cervello nella schizofrenia Biochimica e trattamento della schizofrenia Sommario intermedio 16.1 524 525 526 528 529 532 535 I disturbi dell’umore 535 Il disturbo depressivo maggiore 535 Genetica della depressione 536 Fattori ambientali e depressione 537 Struttura e funzione del cervello nella depressione 537 Biochimica della depressione 538 Il trattamento della depressione 539 Il disturbo bipolare 541 Genetica del disturbo bipolare 541 Struttura e funzione cerebrale nel disturbo bipolare Biochimica e trattamento del disturbo bipolare Sommario intermedio 16.2 541 507 Genetica dell’autismo Struttura e funzione cerebrale nell’autismo Biochimica e trattamento dell’autismo 542 542 543 544 544 546 547 548 548 549 549 509 Il disturbo da deficit dell’attenzione e iperattività 549 Disturbi d’ansia Il disturbo d’ansia generalizzato Il disturbo ossessivo-compulsivo Il disturbo di panico Il disturbo post-traumatico da stress Autismo XVI Indice Genetica dell’ADHD Struttura e funzione cerebrale nell’ADHD Biochimica e trattamento dell’ADHD Disturbo antisociale di personalità Genetica del disturbo antisociale di personalità Struttura e funzione cerebrale nel disturbo antisociale di personalità Il trattamento del disturbo antisociale di personalità Sommario intermedio 16.3 978-88-08-06777-7 551 551 551 552 Nuove direzioni I ruoli di “natura” e “cultura” nella psicopatologia Riepilogo del capitolo Siti web consigliati 555 555 555 552 Glossario 557 Bibliografia 581 Fonti delle illustrazioni 623 Indice analitico 625 553 554 554
