Introduzione alla psicologia biologica Anatomia del

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
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60
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62
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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
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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
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Genetica, evoluzione
e sviluppo del cervello umano
Genetica e comportamento
102
103
103
103
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110
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130
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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
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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
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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
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XI
205
205
206
206
207
208
209
209
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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
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199
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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
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220
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241
242
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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
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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
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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
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260
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263
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264
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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
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294
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298
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308
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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
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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
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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
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328
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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
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XIV
Indice
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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
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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
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412
417
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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
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447
447
448
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450
450
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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
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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
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499
500
501
501
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505
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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
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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