Le cellule nervose

Le cellule del sistema
nervoso
LEZIONE NR. 9 - PSICOBIOLOGIA
Il cervello per via della posizione e del volume rispetto al
nostro corpo è sempre stato oggetto di ipotesi circa il suo
ruolo fondamentale per il controllo del nostro
comportamento.
Tuttavia è solo negli ultimi due secoli, con un’improvvisa
accelerazione negli ultimi 20 anni che grazie all’avvento delle
moderne neuroscienze si è cominciato a capire più
profondamente le basi del suo e quindi del nostro
funzionamento.
Neuroni e cellule nervose
Sinapsi e canali ionici
Il sistema nervoso periferico è formato
dai:
Nervi Insieme di assoni impacchettati
insieme che si estendono per tutto il corpo
e trasmettono le informazioni ai muscoli o
alle superfici sensoriali.
Questi sono a loro volta suddivisi in:
• Nervi cranici
• Nervi spinali
• Sistema nervoso autonomo
Nervi cranici
Le 12 paia di nervi cranici
rappresentano i sistemi sensoriali e
motori della testa e sono
direttamente collegati al cervello.
3 (I II VIII) sono vie sensoriali verso il
cervello
5 (III IV VI XI XII) sono vie motorie
dal cervello
4 (V VII IX X) sono sia sensoriali che
motori
Nervi spinali
Per tutta la lunghezza del midollo
spinale vi sono 31 coppie di nervi
spinali che si coniugano al midollo
spinale ad intervalli regolari
attraverso le aperture nella colonna
vertebrale. Ogni nervo è formato
dalla fusione di due rami distinti
(radici).
La radice ventrale consiste di
proiezioni motorie che vanno dal
midollo spinale ai muscoli
La radice dorsale consiste di
proiezioni sensoriali che vanno dal
corpo al midollo spinale
I nervi spinali prendono il nome a
seconda della vertebra a cui sono
collegati: 8 cervicali, 12 toracici, 5
lombari, 5 sacrali, 1 coccigeo
Il SNA
Aggregati di neuroni chiamati gangli autonomi si trovano in varie parti
del corpo. Il loro nome deriva dalla credenza che questi potessero
agire in maniera indipendente dal cervello, ma oggi sappiamo che essi
vengono comunque regolati dal SNC attraverso dei neuroni chiamati
pregangliari.
Di contro i neuroni gangliari che innervano il resto del corpo vengono
definiti postgangliari.
IL SNA è formato da tre sezioni principali:
•
Il SN simpatico: le proiezioni pregangliari sono tutte contenuto nel
midollo spinale ed innervano la catena simpatica che attraverso i
postgangliari svolge un’azione di attivazione sull’intero organismo
(aumenta pressione, dilata pupille, aumenta ritmo cardiaco)
•
Il SN parasimpatico: i suoi pregangliari si trovano al di sopra e al di
sotto di quelle simpatiche, mentre i postganglari sono sparsi in
tutto il corpo, solitamente vicino all’organo controllato. In genere
agisce in contrapposizione al sistema simpatico
•
Il SN enterico: è simile ad un sistema reticolato nelle pareti degli
organi digestivi ed è controllato sia dal simpatico che dal
parasimpatico, quindi indirettamente anche dal SNC
Il sistema nervoso centrale è formato da:
• Cervello
• Midollo spinale
Navigare nello spazio
tridimensionale del
cervello
Il cervello ad occhio nudo
Le macro e le micro strutture encefaliche
Le strutture sottocorticali
Fibre di sostanza bianca
Diffusion Tension Imaging (DTI) is used to study
the white matter fibers in the brain
La corteccia cerebrale
Le aree di Brodmann
Le aree di Brodmann sono state discusse, dibattute,
raffinate, e rinominate in modo esauriente per circa un
secolo, e rimangono il sistema di organizzazione della
corteccia cerebrale umana più ampiamente noto e citato
(oltre ai nomi classici dati dagli anatomisti alle strutture
cerebrali nel corso dei secoli).
Molte delle aree che Brodmann definì soltanto in base alla
loro organizzazione neuronale sono state sin da allora
confermate e correlate strettamente a diverse funzioni
corticali. Per esempio, le aree di Brodmann 1, 2 e 3
costituiscono la corteccia somato-sensoriale primaria; l'area
4 è la corteccia motoria primaria; l'area 17 è la corteccia
visiva primaria; e le aree 41 e 42 corrispondono
strettamente alla corteccia uditiva primaria. Alcune funzioni
d'ordine superiore della corteccia cerebrale associativa sono
state localizzate consistentemente e correlate alle stesse
aree di Brodmann da metodi neurofisiologici, di risonanza
magnetica funzionale, e altri metodi (ad es., la localizzazione
molto convincente dell'area di Broca, connessa alla
comprensione della lingua parlata rispetto alle aree di
Brodmann 44 e 45 di sinistra). Comunque, l'imaging
funzionale può solo localizzare approssimativamente le aree
di Brodmann, per stabilire con esattezza le posizioni delle
aree nel cervello di un singolo individuo è richiesta
conferma tramite esame istologico
Localizzazione funzionale di aree corticali
I ventricoli cerebrali
Il sistema dei ventricoli cerebrali è costituito da canali interconnessi a spazi che si susseguono l'un l'altro contenuti all'interno dell'encefalo.
Due voluminosi ventricoli laterali, uno in ciascun emisfero, sono connessi al terzo ventricolo mediante i due forami interventricolari di Monro. Il
terzo ventricolo, collocato in posizione mediana tra i due emisferi, comunica tramite un lungo canale, detto acquedotto di Silvio, con il quarto
ventricolo, in comunicazione con la cisterna magna per mezzo dei fori di Luschka e di Magendie, prosegue infine inferiormente nel canale
ependimale del midollo spinale, un residuo del lume centrale del tubo neurale.
All'interno del sistema ventricolare cerebrale e degli spazi subaracnoidei scorre il liquido cefalorachidiano (o liquor), prodotto dai plessi corioidei
attraverso il filtraggio del sangue. IL CSF ha il doppio ruolo di proteggere e nutrire il cervello.
L’apporto di sangue
Il cervello in percentuale costituisce il 2% del
peso corporeo, ma consuma il 20% dell’intero
fabbisogno di ossigeno di tutti gli organi.
Il sistema arterioso ha origine dalle due
carotidi interne, da cui hanno origine le
arterie comunicanti posteriori e le cerebrali
anteriori e medie, e dalle due arterie
vertebrali, che tramite l'arteria basilare
danno origine alle arterie cerebrali posteriori.
Le cerebrali anteriori sono poi anastomizzate
tra loro grazie all'arteria comunicante
anteriore e, tramite le arterie comunicanti
posteriori, con le cerebrali posteriori: si
forma così un anello vascolare detto poligono
di Willis, che regola le variazioni di pressioni e
di portata ematica all'encefalo.
Il sistema venoso è rappresentato dai seni
della dura madre, che costituiscono un
sistema di drenaggio convergente; il sangue
poi si raccoglie nell'apice della piramide
dell'osso temporale, passa alla vena
giugulare interna e da qui, attraverso la vena
cava superiore, arriva al cuore.
Le meningi
Lo studio del cervello in vivo
TMS
MRI
TAC
PET
fMRI
La storia della scoperta
delle cellule nervose
Camillo Golgi
Metodo della reazione nera
Charles Sherrington
Santiago Ramon Y Cajal
Teoria del Neurone vs. Formulazione delle sinapsi
teoria reticolare
Le cellule nervose
• Il soma o corpo cellulare
informazioni in arrivo
vengono elaborate
attraverso processi di
sommazione spaziale e
temporale
• I dendriti (spine
dendritiche)
• Monticolo assonico
Attività e ruolo di
numeratore
• L’assone
• Le sinapsi
Flusso dell’informazione nervosa
Informazione primaria
Informazione elaborata
Classificazione delle cellule nervose
I neuroni si possono classificare in base alla loro
funzione in:
•
•
•
Neuroni sensoriali
Interneuroni
Motoneuroni
Tutte queste tipologie possono a sua volta essere
classificate in accordo con la loro morfologia (nr.
di neuriti in uscita dal soma) in:
•
•
•
Neuroni multipolari
Neuroni bipolari
Neuroni monopolari
Le cellule della Neuroglia
Oltre ai neuroni, il sistema nervoso è formato da
una seconda tipologia cellulare, chiamata
neuroglia o cellule gliali. La glia ha una minore
complessità morfologica e funzionale e
comprende solo quattro tipologie di cellule:
1. Gli astrociti
2. La microglia
3. Oligodendrociti
4. Cellule di Schwann
Inizialmente si credeva che la glia avesse solo
funzioni di supporto strutturale, ma
recentemente è emerso come questa sia solo
una delle tante funzioni. Infatti è stato
dimostrato che la Glia possono inviare segnali fra
loro ed ai neuroni, alterando i meccanismi di
trasmissione neurale.
Astrociti
Sono cellule dalla forma di stella, con
numerose ramificazioni che vanno in tutte le
direzioni intrecciandosi allo stesso tempo
con neuroni e vasi sanguigni.
Le loro funzioni vanno dal sostegno e
comunicazione fra i vasi sanguigni e dei
neuroni. Si occupano inoltre della
formazione di nuove sinapsi ed il controllo
dinamico del flusso ematico locale. Infine
possono interagire direttamente con i
neurotrasmettitori a livello post-sinaptico.
Ricevono impulsi elettrici direttamente dai
neuroni, ma sono incapaci di generare
impulsi propri.
Microglia
La microglia ha principalmente un ruolo macrofagico e di protezione dell’ambiente nervoso.
Durante lo sviluppo del sistema nervoso, attraverso la fagocitosi di cellule morte e materiale di scarto, contribuisce
al modellamento delle strutture neurali.
Nel sistema nervoso adulto contribuisce al mantenimento dell’omeostasi attivandosi in risposta di agenti patogeni
presenti a livello del sistema nervoso centrale.
Oligodendrociti e cellule di
Schwann
Sono cellule che esplicano la stessa
funzione, rispettivamente nel SNC e nel SNP.
Queste cellule gliali avvolgono la loro estesa
membrana plasmatica in numerose spire
attorno agli assoni formando uno strato di
mielina che ha la funzione di agire come
guaina isolante, impedendo la dispersione
dei campi elettrici relativi agli impulsi
nervosi che viaggiano lungo gli assoni.
In particolare vengono avvolti gli assoni più
lontani che devono portare il segnale
nervoso a lunghe distanze rispetto al soma,
garantendo in questi casi una trasmissione
efficiente e veloce
La mielinizzazione dura circa 15-20 anni
negli esseri umani
Oligodendrociti e cellule di
Schwann
Poiché le cellule gliali hanno una lunghezza limitata rispetto alla lunghezza di un assone, la mielinizzazione lungo
tutta la lunghezza dell’assone sarà discontinua, formata da tratti mielinizzati (internodi) e dei brevi tratti privi di
mielina (nodi di Ranvier).
La sclerosi multipla è una malattia che colpisce la mielina, rallentando e ostacolando la trasmissione degli impulsi
nervosi.