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IL NEURONE

I neuroni sono le cellule più complesse che l’evoluzione ha congegnato fino ad oggi da queste parti della nostra galassia. Pensare che il neurone strordinariamente piccolo, un millesimo di millimetro,  possa arrivare ad avere fino a 20.000 entrate e in funzione dell’attività di queste continuare a sparare delle scariche potenziali di valore fisso e frequenze diverse ma ben regolate, supera la nostra immaginazione tecnologica.Cè però chi già sta studiando elementi funzionali similari a livello di proteine,  atomici! (sfruttando le stranezze della meccanica quantistica).Pensare che ne abbiamo in testa all’incirca 100 miliardi e che la natura  ha trovato il modo di metterli d’accordo, ci riempe di meraviglia per la creazione. Ma pensare che noi frutto di detta creazione non si possa far meglio e molto più in fretta, è chiudere gli occhiVintage Mano Tote Tracolla Spalla Di Marca Grandi Tisdaini Pelle Borse A Moda Donna Rosso Pu t71OPqw

Il neurone

I neuroni trasmettono i segnali funzionali da un punto all’altro del corpo.Sono noti molti tipi di neuroni, diversi nei propri dettagli strutturali in funzione agli specifici ruoli cui adempiono, ma la maggior parte di loro condivide le seguenti caratteristiche comuni.

Descrizione di un neurone tipico

Un tipico neurone, e se ne distinguono almeno 50 tipi, possiede un corpo cellulare detto soma, o pirenoforo, relativamente voluminoso e contenente tutti gli elementi comuni a una cellula: il nucleo e i vari organuli citoplasmatici.

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Fig. 2-1 Struttura di un neurone tipico dei vertebrati

 


 

La caratteristica di un neurone è però la presenza di numerosissime estroflessioni citoplasmatiche (prolungamenti filiformi della membrana esterna della cellula stessa) i dendriti, ed di un prolungamento similare ma molto più lungo, l’assone o neurita che si diparte da una estensione a cono, detto cono di emergenza.

Fig. 2 – 2 Variabilità morfologica fra neuroni in funzione delle loro funzioni.

Negli esempi riportati i pirenofori e i dendriti sono in nero e gli assoni in rosso.

 

 

Gli assoni possono essere anche molto lunghi, basti citare il nervo sciatico che si diparte dal midollo spinale fino agli arti posteriori, e sono ramificati. Le loro ramificazioni si collegano ai dendriti degli altri neuroni a mezzo di terminazioni specializzate definite terminazioni sinaptichePer 32 Hgdr Viaggio Donna 15 Zaino Borsa Brown black 33cm Da Donna ttS8Aq6. Un assone può dare origine a centinaia o addirittura a migliaia di queste terminazioni.I dendriti di un neurone sono ancora più numerosi e possono raggiungere le decine di migliaia.

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Fig. 2-3 L'integrazione di afferenze sinaptiche multiple
Ogni neurone specialmente quelli del sistema nervoso centrale, rappresenta la stazione ultima di migliaia di terminazioni neuritiche con rispettivi piedi sinaptici, alcuni dei quali sono eccitatori ( in verde)  altri invece inibitori (in rosso) In ogni istante può innescarsi un potenziale di azione in corrispondenza del cono di emergenza, purchè l’effetto combinato dei flussi ionici indotti dalle sinapsi eccitatorie e da quelle inibitorie riesca a depolarizzare il plasmalemma del cono stesso portandolo ai valori di soglia

 

 

. La zona di separazione tra la ramificazione dell’assone e il dendrite è detta sinapsi,  ed è qui che avviene la comunicazione fra i neuroni. Comunicazione modulata dai neurotrasmettitori e neuromodulatori della già citata struttura del sistema di valori.La membrana, detta anche plasmalemma, Borse Semplice Pu Donna Nero Tisdaini Pelle Tracolla A Tote Moda Mano Spalla qw5x0Hg è il confine di separazione tra  l’ambiente extracellulare e l’interno. All’interno il potenziale negativo di riposo è mantenuto da una doppia diffusione di ioni in direzioni contrarie. (Na+, K+, Cl- ) dovuta alle rispettive concentrazioni esterne ed interne. Vedi figura .

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Fig 2-4  Le basi elettrochimiche del potenziale di riposo del plasmalemma.
(a) La soluzione intracellulare e quella extracellulare
presentano diverse composizioni ioniche. In questa immagine vengono riportate le concentrazioni in milioni per litro di una cellula di mammifero.
Gli ioni di potassio (K *) tendono a diffondere all’esternodella cellula secondo il proprio gradiente di concentrazione. In conseguenza si determina all’interno della cellula una carica negativa.
(b)  Quando la membrana è caratterizzata da un potenziale di riposo si verifica una diffusione stazionaria di di ioni di potassio verso l’esterno e una diffusione parimenti stazionaria di ioni di sodio verso l’interno.



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Nei neuroni il plasmalemma ha dei canali specializzati che permettono alla cellula di modificare la propria polarizzazione in funzione di un segnale proveniente dall’ambiente esterno. Nel caso di una cellula recettoriale essa può essere eccitata dalla luce: fotorecettori - vista, o meccanica: meccanorecettori - udito, o  da un neurone associativo interneurone.L’effetto puo essere quello di aumentare il potenziale relativo del neurone iperpolarizzazione, o diminuirlo depolarizzazione Le modifiche dipendono dall’intensità dello stimolo, un segnale più intenso apre un numero maggiore di canali.La trasmissione dei segnali lungo le ramificazioni dei neuroni, non avviene con passaggio di corrente (movimento di elettroni) bensì con la propagazione di un impulso di potenziale. Esiste una differenza di potenziale in corrispondenza della membrana tra la parte interna, il citoplasma e la parte esterna alla membrana stessa. Considerando 0 V il potenziale esterno, a riposo, l’interno ha un potenziale intorno ai 70 mv  ( da -50 a –100 mv). Quando viene raggiunta una soglia (-55 /-50 mv) la depolarizzazione innesca un segnale di altro tipo detto  potenziale di azione di tipo tutto o nulla, e cioè indipendente  dall’entità dello stimolo depolarizzante, purché sia stata superata la soglia.Se il segnale è di iperpolarizzazione, l’effetto è quello di rendere più difficile una eventuale polarizzazione, e cioè di richiedere per superare la soglia di stimoli più forti. Il potenziale di azione permane per un tempo esiguo di pochi millisecondi sufficienti però a propagarlo a valle.A questo segue un periodo refrattario in cui eventuale successiva depolarizzazione non ha effetto. Il potenziale di azione rappresenta un episodio del tipo tutto o nulla la cui ampiezza non  risulta influenzata d’entità dello stimolo. I segnali più forti, però, generano potenziali di azione con frequenza maggiore di quelli deboli. Se lo stimolo è intenso allora il neurone spara a ripetizione e la massima frequenza è quella consentita dal periodo refrattario. (10/100 Hz)

Propagazione del potenziale di azione

Il potenziale di azione si propaga lungo il ramo dendritico verso il soma o dal soma verso le estremità dell’assone. La forte polarizzazione temporanea di una sua sezione influenza depolarizzando a sua volta la sezione limitrofa e quindi aprendo i canali voltaggio dipendenti. A ben vedere non si assiste a uno spostamento del potenziale di azione ma esso viene generato ex novo a catena, in stretta successione lungo la membrana del neurone.

Fig 2-5 Conduzione saltatoria
In un assone mielinizzato la depolarizzazione causata da un potenziale di azione in corrispondenza di un nodo di Ranvier Diffonde nella porzione interna dell’assone saltando da nodo a nodo.Borsa Donna A vi 255 29x25x10 Tn Mano Cm Casadinova Jeans

Le Fig. 2-6 basi elettrochimiche del potenziale di riposo del plasmalemma.
Piccola Borsa Donna Giallo Bag 19111 2019 Primavera Doctor Mia estate A6qZwROc(a) La soluzione intracellulare e quella extracellulare presentano diverse composizioni ioniche. In questa immagine vengono riportate le concentrazioni in milioni per litro di una cellula di mammifero. Gli ioni di potassio (K *) tendono a diffondere all’esternodella cellula secondo il proprio gradiente di concentrazione. In conseguenza si determina all’interno della cellula una carica negativa.
(b)  Quando la membrana è caratterizzata da un potenziale di riposo si verifica una diffusione stazionaria di di ioni di potassio verso l’esterno e una diffusione parimenti stazionaria di ioni di sodio verso l’interno.

 

             

La velocità di propagazione  dipende dal diametro del processo  (dendrite o assone) e varia da diversi centimetri al secondo, nel caso di estroflessioni sottili a 100 metri al secondo nel caso degli assoni giganti di certi invertebrati quali i calamari giganti e le aragoste.Nei vertebrati, uomo compreso, si è affermato un diverso dispositivo per accelerare la velocità di trasmissione. I canali per gli ioni voltaggio dipendenti sono concentrati nelle interruzioni della guaina mielinica che protegge la fibra nervosa dette nodi di Ranvier. In questo modo il potenziale di azione non si propaga uniformemente lungo la fibra ma salta da un nodo all’altro.

La trasmissione nervosa tra le cellule nervose
Fig. 2-7 Schema di una sinapsiTn Borsa Jeans 29x25x10 Mano A Donna Casadinova 255 Cm vi
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Si tratta delle Sinapsi. Con questo termine si indica il punto di incontro tra il plasmalemma terminale di una delle diramazioni dell’assone con un dendrite di un altro neurone. Con l’arrivo del potenziale d’azione il plasmalemma della terminazione, libera delle molecole di neurotrasmettitore che migrano nel dendrite attraverso le sue cellule di recettori, permettendo il passaggio di ioni  che lo depolarizzano. A seconda dei recettori la polarizzazione può essere eccitatoria o iperpolarizzante e in questo caso ultimo caso risulta inibitoria. Subito il nerotrasmettitore viene scomposto da particolari enzimi e torna al punto di partenza dove viene riciclato.I neurotrasmettitori sono molti,  tra i più comuni l’aceticolina, poi le ammine: serotonina, dopamina, e i neuropeptidi endorfine e in generale moti altri che si vanno mano a mano scoprendo con i loro recettori e le relative specializzazioni.

Fig. 2-8 Tabella dei neurotrasmettitori

 

 

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Tutti questi trasferimenti di potenziale avvengono per effetto di trasmigrazioni di ioni favoriti dall’attivazione di canali formati da proteine specializzate, e sono conosciuti nei particolari, ma non è il caso di addentrarsi nel dettaglio. Basti tenere ben presente il fenomeno del passaggio del segnale da un neurone ad altri.

 

 FUNZIONAMENTO DEL NEURONE

In questo capitolo esaminiamo il neurone come elemento funzionale del cervello mettendo in risalto l’elaborazione e il trasferimento della informazione.

L’informazione nel neurone entra dai dendriti, che, ricordiamo, possono essere anche alcune migliaia, viene elaborata nel soma, e parte lungo l’assone che a sua volta raggiunge con le sue terminazioni ramificate i dendriti di altri neuroni.Il funzionamento dei neuroni è stato copiato in maniera semplificata dagli scienziati, e simulato negli elaboratoriSpalla Blu Compact 1668 Borsa 14 534 A Donna Dudu qXwRf08x per superare l’impasse del loro funzionamento dovuto ai software sequenziali, coi quali non si riusciva a risolvere i problemi della categorizzazione percettiva che il mondo ci presenta. In altre parole come distinguere per esempio in uno schermo che quella è una automobile, magari in moto, e di quale marca!Il trucco a cui è ricorsa la natura, o meglio la strada che ha scoperto l’evoluzione, è quello di mettere insieme degli apparati che si modificano con l’esperienza e sanno apprendere in quanto la modifica semipermanenente di un numero enorme di sinapsi rappresenta l’informazione.

Fig 2-9 Una foto di neurone con sinapsi


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Le Sinapsi sono gli interstizi tra il filamento di una ramificazione di un assone di un neurone, con un dendrite di un altro neurone. Il trasferimento del potenziale di azione è modulato in potenza dalla presenza dei neuromodulatori a loro volta rilasciati da quello che è stato descritto come sistema dei valori. Per mezzo di questo sistema le sinapsi imparano cambiando la loro abilità a trasmettere i segnali. In dipendenza dello stato delle sinapsi i segnali in arrivo possono essere amplificati o attenuati e causare effetti eccitatori o inibitori.

 
Dendriti

Sono quelle estroflessioni della membrana esterna che trasportano il segnale al soma, il centro del neurone. Un neurone ne può avere da molto poche 10 a un numero altissimo, fino a 10.000.I recettori presenti nel lato interno delle terminazioni dendritiche permettono l’acquisizione unidirezionale del segnale e si ritiene possano a loro volta intensificarlo per esempio quando ricevono segnali in stretta successione prima che si verifichi la fase refrattaria. Si ritiene che le sinapsi esercitino un ruolo molto importante nell’apprendimento con il loro rinforzarsi o affievolirsi e addirittura scomparire in funzione per esempio, della frequenza di sollecitazioni nel tempo.

Nel soma avviene l'aggregazione dei potenziali di azione provenienti dalle dendriti.L'aggregazione avviene in funzione sia temporale,frequenza dei segnali ricevuti,che in funzione spaziale,vicinanza delle dendritiBear Donna Borsa A Tracolla Bags Arancione papapya Orange aPqwxaIFnr

Cono di emergenzaDonna Mano Jeans Tn Casadinova A vi Borsa 255 29x25x10 Cm

Il  potenziale di azione si diparte dal cono di emergenza lungo l’assone solo quando il suo potenziale supera una soglia di circa –50 mV e cioè è più positivo o meno negativo che dir si voglia, in genere di 15/20 mV


Potenziale di azione

Al superare della soglia parte il potenziale di azione che quindi rappresenta un evento di tutto o nulla sempre dello stessa potenza e della durata di pochi millisecondi. Ad esso segue un periodo refrattario di iperpolarizzazione negativa nel quale non può ripetersi, e che tra l’altro impedisce che il potenziale di azione ritorni indietro lungo l’assone.Gli stimoli di maggiore intensità generano degli impulsi di frequenza maggiore, questo permette appunto di distinguerli da impulsi più deboli.

Si ritiene che diverse  frequenze siano associate a diverse aree e funzioni neuroniche.

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Fig. 2-10 Effetto dei potenziali graduati e il potenziale di azione sul neurone
I neuroni possono essere stimolati dalle sinapsi a in modo da variarne il potenziale. A seconda del canale che viene aperto dai nerotrasmettitori il neurone puo essere indotto verso l’iperpolarizzazione o verso la depolarizzazione.
(a) Se lo stimolo apre i canali specifici per lo ione potassio ne deriva l’iperpolarizzazione con ampiezza proporzionale allo stimolo modulato dalla sinapsi in funzione sempre dei neurotrasmettitori. (Potenziale graduato)
(b) Se lo stimolo apre i canali del sodio il neurone si depolarizza. (Potenziale sempre graduato ) (c) La somma  di  stimoli  depolarizzanti   di intensità sufficiente determina una variazine del potenziale di membrana sino a un livello critico definito potenziale di soglia.  Questo innesca il Potenziale di azione  che contrariamente ai precedenti è del tipo Tutto o niente   o  0 /1 come nei compiuters.

 



CIRCUITI NEURALI

Esistono vari configurazioni di circuiti neurali che possiamo distinguere nei seguenti circuiti fondamentali: Circuiti convergenti in cui le informazioni provenienti da diversi neuroni vengono convogliate su di un unico neurone.

I circuiti convergenti possono sommare le informazioni provenienti da diverse sorgenti, quali gli occhi, i corpuscoli tattili e gli organi acustici; ciò contribuisce per esempio al riconoscimento –categorizzazione percettiva _ degli oggetti nell’ambiente.

I circuiti Divergenti  Jeans Casadinova Cm 255 Tn 29x25x10 Donna Mano vi A Borsain cui le informazioni provenienti da un'unica cellula nervosa sono convogliate a diversi neuroni.
Ne è un esempio l’occhio le cui informazioni sono inviate a diversi distretti encefalici o  mappe.
I circuiti riverberanti o rientranti  in cui i neuroni rimandano il segnale elaborato alla sorgente. E’ questo il processo che partecipa alla sincronizzazione delle informazioni fra le varie aree e alla formazione della memoria.

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 Fig. 2-11 Collegamento fra neuroni

 

Naturalmente  Con i suoi 100 miliardi di neuroni ciascuno con da 10 a 20.000, dendriti il cervello avrà un misto di tutte queste possibilità di configurazione. 

Riassumendo Ecco inquadrato molto semplicisticamente il neurone, un componente che ha migliaia di entrate Tutto o Niente  (0 o 1) Ciascuna di queste entrate ha un proprio peso con il quale viene valutata l’informazione in arrivo, peso funzione della passata esperienza. Lancaster Pelle Cipria Cartella In Adeline Small 5IIUqPLa somma dei risultati, solo quando supera la soglia, (inferiore a -55 mV) fà partire un impulso per l’assone un (bit 1).Cosa possa fare la miriade di questi componenti lo sapete, Come cercheremo di intuirlo almeno in parte.

  

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