Neuroscienze e comportamento Neuroscienze e comportamento Le cellule

Neuroscienze e comportamento

Neuroscienze e comportamento Le cellule costituenti il sistema nervoso sono i neuroni. Questi possono essere, motori, sensoriali, interneuroni. Il cervello umano ha tra i 1010 e i 1011 neuroni Come dire che nel nostro cervello ci sono più di 100. 000 di cellule

Neuroscienze e comportamento Dobbiamo le scoperte sui neuroni a Santiago Ramon y Cajal che mise a punto una tecnica di colorazione cellulare

Neuroscienze e comportamento

Neuroscienze e comportamento

Neuroscienze e comportamento

Neuroscienze e comportamento Abbiamo diversi tipi di neuroni: • Neuroni sensoriali • Neuroni motori • Interneuroni È stato scoperto che la trasmissione dell’impulso nervoso si Basa su suna attività elettrochimica

Neuroscienze e comportamento La trasmissione dell’impulso nervoso

Neuroscienze e comportamento Il potenziale di riposo è la differenza di carica elettrica tra l’interno e l’esterno della membrana cellulare È stato calcolato che il potenziale di riposo è do -70 millivolt

Neuroscienze e comportamento +55 m. V 0 m. V -70 m. V -80 m. V Tempo in msec 1 2 3

Neuroscienze e comportamento Iin sistuazione di riposo i canali per il passaggio degli ioni K+ e NA+ sono chiusi A- ioni proteici negativi CL- ioni cloro negetivi E’ presente una pompa chimicia che spinge i K+ all’interno NA+ CL- NA+ AA- K+ A- NA+ K+ A- A- NA+ AK+ CLK+ AA- A-

Neuroscienze e comportamento In sistuazione di riposo i canali per il passaggio degli ioni K+ e NA+ sono chiusi quindi non si altera la concentrazione A- ioni proteici negativi CL- ioni cloro negetivi NA+ CL- NA+ AA- K+ A- NA+ K+ A- A- NA+ AK+ CLK+ AA- A-

Neuroscienze e comportamento Il potenziale d’azione è un segnale elettrico che si propaga lungo tutto l’assone, e si propaga solo quando l’intensità elettrica supera una certa soglia e segue la legge del Tutto o niente Perché si trasmetta il segnale occorre raggiungere una differneza di potenziale di +40 millivolt

Neuroscienze e comportamento Quando la carica elettrica è di 40 millivolt si aprono i canali del sodio che permettono agli ioni di entrare nel neurone A- ioni proteici negativi CL- ioni cloro negetivi NA+ CL- NA+ AA- K+ A- NA+ K+ A- A- NA+ CL- NA+ AK+ K+ AA- A-

Neuroscienze e comportamento Successivamente i canali si richiudono e restano chiusi (periodo refrattario) e, in seguito, si aprono quelli per il K+ A- ioni proteici negativi CL- ioni cloro negetivi NA+ CL- NA+ AA- K+ A- NA+ K+ A- A- NA+ CL- NA+ AK+ K+ AA- A-

Neuroscienze e comportamento Segue poi un lavoro costante delle pompe che è finalizzato a ristabilire uno stato di riposo negativo A- ioni proteici negativi CL- ioni cloro negetivi NA+ CL- NA+ AA- K+ A- NA+ K+ A- A- NA+ AK+ CLK+ AA- A-

Neuroscienze e comportamento

Neuroscienze e comportamento I neurotrasmettitori residui nella sinapsi vengono 1. Riassorbiti o ricaptati 2. Disattivati da enzimi 3. Legati con autorecettori Sono stati scoperti più di 60 neurotrasmettitori

Neuroscienze e comportamento

Neuroscienze e comportamento L’acetilcolina (Ach) è coinvolta nel controllo motorio, ma anche su attenzione, memoria, apprendimento, sonno e sogni La dopamina è coinvolta nel controllo motorio, la motivazione, il piacere, nei meccanismi tra azioni e ricompense L’acido gamma-amminobutirrico (GABA) svolge attività inibitoria su tutti gli altri neuroomediatori La noradrenalina serve a controllare l’umore e lo stato di attivazione La serotonina è coinvolta nella regolazione del sonno e della veglia, nel comportamento aggressivo, nella regolazione dell’alimentazione

Neuroscienze e comportamento Il curaro blocca l’assunzione di acetilcolina Il veleno della vedova nera impedisce la disgregazione dell’acetilcolina L’anfetamina è un agonista della norepinefrina L’acido lisergico è un antagonista della serotonina La cocaina inibisce la ricaptazione della noradrenalina

Neuroscienze e comportamento

Neuroscienze e comportamento Metilendiossimetamfetamina MDMA L'ecstasy agisce aumentando la presenza di serotonina alle terminazioni sinaptiche

Neuroscienze e comportamento Metilendiossimetamfetamina MDMA

Il sistema nervoso

Il sistema nervoso periferico (involontario)

= simpatico

Il midollo spinale è la sede dei riflessi: Vie del sistema nervoso che provocano direttamente contrazini muscolari senza l’intervento del cervello Avvengono perché un neurone sensoriale tramite un interneurone, all’interno del midollo è in connessioe sinaptica un un neurone motorio

Oggi i segnai estratti dall’attività nervosa nel cervello vengono anche utilizzati per interagire con sitemi digitali: Si comandano le macchine con la forza dl pensiero (brain computer interface)

Abstract— The Brain-Computer Interface (BCI) technology can convert brain electrical signals into commands able to control external devices without the need of any voluntary movement. This can be an innovative solution that allows interaction, especially for patients with pathologies such as Amyotrophic Lateral Sclerosis, Multiple Sclerosis, Muscular Dystrophy or ischemic/traumatic injuries, unable to use standard Augmentative Alternative Communication (AAC) devices because of the loss of limbs movements, gaze control or ophthalmological disorders. Among different approaches of signal analysis, a recent BCI device, Braincontrol Basic Communicator, based on event related desynchronization (ERD) produced by motor imagery (MI), has been recently developed by Liquidweb s. r. l. and used in the current study to overcome physical issues of these patients. The aim of this study was to verify the efficacy of the Braincontrol as an AAC device and to validate the training methodology with regards to patients in locked-in state (LIS). The study was conducted, from 2012 to 2015, on two groups: 42 patients with communication and motility disorder (of these 13 were in LIS and 10 in condition similar to the complete locked-in state, with no feedback and unknown cognitive status) and 63 healthy users. The results of this observation confirm that the device, after the first phase training, is efficient and robust for patients. Trainings have been completed successfully for all the healthy users and patients in initial and severe stage of the disease, only 2 out 42 patients failed the training. In particular, the 2 patients were in the condition similar to the complete locked-in state (CLIS). After this study, 17 locked-in patients have continued to use the system as a unique tool for communication.

LA STRUTTURA DEL CERVELLO PROSENCEFALO MESENCEFALO ROMBENCEFALO

LA STRUTTURA DEL CERVELLO PROSENCEFALO MESENCEFALO ROMBENCEFALO

LA STRUTTURA DEL CERVELLO ROMBENEFALO Midollo allungato: battito cardiaco, circolazione respirazione Formazione reticolare: sonno veglia, attenzione (arousal) Cervelletto: abilità motorie fini, equilibrio Ponte: momento di connessione tra cervelletto e altre strutture cerebrali

LA STRUTTURA DEL CERVELLO MESENCEFALO Tetto: orienta l’organismo nell’ambiente Tegmento: orientamento, attivazione, umore, motivazione

LA STRUTTURA DEL CERVELLO PROSENCEFALO Strutture subcorticali Corteccia

LA STRUTTURA DEL CERVELLO Strutture subcorticali: Talamo: filtra le informazioni sensoriali e le trasmette alla corteccia selezionando quelle da trasmettere (tranne quelle olfattive) Ipotalamo: temperatura, fame, sete, comportamento sessuale, piacere Sistema limbico: (oltre all’ipotalamo) ippocampo: memoria, acqusizione e integrazione di nuove imformazioni amigdala: processi emozionali e attirbuzione di connotazioni emotive ad eventi gangli della base: movimenti intenzionali (strutture dopaminergiche) ipofisi: governa il sistema endocrino (spesso tramite cirvuiti con l’ipotlamo)

LA STRUTTURA DEL CERVELLO La corteccia:

LA STRUTTURA DEL CERVELLO La corteccia: