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Neuroni e Sinapsi

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Il cervello umano, mediamente dal peso circa 1.5 Kg, è costituito da miliardi di miliardi di cellule, i cui elementi fondamentali sono: i neuroni (le cellule nervose), le sinapsi (le connessioni), la guaina mielinica (la protezione) e i neurotrasmettitori (il linguaggio), o meglio le parole di un linguaggio molto complesso, in grado di fornire precise istruzioni, anche se costituito da solo circa 50 vocaboli.

Il cervello umano, simile a qualsiasi altro organo corporeo, è costituito da cellule opportunamente connesse fra loro, in modo da formare un tessuto che in linea di massima è molto simile in tutti gli individui, tuttavia questo tessuto possiede alcune caratteristiche fondamentali che contribuiscono a renderlo unico e che lo trasformano nell’organo della mente, sede in cui si forma il Nucleo del Sé, cioè la nostra consapevolezza di essere al mondo.

Una delle caratteristiche più interessante di queste cellule denominate Neuroni è la loro capacità di realizzare un numero elevato di connessioni (mediamente diecimila) con le cellule vicine, al fine di creare un complesso circuito, che può corrispondere ad un sentimento, un concetto, un idea o un impulso ad agire. E’ questa caratteristica che trasforma il Neurone in una cellula specializzata nel raccogliere, elaborare e trasferire gli impulsi nervosi.

I Neuroni, anche se sono diversi nella forma e nella dimensione, tutti condividono quattro zone strutturali: il Corpo Cellulare da cui partono due diversi tipi di ramificazioni denominate Dendriti e Assone. All’estremo opposto dell’Assone, rispetto al Corpo Cellulare, vi sono i Terminali Presinaptici.

Il Corpo Cellulare (o Soma), è la struttura più importante in quanto contiene tutti gli elementi necessari alla cellula, ad esempio il Nucleo che custodisce il DNA, il Reticolo Endoplasmatico, i Ribosomi necessari per la sintesi delle proteine e i Mitocondri per la produzione dell’energia. Il corpo cellulare coordina tutte le attività del neurone, provvede al metabolismo cellulare di base, necessario per la sintesi degli enzimi e delle altre molecole essenziali per mantenere in vita la cellula. Generalmente è di forma sferica nei gangli sensitivi, piramidale, ovoidale o fusiforme nella corteccia cerebrale, stellata nei motoneuroni. La posizione del corpo cellulare varia a seconda del tipo di neurone, generalmente è in posizione centrale e di dimensioni contenute, anche se vi sono diverse eccezioni.

Dal corpo cellulare parte un prolungamento denominato Assone che può raggiungere la lunghezza di circa un metro, la cui principale funzione è di trasmettere i messaggi dal corpo cellulare ai Dendriti dei neuroni adiacenti o ai tessuti del corpo (ad esempio i muscoli) attraverso i Terminali Presinaptici

Il corpo cellulare riceve le informazioni dagli altri neuroni attraverso i Dendriti. Rispetto all’Assone sono più corti e spessi, si ramificano in prossimità del corpo cellulare, da cui hanno origine. Hanno una superficie irregolare per la presenza di corte spine dendritiche che consentono il collegamento con i neuroni adiacenti.

Quindi sono i dendriti, gli assoni e i Terminali Presinaptici, che consentono al neurone di effettuare un elevato numero di interconnessioni, che di fatto realizzano quell’ammasso di corpi cellulari che costituisce il cervello.

I neuroni si ammassano in modo da formare gruppi cellulari denominati Nuclei oppure si allineano fra di loro in modo da formare fogli di cellule denominate Strati che si dispongono tipicamente sulla superficie esterna del cervello, formando così la struttura anatomica denominata Corteccia Cerebrale. Probabilmente questa disposizione è stata indotta dalla necessità evolutiva di utilizzare al meglio il poco spazio rimasto all’interno della volta cranica, in quanto questa parte del cervello, in termini evolutivi, si è sviluppata per ultima. I Nuclei invece si trovano nella parte più interna del cervello, al di sotto della corteccia. Questi due diversi tipi di raggruppamenti, a causa del loro colore grigio sono stati denominati materia grigia, mentre i collegamenti tra questi due gruppi, realizzati principalmente mediante gli assoni, è stata denominata materia bianca, a causa del colore bianco della guaina isolante che li avvolge.
 I Neuroni si differenziano prevalentemente per il numero di dendriti e per la lunghezza dell’assone. Raccolgono, attraverso i dendriti, le informazioni relative alle variazioni dell’ambiente esterno e interno all’organismo e le inviano lungo l’assone, al fine di farle giungere al livello cosciente, di conservarle nella memoria e di generare adeguate risposte volontarie e automatiche.

La trasmissione di un messaggio fra l’assone di un neurone e il dendrite di un altro neurone non avviene attraverso un contatto diretto, ma mediante il rilascio di sostanze chimiche diffuse in un microscopico spazio, denominato Sinapsi. Il segnale elettrico che attraversa l’assone, per superare questo spazio, si trasforma in messaggero chimico, noto con il nome di Neurotrasmettitore. Questi neurotrasmettitori, che si diffondono attraverso le sinapsi, possono essere catturati da specifici recettori presenti sulla membrana della cellula-ricevente, mediante un meccanismo descritto con la metafora della chiave che riconosce la serratura per la quale è stata costruita. Una volta catturato il messaggio dalla zona postsinaptica, il neurotrasmettitore, da chimico viene riconvertito in impulso elettrico, denominato Potenziale di Azione ed inviato attraverso l’Assone, mentre i neurotrasmettitori che non sono stati catturati, non restano nello spazio ma vengono riassorbiti dalla cellula che li ha emessi, attraverso la zona presinaptica.
 
I neurotrasmettitori, nel terminale presinaptico, sono contenuti in una sacca, denonimata Vescicola Sinaptica, che è delimitata da una membrana.

Quando un Potenziale di Azione che si propaga lungo l’assone, raggiungere la zona presinaptica del neurone, provoca l’apertura di canali voltaggio-dipendenti, che lasciano entrare ioni di calcio nei terminali presinaptici, che causano una serie di eventi molecolari, a seguito dei quali si ha la fusione delle Vescicole Sinaptiche con la membrana di superfice del Terminale Presinaptico, aprendo così un foro nella membrana, attraverso la quale le vescicole rilasciano il neurotrasmettitore nello spazio sinaptico. Questo processo di traduzione trasforma, un segnale elettrico, in un messaggero chimico. Nella cella ricevente, i neurotrasmettitori si legano ai recettori che si trovano sulla superficie della cellula postsinaptica. Questi canali trasmettitori-dipendenti trasfomano i messaggeri chimici in segnali elettrici.

I neurotrasmettitori (fra cui, i due più diffusi sono l’Acetilcolina e la Noradrenalina) non vengono rilasciati sotto forma di singole molecole, ma in blocchi che contengono ognuno circa 5000 molecole. La Noradrenalina agisce come modulatore di sensibilizzazione, mentre l’Acetilcolina accelera o rallenta la trasmissione sinaptica, che può avvenire in meno di mezzo millisecondo (sinapsi veloce) oppure in un secondo o poco più (sinapsi lenta). Il tempo del processo associato alla trasmissione sinaptica consiste: nel rilascio del neurotrasmettitore, nel riassorbimento e nel suo nuovo immediato rilascio.

Questo evento molecolare è ciò che consente le funzioni del cervello, come ad esempio la capacità di percepire, pensare, apprendere, memorizzare, ecc.

I neurotrasmettitori si suddividono, in funzione della loro azione, in due principali distinti gruppi:

  • ad azione rapida, come ad esempio l’acetilcolina, l’adrenalina, la noradrenalina, la dopamina, ecc. Lo scopo di queste molecole di piccola dimensione è di provocare risposte immediate, come ad esempio indurre il sorriso.
  • ad azione lenta, come la somatostatina e le beta-endorfine, che fanno parte del gruppo dei Neuropeptidi. Queste molecole di grossa dimensione, sono lente ad agire, ma sono in grado di indurre modifiche durevoli. Inoltre danno forma alle sinapsi e possono ridurre il numero di recettori sensibili a determinati tipi di neurotrasmettitori, rendendo così i neuroni sordi ad alcuni comandi.

I neurotrasmettitori si suddividono anche in eccitatori e in inibitori; il primo aumenta le probabilità di scarica del neurone successivo, mentre il secondo riduce la probabilità di scarica del neurone che lo riceve. Ciò significa che l’attività di ogni singolo neurone dipende dall’influsso di decine o migliaia di altri neuroni, attraverso contatti sinapsi eterogenei nella loro natura sui quali agiscono diversi tipi di neurotrasmettitori. Il principale neurotrasmettitore eccitatore è il Glutammato, mentre quello inibitore è il GABA. (acido gamma minobutirrico) la cui funzione è di mediare l’attività dei neuro trasmettitori eccitatori. Il perfetto equilibrio di questi due tipi di neurotrasmettitori consente il funzionamento ottimale del sistema nervoso. Nel caso in cui si ha una prevalenza dei neurotrasmettitori eccitatori e non compensati da quelli inibitori si possono verificare nell’individuo crisi epilettiche.

Da un punto di vista funzionale, i neuroni possono essere classificati in:

  • Motoneuroni, la cui funzione è di controllare la contrazione muscolare e la secrezione ghiandolare
  • Neuroni Sensoriali, la cui funzione è di rilevare le variazioni nell’ambiente interno e esterno al fine di inviare i segnali al sistema nervoso centrale.
  • Interneuroni, localizzati esclusivamente all’interno del Sistema nervoso Centrale. Si suddivido in Neuroni di Proiezione (con assone lungo), che trasmettono le informazioni da una regione all’altra del cervello e in Neuroni con assone corto che elaborano le informazioni a livello dei circuiti locali. Questi circuiti neuronali sono responsabili dei processi decisionali di percezione, apprendimento e memoria.
Data Inserimento Post 03/07/2008 17:14:36  |  Social Bookmark
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