Neuroscienze Molecolari e Cellulari

Livelli di analisi nelle neuroscienze

• Neuroscienze molecolari: studiano le molecole della materia cerebrale, i loro ruoli e funzioni.
• Neuroscienze cellulari: analizzano il funzionamento delle molecole nei neuroni e i vari tipi di neuroni, le loro interazioni e lo sviluppo di connessioni.
• Neuroscienze dei sistemi: esaminano circuiti neurali specializzati in funzioni come sensazione, percezione, e coordinazione motoria.
• Neuroscienze comportamentali: indagano come i sistemi neurali generano comportamenti e gli effetti di fattori esterni come sostanze psicotrope e le dinamiche dei sogni.
• Neuroscienze cognitive: si interessano di come il cervello genera la mente e studi su autocoscienza, linguaggio e immagini mentali.

Tipologie di ricerca neuroscientifica

• Ricerca clinica: comprende neurologia, psichiatria e neurobiologia, si concentra sull'analisi del funzionamento cerebrale attraverso lesioni.
• Ricerca sperimentale: utilizza metodi come neuroanatomia, neurofisiologia e neurofarmacologia per esplorare funzioni del sistema nervoso.
• Ricerca teorica: la più recente, impiega modelli matematici e computazionali per comprendere il funzionamento cerebrale a vari livelli.

Metodo scientifico nelle neuroscienze

• Osservazione: condotta tramite esperimenti per validare ipotesi, coinvolge introspezione e casi clinici.
• Replicazione: ripetizione dell’osservazione per verificare l'affidabilità dei risultati.
• Interpretazione: analisi delle osservazioni, influenzata dal contesto storico e dalla conoscenza del ricercatore.
• Verifica: necessità di replicabilità da parte di altri ricercatori per stabilire fatti scientifici.

Etica della ricerca animale

• La sperimentazione su animali solleva dilemmi etici, nonostante le numerose scoperte nelle neuroscienze tramite tali studi.

Potenziali di equilibrio e gradienti ionici

• Ioni a 37 °C:
  • K+: 100 mM interno, 5 mM esterno, Eion -80 mV
  • Na+: 15 mM interno, 150 mM esterno, Eion 62 mV
  • Ca2+: 0,0002 mM interno, 2 mM esterno, Eion 123 mV
  • Cl-: 13 mM interno, 150 mM esterno, Eion -65 mV
• La concentrazione di K+ è maggiore all'interno e Na+ e Ca2+ all'esterno, generati da pompe ioniche come la pompa sodio-potassio.

Mielinizzazione e conduzione nervosa

• Sindrome di Guillain-Barré: attacca la mielina dei nervi periferici, spesso scatenata da infezioni o vaccinazioni.
• Gli assoni, differendo dai dendriti nella morfologia e funzione, sono cruciali per la generazione del potenziale d'azione (PA).

Comportamento neuronale

• Le cellule stellate e piramidali nella corteccia cerebrale hanno reazioni diverse agli stimoli: le stellate mantengono frequenze costanti, le piramidali mostrano adattamento.
• Il tipo di scarica neuronale può includere pattern di burst ad alta frequenza.

Meccanismi di fusione sinaptica

• Le proteine SNARE sono essenziali per la fusione delle membrane e il rilascio dei neurotrasmettitori.
• La sinaptotagmina agisce come sensore del Ca2+, attivando la fusione delle vescicole.

Recettori e potenziali post-sinaptici

• Recettori: oltre 100 tipologie, classificabili in canali ionici trasmettitore-dipendenti che causano depolarizzazione.
• Il potenziale post-sinaptico eccitatorio (PPSE) si verifica con il rilascio di neurotrasmettitori che attivano canali ionici specifici.