domenica 27 ottobre 2013

Il Cablaggio del Cervello - La genesi dei Neuroni - La Differenziazione di Aree Corticali

Pag 696-697 del Testo

La Neocorteccia è spesso descritta come un sottile strato di Tessuto.

In realtà, comunque, la Corteccia è molto più di una copertina, ed ha molte Aree strutturalmente distinte che sono assemblate assieme.

Una delle conseguenze dell'Evoluzione Umana è stata la creazione di nuove Aree Corticali che si sono specializzate per una Analisi sempre più complessa.

E' lecito chiedersi esattamente quante di queste Aree vengono generate durante lo Sviluppo del Feto.

Come abbiamo visto, molti Neuroni Corticali vengono generati nella Zona Ventricolare da dove Migrano lungo le Glia Radiali fino a giungere nella loro posizione finale in uno degli Strati Corticali.
Appare allora ragionevole pensare che le Aree Corticali del Cervello Adulto riflettono semplicemente uno Schema che è già presente nella Zona Ventricolare del Telencefalo Fetale.

Sulla base di questa idea, la Zona Ventricolare contiene una sorta di "microfilm" in cui è registrata la futura Corteccia, e questo viene "proiettato" sul muro del Telencefalo durante il procedere dello Sviluppo.

[Detto in altri termini la Zona Ventricolare contiene il Programma di Sviluppo della Corteccia, che viene poi messo in Esecuzione durante lo Sviluppo ].

Questa idea di una sorta di "Protomappa Corticale" inizialmente si basava sull'Ipotesi che i Neuroblasti Migranti sono guidati esattamente al Piatto Corticale dalla Rete delle Fibre Gliali Radiali.
Se la Migrazione è strettamente Radiale, noi ci potremmo attendere che tutte le Cellule Figlie di una Cellula Precursore migrino nella stessa Area della Corteccia.

In realtà, come specificato sopra, un terzo di tutti i Neuroblasti vagano a distanze considerevoli quando si muovono verso il Piatto Corticale. Questa scoperta inizialmente sembrò in disaccordo con l'Ipotesi della Protomappa.

Si tenga presente che le Aree Corticali differiscono non solo in termini di Citoarchitettura [ossia nel contenuto di specifici tipi di Neuroni] ma anche in termini di Connessioni, in particolare con il Talamo Dorsale. Ad esempio:


  1. L'Area 17 [Quella in cui ricade la Corteccia Visiva V1] riceve Input dall'LGN (Nucleo Genicolato Laterale).
  2. L'Area 3, [Che è inclusa nella Area Somestesica Primaria S1 ] riceve Input dal Nucleo Ventrale Posteriore (VP)
e così via [ovviamente LGN e VP sono contenuti nel Talamo]

Qual'è il contributo dell'Input dal Talamo alla Differenziazione delle Aree Corticali?

I Ricercatori Brad Schlaggar e Dennis O'Leary mentre svolgevano la loro attività presso il Salk Institute si sono posti la domanda in un modo nuovo.
Nei ratti, le Fibre Talamiche restano in attesa nella Materia Bianca Corticale e non entrano nella Corteccia fino a pochi giorni prima della Nascita.

Schlaggar e O'Leary rimossero la Corteccia Parietale nei ratti appena nati [crudele ma necessario] e la sostituirono con un pezzo di Corteccia Occipitale. Questo produsse una situazione in cui le Fibre Talamiche dal nucleo VP [quindi destinate all'Area S1] erano in attesa sotto quella che sarebbe stata invece la Corteccia Visiva Primaria V1.

Incredibilmente, le Fibre invasero il nuovo pezzo di Corteccia, ed assunsero la Citoarchitettura che è caratteristica della Corteccia Somatosensoriale dei Roditori (la cosiddetta "Corteccia a Barili").

[Quindi il pezzo di Corteccia sostituito in questo modo veniva plasticamente ritrasformato]

Questo risultato suggerisce che il Talamo è importante per definire lo Schema delle Aree Corticali.

[Questo è l'articolo relativo all'Esperimento condotto da Schlaggar e O'Leary, nel 1991]

Ma come hanno fatto a trovarsi gli Assoni Talamici appropriati sotto la Corteccia Parietale prima [della Corteccia stessa]? Questo sembra come chiedersi se è nato prima l'uovo o la gallina!

La risposta, all'apparenza, si trova nel Subplate.

I Neuroni del Subplate, che hanno uno Schema di Migrazione più prettamente Radiale, attraggono gli Assoni Talamici appropriati verso le differenti parti della Corteccia che si sta Sviluppando:


  1. Assoni LGN verso la Corteccia Occipitale
  2. Assoni Nucleo VP verso la Corteccia Parietale
e così via.

Gli Assoni Talamici specifici per una data Area inizialmente innervano popolazioni distinte di Cellule del Subplate. Quando il sovrastante Piatto Corticale cresce fino a raggiungere dimensioni sufficienti, gli Assoni invadono la Corteccia. L'arrivo degli Assoni Talamici innesca la Differenziazione della Citoarchitettura che riconosciamo nel Cervello Adulto. 

Quindi, lo Strato Subplate dei Neuroni appena nati sembra contenere le istruzioni per l'Assemblaggio della "trapunta" Corticale.



venerdì 25 ottobre 2013

Il Cablaggio del Cervello - La genesi dei Neuroni - La Differenziazione Cellulare

Pag 695-696 del Testo

Il Processo attraverso il quale una Cellula assume l'Aspetto e le Caratteristiche di un Neurone è detto Differenziazione Cellulare.

La Differenziazione è la conseguenza di uno specifico Schema Spazio-Tempo di una Espressione Genica.

[In pratica un Algoritmo, un Programma, che stabilisce quando, dove e come deve evolvere una data Cellula].

Come abbiamo visto, la Differenziazione dei Neuroblasti inizia non appena le Cellule Precursori iniziano a dividersi in modo che la distribuzione dei Costituenti Cellulari avviene in modo non uniforme. [Ed abbiamo visto che ciò accade quando la Divisione avviene orizzontalmente, si faccia riferimento a questa figura a proposito della separazione in due Cellule Figlia divise orizzontalmente dei Costituenti Proteina NOTCH e NUMB].

Una ulteriore Differenziazione Neuronale si verifica quando il Neuroblasto arriva nel Piatto Corticale.
A questo punto, i Neuroni dello Strato V e VI si sono Differenziati in Cellule Piramidali riconoscibili, già prima che le Cellule dello Strato II siano migrate al Piatto Corticale.

La Differenziazione Neuronale si verifica prima, seguita dalla Differenziazione degli Astrociti che raggiunge il suo picco al momento in cui l'individuo nasce.

Gli Oligodendrociti sono le ultime Cellule a Differenziarsi.

La Differenziazione dei Neuroblasti in Neuroni comincia con la comparsa dei Neuriti che emergono fuori dal Corpo Cellulare.

All'inizio questi Neuriti sembrano tutti uguali, ma presto si riconoscono gli Assoni ed i Dendriti.

La Differenziazione si verifica anche se il Neuroblasto è rimosso dal Cervello e sito in un Tessuto di Coltura.

Ad esempio, le Cellule destinate a divenire Cellule Piramidali Neocorticali assumeranno frequentemente la stessa architettura dendritica in un Tessuto di Coltura. Questo vuol dire che la Differenziazione è Programmata molto tempo prima che i Neuroblasti giungano alla loro destinazione definitiva.

Tuttavia, la architettura stereotipo dei Dendriti Corticali e degli Assoni dipende anche dai Segnali Intercellulari.

Come abbiamo appreso, i Neuroni Piramidali sono caratterizzati da un ampio Dendrite Apicale che si estende Radialmente verso la Pia Madre e da un Assone che si proietta nella direzione opposta.
I Ricercatori hanno dimostrato che una Proteina detta Semaforina 3a(o SEMA3A) viene secreta dalle Cellule nella Zona Marginale [Che ricordiamo da questo articolo che si affaccia sulla sovrastante Pia Madre].

La Proteina SEMA3A agisce in due modi:

  1.  Respinge la crescita degli Assoni delle Cellule Piramidali, facendo in modo che scorrano via dalla superficie della Pia Madre.
  2. Attrae la crescita dei Dendriti Apicali, facendo in modo che si muovano verso la superficie della Pia Madre.
( Si faccia riferimento alla figura seguente)


Vedremo che la Crescita Orientata dei Neuriti in Risposta a Molecole Diffondibili [come la SEMA3A] è un Processo molto ricorrente nello Sviluppo Neurale.

domenica 20 ottobre 2013

Il Cablaggio del Cervello - La genesi dei Neuroni - La Migrazione delle Cellule

Pag 694

Molte Cellule Figlia migrano strisciando lungo sottili Fibre che irradiano dalla Zona Ventricolare verso la Pia Madre.

Queste Fibre derivano da Cellule Gliali Radiali specializzate, che forniscono l'impalcatura su cui viene costruita la Corteccia.

I Neuroni immaturi, detti Neuroblasti, si muovono lungo il percorso radiale dalla Zona Ventricolare verso la Superficie del Cervello (come illustrato in figura)



Studi recenti indicano che alcuni Neuroni effettivamente derivano dalle Glia Radiali.

In questo caso, la Migrazione si verifica attraverso il movimento radiale del Soma all'interno della Fibra che connette la Zona Ventricolare e la Pia Madre.

Quando l'assieme Corticale è completo, le Glia Radiali ritirano i loro Processi Radiali [si intendono le ramificazioni].

Tuttavia non tutte le Cellule Migranti seguono il Percorso fornito dalle Cellule Gliali Radiali. Circa un terzo dei Neuroblasti vagano orizzontalmente sulla loro strada verso la Corteccia.

I Neuroblasti destinati a divenire Cellule del Subplate sono tra i primi a Migrare fuori dalla Zona Ventricolare.

I Neuroblasti destinati a divenire la Corteccia Adulta, Migrano successivamente. Essi attraversano il Subplate e formano un altro Strato Cellulare detto il Piatto Corticale.


  1. Le prime Cellule ad arrivare nel Piatto Corticale sono quelle che diverranno i Neuroni dello Strato VI.
  2. Quindi arrivano quelle che diverranno lo Strato V.
  3. Poi quelle che diverranno lo Strato IV.
E così via. Si tenga presente che ogni nuovo gruppo di Neuroblasti Migranti scorrono al di sopra di quelli che sono appena passati [spingendoli "in basso" ].

In questo modo, la Corteccia si dice che viene assemblata dentro-fuori [originale inside-out], come si può vedere dalla figura seguente.


Questo Processo ordinato può essere alterato da un certo numero di Mutazioni Genetiche.
Ad esempio in un topo mutante chiamato "Reeler" che in inglese vuol dire "barcollante" per indicare il suo aspetto, i Neuroni del Piatto Corticale erano impossibilitati a passare attraverso il Subplate ed ad impilarsi al di sotto di esso.

Una successiva scoperta del Gene mutato ha rivelato uno dei Fattori, una Proteina chiamata Relina, che Regola l'Assemblaggio della Corteccia. 

martedì 15 ottobre 2013

Il Cablaggio del Cervello - Di Speciale Interesse - La Neurogenesi nella Corteccia Adulta

Pag 693 del Testo

Per lungo tempo i Neuroscienziati hanno ritenuto che la Neurogenesi, ossia la generazione di nuovi Neuroni da Cellule Precursori, avvenisse soltanto nelle prime fasi dello Sviluppo Cerebrale.

Ma ci sono nuove Scoperte che hanno messo alla prova questa visione classica.

Appare evidente allo stato attuale che nuovi Neuroni vengono continuamente generati da Cellule Precursori Neurali che rivestono i Ventricoli nel Cervello Adulto.

La Divisione Cellulare richiede la Sintesi di DNA, il quale può essere rilevato alimentando quelle Cellule che sono Marcate Chimicamente con Molecule Precursori del DNA.

Le Cellule in fase di Divisione nel momento in cui il Precursore è disponibile, incorporano il Marcatore Chimico nel loro DNA.

Nella metà degli anni 80, Fernando Nottebohm della Rockfeller University ha utilizzato questo approccio per dimostrare che dei nuovi Neuroni vengono generati nei Cervelli dei canarini Adulti. In particolare nelle Regioni associate all'Apprendimento del Canto.

[qui abbiamo un approfondimento della Ricerca del Prof. Nottebohm]

Questa Scoperta ridestò interesse nella Neurogenesi Adulta nei Mammiferi, che venne descritta per la prima volta nel 1965 da Joseph Altman e Gopal Das del MIT (Massachusetts Institute of Technology).

[questa è la pubblicazione originale].

Ricerche negli anni recenti condotte da Fred Gage al Salk Institute hanno definitivamente stabilito che nuovi Neuroni sono generati nell'Ippocampo dei ratti.

L'Ippocampo è una Struttura molto importante per l'Apprendimento e la Memoria (come vedremo in questo capitolo, il XXIV, in prossimi articoli).

Cosa interessante, il numero di nuovi Neuroni cresce in questa Regione se l'animale è esposto ad un Ambiente stimolante, in cui sono presenti giocattolini, e dei compagni con cui intrattenersi. Inoltre, i ratti che hanno la possibilità di giocare su una ruota per esercizio mostrano una accresciuta Neurogenesi.
In entrambi i casi, l'accresciuto numero di Neuroni è Correlato con le potenziate prestazioni date da Esercizi di Memoria che coinvolgono l'Ippocampo.

La Neurogenesi nell'Ippocampo non è ristretta ai soli ratti; Gage ha trovato prove che la stessa cosa è vera per gli Esseri Umani.

[Qui è possibile scaricare il pdf dell'articolo di Gage]

E' possibile che i Neuroni generati possano venire incorporati negli elaborati Circuiti della Neocorteccia dei Primati?

Questa domanda se la pose Elizabeth Gould ed i suoi colleghi alla Princeton University nel 1999.

Essi scoprirono che nei macachi le Cellule vengono generate nella Zona Ventricolare, migrano attraverso la Materia Bianca fino alla Neocorteccia, e si differenziano in Neuroni. I nuovi Neuroni appaiono aggiunti in modo selettivo alla Corteccia Associativa dei Lobi Frontale e Temporale.

Purtroppo, le Aree Sensoriali Primarie, come la Corteccia Striata, non ricevono nuovi Neuroni.

[Questo è l'articolo in cui si documentano le Ricerche del team della Dottoressa Gould a cui si fa riferimento nel Testo]

(Si veda figura seguente)



La Neurogenesi nel Cervello Adulto, sfortunatamente, è di gran lunga troppo limitata per riparare danni all'SNC [a meno che non si compiano ricerche per Trattamenti mirati a favorirla].

Tuttavia, la comprensione della Regolazione della Neurogenesi Adulta, ad esempio dalla qualità dell'Ambiente, potrebbe suggerire dei modi attraverso i quali tale Neurogenesi possa essere sfruttata per favorire la Rigenerazione dopo Lesioni Cerebrali.

sabato 12 ottobre 2013

Il Cablaggio del Cervello - La genesi dei Neuroni - La Proliferazione delle Cellule

Pag 691-694 del Testo.

Ricordiamo dal Capitolo VII [che affronteremo nel ripasso] che il Cervello si sviluppa a partire dalle Pareti delle cinque Vescicole riempite di Fluido Cerebrospinale [ o Fluido Cerebrale]

[Osservazione importante: da qui rileviamo che le Vescicole sono le seguenti

Nel Prosencefalo:

  1. Vescicola Telencefalica (o Telencefalo)
  2. Vescicola Diencefalica (o Diencefalo)
Nel Mesoencefalo:

Vescicola Mesoencefalica (o Mesoencefalo appunto)

Nel Romboencefalo:

  1. Vescicola Metencefalica (o Metencefalo)
  2. Vescicola Mielencefalica (o Mielencefalo) ]
Questi spazi riempiti di Fluido Cerebrale permangono nell'Individuo Adulto e costituiscono il Sistema Ventricolare.

Nelle prime fasi  dello Sviluppo del Feto, le Pareti delle Vescicole sono costituite soltanto da due Strati, Zona Ventricolare e Zona Marginale

  1. la Zona Ventricolare, riveste la parte interna di ciascuna Vescicola
  2. la Zona Marginale, si affaccia sulla sovrastante Pia Madre
All'interno di questi Strati nella Vescicola Telencefalica, si compie una "danza cellulare" che produce tutti i Neuroni e Glia della Corteccia Visiva.

L'Algoritmo della Proliferazione Cellulare è descritto qui di seguito, e le cinque posizioni corrispondono ai numeri cerchiati nella figura seguente.

1. Algoritmo di Proliferazione Cellulare



1.1 Prima Posizione:
      Una Cellula nella Zona Ventricolare si muove verso l'alto verso la Superficie della Pia Madre

1.2 Seconda Posizione:
      Il Nucleo della Cellula raggiunge la Superficie della Pia Madre, il DNA della Cellula viene Copiato [si 
      produce una replica del DNA]

1.3 Terza Posizione:
      Il Nucleo, che ora contiene due Copie Complete delle Istruzioni Genetiche, torna indietro verso la     
     Superficie Ventricolare.

1.4 Quarta Posizione:
      La Cellula ritrae il braccio dalla Superficie della Pia Madre

1.5 Quinta Posizione:
      La Cellula si divide in due.

1.6 Il destino delle Cellule Figlie appena formate da questa Divisione dipende da una serie di fattori.
      Curiosamente, una Cellula Precursore della Zona Ventricolare che si divide verticalmente durante la  
      Divisione ha un destino differente di una che si Divide Orizzontalmente

      1.6.1 Dopo la Divisione Verticale, entrambe le Cellule Figlie [gemelle] rimangono nella Zona
               Ventricolare e proseguono ricorsivamente la loro Divisione (Figura (b) dell'illustrazione
                precedente). Questa modalità di Divisione predomina nelle Prime Fasi dello Sviluppo per
                espandere la popolazione di Precursori Neuronali.


      1.6.2 Successivamente, nello Sviluppo, la regola è la Divisione Orizzontale.
               In questo caso la Cellula Figlia si viene a trovare più distante dalla Superficie Ventricolare, e migra
               fino a prendere posizione nella Corteccia, ove smetterà di Dividersi ancora
              [Potremmo definirla una Cellula "Foglia" dell'Albero di Divisione].
              Le altre Cellule Figlie rimangono nella Zona Ventricolare e proseguono in ulteriori Divisioni
              (Figura (c) dell'illustrazione precedente).

[osservazione importante per chiarire quanto detto sulle due Zone, Ventricolare e Marginale. Rigorosamente parlando la Zona Ventricolare è il Volume compreso al di sopra della Superficie Ventricolare entro una certa distanza, al più possiamo definire Zona Ventricolare il Volume racchiuso tra la Superficie Ventricolare ed il punto mediano tra Superficie della Pia Madre in posizione Dorsale, e Superficie Ventricolare in posizione Ventrale]

1.7 Le Cellule Precursori della Zona Ventricolare ripetono l'Algoritmo da 1.1 ad 1.6 (1.6.1, 1.6.2) fino a
      quando non sono stati generati tutte le Glia ed i Neuroni della Corteccia Cerebrale.



Negli Esseri Umani la maggior parte dei Neuroni Neocorticali vengono generati tra la quinta settimana ed il quinto mese di gravidanza, con un picco di velocità di produzione di Neuroni che raggiunge la sorprendente cifra di 250.000 al minuto.

Recenti scoperte suggeriscono che nonostante gran parte della azione di Proliferazione Neurale viene compiuta prima della Nascita, la Zona Ventricolare Adulta conserva ancora una qualche capacità di generare nuovi Neuroni (vedremo la cosa in un prossimo articolo).

Tuttavia è importante sapere che quando una Cellula Figlia è divenuta una "Cellula Foglia", ossia ha completato il suo ciclo di divisioni secondo l'Algoritmo su indicato, essa non potrà più riprodursi.

2. Processo di Collocazione e determinazione della Funzione di una Cellula

Come fa il Processo di Scissione durante la Divisione Cellulare a determinare la Collocazione e la Funzione definitiva della Cellula?

[Va poi capito negli articoli seguenti che differenza c'è tra quanto si dirà ora e la Migrazione e Differenziazione Cellulare]

Teniamo presente che tutte le nostre Cellule contengono lo stesso Complemento di DNA che ereditiamo dai nostri Genitori, così ogni Cellula Figlia ha gli stessi Geni.

Il Fattore che rende una Cellula differente dall'altra è costituito dagli specifici Geni che generano l'mRNA, ed in definitiva le Proteine.

Quindi il destino di una Cellula è Regolato dalle Differenze nell'Espressione Genica durante lo Sviluppo.

L'Espressione Genica è regolata da Proteine Cellulari dette Fattori di Trascrizione.

Se i Fattori di Trascrizione o le Molecole "a monte" che li regolano, sono distribuiti in modo non uniforme all'interno di una Cellula, allora il Processo di Scissione può determinare quali Fattori di Trascrizione sono passati alle Cellule Figlie.

Ad esempio, le Proteine chiamate Notch-1 e Numb migrano ai poli opposti delle Cellule Precursori della Zona Ventricolare.

(si veda la figura seguente)



A questo punto, se la Cellula si Divide Verticalmente le Proteine Notch-1 e Numb si partizionano simmetricamente, ma se la Cellula si Divide Orizzontalmente, la Proteina Notch-1 va nella Cellula Figlia che migra, mentre la Proteina Numb va nella Cellula Figlia che resta nella Zona Ventricolare e continuerà a Dividersi.

I Ricercatori suggeriscono che la Proteina Notch-1 che non è più contrastata dalla Proteina Numb nella Cellula Figlia ottenuta per Divisione Orizzontale, attiva l'Espressione Genica che fa si che la Cellula cessi la Divisione e Migri fuori dalla Zona Ventricolare.

Le Cellule Corticali mature possono essere classificate come
a) Glia
b) Neuroni,

ed i Neuroni a loro volta possono essere classificati sulla base di

b.1) Strato in cui si trovano
b.2) Morfologia Dendritica
b.3) Tipo di Neurotrasmettitore che usano

E' plausibile che questa diversità possa derivare da differenti tipi di Cellule Precursori della Zona Ventricolare. In altre parole, ci potrebbe essere una Classe di Cellule Precursori che da origine solo alle Cellule Piramidali dello Strato VI, ed un'altra che da origine a quelle dello Strato V, e così via.

Tuttavia, non è questo il caso. Molteplici tipi di Cellula, inclusi i Neuroni e le Glia, possono farsi derivare dallo stesso tipo di Cellula Precursore.

Per via di questa Potenzialità di dare origine a molti differenti tipi di Tessuti, queste Cellule Precursori sono anche chiamate Cellule Staminali Neurali.


Il destino finale delle Cellule Figlie Migranti è determinato da una combinazione di Fattori, tra i quali

c.1) L'età della Cellula Precursore della Zona Ventricolare
c.2) La Posizione nella Zona Ventricolare
c.3) L'Ambiente al momento in cui avviene la Divisione

I Neuroni Piramidali Corticali e gli Astrociti derivano dalla Zona Ventricolare Dorsale.

Gli Interneuroni Inibitori e le Oligodendroglia derivano dal Telencefalo Ventrale (si veda la figura seguente).

Le prime Cellule a Migrare fuori dalla Zona Ventricolare Dorsale sono destinate a stabilirsi in uno Strato detto Subplate [in Italiano a quanto pare rimane il termine Inglese] il quale scompare al procedere dello Sviluppo Fetale.

Le Cellule successive che si Dividono diventano i Neuroni dello Strato VI, quindi seguono i Neuroni degli strati V, IV, III, II.




mercoledì 9 ottobre 2013

Il Cablaggio del Cervello - La genesi dei Neuroni

Pag 691 del Testo

Il primo passo nel Cablaggio del Sistema Nervoso consiste nella Generazione delle singole Unità che rappresentano i "nodi" del Sistema che dovranno poi essere Interconnessi, ossia la Generazione dei Neuroni.

Consideriamo come esempio la Corteccia Striata.

Nell'individuo Adulto ci sono sei Strati Corticali, ed i Neuroni in ciascuno di questi Strati presentano Caratteristiche e Connessioni che distinguono la Corteccia Striata da altre Aree.

La Struttura Neuronale si sviluppa durante tre Stadi principali:


  1. Proliferazione Cellulare
  2. Migrazione Cellulare
  3. Differenziazione Cellulare

sabato 5 ottobre 2013

Parte IV - Il Cervello in Cambiamento - Capitolo XXIII Il Cablaggio del Cervello - Introduzione

Pag 690 del Testo.

Abbiamo visto che gran parte dei Processi Attuati dal Cervello dipendono da Interconnessioni estremamente precise tra i suoi 100 Miliardi (10^11) di Neuroni.

Ad esempio,  si consideri la precisione del Cablaggio del Sistema Visivo, dalla Retina al Nucleo Genicolato Laterale (LGN), fino alla Corteccia, come illustrato dalla figura seguente, [Nonchè dalla figura che è nella copertina di questo blog].

[ Questa è la figura realizzata da me sul Tratto Retinofugale, Sistema Visivo in cui ho evidenziato per quanto mi è stato possibile comprendere ed identificare i vari Cablaggi ]




Questa invece è l'immagine indicata nel testo


Tutte le Cellule Gangliari della Retina estendono i loro Assoni nel Nervo Ottico, ma solo gli Assoni delle Cellule Gangliari della Sezione Nasale della Retina [Quelle che ricevono il Segnale Ottico dall'Emispazio più esterno che viene proiettato nella porzione interna dell'Emisfero della Retina ] attraversano il Chiasma Ottico.

Gli Assoni provenienti dai due Occhi vengono mischiati [io userei più appropriatamente "si affiancano"] nel Tratto Ottico, ma nell'LGN vengono nuovamente riordinati (si faccia riferimento alla prima figura)

  1. In base al tipo di Cellula Gangliare (Parvocellulari o Magnocellulari) 
  2. In base all'Occhio d'Origine (Controlaterale livelli I, IV, VI; Ipsilaterale II, III, V )
  3. In base alla Posizione Retinotopica (Sezione Emisferica della Retina Sinistra su LGN Sinistro, Sezione Emisferica della Retina Destra su LGN Destro)
Quindi i Neuroni dell'LGN proiettano gli Assoni nelle Radiazioni Ottiche che viaggiano entro la Capsula Interna fino alla Corteccia Visiva Primaria (Striata).

Qui essi terminano

  1. Solo nell'Area Corticale 17 di Brodmann
  2. Solo in specifici Strati Corticali ( come si vede in figura prevalentemente lo Strato IV)
  3. Sempre sulla base del tipo di Cellula Gangliare (Magno, Parvo)
  4. Sempre sulla base della Posizione Retinotopica.
Infine i Neuroni nello Strato IV eseguono Connessioni molto specifiche con altre Cellule in altri Strati Corticali specializzati per
  1.  la Visione Binoculare, 
  2. Abilitare il Rilevamento dei Bordi di Contrasto [delimitazione dei bordi di oggetti in base alla differenza di colore o intensità luminosa].
Come si produce un Cablaggio così preciso?

Come è stato visto nel Cap VII (che pubblicheremo nel ripasso), abbiamo preso in esame lo Sviluppo Embrionale e Fetale del Sistema Nervoso per comprender come esso si trasformi da un semplice Tubo nei primi Stadi Embrionali fino a conformarsi nelle Strutture che riconosciamo nell'Adulto, come Cervello e Midollo Spinale.

Ora daremo un'altra occhiata allo Sviluppo Cerebrale, ma stavolta per vedere come si formano le Connessioni e come si modificano man mano che il Cervello matura.

Scopriremo che la maggior parte del Cablaggio nel Cervello è specificato da Programmi Genetici che permettono agli Assoni di Rilevare i Percorsi e gli Obiettivi Corretti.

Tuttavia, una piccola ma significativa Componente del Cablaggio finale dipende dalle Informazioni Sensoriali relative all'Ambiente circostante che vengono Percepite durante la Prima Infanzia.

In questo modo sia la Natura [Le Caratteristiche Genetiche] che lo Svezzamento del Bambino contribuiscono alla Struttura Finale ed al Funzionamento del Sistema Nervoso.

Utilizzeremo il Sistema Visivo Centrale a mo di esempio quando possibile. A tal proposito si consiglia di dare un ripasso al Cap. X del Testo prima di continuare.


Domande di Riepilogo del Capitolo XXII di Neuroscience - Exploring the Brain, Mental Illness. Domanda numero 5

Queste sono le domande di riepilogo del Cap XXII "La Malattia Mentale" (Mental Illness) 

 
5 Gli Psichiatri fanno spesso riferimento alla "Ipotesi [o Teoria] Dopaminergica della Schizofrenia". Per quale motivo si ritiene che la Dopamina è correlata alla Schizofrenia? E perché questa Teoria va presa con cautela? Perché bisogna fare attenzione a fare una semplice correlazione tra Schizofrenia ed un eccesso di Dopamina? 


Facciamo riferimento a questo articolo, paragrafo 2.5, citiamo

"E' stato trovato un legame tra il Sistema Dopaminergico Mesocorticolimbico [o Sistema a Dopamina Mesocorticolimbico] e la Schizofrenia sulla base di due Osservazioni fondamentali.

1) ...Effetti dell'Anfetamina, [..] potenzia la Neurotrasmissione alle Sinapsi che usano le Catecolamine e provoca il rilascio di Dopamina.

L'Azione Stimolante normale dell'Anfetamina porta ad uno stato che ricorda vagamente la Schizofrenia.

Tuttavia, poiché provoca Dipendenza, chi usa Anfetamine corrono il rischio di dover ricorrere a quantità sempre più elevate per via dell'Assuefazione.
Questo può provocare Overdose, e può portare ad episodi di Psicosi con Sintomi Positivi di Schizofrenia, che fa si che gli Anfetamino-dipendenti diventano virtualmente indistinguibili dai Malati di Schizofrenia.

Questo suggerisce che questo tipo di Psicosi è in qualche modo legato ad un eccesso di Catecolamine nel Cervello [e questo può accadere anche per la Schizofrenia quindi].

2) Farmaci efficaci contro i Sintomi Positivi della Schizofrenia, 

[...] Se si prende in considerazione una ampia varietà di Neurolettici, la Correlazione tra il Dosaggio Efficace per Controllare la Schizofrenia e la loro abilità a legarsi ai Recettori D2 [Recettori di Dopamina] è impressionante" 

e si aggiunge che

"Coerentemente con l'Ipotesi Dopaminergica della Schizofrenia, gli Episodi Psicotici nella Schizofrenia sono innescati specificamente dalla Attivazione dei Recettori di Dopamina."

Però come dice la domanda, questa Ipotesi va presa con cautela, infatti proseguendo nella trattazione si dice che

"Malgrado l'idea di un legame tra Sintomi Positivi della Schizofrenia e Dopamina sia allettante, sembra esserci molto di più oltre ad una Iperattività del Sistema Dopaminergico.

Una indicazione ci viene fornita da nuovi Farmaci Antipsicotici, come la Clozapina, che ha solo un lieve effetto sui Recettori D2.

Questi Farmaci vengono definiti Neurolettici Atipici, per chiarire che essi agiscono in un modo nuovo. Il meccanismo grazie al quale questi Composti sono Efficaci come Antipsicotici non è ancora stabilito con certezza, ma si sospetta una Interazione con i Recettori della Serotonina.
"

Quindi esistono dei Farmaci che non hanno un effetto significativo a livello di Recettori di Dopamina, quindi non agiscono in definitiva su questo Neurotrasmettitore, eppure risultano efficaci come Neurolettici, ossia sono in grado di intervenire sui Sintomi Positivi della Schizofrenia.

Si aggiunge che si ipotizza la possibilità che sia coinvolto un altro Neurotrasmettitore, la Serotonina. 


venerdì 4 ottobre 2013

Domande di Riepilogo del Capitolo XXII di Neuroscience - Exploring the Brain, Mental Illness. Domanda numero 4

Queste sono le domande di riepilogo del Cap XXII "La Malattia Mentale" (Mental Illness) 

 
4 Quali sono le tre classi di Farmaci usati nel Trattamento della Depressione? Cosa hanno in comune? 

In realtà da questo articolo emerge che le classi di Farmaci sono quattro e non tre. 

come si vede al paragrafo 3 abbiamo 

1. Triciclici che inibiscono il Reuptake di Noradrenalina e Serotonina

2. SSRI che inibiscono il Reuptake della Serotonina

3. NaRI che inibiscono il Reuptake della Noradrenalina

4. IMAO che inibiscono l'Enzima Monoamina-Ossidasi (MAO) che si occupa di degradare la Monoamina, molecola presente sia nella Noradrenalina che nella Serotonina.

Tutte e quattro le classi di Farmaci quindi come riportato nell'articolo

"innalzano nel Cervello i livelli di Neurotrasmettitori basati su Monoamina"

fanno questo impedendo il Reuptake ossia la Ricaptazione, la sgretolazione del Neurotrasmettitore in varie componenti per venire riassorbito entro il Neurone, oppure nel caso dell'IMAO intervengono (sempre comunque sul Reuptake) specificamente su un dato Enzima disgregatore. 

mercoledì 2 ottobre 2013

Domande di Riepilogo del Capitolo XXII di Neuroscience - Exploring the Brain, Mental Illness. Domanda numero 3

Queste sono le domande di riepilogo del Cap XXII "La Malattia Mentale" (Mental Illness) 

 
3 [Non è molto chiaro il senso spero di tradurlo bene] Ricevere delle coccole dalla propria madre da bambini aiuta a far fronte molto meglio allo stress una volta adulti, come mai?

Facendo riferimento a questo articolo, ed in particolare alla Ipotesi Diatesi-Stress, sappiamo che da Ricerche condotte da Nemeroff è stata sviluppata questa Ipotesi secondo la quale sia la predisposizione (tecnicamente detta Diatesi) e lo Stress porterebbero ad una maggiore predisposizione ai Disturbi dell'Umore, in particolare alla Depressione Maggiore.

Trascriviamo la parte di interesse:

"L'evidenza dimostra chiaramente che i Disturbi dell'Umore colpiscono determinate Famiglie e che i nostri Geni ci possono predisporre a questo tipo di Malattia Mentale.

Il termine medico per indicare una predisposizione per un certo tipo di Malattia è Diatesi.

Tuttavia, i Ricercatori hanno anche stabilito che abusi o trascuratezza subiti nella Prima Infanzia, o altri Traumi subiti durante la Vita, costituiscono un importante Fattore di Rischio nello sviluppo dei Disturbi dell'Umore negli Adulti."

poi prosegue

"Secondo l'Ipotesi Diatesi-Stress, l'Asse HPA è il Sito principale dove le influenze Genetiche ed Ambientali convergono per produrre Disturbi dell'Umore."

ed ancora

"..una Attività eccessiva del Sistema HPA è associata ai Disturbi d'Ansia. Tuttavia l'Ansia e la Depressione spesso convivono (infatti, questa "Comorbilità" è la regola non l'eccezione)..."

altro passo importante

"...l'Attivazione dei Recettori di Glucocorticoidi dell'Ippocampo a causa del Cortisolo normalmente porta ad un Feedback negativo che determina Inibizione dell'Asse HPA (si veda questa figura). Nei Pazienti Depressi, questo Feedback è interrotto, e questo quindi spiegherebbe l'Iperattività della Funzionalità HPA [in pratica mancando il Feedback Negativo, la Funzionalità del Sistema HPA è "instabile" e quindi l'Amplificazione dell'Eccitazione tende a "divergere", in termini di Teoria dei Sistemi ]. "

e

"Una spiegazione a livello Molecolare per la ridotta Risposta al Cortisolo dell'Ippocampo è data dalla diminuzione del numero di Recettori di Glucocorticoidi "

quindi abbiamo capito che i Recettori di Glucocorticoidi hanno un ruolo fondamentale nella gestione di Depressione e Ansia, perchè appunto "assorbendo" il Cortisolo che è un Glucocorticoide, che viene emesso in situazioni di Stress Psicofisico, Inibiscono l'Attività dell'Asse HPA. Quindi più Recettori si hanno meglio è. 

Le domande allora sono: 

  1. E' possibile aumentare il loro numero? 
  2. Quando e come?
E queste due domande si collegano alla domanda formulata dal quesito. Infatti continuando a leggere abbiamo che

"...cosa Regola il Numero dei Recettori di Glucocorticoidi?

Si ha un suggestivo parallelo con i fattori implicati nei Disturbi dell'Umore, infatti la risposta alla domanda è nei Geni, nelle Monoamine, e nelle Esperienze della Prima Infanzia.

I Recettori di Glucocorticoidi, come ogni Proteina, sono il Prodotto di una Espressione Genica.
Nei ratti, si è dimostrato che la quantità di Espressioni Geniche che producono Recettori di Glucocorticoidi è Regolata dall'Esperienza Sensoriale dei primi giorni di vita.
I ratti che ricevono molte cure materne da cuccioli Esprimono più Recettori di Glucocorticoidi nel loro Ippocampo, meno CRH nel loro Ipotalamo, ed una Ridotta Ansia da adulti.

L'influenza materna può essere sostituita durante la crescita dalla Stimolazione Tattile dei cuccioli.
La Stimolazione Tattile va ad Attivare gli Input Serotoninergici all'Ippocampo, e la Serotonina Innesca un aumento nel lungo periodo dell'Espressione Genica dei Recettori dei Glucocorticoidi.

Più Recettori di Glucocorticoidi permettono agli animali di avere una maggiore Capacità di Risposta agli Stressor quando saranno adulti.

Tuttavia gli effetti benefici dell'Esperienza sono ristretti ad un periodo breve e ben definito dopo che i cuccioli sono nati; la Stimolazione Tattile dei ratti una volta che sono divenuti adulti non produce lo stesso Effetto.

Gli abusi subiti nell'Infanzia, e l'essere trascurati da piccoli, in aggiunta a Fattori Genetici, è noto che mettono gli individui a rischio di sviluppare Disturbi d'Ansia e dell'Umore, e queste Scoperte sugli animali suggeriscono una causa.
L'aumento del CRH nel Cervello ed una dimunzione del Feedback Inibitorio del Sistema HPA possono rendere il Cervello particolarmente vulnerabile alla Depressione".