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Il nuovo Invito alla biologia.blu 13/11/11 H. Curtis, N. S. Barnes, A. Schnek, A. Massarini Il nuovo Invito alla biologia.blu 2 2 2

Il sistema nervoso centrale e i sensi 13/11/11 Capitolo C10 Il sistema nervoso centrale e i sensi 3 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 3 3

L’anatomia del sistema nervoso centrale 13/11/11 Lezione 1 L’anatomia del sistema nervoso centrale 4 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 4 4

Il sistema nervoso centrale 13/11/11 Il sistema nervoso centrale Il sistema nervoso centrale riceve le informazioni dal mondo esterno e dall’ambiente interno, le elabora e trasmette le risposte agli organi di senso e agli organi effettori. Comprende: encefalo, protetto dalle ossa del cranio; midollo spinale, nella colonna vertebrale. 5 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 5 5

13/11/11 Le meningi Encefalo e midollo spinale sono avvolti da tre membrane chiamate meningi: dura madre, la più esterna; aracnoide; pia madre, sottile e ricca di capillari. Il liquido cefalorachidiano (o liquor), tra aracnoide e pia madre, ha funzione protettiva. 6 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 6 6

Sostanza bianca e sostanza grigia 13/11/11 Sostanza bianca e sostanza grigia Il midollo spinale e l’encefalo sono suddivisi in: sostanza grigia, formata in gran parte da interneuroni, dai corpi cellulari dei neuroni motori, dalle cellule gliali e dalle fibre nervose amieliniche; sostanza bianca, costituita dagli assoni dei neuroni sensoriali e motori. Nel midollo spinale: sostanza grigia interna (a forma di H), sostanza bianca esterna. Nell’encefalo: sostanza grigia esterna, sostanza bianca interna. Sezione di midollo spinale 7 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 7 7

13/11/11 Il midollo spinale Il midollo spinale si estende dalla nuca fino alla seconda vertebra lombare. I neuroni sono raggruppati per ogni lato in corno dorsale o posteriore (interneuroni) e corno ventrale o anteriore (motoneuroni). Al centro della sostanza grigia: canale centrale del midollo, attraversato dal liquor. Sostanza bianca: cordone dorsale, laterale e ventrale. 8 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 8 8

13/11/11 L’encefalo Durante lo sviluppo embrionale, a partire dal tubo neurale compaiono tre vescicole, che generano le principali regioni encefaliche: prosencefalo (telencefalo e diencefalo); mesencefalo; romboencefalo. 9 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 9 9

Il telencefalo e il diencefalo 13/11/11 Il telencefalo e il diencefalo Il prosencefalo comprende telencefalo e diencefalo. Il telencefalo è formato dal cervello, diviso in due emisferi collegati tra loro dal corpo calloso. Il diencefalo comprende: talamo; ipotalamo; epifisi. 10 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 10 10

Il mesencefalo e il romboencefalo 13/11/11 Il mesencefalo e il romboencefalo Il mesencefalo è formato da fasci di nervi che inviano al cervello i segnali dalla periferia del corpo. Il romboencefalo comprende: cervelletto; midollo allungato; ponte. Mesencefalo, midollo allungato e ponte formano il tronco encefalico. 11 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 11 11

e la corteccia cerebrale 13/11/11 Lezione 2 Il telencefalo e la corteccia cerebrale 12 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 12 12

La corteccia cerebrale /1 13/11/11 La corteccia cerebrale /1 Il cervello umano pesa circa 1400 grammi. La parte più esterna dei due emisferi è costituita dalla corteccia cerebrale, essenziale per elaborare e coordinare le informazioni. Ogni emisfero è diviso in quattro lobi: lobo frontale; lobo parietale; lobo temporale; lobo occipitale. 13 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 13 13

La corteccia cerebrale /2 13/11/11 La corteccia cerebrale /2 La divisione in lobi è determinata dalla presenza di due solchi (o scissure): il solco centrale e il solco laterale. 14 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 14 14

Le funzioni della corteccia 13/11/11 Le funzioni della corteccia Alcune aree della corteccia sono state mappate in relazione alla funzione che svolgono: corteccia motoria; corteccia sensoriale; corteccia uditiva; corteccia visiva. 15 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 15 15

L’elaborazione delle informazioni Lezione 3 16 13/11/11 16 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 16 16

Le aree di elaborazione intrinseca 13/11/11 Le aree di elaborazione intrinseca Lo scambio di informazioni tra le diverse regioni del cervello avviene grazie ai numerosi assoni riuniti in fasci, detti tratti di associazione. Le aree della corteccia associativa o aree di elaborazione intrinseca sono le regioni che partecipano all’elaborazione delle informazioni. Queste regioni sono molto più sviluppate nei primati che negli altri mammiferi, soprattutto negli esseri umani. 17 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 17 17

La formazione reticolare 13/11/11 La formazione reticolare La formazione reticolare è una rete diffusa di neuroni che si estende dal tronco cerebrale alla corteccia. Tutti i sistemi sensoriali inviano fibre a questa struttura, che discrimina i dati importanti da quelli che non lo sono. 18 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 18 18

13/11/11 Il sistema limbico Il sistema limbico è una rete di neuroni, in gran parte subcorticali, che comprende alcune aree del telencefalo e del diencefalo. Impulsi ed emozioni, come fame, sete e desiderio sessuale sono tradotti in azione complesse come cercare il cibo, bere o corteggiare un’altra persona. È coinvolto nella regolazione del sonno, durante il quale il nostro cervello è attivo. 19 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 19 19

13/11/11 Il sonno Il sonno presenta cinque stadi differenti: quello del sonno leggero, due stati intermedi, uno stadio di sonno profondo e la fase REM (rapid eye movements). 20 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 20 20

La percezione sensoriale 13/11/11 Lezione 4 La percezione sensoriale 21 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 21 21

I recettori sensoriali /1 13/11/11 I recettori sensoriali /1 I recettori sensoriali sono le strutture che ricevono stimoli di natura chimica o fisica: meccanocettori, percepiscono modificazioni meccaniche; chemiocettori, attivati da stimoli chimici; fotocettori, sensibili agli stimoli luminosi; termocettori, rispondono a variazioni di temperatura; nocicettori, legati alla sensazione di dolore; osmocettori, percepiscono la pressione osmotica dei liquidi corporei; barocettori, sensibili alle variazioni di pressione. 22 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 22 22

I recettori sensoriali /2 13/11/11 I recettori sensoriali /2 In base alla struttura si distinguono in: terminazioni nervose libere (recettori per il dolore, il calore e altre sensazioni sulla pelle); terminazioni nervose incapsulate (alcuni meccanocettori); cellule specializzate, che prendono contatto con singoli neuroni. 23 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 23 23

I recettori del tatto /1 La pelle umana possiede molti recettori. 13/11/11 I recettori del tatto /1 La pelle umana possiede molti recettori. In superficie: dischi di Merkel, sensazioni tattili a lento adattamento; corpuscoli di Meissner, attivati da stimoli tattili lievi (mani, labbra, lingua, genitali). Nel derma profondo: corpuscoli di Ruffini, rispondono a stiramenti e vibrazioni; corpuscoli di Pacini, rispondono a stiramenti e vibrazioni. I propriocettori sono presenti a livello di muscoli, tendini e articolazioni (e nell’orecchio interno). 24 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 24 24

I recettori del tatto /2 25 13/11/11 25 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 25 25

13/11/11 I nocicettori I nocicettori sono terminazioni nervose libere che si attivano in conseguenza a stimoli eccessivi (quindi dolorosi) di temperatura, pressione o stiramento, per la presenza di sostanze chimiche tipiche dell’infiammazione, come l’istamina. Sono distribuiti in tutto il corpo. 26 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 26 26

13/11/11 L’occhio /1 Negli occhi si trovano i fotorecettori (coni e bastoncelli). L’occhio è composto da un bulbo oculare, composto da tre tonache: tonaca fibrosa esterna (sclera e cornea); tonaca vascolare (coroide e iride, con il foro della pupilla); tonaca sensoriale interna (retina). Dietro all’iride si trova il cristallino, una lente che permette la messa a fuoco delle immagini. L’interno del bulbo oculare è occupato da umor acqueo e umor vitreo. 27 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 27 27

13/11/11 L’occhio /2 La retina è costituita da due strati, lo strato pigmentato esterno e lo strato nervoso, composto da tre file di cellule: coni (visione a colori) e bastoncelli (visione notturna); cellule bipolari di associazione; cellule gangliari. 28 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 28 28

13/11/11 L’accomodazione L’accomodazione è la variazione della curvatura del cristallino. È necessaria per mettere a fuoco oggetti che si trovano a diversa distanza. 29 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 29 29

13/11/11 L’orecchio /1 L’orecchio ci permette di percepire i suoni e mantenere l’equilibrio. È costituito da: orecchio esterno (padiglione auricolare e condotto uditivo, termina con la membrana del timpano); orecchio medio (tre ossa, incudine, martello e staffa, congiungono il timpano con la finestra ovale); orecchio interno (canali semicircolari, vestibolo e coclea). Le onde sonore producono una serie di vibrazioni in queste strutture, trasmesse fino alle cellule ciliate dell’organo del Corti, nella coclea. 30 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 30 30

13/11/11 L’orecchio /2 31 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 31 31

13/11/11 L’equilibrio Il vestibolo è costituito di due porzioni membranose dilatate, chiamate sacculo e utricolo. Al loro interno si trovano i recettori per l’equilibrio statico. L’equilibrio dinamico si regola grazie ai tre canali semicircolari, ciascuno disposto su un piano perpendicolare rispetto agli altri due. 32 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 32 32

13/11/11 Il naso e la lingua /1 Il naso e la lingua contengono chemiorecettori che reagiscono a particolari sostanze chimiche. Interagiscono per la definizione del gusto. Le cellule olfattive sono neuroni modificati in grado di percepire fino a 10 000 odori diversi. 33 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 33 33

13/11/11 Il naso e la lingua /2 Le cellule gustative distinguono tra dolce, salato, amaro, aspro e umami (corrisponde al sapore di glutammato). Sono contenute nei calici o bottoni gustativi, che tappezzano le papille gustative presenti sulla lingua. 34 Curtis et al., Il nuovo Invito alla biologia.blu © Zanichelli editore 2017 34 34