Università degli Studi di Pavia a.a. 2012-2013 LA COMUNICAZIONE TRA I NEURONI: DAL FIRING NEURONALE ALLA PLASTICITà SINAPTICA Seminario didattico relativo al corso di Fisiologia Generale per il Corso di Laurea Triennale in Scienze Biologiche Dott.ssa Francesca Talpo

Il tessuto nervoso è formato da due tipi di cellule: neuroni cellule gliali

I neuroni sono in grado di ricevere e trasmettere messaggi perché: i neuroni sono eccitabili 2) l’impulso nervoso può propagarsi lungo l’assone 3) i neuroni contattano sinapticamente gli elementi post-sinaptici

I neuroni sono in grado di ricevere e trasmettere messaggi perché: 1) i neuroni sono eccitabili Proprietà passive (circuito equivalente di membrana) Proprietà attive (conduttanze voltaggio-dipendenti)

I neuroni sono in grado di ricevere e trasmettere messaggi perché: 2) l’impulso nervoso può propagarsi lungo l’assone

I neuroni sono in grado di ricevere e trasmettere messaggi perché: 3) i neuroni contattano sinapticamente gli elementi post-sinaptici

Esistono due tipi di sinapsi Elettriche (gap junctions) Chimiche

I neuroni non solo sono in grado di generare e di trasmettere potenziali d’azione, ma sono anche in grado di elaborare ed integrare le informazioni in ingresso o in uscita.

I neuroni utilizzano i potenziali d’azione per generare un codice di trasmissione delle informazioni Frequency code Timing code IA  corrente di K+ voltaggio-dipendente attiva a potenziali sotto soglia e con inattivazione tempo- e voltaggio-dipendente

I neuroni possono presentare pattern di scarica altamente diversificati IA  corrente di K+ voltaggio-dipendente attiva a potenziali sotto soglia e con inattivazione tempo- e voltaggio-dipendente IM  corrente di K+ voltaggio-dipendente molto lenta ad attivarsi e non inattivante ISK e IBK  correnti di K+ calcio-attivate IM  corrente di K+ voltaggio-dipendente molto lenta ad attivarsi e non inattivante IH  corrente cationica mista attivata in iperpolarizzazione e deattivata in depolarizzazione con cinetica lenta

I neuroni possono anche variare il loro pattern di scarica in relazione alla situazione funzionale Es° Neuroni di relay talamici Sono in grado di variare la loro scarica da regolare, tipica dello stato di veglia, ad una scarica in burst, tipica dello stato di sonno non REM. IT  Corrente di Ca++ voltaggio-dipendente, a bassa soglia d’attivazione, reclutabile solo dopo iperpolarizzazione della membrana (che si verifica durante il sonno) Genera un low-threshold spike che porta al superamento della soglia per la genesi dei pda, ma presenta una rapida inattivazione tempo- e voltaggio-dipendente, che pone fine alla scarica ripetitiva di pda.

Il neurone postsinaptico integra le informazioni in arrivo dai neuroni presinaptici (sommazione spaziale e temporale dei potenziali sinaptici)

Il sistema nervoso NON è immutabile e la sua capacità di riorganizzarsi da un punto di vista anatomico e funzionale è fondamentale per permettere i fenomeni di apprendimento e memorizzazione. La plasticità sinaptica è la capacità del sistema nervoso di modificare l'efficienza di funzionamento delle sinapsi in relazione alla precedente attività a cui le sinapsi stesse sono state sottoposte.

LTP associativo

LTP non associativo