L’ECCITABILITÀ E L’ENCODING NEURONALI

Presentazione sul tema: "L’ECCITABILITÀ E L’ENCODING NEURONALI"— Transcript della presentazione:

1 L’ECCITABILITÀ E L’ENCODING NEURONALI

2 GENESI DEL POTENZIALE D’AZIONE NEURONALE

3 Il potenziale d’azione (PA) neuronale è un complesso di due spike

4 Lo spike A può essere separato dallo spike B

5 Lo spike A insorge in un compartimento elettrotonicamente distante dal soma ma ad alta eccitabilità
1. Spike A di ampiezza minore 2. Spike A più difficile da bloccare 1. Spike A di ampiezza minore 2. Spike A più difficile da bloccare 3. Spike A più precoce 4. Spike A a più bassa refrattarietà   Sito elettrotonicamente distante   Sito ad alta eccitabilità

6 Lo spike A è assonico

7 Il segmento iniziale dell’assone (AIS) esprime canali del Na+ ad alta densità

8 Lo spike B può essere retropropagato ai denditi
[Da Stuart & Sakmann, 1994]

9 Potenziali d’azione dendritici al calcio nelle cellule di Purkinje

10 SCARICA RIPETITIVA E CODIFICA IN FREQUENZA

11 Gli assoni dei vertebrati non sono in grado di generare scariche ripetitive in presenza di stimoli sostenuti

12 I neuroni rispondono a depolarizzazioni prolungate con scariche ripetitive di PA

13 La frequenza della scarica ripetitiva di PA dipende dall’entità dello stimolo depolarizzante

14 Parametri significativi del firing ripetitivo
1. Minimo livello di corrente depolarizzante in grado di iniziare il firing ripetitivo 2. Frequenze di scarica minima e massima 3. Pendenza della relazione input-output = guadagno (gain) del processo di trasduzione

15 Popolazioni distinte di neuroni corticali sono caratterizzate da proprietà di firing diverse

16 Parametri significativi del firing ripetitivo
1. Minimo livello di corrente depolarizzante in grado di iniziare il firing ripetitivo (corrente soglia) 2. Frequenze di scarica minima e massima 3. Pendenza della relazione input-output = guadagno (gain) del processo di trasduzione N.B. La codifica in frequenza del firing ripetitivo è una proprietà esclusiva del neurone in toto.

17 L’assone gigante di calamaro non codifica in frequenza

18 Subtraction (A - B) Meccanismi della codifica in frequenza: la corrente di K+ transitoria (IA) Cellula piramidale CA3 dell’ippocampo di ratto [da Klee et al., 1995]

19 Voltaggio-dipendenza e cinetica della IA
[Da Klee et al., 1995]

20 Proprietà della IA 1. Soglia di attivazione più bassa rispetto alle correnti di tipo delayed rectifier 2. Inattivazione tempo-dipendente relativamente rapida 3. Inattivazione voltaggio-dipendente 4.  reclutabile solo a partire da potenziali di membrana relativamente negativi

21 Il ruolo della IA nella scarica ripetitiva

22 La frequenza della scarica ripetitiva di PA dipende dall’entità dello stimolo depolarizzante

23 Canali L a bassa soglia (Cav 1.3)

24 In molti neuroni il range secondario è a gain minore rispetto al range primario
[Da Llinás & Jahnsen, 1982]

25 Significati della presenza di diversi range di firing nella relazione input-output
• Gain del range II > gain del range I  viene amplificata la risposta a elevati livelli di eccitazione. Es. - Motoneuroni: basso livello di eccitazione (tono basale) vs. alto livello di eccitazione (movimento volontario) • Gain del range II < gain del range I  viene esteso il range dinamico codificato. Es. - Input convergenti: codifica degli aumenti relativi del livello di eccitazione, non di quelli assoluti