SISTEMA NERVOSO

SISTEMA AFFERENTE SENSORIALE

SISTEMA DI INTEGRAZIONE

SISTEMA DI INTEGRAZIONE

SISTEMA EFFERENTE MOTORIO

Funzioni sensoriali

AL SNC

Trasduzione

del segnale

Recettore sensoriale

Capacità di raccogliere le informazioni relative all’ambiente esterno (ma anche interno) ed elaborarle per formare sensazioni e percezioni.

Stimoli sensoriali

Il segnale nervoso ottenuto riflette alcune importanti caratteristiche dello stimolo:

• modalità (qualità)

• intensità

• durata

• localizzazione

CODIFICAZIONE

Segnale

nervoso

RECETTORI SENSORIALISono TRASDUTTORI ATTIVI; trasduttori, perché capaci di trasformare qualunque tipo di energia in entrata in energia elettrica ed amplificano l’energia in uscita; attivi, perché possiedono una propria energia derivante dal metabolismo cellulare.

I recettori stimolati producono un potenziale di recettore che innesca il potenziale di azione.

I° TIPO: meccanocettori quali i corpuscoli del Pacini e quelli di Merkel e i nocicettori;

II° TIPO: cellule cigliate dell’apparato vestibolare e di quello acustico;

III° TIPO: fotocettori retinici.

Classificazione dei recettori in base alla loro localizzazione

• ESTEROCETTORI: sensibili a stimoli provenienti dall’esterno, per cui sono localizzati sulla superficie dell’organismo (tutti i recettori cutanei, della retina, dell’orecchio interno e della mucosa nasale).

• ENTEROCETTORI: sensibili a stimoli provenienti dall’ambiente interno, per cui sono localizzati in profondità (recettori viscerali).

• PROPRIOCETTORI: sensibili a stimoli provenienti dai muscoli, dai tendini e dalle articolazioni e relativi ai movimenti e alla posizione del corpo nello spazio (fusi neuromuscolari, organi tendinei del Golgi).

Classificazione dei recettori in funzione della forma di energia alla quale sono

selettivamente sensibili

Meccanocettori: energia meccanica

Chemocettori: energia chimica

Termocettori: energia termica

Fotocettori: energia luminosa

Nocicettori: stimoli dolorifici e potenzialmente lesivi

Elettrocettori: energia elettrica

Proprietà dei recettori1. SELETTIVITA’ o SPECIFICITA’: dovuta alle caratteristiche molecolari della propria membrana e alla propria struttura.

Stimolo adeguato: stimolo di minima intensità che attiva in modo specifico un particolare recettore e quindi una particolare fibra nervosa.

2. RIPETITIVITA’

Proprietà dei recettori3. ADATTAMENTO

tonici o a lento adattamento, continuano a rispondere dando una scarica d'impulsi costante per tutta la durata dello stimolo

fasici o a rapido adattamento, si inattivano rapidamente pur perdurando la stimolazione

Recettori fasico-tonici: rispondono all’inizio dello stimolo con una breve scarica fasica ad elevata frequenza che poi si riduce notevolmente mantenendosi per tutta la durata dello stimolo stesso

Proprietà dei recettori4. ATTIVITA’ SPONTANEA

Processo sensoriale

TRASDUZIONE DELLO STIMOLO: processo di trasformazione dell’energia dello stimolo da parte del recettore

CODIFICAZIONE NERVOSA: processo mediante il quale le informazioni relative allo stimolo vengono rappresentate in una serie di

potenziali d’azione.

(1-2) L’energia dello stimolo adeguato modifica la conduttanza di membrana in quanto provoca l’apertura o la chiusura di canali ionici, con conseguente variazione del potenziale di membrana. Questa variazione del potenziale di membrana è detta potenziale del recettore o potenziale generatore.

(1) (2) (3)

Processo sensoriale

Processo sensoriale(1) (2) (3)

(3) Il potenziale di recettore (segnale analogico) deve essere trasformato in potenziali d’azione (segnale digitale). Ciò avviene mediante il processo della codificazione nervosa.

Nella successione dei potenziali d’azione (codice nervoso) sono rappresentate le

caratteristiche dello stimolo

• MODALITA’

• INTENSITA’

• DURATA

• LOCALIZZAZIONE

Modalità e intensità dello stimoloLegge delle energie sensoriali specifiche: la capacità di codificare la modalità di uno stimolo è una proprietà delle fibre nervose sensoriali ed è legata al tipo di energia dello stimolo.

Codificata da: 1) frequenza di scarica del neurone afferente primario, e 2) numero di fibre attivate simultaneamente. • La frequenza di scarica del neurone afferente primario è tanto più elevata quanto maggiore è l’intensità dello stimolo. Quindi, nel processo sensoriale si passa da un “codice di ampiezza” (quello del potenziale di recettore) ad un “codice di frequenza” (quello dei potenziali d’azione); quest’ultimo esprime l’intensità dello stimolo.

Durata dello stimolo

• L’informazione relativa a questo parametro dello stimolo si ottiene soprattutto dai recettori tonici (a lento adattamento). Tuttavia, anche recettori fasici (a rapido adattamento) possono dare informazioni sulla durata dello stimolo, definita dall’intervallo temporale che intercorre tra le risposte on e off.

Localizzazione dello stimolo

• Resa possibile dall’organizzazione topografica dei sistemi sensoriali: cioè, i rapporti che i recettori stabiliscono tra di loro a livello periferico si ritrovano anche a livello centrale. Perciò, nel sistema nervoso centrale si possono descrivere vere e proprie mappe

definite “mappe somatotopiche”.

Campo recettivo

Campi recettiviPer i neuroni di ordine superiore i campi recettivi divengono più complessi; inoltre, poiché nei diversi nuclei si può avere l’interposizione di neuroni inibitori, i campi recettivi possono assumere carattere misto, eccitatorio e inibitorio.

Inibizione lateraleLa presenza di una zona inibitoria nel campo recettivo è importante perchè permette di aumentare la capacità discriminativa tra stimoli contigui. Il meccanismo che ne è alla base è detto inibizione laterale ed amplifica i contrasti.

stimolo

In presenza di inibizione laterale il feedback inibitorio migliora la localizzazione del segnale a livello dei neuroni afferenti secondari

interneuroni

inibitori

In assenza di inibizione laterale la divergenza dei segnali dai recettori degrada la localizzazione del segnale

• ESTEROCETTORI: sensibili a stimoli provenienti dall’esterno, per cui sono localizzati sulla superficie dell’organismo (tutti i recettori cutanei, della retina, dell’orecchio interno e della mucosa nasale).

• ENTEROCETTORI: sensibili a stimoli provenienti dall’ambiente interno, per cui sono localizzati in profondità (recettori viscerali).

• PROPRIOCETTORI: sensibili a stimoli provenienti dai muscoli, dai tendini e dalle articolazioni cioè sensibili ai movimenti e alla posizione del corpo nello spazio (fusi neuromuscolari, organi tendinei del Golgi).

Legge delle energie sensoriali specifiche: la capacità di codificare la modalità di uno stimolo è una proprietà delle fibre nervose sensoriali ed è legata al tipo di energia dello stimolo.

Intensità codificata da: 1) frequenza di scarica del neurone afferente primario, e 2) numero di fibre attivate simultaneamente. • La frequenza di scarica del neurone afferente primario è tanto più elevata quanto maggiore è l’intensità dello stimolo. Quindi, nel processo sensoriale si passa da un “codice di ampiezza” (quello del potenziale di recettore) ad un “codice di frequenza” (quello dei potenziali d’azione); quest’ultimo esprime l’intensità dello stimolo.

Per i neuroni di ordine superiore i campi recettivi divengono più complessi; inoltre, poiché nei diversi nuclei si può avere l’interposizione di neuroni inibitori, i campi recettivi possono assumere carattere misto, eccitatorio e inibitorio.