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Post on 16-Feb-2019
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COME L’AMBIENTE CAMBIA
I NEURONI E IL CERVELLO
Matteo Caleo
Istituto di NeuroscienzeConsiglio Nazionale delle Ricerche
Pisa
Il cervello umano
Come possiamo visualizzare le connessioni cerebrali?
Trattografia
IMAGING IN VIVO DEI NEURONI CORTICALI
(MICROSCOPIA A DUE FOTONI)
Courtesy of Tommaso Pizzorusso
Visualizzare l’attività neuronale:gli indicatori calcio
Visualizzare l’attività neuronale:gli indicatori calcio
Visualizzare l’attività neuronale:gli indicatori calcio
Come possiamo vedere i moduli del cervello in azione?
Risonanza magnetica funzionale, PET
Come possiamo vedere il cervello in azione?
La stimolazione magnetica transcranica
Lo sviluppo del cervello: fattori genetici ed ambientali
Fattori estrinseci: l’esperienza
L’esperienza agisce entro vincoli
1 Geni potenzialità
2 Esperienza espressione particolare delle potenzialità
L’esperienza agisce prevalentemente entro periodi critici
Sviluppo delle proiezioni retiniche
Sviluppo funzionale della corteccia visivadurante il periodo critico
BDNF
Durante il periodo critico:
-Incremento di acuità visiva
-Diminuzione del potenziale plastico
La maturazione dipendedall’esperienza sensoriale
Adult (Human)Newborn (Human)
Berardi et al.
Competizione tra i due occhi per il controllo della corteccia visiva
Sviluppo funzionale della corteccia visivadurante il periodo critico
Sviluppo funzionale della corteccia visivadurante il periodo critico
Adriana Fiorentini, Lamberto Maffei
Analisi longitudinale dell’acuità visiva nel topo:il labirinto ad Y
I “periodi critici”: la visione
Sviluppo funzionale della corteccia visiva:Effetto dell’allevamento al buio
BDNF
Mancato sviluppo dell’acuità visiva Campi recettivi più grandi
controllo
allevatoal buio
Piccolo
Adulto
Adulto in assenza di esperienza visiva
Sviluppo funzionale della corteccia visiva:Effetto dell’arricchimento ambientale
Sviluppo funzionale della corteccia visiva:Effetto dell’arricchimento ambientale
Sviluppo funzionale della corteccia visiva:Effetto dell’arricchimento ambientale
Ambiente arricchito
Normale
Arricchimento nell’uomo?
TERAPIA DEL MASSAGGIO
IN BAMBINI NATI PREMATURI
Gruppi sperimentali
Massage ControlsSubjects 10 10
Birth weight 1618,12 (SD 246) 1624 (SD 299)Gestational age 31,2 (SD1,05) 32 (SD 1,22)
0
4
8
Visu
al a
cuity
(c d
eg)
*
Acuità visiva a 3 mesi di età
Massagecontrol
GEMELLI IDENTICI:
VALENTINA E FEDERICA
Valentina Federica
1,1 Aumento del TSH (mU/ml) 0,9
13,2 Diminuzione del cortisolo (ng/ml) -3,6
18,3 Aumento di peso (gr/day) 17,8
2 EEG interval decrease (sec) 0,5
58 VEP N300 decrease (msec) 41
Massaggio Controllo
RISULTATI DEL MASSAGGIO IN UNA COPPIA
DI GEMELLI IDENTICI
Mediatori molecolari dello sviluppo corticale: ruolo di BDNF(Brain-Derived Neurotrophic Factor)
wt BDNF tg
L’overespressione di BDNF annulla gli effettidell’allevamento all’oscuro
Gianfranceschi et al., PNAS 2003
Organizzazione funzionale della corteccia visiva:Le colonne di orientamento
Scale bar = 1 mm (monkey)
Sviluppo funzionale della corteccia visiva:Effetto dell’esposizione a reticoli
A B
Sviluppo funzionale della corteccia uditiva:Effetto dell’esposizione ad un singolo tono
Periodo critico: P9-P28 (ratto)(Michael Merzenich)
normale esposto a 7 kHz
Lamberto Maffei, Il cervello collettivo
Un antidoto alla globalizzazione:
apertura, creatività, capacità di non rimanere schiavi di ciò che la genetica ha stabilito per noi –o che la comunicazione massificata ci vuole imporre
Impare una lingua da grandi.....
..non è come impararla da bambini
Le mappe corticali si modificano in seguito all’apprendimento:effetti dell’età di inizio dell’allenamento
Durante lo sviluppo la plasticita’ puo’ arrivare ad essere cross-modale
Soggetti ciechi dalla nascita hanno migliori performances in compiti di discriminazione tattile o sonora
Lettura in Braille di ciechi nati attiva la corteccia visiva
L’attivazione della corteccia visiva ha un ruolo funzionale
Cure materne: effetti a lungo termine
Piccoli che ricevono «high licking-grooming» sono meno ansiosi da adultie forniscono «high licking-grooming» alla loro prole
Cure materne: effetti a lungo termine sullo stress
Stimolo stressogeno
IPOTALAMO IPOFISI
CORTECCIA SURRENALE
cortisoloIPPOCAMPO
Cure materne: effetti a lungo termine sullo stress
Cure parentali
Rilascio diSEROTONINA(ippocampo)
Attivazione della trascrizionedei recettori per i glucocorticoidi
PERSISTENTE ACETILAZIONEDEGLI ISTONI
Cure materne: effetti a lungo termine sullo stress
Michael Meaney
La neocorteccia: le mappe sensoriali
La neocorteccia: le mappe sensoriali
Le mappe corticali si modificano in seguito all’apprendimento:corteccia somatosensoriale
Plasticità delle mappe: l’arto fantasma
Plasticità delle mappe: l’arto fantasma
Effetti di una specializzazione: i tassisti londinesi
Un prolungato “allenamento” che implica l’ippocampo posteriore
•L’ippocampo posteriore si espande rispetto a soggetti normali •l’ippocampo anteriore si riduce
Cancellare le tracce dell’apprendimento motorio
Io parloe leggo
Io guardola televisione
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