morfologia funzione epsp + epsp = eccitazione = + - ipsp = inibizione= -
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morfologia
funzione
EPSPEPSP = eccitazione =
++
IPSP = inibizione = --
Spugne: manca il sistema nervoso,e lo stimolo agisce direttamentesull’elemento effettore
Neurone sensoromotoreO neuroni motoriOBS!!! Le frecce indicano la direzioneOBS!!! Le frecce indicano la direzione
dell’informazionedell’informazione
s: neurone sensitivoG: ganglioe: effettorei: interneurone
- +
Operazioni di tipo logico con sinapsi inibitorie e eccitatorie:modello di McCulloch e Pitts (1943)A: il neurone puntiforme
Il neurone puntiforme riceve input eccitatori e inibitori. Se in una certa finestra temporale arriva un numero sufficiente di input eccitatori, e non vi è inibizione attiva, quando si raggiunge una certa soglia l’unità produce un output.
Unità binaria (on/off) può realizzare semplici operazioni logiche
- +
Operazioni di tipo logico con sinapsi inibitorie e eccitatorie:A: il prolungamento dendritico singolo
- +
Operazioni di tipo logico con sinapsi inibitorie e eccitatorie:A: il prolungamento dendritico multiplo
feedforwardnetwork
feedbacknetwork
•Roger Sperry: - experience is not enough to shape the brain - the brain is pre-wired by the genetic program to deal with some categories and to coordinate some movements
•John Young (1964): experience shapes the brain in a Darwinian manner
- Explosion of synapses during growth- Rapid pruning away of least used synapses- The brain is built through the interplay of genes and experience
•Donald Hebb (1949): neuronal activity underlies behavioural patterns and that you can better understand behaviour if you can understand neurons
- Interconnected self-reinforcing subnets of neurons
The dynamic brain
A brain in transition
• Gerald Edelman (1978)– The human genome alone cannot specify the whole
complex structure of the brain– Individual brains are wildly diverse– "Neural Darwinism”: application of Jerne’s "selectional"
theory of the immune system to the brain– The brain develops categories by selectively
strengthening or weakening connections between neural groups
– Neural groups "compete" to respond to environmental stimuli
– Each brain is different because its ultimate configuration depends on the stimuli that it encounters during its development
• Gerald Edelman (1978)– Adhesion molecules determine the initial structure of
neural groups, the "primary repertory”– Experience determines the secondary repertory– Repertories are organized in "maps", each map having a
specific neural function– A map is a set of neurons in the brain that has a number
of links to a set of receptor cells or to other maps– Maps communicate through parallel bidirectional
pathways, i.e. through "reentrant" signaling– Reentry is more than feedback: there can be many
parallel pathways operating simultaneously– The process of reentrant signaling allows a perceptual
categorization of the world
• Gerald Edelman (1978)– Categorization is a process of establishing a relation
between neural maps – Categories (perceptual categories, such as "red" or "tall")
do not exist phisically, they are not located anywhere in the brain: they are a (on-going) process.
– A further level of organization leads to (pre-linguistic) conceptualization
– Conceptualization consists in constructing maps of the brain's own activity, or maps of maps
– A concept is not a thing, it is a process– The meaning of something is an on-going, ever-changing
process
• Gerald Edelman (1978)– Brain processes aredynamic and stochastic– The brain is not an "instructional" system but a
"selectional" system
– The brain is not a direct product of the information contained in the genome, it uses much more information
that is available in the genome, i.e. information derived from experience, i.e. from the environment
MemoriaMemoria: immaganizzinamento e immaganizzinamento e recupero di informazionirecupero di informazioni
• immagazzinamento – interviene per stadi ed è continuamente modificato
• elaborazione – nell’ippocampo e strutture circostanti
• traccia mnesica – modifiche chimiche o strutturali che portano alla codifica della memoria
Stadi della memoriaStadi della memoria• A breve termine (STMSTM, o memoria di lavoro)
– memoria fugace degli eventi che accadono continuamente– dura da secondi a ore ed è limitata a 7 or 8 pezzi di informazione
• A lungo termine (LTMLTM) capacità “illimitata”, da giorni alla vita
• Fattori che influenzano il trasferimento da STM a LTM:– Stato emotivo – impariamo meglio quando siano vigili, motivati e
gratificati– riprovare – riprovare o ripetere potenzia la memoria – associazione – associare nuove informazioni con memorie vecchie
della LTP potenzia la memoria– memoria automatica – informazioni del subconscio sono
immagazzinate nella LTM
Categorie della MemoriaCategorie della Memoria
• implica l’apprendimento di informazioni esplicite
• è relata al pensiero cosciente e alla nostra abilità di linguaggio
• è immagazzinata con il contesto nel quale è appresa
• è meno cosciente della memoria dei fatti e comprende attività motorie
• è acquisita attraverso la pratica• non mantiene il contesto nel
quale è appresa
dei fattifatti (dichiarativa) delle abilitàabilità
una “unità di memoriaunità di memoria” non è mai stata identificata
• si modifica il mRNA neuronale• cambia la forma delle spine
dendritiche• proteine specifiche sono
depositate nello spazio extracellulare delle sinapsi coinvolte nella LTM
• i terminali presinaptici aumentano di numero, dimensioni e rilasciano più neurotrasmettitore
“consolidamento della traccia mnesica”:
da modificazioni covalenti delle proteine esistenti e dell’efficacia sinaptica a un programma di trascrizione genica, autoconservativo, nuove connessioni sinaptiche
Urban Ungerstadt:Nobel prize in Physiology and Medicine 2000
presentation speech
• Internet revolution: 35 million Internet users who communicate now and then
• Brain: 100 billion nerve cells that communicate continuously
• E. Kandel: A simpler model: even primitive animals must learn in order to survive
APPROCCIO RIDUZIONISTICOAPPROCCIO RIDUZIONISTICO
SENTIRE
PENSARE
AGIRE
“A dialog between genes and synapses”
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