morfologia
funzione
EPSP = eccitazione =
IPSP = inibizione
+
=-
Spugne: manca il sistema nervoso,
e lo stimolo agisce direttamente
sull’elemento effettore
OBS!!! Le frecce indicano la direzione
dell’informazione
Neurone sensoromotore
O neuroni motori
s: neurone sensitivo
G: ganglio
e: effettore
i: 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
-
+
feedforward
network
feedback
network
•Roger Sperry:
The dynamic brain
- 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
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
i.e. information derived from
experience, i.e. from the environment
in the genome,
Memoria:
immaganizzinamento e
recupero 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 memoria
• A breve termine (STM, 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 (LTM) 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 Memoria
dei fatti (dichiarativa)
•
•
•
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
delle abilità
•
•
•
è meno cosciente della memoria
dei fatti e comprende attività
motorie
è acquisita attraverso la pratica
non mantiene il contesto nel quale
è appresa
una “unità 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:
•
Brain:
•
E. Kandel:
35 million Internet users who communicate
now and then
100 billion nerve cells that communicate
continuously
A simpler model: even primitive animals
must learn in order to survive
APPROCCIO RIDUZIONISTICO
SENTIRE
PENSARE
AGIRE
“A dialog between genes and
synapses”