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Come funziona il cervello

Elettricità e chimica un connubio indispensabile per capire il funzionamento del nostro cervello

Quando ci si trova a studiare il funzionamento del nostro cervello ci si trova innanzitutto davanti a uno schema estremamente complesso di flussi elettrici e chimici.

Struttura centrale responsabile del funzionamento del cervello è sicuramente il neurone, una cellula estremamente specializzata con un corpo centrale e molte ramificazioni. Ramificazioni brevi (dendriti) per connettersi con i neuroni più vicini e una ramificazione più lunga (assone) che trasmette impulsi elettrici.
Questi impulsi si scaricano, attraverso una struttura detta bottone sinaptico, nelle ramificazioni di un altro neurone più distante.
La “scarica elettrica” che viene trasmessa da un neurone ad un altro provoca la liberazione di sostanze, i neurotrasmettitori che, a loro volta, stimolano i diversi neuroni a recepire lo stimolo trasmesso.

I segnali chimici possono a loro volta trasformarsi in segnali elettrici e attraverso un decisamente complesso sistema di segnali chimici ed elettrici che si “sommano” o si “sottraggono” si arriverà alla propagazione o meno del segnale iniziale verso una nuova destinazione.
Lo sapevate che...

a seconda della sostanza chimica (neurotrasmettitore) che viene rilasciata dal nostro cervello i neuroni possono venire:
- “eccitati”(ossia stimolati a propagare lo stimolo iniziale)
- “inibiti” (appunto inibiti nel propagare lo stimolo)
- “regolati” (in modo da rendere ottimale la trasmissione dello stimolo)
   
Il principale neurotrasmettitore eccitatorio è il glutammato, mentre il GABA (acido gamma amino butirrico) e la glicina sono i principali neurotrasmettitori inibitori.
Lo sapevate che a ogni stimolazione un cervello sano risponde con la liberazione, del neurotrasmettitore più appropriato?

- In risposta a eventi nuovi e stressanti: liberazione di noradrenalina che serve principalmente a organizzare le risposte a questi eventi
- In risposta a stimoli potenzialmente “positivi”: liberazione di dopamina che agisce sui centri cerebrali associati alle emozioni positive e rende gratificanti le situazioni
- Quando sia necessario cogliere solo alcune “informazioni”: liberazione di acetilcolina che agisce modulando finemente i neuroni in modo che colgano solo le informazioni più rilevanti
   
Grazie al complesso meccanismo di stimolazione elettro-chimica, ciascuna area cerebrale può svolgere un gruppo di funzioni o una singola attività. Per esempio la corteccia cerebrale è necessaria per le azioni volontarie, per il linguaggio e per le funzioni superiori come il pensiero e la memoria (vedasi tabella 1).

LOCALIZZAZIONE ANATOMICA
PRINCIPALI ATTIVITÀ SVOLTE
Lobi parietali
Movimenti volontari, riconoscimento degli stimoli, orientamento
Lobi occipitali
Elaborazione visiva
Lobi temporali
Funzioni uditive, memoria, parola
Lobi frontali
Ragionamento, pianificazione, processo di risoluzione dei problemi, controllo delle emozioni e altre funzioni cosiddette esecutive
Corteccia motoria principale (parte posteriore del lobo frontale) + area premotoria (posizionata di fronte alla corteccia motoria principale)
Pianifica ed esegue i movimenti corporei
Divisione prefrontale della corteccia frontale (nel lobo frontale posizionata al di sopra degli occhi)
Fondamentale per il pensiero complesso, per i processi decisionali, espressione delle caratteristiche di personalità e regolazione comportamenti sociali
Area di Wernicke (parte inferiore del lobo parietale)
Comprensione del linguaggio
Area di Broca (all’interno del lobo frontale)
Controllo delle funzioni motorie; controllo della produzione del linguaggio

Tabella 1. Rappresentazione schematica della correlazione tra lobi cerebrali o specifiche aree contenute negli stessi e funzioni che si suppone vengano svolte dai 4 lobi cerebrali o dalle aree cerebrali stesse.



Un'altra struttura del nostro cervello, i gangli basali, sono implicati nel controllo motorio e nell’apprendimento e, quando si coordinano con il cervelletto sono coinvolti nel controllo delle azioni volontarie del corpo.

Infine con il termine di sistema limbico si indica quella parte del cervello composto da una serie di agglomerati neuronali. Questi agglomerati che compongono il sistema limbico regolano i comportamenti relativi ai “bisogni primari” per la sopravvivenza dell’individuo e della specie (mangiare, bere, procurarsi cibo, relazioni sessuali, interpretazione dei segnali provenienti dagli altri e dall’ambiente). Questa zona del cervello gestisce le emozioni, i sentimenti e, di conseguenza, anche una parte della nostra percezione della realtà (Vedasi tabella 2).

COMPONENTE DEL SISTEMA LIMBICO
PRINCIPALI ATTIVITÀ SVOLTE
Amigdala
Elabora alcune emozioni quali timore e gratificazione
Ippocampo
Implicato nella formazione dei ricordi a lungo termine e nella capacità di orientarsi
Giro cingolato
Contribuisce a regolare le funzioni quali battito cardiaco, pressione sanguigna ma è anche implicato nel processo dell’attenzione
Ipotalamo
Anche attraverso la secrezione di importanti ormoni è fondamentale per la regolazione di funzioni quali la fame, la sete, il sonno, la veglia oltre che per l’attività sessuale

Tabella 2. Attribuzione schematica delle principali funzioni svolte dalle diverse componenti del sistema limbico

Bibliografia consultata

  • Babiloni F. Meroni V.M. Soranzo R. Capitolo 2: Cenni di anatomia cerebrale. In: Neuroeconomia, Neuromarketing e processi decisionali di F.Babiloni, V.M. Meroni, R. Soranzo. Springer Milano Ed. 2007: pagg 7-12
  • British Neuroscience Association, European Dana Alliance for the Brain, Società Italiana di Neuroscienze. Neuroscienze. La scienza del cervello. Eds. Richard Morris, Marianne Fillenz-British Neuroscience Association- II Ed. Italiana; 2010: pagg-2-58
  • Colucci D’Amato L. Di Porzio U. Capitolo 3: L’architettura del sistema nervoso. In: Introduzione alla neurobiologia di L. Colucci D’Amato, U. di Porzio. Springer-Verlag Ed. 2011: pagg. 21-33
  • De Salle R. Tattersall I. Brain. Il cervello. Istruzioni per l’uso. Codice Ed. 2013. Pagg. 206-207
  • Grossi E. Villa L. Riso C. Invecchiamento, declino cognitivo, Alzheimer; ruolo della cultura nella prevenzione della demenza. In: Cultura e Salute di E.Grossi, A. Ravagnan. Springer-Verlag Italia Ed. 2013: pagg.179-191

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