sviluppo del cervello

1. sviluppo del cervello

2. "Se il cervello è davvero la fabbrica del pensiero, nel senso di luogo in cui il pensiero è fabbricato, occorre ammettere che, per un individuo, la costruzione del suo cervello e quella del suo pensiero sono un tutto unico" (A. Pronchiantz)

3. embriogenesi

4. INDUZIONE NEURALE Processo mediante il quale alcune cellule del foglietto più esterno dell'embrione cominciano a trasformarsi in tessuto nervoso. Periodo critico 16° giorno placca neurale solco neurale 21° giorno tubo neurale

5. PROCESSO PROLIFERATIVO (250.000 unità al minuto) La cessazione del processo mitotico innesca la successiva migrazione e conferisce l'indirizzo definitivo.

6. MIGRAZIONE Ameboide, su un substrato (glia), verso la destinazione definitiva alla velocità 1/10 mm al giorno

7. ADESIONE SELETTIVA Formazione di connessioni con altri neuroni "vie marcate" - NGF

8. MORTE SELETTIVA CELLULARE Numero di contatti funzionali Eliminazione di alcune connessioni, stabilizzazione di altre Attività funzionale

9. Stadio delle tre vescicole primitive: cervello anteriore: telencefalo (corteccia, nuclei della base), diencefalo cervello medio: mesencefalo cervello posteriore: ponte e cervelletto, bulbo, midollo spinale

10. Stadio delle cinque vescicole

11. Alla nascita il cervello non è completamente sviluppato, esso è solo un terzo di quello adulto. Il suo sviluppo prosegue per tutto il primo anno Le aree associative pre-frontali raggiungeranno la piena maturità soltanto a 20 – 25 anni

12. DARWINISMO NEURALE Edelman: il cervello potrebbe funzionare come un sistema selettivo e che quello che noi chiamiamo apprendimento potrebbe essere in realtà una forma di selezione. la variabilità individuale è connessa a fattori genetici e ambientali. La teoria da lui sviluppata si fonda su tre tesi fondamentali: 1) Durante lo sviluppo del cervello nell'embrione, fra le cellule cerebrali (neuroni) si forma un modello di connessioni altamente variabile e diverso da individuo a individuo. 2) Dopo la nascita, in ciascun individuo si fissa uno schema di connessioni neurali, ma certe combinazioni di connessioni sono scelte a preferenza di altre in conseguenza degli stimoli che il cervello riceve attraverso i sensi. 3) Tale selezione avverrebbe particolarmente in gruppi di cellule cerebrali che sono connesse fra loro in schede o mappe, e queste mappe hanno un dialogo fra loro per creare categorie di cose e di avvenimenti.

13. Poiché il cervello deve essere preparato a far fronte a eventi imprevedibili, deve rappresentare gli stimoli in mappe in una grande varietà di modi. Il principio evoluzionistico basilare qui all'opera è che gli stimoli vengono organizzati in schemi che possano aiutare l'organismo a far fronte al suo ambiente. Edelman vede, quindi, l'attività del cervello come altamente individuale, sostenendo inoltre che due cervelli non reagiscono mai allo stesso modo di fronte ad un identico stimolo. Ogni persona, secondo questa teoria, è unica: le percezioni sono in qualche misura creazioni, e i ricordi fanno parte di processi continui di immaginazione. La vita mentale non può essere ridotta in molecole. L'intelligenza umana non consiste solo in un accrescimento continuo delle conoscenze, ma nel rielaborare, ricategorizzare, e quindi generalizzare, l'informazione in modi nuovi.

14. Le pre-rappresentazioni e i giochi cognitivi “Diderot immaginava nel Sogno di d’Alembert che la formazione di un ‘ reticolo ’ a partire da quelle che egli chiamava ‘ molecole ’ potesse produrre un ‘tessuto di materia sensibile ’ all’origine di un’azione e di una reazione. Questa anticipazione di ‘materialismo istruito ‘ apriva quindi la via all’idea che le nostre funzioni cerebrali, le nostre sensazioni e i nostri pensieri fossero il prodotto dell’organizzazione della materia” Jean-Pierre Changeux La cosa essenziale nell’organizzazione del cervello è l’architettura della rete cellulare e molecolare

15. Attività spontanea del cervello Nel neurone esistono dei potenziali d’azione spontanei prodotti da dispositivi speciali (oscillatori molecolari) costituiti come minimo da due proteine-canale antagoniste ma accoppiate. Questi oscillatori molecolari sono responsabili di fluttuazioni lente del potenziale elettrico di membrana che, al di là di una certa soglia, scatenano dei potenziali d’azione spontanei La sincronizzazione temporale della scarica di un gruppo di neuroni crea integrazione e coordinazione tra le popolazioni di neuroni interconnessi

16. La sincronia rivelerebbe il legame tra i neuroni, ma non ne sarebbe necessariamente la causa. Ma la cosa più inquietante è che in certe popolazioni di neuroni fenomeni di sincronia si producono spontaneamente senza significato apparente. L’esistenza di una attività corticale sostenuta in assenza di input sensoriale è un fenomeno consolidato, anche nelle aree sensoriali primarie, e non si tratta di semplice rumore.

17. Il bambino appena nato si mette ad esplorare il mondo esterno e interrompe la sua ricerca solo quando dorme Questa attività esplorativa si organizza intorno alla produzione nel cervello di ipotesi spontanee , pre-rappresentazioni

18. “Tale attività implica la verifica delle ipotesi per prove ed errori attraverso quelli che noi chiamiamo giochi cognitivi, i quali nelle fasi iniziali dello sviluppo precedono i giochi linguistici” “L’ipotesi che si propone è che l’acquisizione della conoscenza sia indiretta e risulti dalla selezione di pre-rappresentazioni, dette anche schemi preliminari, schemi neuronali”

19. L’attività spontanea neurale assume un ruolo centrale, contribuendo a una sorta di generatore di diversità di tipo darwiniano Le pre-rappresentazioni corrisponderebbero a stati di attività dinamici spontanei e transitori di popolazioni di neuroni capaci di formare combinazioni multiple. Le pre-rappresentazioni attiverebbero in modo combinato strutture innate e insiemi di distribuzioni neuronali risultanti da esperienze precedenti

20. La variabilità delle reti neuronali può essere data da: • comportamento aleatorio degli oscillatori neuronali • errori di trasmissione sinaptica (la risposta del neurone post sinaptico non sarebbe sempre identica a se stessa, ma avrebbe soltanto una probabilità di comparsa) • attivazione in modo combinatorio La pre-rappresentazione è inserita all’interno dell’organizzazione gerarchica e in parallelo delle reti cerebrali in modo da subire i vincoli del contesto particolare in cui essa compare

21. Il bambino sin dalla nascita e più tardi l’adulto, “proietta” pre-rappresentazioni sul mondo che lo circonda in un modo dapprima esplicito, attraverso azioni motorie, poi in un modo tacito, “mentalmente”. Si dà insomma a giochi cognitivi Procedendo semplicemente per prove ed errori, il bambino tenta di riconoscere, di identificare, di “categorizzare” oggetti e fenomeni del mondo che lo circonda

22. Lo schema proposto è che una pre-rappresentazione può essere stabilizzata o meno in funzione del segnale ricevuto dal mondo esterno. Essa costituisce un test dell’accordo, della conformità o anche dell’adeguazione delle pre-rappresentazione nei confronti dell’ambiente. Questo test permette di scoprire se essa “dia senso” o meno e potrebbe fondersi su due meccanismi plausibili:

23. Il primo è la “selezione per ricompensa ” usato di preferenza per la valutazione delle azioni. I segnali ricevuti dall’ambiente attivano certe vie neuronali che intervengono nella motivazione e/o nel piacere della ricompensa. La coincidenza nel tempo delle pre-rappresentazioni generata in modo interno e dalla risposta positiva evocata in modo esterno porterebbe a stabilizzare l’ipotesi adeguata. Il secondo è la “selezione per risonanza” che si fonda sulla corrispondenza tra l’attività percettiva suscitata da stimolazioni sensoriali e la pre-rappresentazione esistente al momento dell’esperienza sensoriale. Queste due modalità di selezione comporterebbero la stabilizzazione di significati o di conoscenze sottoforma di “mappe” di rappresentazione

24. Un modello ridotto, neuronale, della realtà esterna sarebbe così selezionato e archiviato in memoria nel cervello. Per via della selezione, il numero di pre-rappresentazioni dovrebbe diminuire nel corso dell’esperienza sul mondo. In altre parole, per riprendere la formula dell’Uomo neuronale (Changeux 1983): “apprendere è eliminare” “Della realtà, non cogliamo nulla di assolutamente vero, ma soltanto ciò che capita casualmente, conformemente alle disposizioni momentanee del nostro corpo e alle influenze che ci toccano o ci urtano”. Democrito

25. N G F (Nerve Growth Factor) Fattore di crescita della cellula nervosa 1948 – inizio degli studi (E. Bueker) 1953 – viene isolata la proteina (Levi-Montalcini, Cohen) 1986 – Rita Levi-Montalcini riceve il Nobel

26. funzione del N G F TROFICA : viene assorbito dalle terminazioni nervose e trasportato al corpo cellulare, il blocco della sua captazione o del suo trasporto determina la morte della cellula CHEMIOTATTICA: guida la crescita delle fibre nervose nella direzione del suo gradiente di concentrazione DIFFERENZIATIVA: capace di indirizzare verso un programma differenziativo cellule che originano da una comune matrice

27. MODULATRICE di funzioni cellulari nervose ed endocrine (implicato nei meccanismi di difesa e offesa nei topi maschi) nel sistema immunitario (aumento dei linfociti T e B) nell’infiammazioni allergiche VERSO UN’UNITA’ DEI TRE SISTEMI NERVOSO, NEUROENDOCRINO, IMMUNITARIO?

28. embriogenesi Pre- rappresentazioni Darwinismo neuronale N G F