Sistema Visivo: Plasticità e Apprendimento, Sintesi del corso di Neuroscienze

Scarica Sistema Visivo: Plasticità e Apprendimento e più Sintesi del corso in PDF di Neuroscienze solo su Docsity! Sistema visivo 1 Plasticità e apprendimento Argomenti - Sistema visivo - Plasticità (adattamento) - Perceptual learning (adattamento percettivo): non ci può essere apprendimento (modifiche es. di sinapsi) senza plasticità  modifiche = apprendimento Animali a livello infantile, sistema plastico importante - Le dipendenze: droga altera cervello, o meglio la sua plasticità Assunzione droga rischiosa solo nelle persone predisposte a sviluppare tali problemi, una volta che ci si accorge di avere avuto problemi legati all’assunzione di droghe, sarebbe troppo tardi  Perché le persone continuano a drogarsi, quali meccanismi vengono innescati una volta che si iniziano ad assumere droghe? Libro farmaci, droghe e cervello 1 Sistema visivo 1 DALLA RETINA AL GENICOLATO La funzione del nostro sistema visivo: darci la capacità di discriminare gli stimoli presenti nel mondo che ci circonda  questa capacità può essere allenata  capacità di modificare la nostra capacità discriminativa = stiamo imparando qualcosa), dimostrando che il sistema visivo può apprendere a vedere e che il cervello rimane plastico anche nell’età adulta, anche se la plasticità massima si trova in età infantile. C’è plasticità, se nei giorni quello che era stato appreso, è rimasto = apprendimento incorporato nel sistema. Le vie visive dall’occhio alla corteccia: o Occhio (e la retina) o Nervo ottico o Chiasma o Tratto ottico o Nucleo genicolato laterale o Corteccia visiva primaria (striata) o V1  Queste formano la via retino-genicolo-striato Dalla retina al chiasma ottico - Rispetto al punto di fissazione l’info visiva proietta nell’emi-retina nasale e temporale di ciascun occhio - Ogni nervo ottico contiene info dalle due emi-retine - Nel chiasma le fibre dalle due emi-retine nasali incrociano andando ad unirsi con quelle temprali dell’altro occhio  formando il tratto ottico (fascio di fibre binoculare = info che arrivano da entrambi gli occhi, dalle emi-retine temporali dell’occhio ipsi-laterali e nasali di quello contro-laterale)  Tratto ottico porta info nel nucleo genicolato laterale (disposizione dei neuroni è a forma di ginocchio), lì arrivano fibre di entrambi gli occhi = tutte info di un emi-campo ! Ogni emi-campo visivo è più ampio per l’occhio ipsi-laterale che controlaterale  Questo perché il naso delimita il campo visivo dell’emi-retina temporale controlaterale. 2 Sistema visivo 1 Connessioni dirette ed indirette  Le connessioni dirette: - Pochi fotorecettori sono collegati con una cellula bipolare e questa (poche di queste) è a sua volta collegata con una cellula gangliare  Connessioni indirette - Una cellula orizzontale collega molti fotorecettori con una cellula bipolare - Una cellula amacrina collega molte cellule bipolare con una cellula gangliare Si vede bene solo nella fovea, perché c’è un’alta risoluzione al centro, invece più bassa in periferia Convergenza dei segnali nervosi nella retina - Nella fovea, zona di massima acuità visiva, ogni fotorecettore è collegato con una cellula bipolare e questa ad una gangliare - In periferia si osserva convergenza o Più fotorecettori su una cellula bipolare e più cellule bipolari su una cellula gangliare 5 Sistema visivo 1 Come elabora le info visive la retina  vedere quali output otteniamo in corteccia da queste cellule. Per sapere quali sono le info sul mondo esterno che la retina invia al cervello dobbiamo guardare alla risposta (output) delle cellule gangliari  sono proprio queste infatti l’ultimo stadio di elaborazione retinica, in cui vengono raccolti i segnali provenienti da fotorecettori e cellule bipolari. - Campo recettivo= identifica porzione di spazio esterno per il quale se presento uno stimolo, il cervello risponde, è uno strumento importante per capire il comportamento di una cellula sensoriale, sia essa gangliare, del NGL o della corteccia visiva (ma si applica anche alle altre modalità sensoriali) - Nella sua accezione più restrittiva definisce quali recettori forniscono info ad una cellula del sistema nervoso Es. modalità uditiva (tramite frequenza) ma poca capacità di localizzazione Il campo recettivo delle cellule gangliari - Quando si definisce il campo recettivo di una cellula non si determinano solo i suoi limiti spaziali ma anche quali caratteristiche deve possedere lo stimolo per evocare una risposta cellulare - Il campo recettivo è uno strumento importante per capire il comportamento di una cellula sensoriale (sia essa gangliare, del NGL o della corteccia visiva) ma si applica anche alle altre modalità sensoriali (es. udito). Quando si definisce il campo recettivo di una cellula NON si determinano solo i suoi limiti spaziali ma anche quali caratteristiche deve possedere lo stimolo per evocare una risposta cellulare. - Stephen Kuffler (1950) fu il primo a registrare la risposta delle cellule gangliari dalla retina del gatto - Presentava macchie di luce di varie dimensioni Gatto = organizzazione sistema visivo simile alla nostra ma meno simile all’essere umano rispetto alle scimmie 6 Sistema visivo 1 - La prima scoperta fu che al buio la cellula non era silente ma aveva una frequenza di risposta base (1-5hz) - La stessa frequenza si osserva con una illuminazione diffusa su tutta la retina - Ma con una presentazione luminosa più puntale la risposta della cellula poteva essere modulata (estrema specificità di tipo spaziale)  risposta che può essere aumentata o depressa (frequenza di base aumentata o depressa) - Usando un’area di illuminazione molto piccola, K. Scoprì che la risposta di base della cellula poteva essere modulata: aumentata o diminuita = necessaria stimolazione PUNTUALE e NON distribuita affinché le cellule rispondano - Muovendo la luce in vari punti K. Indivua le proprietà del campo recettivo o forma circolare o zona centrale e periferica o centro di tipo ON (aumenta scarica se luce cade nella parte centrale del campo centrale, luce in periferia scarica diminuita/depressa) o OFF (deprime la frequenza se accendo la luce, aumenta frequenza di scarica se luce viene presentata in periferia) = sono complementari  cellule che rispondono a punti di luce e NON a linee (corteccia visiva) - gli stimoli ottimali per far rispondere la cellula sono un disco di luce per il centro, ed un anello di luce per la periferia !! il disco di luce grande produce una risposta più debole di quello piccolo  questo avviene perché la luce colpisce anche la periferia dove genera una risposta inibitoria ed antagonista rispetto a quella prodotta al centro. 7 Sistema visivo 1 - Cellule del NGL hanno proprietà simili a quelle delle cellule gangliari retiniche  hanno campi recettivi CONCENTRICI di tipo ON o OFF - Ogni LGN (dx e sx) riceve afferenze dal campo visivo controlaterale  emiretina temporale ipsilaterale + nasale controlaterale Organizzazione di NGL 10 Sistema visivo 1 - Organizzato in 6 strati distinti di neuroni - Ogni strato di neuroni riceve afferenze solo dallo stesso occhio - I neuroni hanno un campo recettivo monoculare - Ogni strato è una mappa spaziale del campo visivo controlaterale vista da un occhio (emi- retina temporale) oppure dall’altro (emi-retina nasale) - Ogni emi-retina vede una parte del mondo e poi viene replicata dall’altro = duplicano l’info (es. simile a sistema di backup, dischi multipli)  4 strati parvocellulare (3- 6) = cellule con campi recettivi piccoli = alta risoluzione spaziale  Risposte più lente e sostenute (necessario tempo per discriminare qualcosa)  2 strati magnocellulare (1-2) = campi recettivi più grandi  risoluzione più bassa, periferia  Risposta più veloce, transiente (poco tempo perché devo solo orientarmi) Più comodo avere parte piccola (della fovea) che mi fa vedere bene e poi movimenti che mi consentono di spostarmi (motivo per cui abbiamo fovea piccoli  sistema di orientamento molto rapido). Riassuntino - Le cellule gangliari e del NGL hanno campi recettivi con organizzazione centro ON o OFF - Sono attivati solo da PUNTI DI LUCE (o il loro spegnimento) E NON da linee di luce - La luce diffusa produce una risposta debole - Nel NGL ogni neurone ha una risposta solo monoculare. Ogni strato ha neuroni che rispondono tutti solo ad un occhio NGL sx mappa  campo visivo dx 11 Sistema visivo 1 NGL dx mappa  campo visivo sx 12