Obiettivi Formativi del Corso

Lo scopo del corso è di condurre lo studente a una buona conoscenza di fattori e meccanismi che sono alla base della funzionalità dei circuiti nervosi. L’obiettivo sarà raggiunto mediante l’analisi progressiva delle caratteristiche biofisiche delle membrane neuronali e delle loro proprietà elettriche, della generazione di segnali nervosi e della loro conduzione e trasmissione lungo i circuiti nervosi.

Modalità d'esame: scritta (domande aperte) + tesina di gruppo con esposizione orale

Programma

Potenziale di membrana; Equilibri ionici: equazione di Nernst; equilibrio di Gibbs-Donnan; equilibrio elettrochimico ed equazione di Goldman

- Struttura e funzione dei canali ionici; Tecniche di misurazione di flussi ionoici; Proprietà elettriche passive delle membrane: capacità e resistenza; Propagazione passiva dei segnali elettrici: teoria del cavo, costante di tempo, costante di spazio.

- Registrazioni elettrofisiologiche, potenziali e correnti di membrana: patch clamp, registrazioni intracellulari (voltage clamp, current clamp), registrazioni extracellulari, multi electrode array (MEA).

- Proprietà elettriche attive delle membrane: il potenziale d'azione: generazione, basi ioniche e sua propagazione; Canali ionici voltaggio-attivati; Velocità di propagazione del Potenziale d’azione  e fattori che la influenzano; Blocco del voltaggio.

- Trasmissione sinaptica elettrica; Trasmissione sinaptica chimica; Meccanismo di rilascio del neurotrasmettitore: proteine di membrana e solubili coinvolte nella liberazione del neuromediatore, natura quantica del rilascio, accoppiamento depolarizzazione-rilascio, ruolo del calcio; Neuromediatori "classici” e neuromodulatori.

- Recettori dei neuromediatori: Recettori ionotropi (canali ionici ligando-attivati); meccanismi di gating; Recettori ionotropi per acetilcolina, glutammato, GABA, glicina, serotonina, purine e neuropeptidi.

Recettori metabotropi: vie di trasduzione del segnale; Recettori per acetilcolina, catecolammine, glutammato, GABA, neuropeptidi, purine.

- Modulazione della trasmissione sinaptica; Co-rilascio di neurotrasmettitori; Un esempio di sinapsi eccitatoria: la giunzione neuromuscolare; Potenziali post-sinaptici; Il potenziale d’inversione; Sinapsi eccitatorie ed inibitori.

- Integrazione sinaptica spaziale e temporale; La plasticità sinaptica (meccanismi molecolari di potenziamento e depressione  a lungo termine), Le sinapsi silenti.


Durante il corso saranno svolti seminari di approfondimento su temi specifici da parte di docenti esterni


     Testi consigliati

Kandel ER, Schwarts JH, Jessell TM, Perri V, Sidalieri G - Principi di Neuroscienze” (Casa Editrice Ambrosiana)

Nicholls JG, Martin RA, Wallace BS - Dai neuroni al cervello (Zanichelli)

Zigmond MJ, Bloom FE, Landis SC,   Roberts J, Squire LR – Neuroscienze (vol. I e II) (Edises)

Brady ST, Siegel GJ, Albers RW, Price DL -Basic Neurochemistry (Academic Press)

D’Angelo E, Peres A - Fisiologia: Molecole, cellule e sistemi (tomo I e II) (Edi-Ermes)

Per alcuni argomenti saranno distribuiti articoli scientifici specifici


NOTA: Tutti i testi, sia in italiano che in inglese, sono disponibili per la consultazione nella biblioteca del Dipartimento di BCS. Informazioni ulteriori e più dettagliate verranno date nella lezione introduttiva al corso.