carlottina ha chiesto in Matematica e scienzeMedicina · 1 decennio fa

Vorrei avere un parere sulla diversità tra effetti di sensibilizzazione e condizionamento per l'Aplysia.?

Help!!!Ho un'esame di neuroscienze martedì prossimo...

L'Aplysia della California è quella studiata da Kandel per valutare le basi molecolari della Memoria procedurale!!!

Grazie mille a tutti quelli che mi daranno 1 mano!!!

1 risposta

Classificazione
  • Anonimo
    1 decennio fa
    Risposta preferita

    La lumaca dalla memoria lunga

    Abituazione e sensibilizzazione nell’Aplysia

    L’apprendimento e la memoria sono due speciali facoltà che gli esseri viventi hanno sviluppato per

    adattarsi e per rispondere all’ambiente che li circonda. Sono due facoltà strettamente connesse l’una

    all’altra, perché non c’è apprendimento se non si può utilizzare l’esperienza precedente e non c’è

    memoria se prima non si è appreso qualcosa.

    L’abituazione e la sensibilizzazione sono due forme particolari di apprendimento riflesso attraverso

    le quali gli animali e l’uomo imparano a discriminare certi stimoli e quindi a reagirvi in modo

    opportuno. Con l’abituazione l’animale apprende e memorizza che uno stimolo nuovo, ripetuto più

    volte, può essere innocuo e la risposta di difesa, in questo caso, si estingue progressivamente nel

    tempo. Con la sensibilizzazione invece l’animale impara a reagire in modo più rapido a una serie di

    stimoli che possono avere un significato di pericolosità o di utilità.

    Un grosso passo avanti nella conoscenza di queste forme di apprendimento è stato compiuto da

    Erick Kandel (premio Nobel nel 2000) che, indagando a livello cellulare e biomolecolare, ha delineato

    quali sono i meccanismi chimici che stanno alla base dell’apprendimento e della memoria in una

    lumaca di mare, l’Aplysia californica. La scelta di questo placido gasteropode delle coste californiane

    come sistema di studio da parte di Kandel e collaboratori non è stata casuale: esso possiede un

    sistema nervoso molto semplice, formato da soli 20 mila grandi neuroni, raggruppati in 10 gangli

    principali, che per le loro dimensioni sono facili da analizzare con tecniche di elettrofisiologia. Il

    comportamento di difesa della lumaca di fronte a stimolazioni nuove è quello di ritrarre energicamente

    la branchia (attraverso cui respira) e il sifone (un piccolo canale carnoso posto sopra la branchia

    che l’Aplysia usa per espellere l’acqua marina e le impurità). Se solo si sfiora il mantello, la branchia

    e il sifone si ritraggono. Se lo stimolo viene presentato ripetutamente, il riflesso di retrazione va

    incontro all’abituazione o alla sensibilizzazione, a seconda delle circostanze.

    I neuroni sensoriali che ricevono la stimolazione, inviano l’informazione ai motoneuroni responsabili

    della retrazione. Se lo stimolo viene presentato ripetutamente e non è potenzialmente pericoloso

    per l’incolumità dell’Aplysia (per esempio uno spruzzo d’acqua), l’informazione trasmessa dai neuroni

    sensoriali a quelli motori diviene sempre meno consistente.Alla fine i segnali post-sinaptici generati

    dai neuroni sensoriali diventano molto piccoli e non sono più in grado di evocare la risposta dei

    motoneuroni. La memoria dell’abituazione corrisponde quindi a una diminuzione persistente dell’efficacia

    delle connessioni sinaptiche fra i neuroni sensoriali e i motoneuroni. Questo fenomeno di

    modificazione plastica è noto come long term depression (LTD), cioè depressione a lungo termine,

    proprio perché il comando “ritira la branchia” inviata dal neurone sensitivo a quello motorio diventa

    via via più debole. La depressione a lungo termine dipende, almeno in parte, da una prolungata inattivazione

    del canale al Ca++ nella terminazione sinaptica del neurone sensoriale. Dopo che il riflesso

    è andato incontro ad abitudine,un leggero sfioramento del mantello è ancora capace di eccitare i neuroni

    sensoriali che innervano la cute, e quindi di generare un segnale elettrico che raggiunge i motoneuroni.

    Però, dato che i canali al Ca++ sono in parte inattivi nella terminazione del neurone sensoriale,

    succede che viene liberata una quota minore di neurotrasmettitori (il calcio è un elemento indispensabile

    per la liberazione dei neurotrasmettitori; quando il calcio entra nella membrana della terminazione

    della cellula sensoriale, attiva la liberazione di vescicole che trasportano l’informazione

    “ritira la branchia” fino al neurone motore). Il collegamento tra i neuroni sensitivi e i motoneuroni si

    modifica plasticamente; tale modificazione può durare minuti, ore o addirittura giorni. Quindi l’esperienza

    si traduce in un cambiamento della rete nervosa dell’Aplysia (memoria a lungo termine).E così

    la lumaca può ricordare anche dopo una settimana che, nel caso qualcosa sfiori il suo mantello, non

    è necessario ritrarre energicamente la branchia, perché non c’è pericolo per la sua vita.

    La sensibilizzazione è una forma più complessa di apprendimento rispetto all’abituazione: se si stimola

    in modo potenzialmente nocivo la cute dell’Aplysia, e lo si fa più di una volta, la lumaca ritrar- MEMORIA A

    LUNGO TERMINE

    NEUROBIOLOGIA

    rà ogni volta la branchia in modo molto vigoroso. L’animale si sensibilizza al punto che poi basterà

    sfiorare appena la cute del sifone o la testa, per provocare una reazione ugualmente energica.

    Poniamo che la coda dell’Aplysia venga pizzicata per un paio di volte: l’informazione inviata dai neuroni

    sensoriali che innervano la coda a quelli motori che innervano la branchia è sempre “ritira la

    branchia”. Con la sensibilizzazione, la lumaca ricorderà che il pizzicotto sulla coda è pericoloso (il

    suo predatore naturale, l’aragosta, l’aggredisce proprio sulla coda), e manterrà questa informazione

    anche per intere settimane dopo le prime stimolazioni.

    Questo secondo tipo di apprendimento comporta una modificazione plastica delle sinapsi che collegano

    il neurone sensoriale (che registra la stimolazione tattile della coda) al neurone motore (che

    comanda la retrazione della branchia). La modificazione è una long term potentiation (LTP), o

    potenziamento a lungo termine, cioè una maggiore durata e intensità del potenziale d’azione dei

    motoneuroni che si traduce in un’intensificazione del comando “ritira la branchia” inviato al motoneurone.

    Quest’effetto – opposto a quello osservato nell’abituazione – viene innescato da un aumento

    dei livelli di serotonina, un importante neurotrasmettitore prodotto e rilasciato in risposta alla stimolo

    doloroso da appositi interneuroni. La serotonina innesca una cascata di reazioni all’interno dei

    neuroni sensoriali che si traduce sia in una modulazione della permeabilità agli ioni potassio, sia in

    un maggiore rilascio di neurotrasmettitore, e quindi in un allungamento nel tempo del potenziale

    d’azione e in un aumento dell’eccitabilità pre-sinaptica. In questo modo viene rafforzata la comunicazione

    fra le cellule sensoriali e quelle motorie dell’Aplysia che in caso di una nuova sollecitazione

    dolorosa è in grado di reagire prontamente (memoria a breve termine).

    Nel caso in cui lo stimolo venga ripetuto più volte, la sensibilizzazione permane per un periodo più

    lungo (giorni e settimane) perchè la lumaca immagazzina l’esperienza nel serbatio della memoria a

    lungo termine. Con gli studi di Kandel è stato osservato che, con il ripetersi dello stimolo, la serotonina

    ha un effetto indiretto non solo a livello della permeabilità della membrana, ma anche a livello

    di DNA e quindi di espressione di specifici geni. Le proteine prodotte da questi geni portano a un

    aumento nella quota di neurotrasmettitore rilasciato che quindi si mantiene stabilmente ogni volta

    che si applica una nuova stimolazione.

    L’apprendimento per sensibilizzazione, inoltre, sembra essere associato non solo a un rafforzamento

    della trasmissione del segnale ma anche alla crescita di nuove connessioni sinaptiche tra i neuroni

    sensoriali e i neuroni motori.

    MEMORIA

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