Cap 19 Flashcards

1
Q

Cos’è l’Elettroencefalogramma (EEG)?

A

Una misura dell’attività elettrica registrata dalla superficie dello scalpo> che permette di avere un’idea dell’attività elettrica generalizzata e sincronizzata della corteccia cerebrale.

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2
Q

Chi misurò per primo l’attività elettrica nel cervello animale e chi registrò il primo EEG umano identificando ritmi diversi?

A

Richard Caton negli animali (cani> conigli)> Hans Berger nell’uomo.

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3
Q

Come viene misurato l’EEG umano?

A

Tramite elettrodi applicati al cuoio capelluto con una pasta conduttrice> misurando le piccole differenze di voltaggio tra coppie di elettrodi.

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4
Q

Da cosa sono generati principalmente i segnali EEG misurati sullo scalpo?

A

Dalla somma delle correnti ioniche (principalmente postsinaptiche) che fluiscono attraverso i dendriti di un gran numero di neuroni piramidali della corteccia> orientati perpendicolarmente alla superficie.

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5
Q

Da cosa dipende l’ampiezza del segnale EEG?

A

Dal numero di neuroni attivi e> soprattutto> dal grado di sincronia della loro attività (più neuroni scaricano in modo sincrono> maggiore è l’ampiezza).

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6
Q

Cos’è la Magnetoencefalografia (MEG)?

A

Una tecnica che misura i debolissimi campi magnetici prodotti dalle correnti elettriche generate dall’attività neuronale> specialmente quelle tangenziali alla superficie cranica.

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7
Q

Qual è un vantaggio della MEG rispetto all’EEG nella localizzazione delle sorgenti neurali?

A

La MEG è meno distorta dal cranio e dal cuoio capelluto> permettendo una migliore localizzazione spaziale delle sorgenti di attività> specialmente quelle più profonde o nei solchi corticali.

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8
Q

Qual è la differenza fondamentale tra ciò che misurano EEG/MEG e ciò che rilevano fMRI/PET?

A

EEG e MEG misurano direttamente l’attività elettrica/magnetica dei neuroni (alta risoluzione temporale)> fMRI e PET rilevano cambiamenti nel flusso ematico o nel metabolismo cerebrale> che sono correlati indiretti e più lenti dell’attività neuronale (alta risoluzione spaziale).

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9
Q

Elenca i principali ritmi (o bande di frequenza) dell’EEG dal più lento al più veloce?

A

Delta (< 4 Hz)> Theta (4-7 Hz)> Alfa (8-13 Hz)> Mu (simile ad alfa ma su aree motorie)> Beta (15-30 Hz)> Gamma (30-90 Hz).

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10
Q

Quali altri pattern EEG specifici sono menzionati nel testo?

A

Fusi del sonno (brevi scariche a 8-14 Hz> tipiche stadio 2 sonno)> Increspature (ripples> brevi oscillazioni ad alta frequenza 80-200 Hz> ippocampo).

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11
Q

Quale tipo di ritmo EEG è caratteristico del sonno profondo a onde lente?

A

Ritmo Delta (< 4 Hz)> lento e di grande ampiezza.

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12
Q

Quale tipo di ritmo EEG è associato a uno stato di veglia rilassata> spesso ad occhi chiusi?

A

Ritmo Alfa (8-13 Hz)> specialmente sulle aree occipitali.

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13
Q

Quali tipi di ritmi EEG sono associati a stati di veglia attiva> attenzione> processamento cognitivo o sonno REM?

A

Ritmi Beta (15-30 Hz) e Gamma (30-90 Hz)> più veloci e di minore ampiezza (desincronizzati).

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14
Q

Quali sono i due meccanismi generali proposti per la generazione di oscillazioni sincronizzate nell’EEG?

A

1> Presenza di un pacemaker centrale (es> talamo) che impone il ritmo a una vasta popolazione neuronale> 2> Sincronizzazione emergente dalle interazioni reciproche (eccitatorie e inibitorie) all’interno della rete neuronale stessa.

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15
Q

Quale struttura sottocorticale gioca un ruolo chiave come pacemaker e coordinatore di molti ritmi EEG> specialmente quelli del sonno non-REM?

A

Il talamo> grazie alle proprietà intrinseche dei suoi neuroni e alle connessioni talamo-corticali.

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16
Q

Come possono le cellule talamiche generare scariche ritmiche intrinseche?

A

Possiedono specifici canali ionici voltaggio-dipendenti (es> canali Ca2+ di tipo T> canali K+ attivati da iperpolarizzazione) che permettono loro di oscillare tra stati di iperpolarizzazione e scariche a raffica (burst firing).

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17
Q

Quale possibile funzione viene ipotizzata per i ritmi lenti e sincronizzati del sonno non-REM?

A

Potrebbero servire a disconnettere funzionalmente la corteccia dalle afferenze sensoriali provenienti dal mondo esterno> favorendo il riposo e altri processi interni.

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18
Q

Cosa sono le convulsioni o crisi epilettiche in termini di attività EEG?

A

Sono manifestazioni di un’attività cerebrale eccessivamente sincronizzata e ipereccitabile> che appare all’EEG come scariche anomale di grande ampiezza e spesso ritmiche.

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19
Q

Qual è la differenza tra una crisi generalizzata e una crisi parziale (o focale)?

A

Crisi generalizzata: coinvolge fin dall’inizio entrambi gli emisferi cerebrali> spesso con perdita di coscienza> Crisi parziale: origina in un’area circoscritta (focolaio) di un emisfero> i sintomi dipendono dall’area coinvolta> può o non può esserci alterazione della coscienza> può secondariamente generalizzare.

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20
Q

Cos’è l’epilessia?

A

Una condizione neurologica cronica caratterizzata dalla predisposizione a generare crisi epilettiche ricorrenti.

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21
Q

Quali sono alcune possibili cause dell’epilessia?

A

Fattori genetici (es> mutazioni canali ionici)> malformazioni cerebrali> traumi cranici> infezioni (meningiti> encefaliti)> ictus> tumori cerebrali> cause sconosciute (criptogenetiche).

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22
Q

Quale ruolo può avere un’alterazione dei canali del sodio nell’epilessia?

A

Mutazioni che causano un’iperfunzione dei canali del sodio voltaggio-dipendenti (es> rimangono aperti più a lungo) possono aumentare l’eccitabilità neuronale e favorire l’insorgenza di crisi.

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23
Q

Quale ruolo ha il sistema GABAergico nell’epilessia?

A

Un deficit della neurotrasmissione inibitoria mediata dal GABA può portare a uno squilibrio tra eccitazione e inibizione nel cervello> favorendo l’ipereccitabilità e le crisi (farmaci che bloccano il GABA sono convulsivanti).

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24
Q

Come agiscono molti farmaci anticonvulsivanti?

A

Potenziano l’inibizione GABAergica (es> benzodiazepine> barbiturici)> oppure riducono l’eccitabilità neuronale bloccando i canali del sodio voltaggio-dipendenti (es> fenitoina> carbamazepina) o i canali del calcio.

25
Cosa caratterizza le crisi di assenza (piccolo male)> comuni nell'infanzia?
Brevi episodi (pochi secondi) di perdita di coscienza ("assenza") associati a un pattern EEG specifico (complessi punta-onda generalizzati a 3 Hz)> con scarsi o nulli sintomi motori evidenti.
26
Cos'è il sonno?
Uno stato comportamentale naturale> periodico e prontamente reversibile> caratterizzato da ridotta reattività agli stimoli esterni e da specifici pattern di attività cerebrale.
27
Quali sono i due stati principali e qualitativamente diversi del sonno?
Sonno REM (Rapid Eye Movement> o sonno con movimenti oculari rapidi) e Sonno non-REM (o sonno senza movimenti oculari rapidi).
28
Descrivi le caratteristiche principali del sonno REM?
Attività EEG rapida e desincronizzata (simile alla veglia)> movimenti oculari rapidi a scatti> atonia muscolare quasi completa (paralisi)> sogni vividi e narrativi> aumento e variabilità di frequenza cardiaca/respiratoria> perdita termoregolazione> erezione pene/clitoride> definito anche "sonno paradosso".
29
Descrivi le caratteristiche principali del sonno non-REM?
Attività EEG progressivamente più lenta e sincronizzata (onde lente> delta)> riduzione tono muscolare ma movimenti possibili> pensieri meno vividi e più frammentati rispetto ai sogni REM> riduzione generale del metabolismo> frequenza cardiaca e respiratoria più basse e regolari> definito anche "sonno a onde lente" (specialmente stadi 3-4).
30
Quanto dura approssimativamente un ciclo completo di sonno (passaggio attraverso non-REM e REM) e come viene chiamato questo ritmo?
Circa 90 minuti negli adulti> viene definito ritmo ultradiano del sonno.
31
Quali sono i 4 stadi del sonno non-REM descritti tradizionalmente in base all'EEG?
Stadio 1 (addormentamento> onde theta)> Stadio 2 (sonno leggero> comparsa fusi del sonno e complessi K)> Stadio 3 (inizio sonno profondo> comparsa onde delta < 50%)> Stadio 4 (sonno profondo> onde delta > 50%). (Nota: Spesso oggi Stadi 3 e 4 sono uniti in N3).
32
Come varia la struttura del sonno (proporzione tra stadi) nel corso della notte?
Nella prima parte della notte prevale il sonno non-REM profondo (Stadi 3-4)> mentre nella seconda parte aumentano progressivamente la durata dei periodi di sonno REM e del sonno non-REM più leggero (Stadio 2).
33
Quali sono le due teorie principali proposte per spiegare la funzione (il "perché") del sonno?
1> Teoria del ristoro/recupero (il sonno serve a ripristinare risorse fisiche e mentali consumate durante la veglia)> 2> Teoria dell'adattamento/conservazione (il sonno si è evoluto per ottimizzare la sopravvivenza> conservando energia e tenendo gli animali al sicuro durante i periodi meno favorevoli> es> notte).
34
Cosa suggerisce il fenomeno del "rimbalzo REM" (REM rebound) osservato dopo deprivazione selettiva di sonno REM?
Che il sonno REM svolge funzioni biologiche importanti e necessarie> tanto che il cervello cerca attivamente di recuperare il sonno REM perso.
35
Qual era l'interpretazione dei sogni secondo la psicoanalisi di Sigmund Freud?
Che i sogni rappresentano l'appagamento mascherato di desideri inconsci e conflitti rimossi (contenuto latente espresso attraverso simboli nel contenuto manifesto).
36
Cosa propone l'ipotesi dell'attivazione-sintesi di Hobson e McCarley sull'origine dei sogni REM?
Che i sogni siano il risultato del tentativo della corteccia cerebrale (sintesi) di interpretare e dare un senso all'attività neurale relativamente casuale (attivazione) che origina dal tronco encefalico (ponte) durante il sonno REM.
37
Quale altra funzione cognitiva importante viene spesso attribuita al sonno (sia REM che non-REM)?
Il consolidamento della memoria> ovvero il processo attraverso cui le memorie recenti e labili vengono stabilizzate> riorganizzate e integrate nelle reti mnemoniche a lungo termine.
38
Quale ampia regione del tronco encefalico è considerata cruciale per il mantenimento dello stato di veglia e dell'arousal corticale?
Il Sistema Reticolare Attivatore Ascendente (ARAS).
39
Quali principali sistemi di neuroni che utilizzano neurotrasmettitori modulatori diffusi sono coinvolti nella promozione e nel mantenimento della veglia?
I sistemi noradrenergico (dal locus coeruleus)> serotoninergico (dai nuclei del rafe)> colinergico (dai nuclei tegmentali pontomesencefalici)> e istaminergico (dal nucleo tuberomammillare dell'ipotalamo).
40
Quale neuropeptide> prodotto da un piccolo gruppo di neuroni nell'ipotalamo laterale> ha un ruolo chiave nell'eccitare i sistemi della veglia e nello stabilizzare lo stato di veglia?
L'Ipocretina (chiamata anche Oressina).
41
Quale disturbo del sonno è causato dalla perdita degenerativa dei neuroni che producono ipocretina/oressina?
La Narcolessia di tipo 1> caratterizzata da eccessiva sonnolenza diurna> cataplessia (perdita improvvisa tono muscolare)> paralisi del sonno e allucinazioni ipnagogiche/ipnopompiche.
42
Quali cambiamenti generali nell'attività dei sistemi modulatori si verificano durante l'addormentamento e il sonno non-REM?
Una diminuzione dell'attività dei sistemi che promuovono la veglia (NA> 5-HT> ACh> Istamina) e un aumento dell'attività di neuroni che promuovono il sonno (es> neuroni GABAergici nel VLPO ipotalamico).
43
Quali aree cerebrali mostrano un'elevata attività durante il sonno REM> contribuendo probabilmente al contenuto dei sogni?
Aree corticali associative (specialmente visive posteriori)> sistema limbico (amigdala> corteccia cingolata)> mentre aree prefrontali dorsolaterali sono meno attive.
44
Quali meccanismi neurali nel tronco encefalico (ponte e bulbo) sono responsabili dell'atonia muscolare (paralisi) caratteristica del sonno REM?
L'attivazione di specifici neuroni "REM-on" nel ponte che> tramite interneuroni inibitori nel bulbo e nel midollo spinale> iperpolarizzano i motoneuroni alfa> bloccando l'output motorio.
45
Cos'è il Disturbo Comportamentale del Sonno REM (RBD)?
Una parasonnia caratterizzata dalla perdita dell'atonia muscolare durante il sonno REM> che porta il soggetto a mettere in atto fisicamente i propri sogni> spesso con comportamenti violenti o complessi.
46
Cos'è l'Adenosina e come agisce nel promuovere il sonno?
È un neuromodulatore che si accumula nel cervello durante la veglia prolungata come sottoprodotto del metabolismo energetico> agisce su recettori specifici (A1> A2A) esercitando un effetto inibitorio generale sui neuroni> inclusi quelli dei sistemi modulatori della veglia> inducendo sonnolenza (la caffeina è un antagonista dei recettori A1).
47
Cos'è il Monossido d'Azoto (NO) e quale ruolo potrebbe avere nella regolazione del sonno?
È un neurotrasmettitore gassoso i cui livelli cerebrali aumentano durante la veglia prolungata> sembra promuovere il sonno> forse inducendo il rilascio di adenosina.
48
Cos'è l'Interleuchina-1 (IL-1) e come si collega al sonno?
È una citochina pro-infiammatoria prodotta dal sistema immunitario (e anche nel cervello)> i cui livelli aumentano durante le infezioni e la veglia prolungata> promuove il sonno non-REM (specie a onde lente)> contribuendo alla sonnolenza associata alle malattie.
49
Cos'è la Melatonina> dove viene prodotta e qual è il suo ruolo nella regolazione sonno-veglia?
È un ormone prodotto dalla ghiandola pineale (epifisi) principalmente durante la notte (la sua secrezione è inibita dalla luce)> deriva dalla serotonina> agisce come segnale dell'oscurità per l'organismo> aiutando a sincronizzare i ritmi circadiani e promuovendo l'inizio del sonno.
50
Quali categorie di geni hanno mostrato un'espressione differenziale tra sonno e veglia nel cervello?
Geni della fase precoce immediata (implicati nella plasticità sinaptica)> geni correlati al metabolismo energetico (mitocondriali)> e geni legati alle risposte allo stress cellulare e alla sintesi/riparazione di macromolecole.
51
Cosa sono i ritmi circadiani?
Sono oscillazioni biologiche endogene (generate internamente) con un periodo di circa 24 ore> che permettono agli organismi di anticipare e adattarsi ai cambiamenti ambientali legati al ciclo giorno-notte.
52
Cosa sono gli Zeitgebers (sincronizzatori)?
Sono stimoli ambientali periodici (il più potente è il ciclo luce-buio) che "trascinano" e sincronizzano i ritmi circadiani endogeni al ciclo di 24 ore esatte dell'ambiente.
53
Cos'è un ritmo a corsa libera (free-running rhythm)?
È il ritmo circadiano espresso da un organismo quando viene mantenuto in condizioni ambientali costanti (es> buio continuo)> privo di Zeitgebers> il periodo di questo ritmo endogeno (tau) è solitamente vicino ma non identico a 24 ore.
54
Quale piccola struttura bilaterale situata nell'ipotalamo anteriore> sopra il chiasma ottico> funziona come l'orologio biologico centrale (master clock) nei mammiferi?
I Nuclei Soprachiasmatici (NSC o SCN).
55
Cosa succede alla ritmicità circadiana se i NSC vengono lesionati chirurgicamente o distrutti?
La maggior parte dei ritmi circadiani fisiologici e comportamentali (incluso il ciclo sonno-veglia) viene persa o gravemente disorganizzata.
56
Come fa il NSC a ricevere l'informazione diretta sul ciclo luce-buio ambientale per sincronizzarsi?
Attraverso una via neurale specifica chiamata tratto retinoipotalamico> che origina da una piccola sottopopolazione di cellule gangliari della retina.
57
Quale caratteristica unica possiedono queste cellule gangliari retiniche che proiettano al NSC e quale fotopigmento utilizzano?
Sono intrinsecamente fotosensibili (rispondono direttamente alla luce anche in assenza di input da coni e bastoncelli)> grazie alla presenza del fotopigmento melanopsina.
58
Qual è il meccanismo fondamentale che genera l'oscillazione circadiana all'interno delle singole cellule del NSC?
Un orologio molecolare basato su cicli di feedback negativo di trascrizione e traduzione di specifici "geni clock" (es> geni Per> Cry> Clock> Bmal1)> le cui proteine prodotte inibiscono l'attività dei loro stessi geni> completando un ciclo in circa 24 ore.
59
Come fanno i NSC a comunicare il loro segnale temporale circadiano al resto del cervello e del corpo per orchestrare i vari ritmi?
Attraverso proiezioni neurali dirette e indirette verso altre aree ipotalamiche e cerebrali> e attraverso segnali umorali> influenzando così il SNA> la temperatura corporea> la secrezione ormonale (es> cortisolo> melatonina)> e i centri che regolano sonno-veglia> alimentazione> attività motoria e metabolismo.