Riassunti VERIFICATO
Elettroencefalogramma
Università degli Studi di Roma - La Sapienza ingegneria clinica Curriculum ingegneria clinica (percorso formativo valido anche ai fini del conseguimento del doppio titolo italo-venezuelano) 2020
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Di cosa parla
- Neuroni e Struttura: Il tessuto nervoso è composto da neuroni (cellule nervose altamente differenziate) e neuroglia (tessuto di supporto). I neuroni sono costituiti da un corpo cellulare (soma), dendriti (ricevono input sinaptici) e un assone (trasmette attività).
- Albero Dendritico: Riceve input sinaptici, la sua morfologia influenza la classificazione neuronale e la funzione. Posizione e densità determinano tipo e numero di input, mentre dimensioni e forma regolano le proprietà elettroniche passive e la conduttanza attiva della membrana.
- Assone: Ha il compito primario di propagare velocemente e rigenerare i potenziali d'azione, fornendo supporto energetico.
- Funzioni Neuronali: Si distinguono due domini: somatodendritico (soma, dendriti, poggio dell'assone prossimale) e assonale (proietta l'assone verso altri neuroni o tessuti bersaglio, formando sinapsi).
- Cellule Gliali: Più numerose dei neuroni, hanno funzioni trofiche e di supporto, essenziali per il metabolismo neuronale e la mielinizzazione delle fibre assonali.
- Sistema Nervoso Centrale (CNS): Composto da midollo spinale, tronco cerebrale, cervelletto, diencefalo e telencefalo (diviso in emisferi e lobi).
- Funzionalità Neuronale: La membrana cellulare agisce da filtro selettivo, ospitando recettori e canali ionici specifici.
- Trasmissione Sinaptica:
- I canali voltaggio-dipendenti presinaptici depolarizzano la membrana e generano una variazione del potenziale d'azione nella cellula postsinaptica.
- I neuroni si connettono tramite sinapsi (corpo cellulare, dendriti, assoni).
- Può essere elettrica (continuità citoplasmatica, rapida, sincronizza risposte) o chimica (schisi sinaptica, neuromediatore rilasciato, apertura canali ionici postsinaptici, ritardo 0.3-ms).
- Potenziali Postsinaptici: Possono essere eccitatori o inibitori.
- GABA: Principale inibitore, apre canali Cl-, iperpolarizzando la membrana.
- Glutammato (Gu): Principale eccitatorio, apre canali Na+/K+, responsabile del potenziale eccitatorio veloce.
- Assone Hillock: Area del corpo cellulare vicina all'assone iniziale, con la più alta densità di canali Na+ e la soglia di attivazione del potenziale d'azione più bassa.
- Potenziale d'Azione:
- Riposo: Concentrazioni ioniche mantenute da pompa attiva, K+ alto interno, Na+ alto esterno, canali K+ aperti, Na+ chiusi, potenziale di -70mV.
- Propagazione: Rapida apertura/chiusura di canali K+ e Na+ in risposta a cambiamenti del potenziale di membrana.
- Depolarizzazione: Apertura canali Na+ (Nav).
- Ripolarizzazione: Apertura più lenta canali K+ (Kv), riportando la membrana al potenziale di riposo.
- Durata circa 1 ms, ripolarizzazione 2-3 ms.
- Periodo refrattario dopo ogni potenziale d'azione.
- Potenziali Postsinaptici (dettaglio):
- EPSP: Na+ entra, riducendo negatività (1-5 mV), dura circa 15 ms.
- IPSP: Cl- entra e K+ esce, aumentando la negatività (fino a -75 mV), dura circa 15 ms.
- Origine Attività Elettrica Cerebrale (EEG):
- Rappresentazione grafica della differenza di tensione tra posizioni cerebrali.
- Registra l'attività bioelettrica del cervello dal cuoio capelluto (segnali di campo).
- Il segnale EEG superficiale deriva dalla somma spaziale dei potenziali postsinaptici di grandi popolazioni di neuroni corticali.
- Sommatoria PSP:
- Dipende dalla costante di tempo della cellula postsinaptica (lunga per sommatoria temporale, breve per decadimento).
- La distanza tra input sinaptico e zona di trigger influenza la sommatoria spaziale.
- Generazione EEG (dettaglio):
- Misura la differenza di potenziale tra elettrodo attivo e indifferente.
- Riflette la corrente nei dendriti dei neuroni piramidali corticali.
- Richiede l'attivazione sincrona di migliaia di neuroni (almeno 100 in 6 cm^2) per un segnale rilevabile.
- L'ampiezza dipende dalla sincronizzazione.
- La polarità dipende dal sito e dalla profondità dell'attività sinaptica (fonte/pozzo).
- Cambiamenti del potenziale EEG dovuti a flussi di corrente in dipoli fluttuanti (soma e dendriti basali come fonte, dendriti apicali come pozzo per EPSP).
- Potenziali d'Azione vs Pot. Postsinaptici nell'EEG:
- I potenziali d'azione contribuiscono minimamente all'EEG per la rapida diminuzione dell'ampiezza del campo elettrico e la breve durata (1 ms), insufficiente per la sincronizzazione.
- I potenziali postsinaptici sono la fonte principale perché le correnti durano più a lungo (10-40 ms), si sommano più efficacemente e creano campi elettrici sufficientemente grandi.
- I PSP non hanno soglia, sono graduati, locali e non si propagano con decremento.
- Sinapsi e Polarità: Le sinapsi sul soma sono generalmente inibitorie, mentre quelle sulle spine dendritiche sono eccitatorie. La polarità dei segnali elettrici varia in base al sito delle sinapsi eccitatorie.
- Dipoli Equivalenti: La depolarizzazione genera un flusso di corrente dal corpo cellulare (sorgente) ai dendriti (pozzo), creando un campo elettrico (dipolo). Le fonti EEG sono aree corticali con neuroni attivi in modo sincrono, rappresentabili come dipoli equivalenti.
- Orientamento del Dipolo: L'ampiezza del segnale dipende dalla distanza dall'elettrodo. Si distinguono dipoli verticali (o radiali), orizzontali (o tangenziali) e obliqui, che influenzano il tipo di segnale registrato dagli elettrodi.