B8295 - NEUROPHYSIOLOGY

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente possiede una panoramica critica degli aspetti fondamentali dell'elaborazione neurale e della plasticità dei circuiti cerebrali. Lo studente conosce i circuiti neurali, in base alla loro organizzazione funzionale e anatomica, risolvono sfide complesse relative alla codifica, all'analisi e alla trasmissione dei segnali nervosi. Al termine del corso, lo studente conosce le basi delle strutture neuroanatomiche essenziali e i loro ruoli, che coprono sia le regioni corticali sia le sottocorticali; conosce inoltre le tecniche chiave per la registrazione e l'analisi delle risposte cerebrali. Lo studente conosce inoltre come i circuiti neurali nei percorsi sensoriali e motori consentano il controllo del movimento a livello centrale, spinale e periferico. Viene trattata la neurofisiologia delle funzioni cognitive come memoria, linguaggio e attenzione, e come i processi cognitivi influenzano il controllo motorio. Sono trattate le teorie della neuroplasticità e dell'apprendimento neuromotorio, sottolineando i meccanismi che governano l'induzione e il consolidamento della plasticità. Al termine del corso, lo studente è in grado di comprendere i comportamenti adattativi e i processi di apprendimento.

Contenuti

1) Il Neurone: Neurobiologia di base e fisiologia del neurone
Nozioni di elettrofisiologia cellulare: concetti fondamentali della fisiologia neuronale, inclusi i canali ionici, il potenziale di membrana a riposo, il potenziale d’azione, le giunzioni neuromuscolari, la conduzione nervosa e le complessità di neurotrasmettitori, recettori e vie di comunicazione.

2) Codifica e decodifica neurale
Come i singoli neuroni e le reti rappresentano e trasmettono informazioni: codici di spike nei neuroni individuali, codifica a tasso (rate coding) vs. codifica temporale (temporal coding), variabilità e rumore nei treni di spike. Codifica di popolazione, rappresentazioni ridondanti: perché più neuroni migliorano l’affidabilità. Riduzione di dimensionalità: come grandi insiemi di neuroni semplificano le variabili del compito. Principi di decodifica: leggere “ciò che il cervello vede o intende” dall’attività neurale.

3) Dal neurone al sistema nervoso
Neuroanatomia del sistema nervoso: l’anatomia complessa del sistema nervoso, con un’esplorazione del sistema nervoso periferico e delle sue funzioni. Nozioni sull’anatomia del sistema nervoso centrale: funzioni delle principali strutture corticali e sottocorticali.

4) Percezione
Codifica sensoriale: meccanismi della codifica sensoriale, inclusi i recettori del sistema somatosensoriale. La natura costruttiva dell’elaborazione visiva, dall’elaborazione visiva di basso livello nella retina all’elaborazione visiva di alto livello che influenza cognizione, attenzione e organizzazione dell’azione.

5) Movimento
Principi del controllo sensomotorio: studio dei principi che governano il controllo sensomotorio, dall’unità motoria e l’azione muscolare all’integrazione sensomotoria nel midollo spinale. Controllo neurale del movimento: dalla corteccia al midollo spinale, ai motoneuroni e ai muscoli. Argomenti avanzati su interfacce cervello-macchina e controllo del movimento volontario. Influenza della cognizione sul movimento. Neuroplasticità dell’apprendimento motorio: teorie e dati.

6) Neurofisiologia delle funzioni cognitive: memoria, attenzione, interazione tra azione e percezione, linguaggio
Condizionamento classico e operante. Rinforzo positivo. Apprendimento e memoria. Classificazione dei tipi di memoria in base a contenuto e durata. Plasticità corticale: modificazione dei circuiti cerebrali come risultato dell’esperienza. Amnesia. Memoria e invecchiamento. Circuiti neurali per diversi tipi di memoria. Attenzione e movimenti oculari. Interfacce neurali tra azione e percezione. Linguaggio: linguaggio e cervello. Lateralizzazione emisferica.

Testi/Bibliografia

Kandel ER, Jessell TM, Schwartz JH, Siegelbaum SA, Hudspeth AJ. Principles of Neural Science, 5th ed. Mc Graw-Hill

da consultare: Purves D, et al., Neurosciences, 6th ed. Sinauer Associates

Verranno forniti articoli e reviewes per integrare questi testi.

 

Metodi didattici

Lezioni frontali con ausilio di Power Point.

Aggiunta di metodi interattivi appresi in corsi UNIBO mirati a migliorare la didattica (es. uso di Kahoot, Mentimeter, Jove, ecc...) e a rendere interattive le lezioni.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La prova finale consiste in una prova orale in cui lo studente dissertera' di due diversi argomenti tratti dal programma. L'esame si considerera' superato se lo studente avra' dimostrato una conoscenza sufficiente in entrambi gli argomenti. In particolare, se la risposta è ritenuta sufficiente, ogni domanda viene valutata con un punteggio variabile tra 18 e 30 con lode. Il raggiungimento da parte dello studente di una visione organica dei temi discussi in sede d'esame congiunta alla loro utilizzazione critica, la dimostrazione del possesso di una padronanza espressiva e di linguaggio specifico vengono valutati con voti di eccellenza. La conoscenza per lo più meccanica e/o mnemonica della materia, capacità di sintesi e di analisi non articolate e/o un linguaggio corretto ma non sempre appropriato portano a valutazioni discrete; lacune formative e/o linguaggio inappropriato conducono a voti che non superano la sufficienza. Ognuna delle due domande pesa per un mezzo nel calcolo del voto finale. La valutazione insufficiente della risposta anche solo a una delle due domande rende la prova insufficiente.

Gli studenti con disturbi dell'apprendimento e disabilità temporanee o permanenti sono invitati a contattare l'ufficio dedicato (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it/per-studenti) il più presto possibile in modo da poter convenire sulle opportune misure compensative. La richiesta deve essere presentata in anticipo (15 giorni prima della data dell'esame) al docente, che valuterà l'adeguatezza delle misure tenendo conto degli obiettivi didattici.

Strumenti a supporto della didattica

Materiale didattico sulla piattaforma di Insegnamento online di Ateneo.

Per la preparazione dell'esame si suggerisce di partecipare attivamente alle lezioni e di studiare su un libro di testo, alla luce degli appunti presi a lezione e delle presentazioni messe a disposizione dal docente.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Annalisa Bosco

Consulta il sito web di Matteo Filippini