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Sinapsi: come i neuroni comunicano nel cervello

La potenza computazionale del cervello nasce da ~86 miliardi di neuroni connessi da ~100 trilioni di sinapsi. Una sinapsi è la giunzione specializzata dove un neurone (presinaptico) trasmette un segnale a un altro (postsinaptico). Non è semplicemente una "terminale nervosa" – è una macchina molecolare dinamica e plastica.

Struttura di una sinapsi chimica

  • Terminale presinaptico (terminale assonale): Contiene canali Ca²⁺ voltaggio-dipendenti e vescicole sinaptiche piene di neurotrasmettitori.
  • Fessura sinaptica: Spazio extracellulare 20-40 nm.
  • Densità postsinaptica (PSD): Regione specializzata di dendrite/spina con recettori neurotrasmettitori, proteine scaffold, complessi segnalazione.

Sequenza neurotrasmissione

  1. Potenziale d'azione arriva al terminale presinaptico.
  2. Afflusso Ca²⁺ attraverso canali voltaggio-dipendenti.
  3. Fusione vescicole (complesso SNARE) → rilascio neurotrasmettitore in fessura.
  4. Diffusione e legame a recettori postsinaptici (ionotropici: veloci, ms; metabotropici: lenti, modulatori).
  5. Risposta postsinaptica: PSP eccitatoria (EPSP) o inibitoria (IPSP) tramite flusso ioni.
  6. Terminazione: Riassorbimento (trasportatori), degradazione enzimatica (AChE), diffusione.

Neurotrasmettitori chiave e funzioni

  • Glutammato: Principale eccitatorio (recettori AMPA, NMDA). Apprendimento, memoria.
  • GABA: Principale inibitorio (GABAA, GABAB). Soglia convulsioni, ansia, sonno.
  • Dopamina: Ricompensa, motivazione, controllo motorio (nigrostriatale, mesolimbico).
  • Serotonina: Umore, appetito, sonno, cognizione.
  • Acetilcolina: Giunzione neuromuscolare, attenzione, memoria (prosenfalo basale).
  • Noradrenalina: Arousal, risposta stress, attenzione.

Plasticità sinaptica: Base dell'apprendimento

  • LTP (Potenziazione a Lungo Termine): Risposta rafforzata dopo stimolazione alta frequenza. NMDA-dipendente. Base formazione memoria.
  • LTD (Depressione a Lungo Termine): Indebolimento dopo stimolazione bassa frequenza. Potatura, flessibilità.
  • Plasticità strutturale: Crescita/ritrazione spine, formazione/eliminazione sinapsi.

Sinapsi elettriche (Giunzioni comunicanti)

Continuità citoplasmatica diretta via connessoni. Ultraveloci, bidirezionali. Sincronizzano ensemble neuronali (es. retina, ipotalamo, interneuroni).

Le sinapsi non sono cablaggio statico – sono il substrato vivente di memoria, adattamento e coscienza.


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