Distribuzione sinapsi eccitatorie: dendriti vs soma nell'integrazione neurale
Le sinapsi eccitatorie (glutammatergiche, AMPA/NMDA) sono più dense sulle spine dendritiche, rade sui fusti, e minime sul soma. Questo gradiente spaziale è fondamentale per il calcolo neurale.
Base strutturale
- Spine dendritiche: Protuberanze microscopiche (0,1–1 µm³); ciascuna riceve 1–2 input eccitatori. Alta densità (1–10/µm) produce migliaia per neurone.
- Soma: Meno sinapsi eccitatorie; più inibitorie (GABAergiche) per controllo guadagno.
- Segmento iniziale assone (AIS): Sito inizio potenziale d'azione; integra input dendritici sommati.
Conseguenze funzionali
- Compartimentalizzazione: I dendriti eseguono integrazione non lineare locale (picchi NMDA, picchi Ca²⁺) prima che i segnali raggiungano il soma.
- Plasticità sinaptica: LTP/LTD principalmente alle spine dendritiche—base dell'apprendimento.
- Controllo inibitorio: Inibizione perisomatica (celle a canestro/candelabro) gating preciso dell'output.
- Attenuazione dipendente distanza: EPSP distali attenuano; retropropagazione attiva (bAP) abilita plasticità dipendente timing picchi.
Rilevanza clinica
- Eccitotossicità (ictus, TBI): Sovraccarico glutammato → afflusso Ca²⁺ → perdita spine dendritiche, morte neuronale.
- Disturbi neurosviluppo: Densità/morfologia spine alterate in autismo, X fragile, schizofrenia.
- Epilessia: Squilibrio E/I; germogliamento dendritico in epilessia lobo temporale.
La preferenza dendritica per l'eccitazione abilita calcolo complesso, input-specifico—l'essenza del processing corticale.