I circuiti neuronali

La sopravvivenza di tutti gli animali dipende dalla loro capacità di rispondere alle continue sfide lanciate da altri animali e dall'ambiente in generale. Spesso, per essere efficaci, le risposte devono essere rapide e ben coordinate e gli animali possono darle solo quando l'informazione è raccolta, elaborata e trasmessa rapidamente. Le unità funzionali che permettono all'animale di rispondere efficacemente al proprio ambiente sono costituite da neuroni collegati tra di loro in modo tale da consentire all'informazione nervosa di essere trasferita da una cellula all'altra. Queste associazioni di cellule sono dette circuiti neuronali, dato che le loro interconnessioni sono per molti versi analoghe ai circuiti elettrici. I segnali si spostano da un punto all'altro lungo la membrana plasmatica di un singolo neurone sotto forma o di potenziali graduali o conduzione elettrotonica o di potenziali d'azione (impulsi tutto-o-nulla). Pertanto, quando un segnale (stimolo) proveniente dall'ambiente viene captato e trasmesso attraverso i neuroni, esso viene alternativamente codificato in potenziali graduali o potenziali d'azione tutto-o-nulla. I potenziali graduali vengono prodotti a livello delle membrane recettoriali e postsinaptiche, mentre i potenziali d'azione sono in larga misura confinati alle strutture specializzate per la conduzione a lunga distanza, come gli assoni. Con poche eccezioni, tutti i segnali che rientrano in queste due categorie principali di trasmissione vengono generati dall'attivazione di specifici tipi di canali di membrana. Nel corso del suo trasferimento attraverso il sistema nervoso, l'informazione subisce continue trasformazioni. A volte, essa è trasferita tramite variazioni graduali del potenziale di membrana, che possono tradursi in potenziali d'azione tutto-o-nulla che si propagano attivamente. A livello delle sinapsi, i segnali codificati elettricamente si traducono, invece, in segnali chimici sotto forma di molecole di neurotrasmettitore che trasferiscono l'informazione da una cellula all'altra. Il segnale chimico viene poi ritrasformato in un segnale elettrico nel neurone postsinaptico. Questa interconversione tra conduzione elettrica e chimica dei segnali lungo una rete di neuroni nel sistema nervoso porta a cambiamenti nelle proprietà del segnale originario.