Neuroni e flusso dell’informazione nervosa

La superficie del neurone è formata dalla membrana plasmatica, a composizione lipoproteica. La polarizzazione strutturale e funzionale dei neuroni è dipendente da una polarizzazione molecolare, o compartimentazione, della membrana plasmatica, mantenuta grazie alla disposizione ordinata di strutture subcellulari e organuli, che dipendono dalle attività del citoscheletro e dei sistemi interni di membrana.
Le sinapsi che portano informazioni a un neurone sono dette afferenti, per distinguerle da quelle poste nelle terminazioni assoniche che inviano informazioni ad altre cellule (efferenti). Un neurone può avere migliaia di sinapsi afferenti e per questo motivo la sua attività può essere controllata da informazioni provenienti da un numero molto elevato di neuroni diversi. Il numero delle sinapsi efferenti è relativamente basso.
Sulla concentrazione dell’informazione nervosa si basa una delle capacità fondamentali del sistema nervoso, l’elaborazione: le informazioni in entrata provenienti dall’ambiente esterno, che transitano attraverso i sistemi sensoriali, sono numerosissime e si sommano a un numero altrettanto elevato di informazioni che danno al nostro sistema nervoso la percezione dello stato interno del nostro organismo, della nostra postura, del nostro grado di attività fisica. I sistemi associativi, costituiti da una quantità enorme di interneuroni, selezionano le informazioni, mediando gli input provenienti dai vari sistemi sensoriali e dalla strutture sottocorticali, e producono in uscita un estratto di informazione che coinvolge un numero relativamente basso di neuroni appartenenti ai sistemi motori.
I dendriti di alcuni neuroni possiedono piccole protuberanze chiamate spine, ciascuna delle quali costituisce il punto di entrata delle informazioni da una sinapsi eccitatoria. Dal numero di spine di uno di questi neuroni (fino a parecchie migliaia) e dalla loro struttura, è possibile desumere la quantità di informazioni eccitatorie in transito su un neurone e conseguentemente il suo livello di attività.
Le informazioni ambientali sono trasdotte direttamente in informazioni di tipo nervoso dai recettori sensoriali, neuroni specializzati che possiedono meccanismi molecolari in grado si rispondere in maniera specifica a un determinato input producendo impulsi nervosi trasmessi dalla periferia al sistema nervoso centrale (informazione primaria).
Escludendo i recettori sensoriali, la maggior parte dei nostri neuroni produce impulsi nervosi in risposta alla ricezione dell’informazione trasmessa da neuroni a monte, interneuroni che formano con essi sinapsi (informazione elaborata). Le informazioni in arrivo su un neurone possono essere di tipo eccitatorio o inibitorio: le prime hanno la capacità di indurre l’attività nervosa del neurone, le seconde la deprimono (sedazione).
Il corpo cellulare di un neurone è la regione nella quale le informazioni in arrivo sono elaborate attraverso i processi di sommazione (spaziale e temporale) degli input eccitatori e inibitori.
In questa attività di integrazione ha un ruolo fondamentale il monticolo assonico, la regione del soma dalla quale emerge l’assone. Quando gli input positivi superano quelli negativi al punto da permettere di raggiungere a livello del monticolo assonico un determinato valore di potenziale, detto valore soglia, nel neurone si scatena un impulso nervoso, cioè un potenziale d’azione, e l’informazione diventa efferente. L’impulso, incanalato nel monticolo assonico, percorre la superficie dell’assone ed è rapidamente condotto fino alla sua estremità, dove l’esistenza delle giunzioni sinaptiche permette il trasferimento delle informazioni alle cellule bersaglio.
L’assone di neuroni che proiettano a bersagli molto lontani rispetto al corpo cellulare è rivestito da una guaina isolante detta mielina.
In corrispondenza della giunzione sinaptica, a livello della terminazione assonica, si verifica il trasferimento dell’informazione dal neurone in attività, che rappresenta l’elemento presinaptico, alla cellula bersaglio, che rappresenta l’elemento postsinaptico. Le membrane delle due cellule in comunicazione sono separate da una stretta fessura postsinaptica, che costituisce un elemento fisico di separazione, superato grazie ai meccanismi della neurotrasmissione.