NEUROFISIOLOGIA CELLULARE

Obiettivi formativi

Obiettivi principali L’insegnamento di Neurofisiologia Cellulare studia i meccanismi fisiologici primari alla base del funzionamento dei circuiti nervosi. Obiettivo del corso è quello di condurre lo studente a una conoscenza approfondita delle caratteristiche morfo-funzionali dei neuroni (unità funzionale del sistema nervoso) mediante la progressiva analisi delle caratteristiche biofisiche delle membrane neuronali e delle loro proprietà elettriche passive ed attive, della generazione di segnali nervosi e della loro conduzione, e della trasmissione di tale segnale lungo i circuiti nervosi costituiti dall’integrazione di più unità funzionali. Il corso richiede conoscenze di base di biologia cellulare e di fisica, acquisite durante il triennio precedente. Poiché l’afferenza al corso di laurea magistrale è aperto a tutte le lauree di scienze che rispondano ai requisiti di ammissione, ma che potrebbero non avere un uguale livello di conoscenze di base, parte del lavoro è anche dedicato alla rivisitazione approfondita di concetti che si presume abbiano fatto parte dei corsi di studi triennali. L’obiettivo è di portare tutti gli studenti ad uno stesso livello di conoscenza iniziale per poter proseguire con lo stesso passo di apprendimento. Grande attenzione sarà rivolta alla presentazione degli aspetti sperimentali e delle tecniche specifiche che hanno permesso la dimostrazione degli argomenti oggetto del corso. Per alcuni di questi, ci si avvarrà anche della collaborazione di docenti esterni che presenteranno i loro risultati sperimentali. Obiettivo dell’insegnamento è anche quello di iniziare una formazione per l’acquisizione di una valutazione critica del dato scientifico mediante lo studio, approfondimento ed esposizione da parte degli studenti di lavori scientifici pubblicati su riviste scientifiche ad alto impatto, i cui argomenti sono sempre parte del programma (lavoro di gruppo). Obiettivi specifici A) Conoscenze e capacità di comprensione -Conoscenza e comprensione delle caratteristiche biofisiche delle membrane neuronali -Conoscenza e comprensione della fisiologia neuronale attraverso lo studio delle loro proprietà elettrofisiologiche -Conoscenza e comprensione dei fattori e dei meccanismi che modulano l’attività neuronale Conoscenza e comprensione della propagazione dell’attività nervosa attraverso circuiti nervosi -Conoscenza e comprensione dei principali metodi di studio in citologia, istologia ed elettrofisiologia B) Capacità di applicare conoscenza e comprensione - Saper usare la terminologia specifica e il corretto linguaggio scientifico - Saper identificare le giuste procedure sperimentali volte allo studio di aspetti specifici della fisiologia neuronale - Saper valutare l’espressione dell’attività neuronale attraverso la lettura di tracciati di registrazioni elettrofisiologiche C) Autonomia di giudizio - Acquisire capacità di giudizio critico attraverso l’analisi dettagliata di alcuni esperimenti fondamentali e di lavori scientifici pubblicati su riviste ad alto impatto - Imparare a porsi domande per l’elaborazione e l’approfondimento delle conoscenze apprese D) Abilità comunicative - Saper comunicare quanto appreso nel corso dell’esame scritto (metodo domanda aperta), di una eventualmente integrazione orale, e della presentazione del lavoro di gruppo E) Capacità di apprendimento - Apprendere la terminologia specifica - Collegare in modo logico le conoscenze acquisite - Identificare i temi più rilevanti degli argomenti trattati

Canale 1
MARIA EGLE DE STEFANO Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
- Potenziale di membrana; Equilibri ionici: equazione di Nernst; equilibrio di Gibbs-Donnan; equilibrio elettrochimico ed equazione di Goldman - Struttura e funzione dei canali ionici; Tecniche di misurazione di flussi ionoici; Proprietà elettriche passive delle membrane: capacità e resistenza; Propagazione passiva dei segnali elettrici: teoria del cavo, costante di tempo, costante di spazio. - Registrazioni elettrofisiologiche, potenziali e correnti di membrana: patch clamp, registrazioni intracellulari (voltage clamp, current clamp), registrazioni extracellulari, multi electrode array (MEA). - Proprietà elettriche attive delle membrane: il potenziale d'azione: generazione, basi ioniche e sua propagazione; Canali ionici voltaggio-attivati; Velocità di propagazione del Potenziale d’azione e fattori che la influenzano; Blocco del voltaggio. - Trasmissione sinaptica elettrica; Trasmissione sinaptica chimica; Meccanismo di rilascio del neurotrasmettitore: proteine di membrana e solubili coinvolte nella liberazione del neuromediatore, natura quantica del rilascio, accoppiamento depolarizzazione-rilascio, ruolo del calcio; Neuromediatori "classici” e neuromodulatori. - Recettori dei neuromediatori: Recettori ionotropi (canali ionici ligando-attivati); meccanismi di gating; Recettori ionotropi per acetilcolina, glutammato, GABA, glicina, serotonina, purine e neuropeptidi. - Recettori metabotropi: vie di trasduzione del segnale; Recettori per acetilcolina, catecolammine, glutammato, GABA, neuropeptidi, purine. - Modulazione della trasmissione sinaptica; Co-rilascio di neurotrasmettitori; Un esempio di sinapsi eccitatoria: la giunzione neuromuscolare; Potenziali post-sinaptici; Il potenziale d’inversione; Sinapsi eccitatorie ed inibitorie. - Integrazione sinaptica spaziale e temporale; La plasticità sinaptica (meccanismi molecolari di potenziamento e depressione a lungo termine), Le sinapsi silenti. - Rigenerazione neuronale nel sistema nervoso centrale e periferico Durante il corso saranno svolti seminari di approfondimento su temi specifici da parte di docenti esterni
Prerequisiti
Ottima conoscenza delle discipline biologiche di base (Biologia Cellulare, Biologia Molecolare, Biochimica, Fisiologia)
Testi di riferimento
- Kandel ER, Koester JD, Mack SH, Siegelbaum SA -Principi di Neuroscienze (Casa Editrice Ambrosiana) - Martin AR, Brown DA, Diamond ME, Cattaneo A, De-Miguel FF - Dai neuroni al cervello (Zanichelli) Tutti i testi, sia in italiano che in inglese, sono disponibili per la consultazione e/o prestito (a breve termine) nella biblioteca del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie. Per alcuni argomenti saranno distribuiti articoli scientifici specifici Ulteriore materiale didattico sarà reso disponibile sulla pagina web del corso sul sito di el-earning della Sapienza: https://elearning2.uniroma1.it Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente consultare la pagina web del corso
Modalità insegnamento
Il corso prevede un ciclo di lezioni in aula, di due ore ciascuna, erogate dal docente. Completa la preparazione dello studente lo svolgimento di un lavoro di gruppo (max 3 persone), che prevede lo studio critico di una pubblicazione scientifica recente che approfondisca uno degli argomenti trattati nel corso (un argomento per gruppo). Il lavoro si completa con una presentazione finale di circa 15 min + 5 min di discussione. Gli studenti Erasmus possono svolgere la presentazione in inglese.
Frequenza
La frequenza non è obbligatoria, sebbene sia fortemente consigliata per una fruizione più approfondita e corretta del corso
Modalità di esame
La valutazione dei risultati dell'apprendimento sarà accertata attraverso un esame scritto al termine del corso. Tale esame consterà di 10 domande aperte (max 3 punti ciascuna) da svolgersi in un massimo di 2 ore utilizzando la piattaforma exam.net. Nella valutazione delle prova e nell’attribuzione del voto finale si terrà conto: del livello di conoscenza dei contenuti dimostrato (superficiale, preciso e completo, completo e approfondito), della capacità di applicare i concetti teorici (errori nell’applicare i concetti, discreta, buona, ben consolidata), della capacità di analisi, di sintesi e di collegamenti interdisciplinari (sufficiente, buona, ottima). Dalla la votazione di 27/30 in su, lo studente potrà richiedere una domanda orale per incrementare il voto finale. L'incremento non potrà essere superiore ai 2 punti. Il corso prevede lo svolgimento di un lavoro di gruppo, che si basa sullo studio critico di un lavoro scientifico di recente pubblicazione su riviste scientifiche ad alto impatto, e un'esposizione orale finale. I gruppi saranno formati da 2 o 3 studenti. Gli articoli, tesi ad ampliare argomenti svolti durante il corso, verranno assegnati in sede di lezione. La discussione dei lavori, che comporta un incremento di voto da 0.5 a 1 punto sul voto dello scritto, avverrà nel mese di Gennaio, al ritorno dalla pausa natalizia.
Modalità di erogazione
Il corso prevede un ciclo di lezioni in aula, di due ore ciascuna, erogate dal docente. L'esposizione degli argomenti sarà coadiuvata dalla proiezione di slide esplicative. Le slide delle lezioni, così come ogni eventuale materiale didattico che il docente ritenga utile fornire ai fini dello studio individuale, saranno resi disponibili agli studenti sulla piattaforma Moodle. Completa la preparazione dello studente lo svolgimento di un lavoro di gruppo (3-4 persone), che prevede lo studio critico di una pubblicazione scientifica recente che approfondisca uno degli argomenti trattati nel corso (un argomento per gruppo). Il lavoro si completa con una presentazione finale di circa 15 min + 5 min di discussione. Gli studenti Erasmus (e chiunque o desideri) possono svolgere la presentazione in inglese.
  • Codice insegnamento1038168
  • Anno accademico2024/2025
  • CorsoNeurobiologia - Neurobiology
  • CurriculumCurriculum unico
  • Anno1º anno
  • Semestre1º semestre
  • SSDBIO/09
  • CFU6