Nei vertebrati, la parte più importante del cervello è che cosa?
doc-2474
Nei vertebrati, la parte del cervello che svolge il ruolo più importante è l' ipotalamo, una piccola regione alla base del proencefalo la cui dimensione non riflette la sua complessità o l' importanza della sua funzione. L' ipotalamo è una raccolta di piccoli nuclei, la maggior parte dei quali sono coinvolti in funzioni biologiche di base. Alcune di queste funzioni riguardano l' eccitazione o le interazioni sociali come la sessualità, l' aggressività o i comportamenti materni, ma molte di esse riguardano l' omeostasi. Diversi nuclei ipotalamici ricevono input da sensori situati nel rivestimento dei vasi sanguigni, che forniscono informazioni su temperatura, livello di sodio, livello di glucosio, livello di ossigeno nel sangue e altri parametri. Questi nuclei ipotalamici inviano segnali in uscita alle aree motorie che possono generare azioni per correggere le carenze. Alcune delle uscite anche andare alla ghiandola pituitaria, una piccola ghiandola attaccata al cervello direttamente sotto l' ipotalamo. La ghiandola pituitaria secerne gli ormoni nel flusso sanguigno, dove circolano in tutto il corpo e indurre cambiamenti nell' attività cellulare.
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doc-2461
Tessuto cerebrale consuma una grande quantità di energia in proporzione al suo volume, così grandi cervelli posto gravi esigenze metaboliche sugli animali. La necessità di limitare il peso corporeo al fine, ad esempio, di volare, ha apparentemente portato alla selezione per una riduzione della dimensione cerebrale in alcune specie, come i pipistrelli. La maggior parte del consumo di energia del cervello va a sostenere la carica elettrica (potenziale della membrana) di neuroni. La maggior parte delle specie di vertebrati dedica tra il 2% e l' 8% del metabolismo basale al cervello. Nei primati, tuttavia, la percentuale è molto più alta - negli esseri umani sale al 20-25%. Il consumo energetico del cervello non varia notevolmente nel tempo, ma le regioni attive della corteccia cerebrale consumano un po' più energia rispetto alle regioni inattive; questo costituisce la base per i metodi funzionali di imaging cerebrale PET, fMRI e NIRS. Il cervello in genere ottiene la maggior parte della sua energia da un metabolismo del glucosio dipendente dall' ossigeno (cioè zucchero nel sangue), ma i chetoni forniscono una fonte alternativa importante, insieme ai contributi di acidi grassi a catena media (acidiprilici ed eptanoici), lattato, acetato ed eventualmente aminoacidi.
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doc-2430
Il cervello è un organo che funge da centro del sistema nervoso in tutti i vertebrati e nella maggior parte degli animali invertebrati. Solo pochi invertebrati come spugne, meduse, schizzi marini adulti e stelle marine non hanno cervello; sono invece presenti reti nervose diffuse o localizzate. Il cervello si trova nella testa, di solito vicino agli organi sensoriali primari per i sensi come la visione, l' udito, l' equilibrio, il gusto e l' olfatto. Il cervello è l' organo più complesso del corpo di un vertebrato. In un uomo tipico, la corteccia cerebrale (la parte più grande) si stima che contiene 15-33 miliardi di neuroni, ciascuno collegato da sinapsi a diverse migliaia di altri neuroni. Questi neuroni comunicano tra loro per mezzo di lunghe fibre protoplasmatiche chiamate assoni, che trasportano treni di impulsi di segnale chiamati potenziali d' azione a parti distanti del cervello o del corpo mirando cellule destinatarie specifiche.
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doc-2433
Questo articolo mette a confronto le proprietà del cervello in tutta la gamma di specie animali, con la massima attenzione ai vertebrati. Si occupa del cervello umano nella misura in cui condivide le proprietà di altri cervelli. I modi in cui il cervello umano differisce da altri cervelli sono contemplati nell' articolo sul cervello umano. Molti argomenti che potrebbero essere trattati in questa sede sono invece affrontati perché si può dire molto di più su di essi in un contesto umano. La più importante è la malattia cerebrale e gli effetti dei danni cerebrali, coperti nell' articolo sul cervello umano perché le malattie più comuni del cervello umano o non si manifestano in altre specie, o altrimenti manifestarsi in modi diversi.
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doc-2449
La dimensione, tuttavia, non è l' unica differenza: esistono anche differenze sostanziali di forma. Il cervello e il mesencefalo dei mammiferi sono generalmente simili a quelli di altri vertebrati, ma nel proencefalo compaiono differenze drammatiche, notevolmente ampliate e alterate nella struttura. La corteccia cerebrale è la parte del cervello che maggiormente contraddistingue i mammiferi. Nei vertebrati non mammiferi, la superficie del cerebrum è rivestita da una struttura relativamente semplice a tre strati chiamata pallio. Nei mammiferi, il pallio si evolve in una struttura complessa a sei strati chiamata neocorteccia o isocorteccia. Diverse aree ai margini del neocorteccia, tra cui l' ippocampo e amigdala, sono anche molto più estesamente sviluppate nei mammiferi rispetto ad altri vertebrati.
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doc-2440
Fatta eccezione per alcuni organismi primitivi come le spugne (che non hanno sistema nervoso) e i cnidari (che hanno un sistema nervoso costituito da una rete nervosa diffusa), tutti gli animali multicellulari viventi sono bilaterie, vale a dire animali con una forma corporea simmetrica bilaterale (vale a dire, lati sinistro e destro che sono approssimativamente immagini speculari l' uno dell' altro). Si ritiene che tutti i bilateriani siano discendenti da un antenato comune apparso all' inizio del periodo cambriano, 485-540 milioni di anni fa, ed è stato ipotizzato che questo antenato comune avesse la forma di un semplice tubeworm con un corpo segmentato. A livello schematico, questa forma di base a vite senza fine continua ad essere riflessa nell' architettura del corpo e del sistema nervoso di tutti i moderni bilateriani, compresi i vertebrati. La forma fondamentale del corpo bilaterale è un tubo con una cavità intestinale cavo che va dalla bocca all' ano, e un cordone nervoso con un ingrandimento (un ganglio) per ogni segmento del corpo, con un ganglio particolarmente grande nella parte anteriore, chiamato cervello. Il cervello è piccolo e semplice in alcune specie, come i vermi nematodi; in altre specie, tra cui i vertebrati, è l' organo più complesso del corpo. Alcuni tipi di vermi, come i lecci, hanno anche un ganglio ingrandito nella parte posteriore del cordone nervoso, noto come "cervello di coda".
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doc-2446
I cervelli dei vertebrati sono fatti di tessuto molto morbido. Il tessuto cerebrale vivo è rosato all' esterno e per lo più bianco all' interno, con sottili variazioni di colore. I cervelli vertebrati sono circondati da un sistema di membrane del tessuto connettivo chiamato meninges che separano il cranio dal cervello. I vasi sanguigni entrano nel sistema nervoso centrale attraverso fori negli strati meningei. Le cellule delle pareti dei vasi sanguigni sono strettamente collegate tra loro, formando la barriera emato-encefalica, che blocca il passaggio di molte tossine e agenti patogeni (anche se allo stesso tempo bloccando gli anticorpi e alcuni farmaci, presentando così sfide speciali nel trattamento delle malattie del cervello).
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doc-2460
Tutti i vertebrati hanno una barriera emato-encefalica che permette al metabolismo all' interno del cervello di operare in modo diverso dal metabolismo in altre parti del corpo. Le cellule deglial svolgono un ruolo importante nel metabolismo cerebrale controllando la composizione chimica del fluido che circonda i neuroni, compresi i livelli di ioni e nutrienti.
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doc-2457
I due neurotrasmettitori più utilizzati nel cervello vertebrato sono il glutammato, che esercita quasi sempre effetti eccitatori sui neuroni bersaglio, e l' acido gamma-aminobutirrico (GABA), che è quasi sempre inibitorio. Neuroni che utilizzano questi trasmettitori possono essere trovati in quasi ogni parte del cervello. A causa della loro ubiquità, i farmaci che agiscono sul glutammato o GABA tendono ad avere effetti ampi e potenti. Alcuni anestetici generali agiscono riducendo gli effetti del glutammato; la maggior parte dei tranquillanti esercitano i loro effetti sedativi aumentando gli effetti del GABA.
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doc-2444
I cervelli sono più semplicemente confrontati in termini di dimensioni. La relazione tra la dimensione cerebrale, la dimensione corporea e altre variabili è stata studiata in un' ampia gamma di specie di vertebrati. Come regola generale, la dimensione cerebrale aumenta con la dimensione del corpo, ma non in una semplice proporzione lineare. In generale, gli animali più piccoli tendono ad avere cervello più grande, misurato come frazione della dimensione corporea. Per i mammiferi, il rapporto tra volume cerebrale e massa corporea segue essenzialmente una legge di potere con un esponente di circa 0,75. Questa formula descrive la tendenza centrale, ma ogni famiglia di mammiferi se ne discosta in qualche misura, in un modo che riflette in parte la complessità del loro comportamento. Per esempio, i primati hanno cervelli da 5 a 10 volte superiori a quelli previsti dalla formula. I predatori tendono ad avere cervelli più grandi della loro preda, rispetto alle dimensioni del corpo.
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doc-2445
Tutti i cervelli vertebrati condividono una forma comune di base, che appare più chiaramente durante le prime fasi dello sviluppo embrionale. Nella sua prima forma, il cervello appare come tre gonfiori all' estremità anteriore del tubo neurale; questi gonfiori alla fine diventano il proencefalo, il mesencefalo, il mesencefalo e il rombencefalo, rispettivamente. Nelle prime fasi dello sviluppo cerebrale, le tre aree sono approssimativamente uguali in termini di dimensioni. In molte classi di vertebrati, come pesci e anfibi, le tre parti rimangono simili per dimensioni nell' adulto, ma nei mammiferi il proencefalo diventa molto più grande delle altre parti, e il mesencefalo diventa molto piccolo.
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