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Metodi di ricerca in psicobiologia: metodi di studio del sistema nervoso -…
Metodi di ricerca in psicobiologia: metodi di studio del sistema nervoso
Visualizzazione e stimolazione del cervello umano in vivo
Raggi x
Radiografia con contrasto
Proiezione dell'
assorbimento differenziale
degli strati del cervello di un fascio di raggi x
Materiale opaco
Tomografia assiale computerizzata (
TAC
)
Sezione
orizzontale
del cervello
Limiti
2D
Bassa risoluzione
Strutturale
PET
Mappa colorata del livello di radioattività del cervello
Visualizzazione dei neuroni attivi tramite assorbimento di FDG
Fluoro-desossi-glucosio
Neuroimmagine
funzionale
Baseline
Compito
Limiti
Grezza
Abbinata a tecnica strutturale
Distribuzione di neurotrasmettitori, recettori e trasportatori
Campi magnetici
Risonanza magnetica
strutturale
(
RM
)
Applicazione di un campo magnetico che
sposti atomi H
, per poi misurare le onde a radiofrequenza che emettono
Alta risoluzione spaziale
3D
Risonanza magnetica
funzionale
(
fMRI
)
Segnali bold
Afflusso di sangue ossigenato in aree attive
Vantaggi
No sostante radioattive
Alta risoluzione
3D
Limiti
Rumore
Immobilità
Basa risoluzione temporale
fNIRS
Funzionale
Misurazione dell'
assorbimento
dei raggi vicino all'infrarosso per determinare l'afflusso di sangue
Limiti
Bassa risoluzione spaziale
Bassa profondità
Vantaggi
Costo
Ecologico
Non invasivo
Imaging con tensore di diffusione (
DTI
)
Strutturale
Ricostruzione dei tratti
assonici
grazie all'acqua sopra la mielina idrorepellente
Imaging funzionale a ultrasuoni (
fUS
)
Misurazione del cambiamento nel volume del sangue
Maggiore il flusso, peggiore il passaggio
Economico
Portatile
Stimolazione transcranica non invasiva (NIBS)
Stimolazione magnetica transcranica (
TMS
)
Lesione temporanea
di un'area corticale
Anche per attivarne altre
Dubbi
Profondità
Meccanismo
Modula i
PA
Stimolazione transuranica a corrente continua (
tDCS
)
Aumenta
l'attività di un area stimolandola con anodo e catodo a basso voltaggio
Modula i
PPS
Stimolazione transcranica a ultrasuoni
Aree sottocorticali
Registrazione dell'attività psicofisiologica
Attività cerebrale
Elettroencefalografia di superficie (
EEG
)
Registra l'attività elettrica
totale
Potenziali evento-relati
(ERP)
Averaging del segnale
Riduzione del rumore di fondo
Media del valore di ogni punto temporale
Potenziale evocato medio (
AEP
)
Risoluzione
Temporale
altissima
Spaziale bassa
Geodesic
Usi
Livello di coscienza
Picchi epilettici
Sonno
Riposo
Onde alfa
Molta ampiezza
Attività
Linee vicine e poco ampie
Onde alfa (veglia rilassata)
Onde beta (arousal)
Magnetoencefalografia (
MEG
)
Misura il campo magnetico prodotto da un gruppo di neuroni
Alta risoluzione temporale e spaziale
Attività sottocorticale
Caratteristiche delle onde
Polarità
Latenza
Ampiezza
Potenziali di campo lontano
Attività del sistema nervoso somatico
Elettromiografia (
EMG
)
Misura della
tensione
del muscolo
Arousal
Ampiezza legata all'aumento di contrazioni
Elettro-oculgramma (
EOG
)
Misura del
movimento
degli occhi
Occhio è un dipolo
Il movimento causa variazione di potenziale
Onde alte
Onde quadre
Attività del sistema nervoso autonomo
Conduttanza cutanea
Aumento della capacità di condurre elettricità dato dalla
sudorazione
Livello di conduttanza cutanea (SCL)
Risposta di conduttanza cutanea (
SCR
)
Attività cardiovascolare
HR e HRV
Elettrocardiogramma (
ECG
)
70 bam
Pressione sanguigna
Sfignamometro
130/70
Volume sanguigno
Pletismografia
fNIRS
Misura le emozioni
Metodi invasivi
Chirurgia stereotassica
Metodo di
posizionamento
accurato degli apparati sperimentali
Bregma
Strumenti
Atlante
Porta elettrodo
Dispositivo per contenere la testa
Metodi di lesione
Aspirazione
della materia grigia
Radiofrequenza
Surriscaldamento di zone sottocorticali
Da bisturi
Sezione di nervi o tratti
Reversibili
Raffreddamento
Anestetici
Bilaterali o monolaterali
Selettività non controllabile
Stimolazione elettrica intracranica
Aumenta
l'attività della struttura
Scatena sequenze comportamentali complesse
Ambiente sperimentale influisce
Uso
Prima di interventi chirurgici
Doppia evidenza con le lesioni
Registrazione elettrofisiologica
Intracellulare monounitaria
Variazione
del Pdm
Extracellulare monounitaria
Frequenza
dei PA
Trasformazione in suoni
Multiunitaria
Integrazione
del numero di PA prodotti
Elettroencefalografica invasiva
Variazione
generale
dell'attività elettrica
Ricerca farmacologica
Somministrazione di farmaci con effetti agonisti o antagonisti sui neurotrasmettitori
Vie di somministrazione
Potenziali periferiche
Potenziali centrali
Intraventricolare
Intracerebrale
Lesioni chimiche selettive
Neurotossine
con affinità specifiche
Misurazione dell'attività chimica del cervello
Autoradiografia
2-desossi-glucosio
Aree attive in un compito
Dialisi cerebrale
Misura della
concentrazione
di specifiche sostanze neurochimiche
Localizzazione dei neurotrasmettitori e dei recettori
Esposizione di sezioni ad un ligando marcato
Immuno-cito-chimica
Risposta immunitaria
Ibridazione in situ
RNA complementare al mRNA che controlla la sintesi
Metodi genici
Problemi
Tanti
geni coinvolti
Alterazioni
involontarie
dell'espressione
Knock-out genico
Eliminazione
selettiva di un gene per capire cosa controlla
Melatopsina e ritmi circadiani
Knock-in genico
Sostituire
o aggiungere un gene
Inserimento di un gene creduto patologico
Editing genomico
Crisp/Cas9
Aggiungere basi
interruttori
del gene
Proteina fluorescente verde
Brainbow
Marcare neurotrasmettitori
Osservare l'esocitosi
Marcare recettori
Visualizzare PPS
Optogenetica
Opsine
Canali ionici
aperti dalla luce
Permettono di attivare o disattivare un neurone