Reti neurali: neurone biologico
La
rete di neuroni presente nel sistema nervoso centrale
elabora le informazioni che provengono dalla periferia e determina quindi
i segnali che devono essere ritrasmessi alle diverse parti del corpo per avviare
le varie attività. Lo scopo principale dei sistemi nervosi è il controllo
centralizzato di tutte le funzioni biologiche; infatti esistono meccanismi
neuronali per il metabolismo, il controllo cardiovascolare, la respirazione
ecc..
L’azione
del sistema nervoso centrale si riflette sul comportamento, cioè nel controllo
dello stato dell’organismo in funzione degli stimoli ambientali, comprendendo
diversi obiettivi che vanno dalle azioni elementari, fino ai complessi
comportamenti sociali che sono proprie delle persone. La figura illustra un
tipico neurone biologico rappresentato nelle sue parti principali.
Neurone biologico 
Le
parti più importanti di una cellula neurale, come è messo in risalto dalla
stessa figura, sono il soma, ossia il
grosso del corpo cellulare, dei dentriti di prolungamento e l’assone (unico
neurite). Ciascun neurone ha soltanto un assone, che rappresenta la via di
uscita dei segnali provenienti dal corpo cellulare. Ogni neurone è reso attivo
o quiescente a seconda che la sua stimolazione globale superi o meno una soglia
caratteristica. Per quanto riguarda i segnali neuronali, essi si propagano lungo
l’assone in base ad un meccanismo di polarizzazione/depolarizzazione
elettrica. In breve:
1.
l’ambiente interno dell’assone è solitamente a carica negativa,
grazie alla prevalenza di ioni (Cl-);
2.
l’immissione dall’esterno, attraverso la superficie semi-permeabile
dell’assone di ioni(Na+), ne rende positivo l’interno generando
il fronte d’onda del segnale;
3.
la successiva emissione verso l’esterno di ioni(K+) rende
nuovamente negativo l’interno dell’assone, ripristinando lo stato di riposo.
Esistono
diversi tipi di cellule neurali che
vanno a costituire dei circuiti semplici che sono alla base di
una qualsiasi
trasmissione :
·
Neuroni sensori
che ricevono l’input da sensori
·
Neuroni
intermedi collegati agli organi di moto
·
Neuroni
intermedi che ricevono input da altri neuroni e agiscono in uscita su altri
neuroni.
Volendo rappresentare un circuito divergente o convergente di un classico pool
neuronico, possiamo fare riferimento alla figura seguente:
Circuito convergente ad un'unica via.
I tempi di
commutazione di queste cellule sono dell’ordine di 1 msec. a differenza dei
rispettivi componenti dei calcoli elettronici che arrivano anche ai 10 nsec.
Purtroppo tutte le relazioni e leggi funzionali che si suppone leghino
l’intensità dei segnali d’ingresso e di uscita, non possono essere rilevate
sperimentalmente nei neuroni isolati. Se si volesse rappresentare, in qualche
modo, il comportamento delle cellule neurali, l’unica possibilità risulta
essere quella della semplificazione delle leggi funzionali.
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