Tutte le funzioni vitali degli organismi animali sono regolate dal sistema nervoso, che raccoglie informazioni dall’ambiente esterno e da quello interno, le elabora e produce le risposte adeguate, che si traducono in attività dell’organismo. Il sistema nervoso è composto dai neuroni, le unità funzionali, e dalle cellule della glia, unità di supporto e protezione dei neuroni.
I neuroni sono di tre tipi: sensoriali, che ricevono gli stimoli, associativi, che raccolgono e collegano gli stimoli di più neuroni sensoriali per elaborare una risposta, motori, che ricevono la risposta e la trasmettono agli organi che devono metterla in pratica.
Ogni neurone è formato da un corpo centrale, il pirenoforo, che riceve le informazioni sotto forma di segnali elettrici dai dendriti, brevi prolungamenti legati a esso. Le informazioni vengono elaborate e integrate fra loro dai neuroni associativi per produrre una risposta, che viene trasmessa sotto forma di impulso nervoso a un altro prolungamento del pirenoforo, l’assone, rivestito da una guaina mielinica (sostanza lipidica) e unito con gli assoni degli altri neuroni a formare i nervi. L’assone trasmette perciò l’impulso nervoso ad altri neuroni oppure, tramite mediatori detti neurotrasmettitori, alle sinapsi, giunzioni fra neuroni. L’impulso nervoso è detto potenziale d’azione perché nasce da una variazione elettrica nel rapporto fra gli ioni potassio e gli ioni sodio dentro e fuori dalla membrana cellulare del neurone: normalmente la carica elettrica della cellula è negativa rispetto all’esterno, l’ingresso in essa di ioni potassio e l’uscita di ioni sodio determina invece un potenziale elettrico positivo che costituisce la risposta nervosa.
Negli animali più semplici il sistema nervoso è diffuso, cioè costituito da una rete di neuroni distribuita in tutto il corpo, mentre negli animali più evoluti è centralizzato, con i neuroni concentrati in un’estremità del corpo, il capo.
Nell’uomo si distinguono un sistema nervoso centrale e un sistema nervoso periferico. Il centrale è composto dall’encefalo e dal midollo spinale, il periferico da nervi afferenti che collegano il cervello con gli organi recettori degli stimoli e da nervi efferenti che collegano il cervello con gli organi effettori (che devono realizzare le risposte nervose).
L’encefalo è racchiuso nella scatola cranica e comprende il cervello, il talamo e l’ipotalamo. Il cervello è diviso in due emisferi collegati dal corpo calloso ed è formato da corteccia cerebrale (la materia grigia) che riveste la materia bianca (fibre nervose). La corteccia si divide in sensoriale, per la ricezione degli stimoli nervosi da tutto il corpo, associativa, per l’integrazione e la memorizzazione degli stimoli nella costituzione della coscienza, e motoria, per l’invio di impulsi motori al corpo.
Il talamo coordina gli impulsi nervosi che dal cervello passano al midollo spinale. L’ipotalamo controlla diverse funzioni fondamentali come la temperatura corporea, la fame e la sete, il ciclo sonno-veglia, la respirazione, i meccanismi ormonali.
L’encefalo si collega al midollo spinale tramite fasci di fibre nervose contenute nel tronco encefalico, al quale è inoltre fissato il cervelletto, organo che controlla l’equilibrio e la coordinazione dei movimenti.
Il midollo spinale si trova nella colonna vertebrale e ha la funzione di condurre gli impulsi sensoriali dalla periferia del corpo al cervello e gli impulsi nervosi dal cervello al resto del corpo.
Il sistema nervoso periferico invece si divide in somatico, relativo alla muscolatura volontaria, e vegetativo, relativo alla muscolatura involontaria, e inoltre in simpatico, responsabile delle reazioni del corpo a situazioni di emergenza, e parasimpatico, responsabile dell’attività del corpo in situazioni normali.
Gli organi recettori degli stimoli sono la pelle, gli occhi, le orecchie, la lingua e il naso, ciascuno specializzato nella percezione di un diverso tipo di informazione sensoriale.
La pelle è costituita da uno strato esterno, l’epidermide, uno intermedio, il derma, e uno interno, l’ipoderma, e contiene recettori sensibili alle informazioni somatiche quali dolore, caldo, freddo o pressione.
L’occhio è l’organo che percepisce le informazioni visive ed è formato dal bulbo oculare e da tre tonache: la tonaca fibrosa, che forma la cornea, la tonaca vascolare, ricca di vasi sanguigni e comprendente iride, pupilla e corpo ciliare, responsabile della messa a fuoco, e la tonaca nervosa, cioè la retina. Quest’ultima contiene i recettori veri e propri, distinti in coni per la visione diurna e bastoncelli per la visione con scarsa luminosità: essi contengono molecole fotosensibili che si modificano quando ricevono i raggi luminosi, generando un segnale elettrico che viene trasmesso al cervello tramite il nervo ottico.
Le orecchie sono gli organi preposti alla percezione delle informazioni uditive e si dividono in orecchio esterno (padiglione auricolare, condotto uditivo, membrana timpanica), orecchio medio (la catena degli ossicini, martello, incudine e staffa, responsabili della trasmissione degli stimoli sonori), e orecchio interno (canali ossei contenenti la coclea, da cui parte il nervo acustico). Le onde sonore fanno pressione sulla membrana timpanica, che con il suo movimento attiva gli ossicini interni, che trasmettono lo stimolo alla coclea, dove esso viene ricevuto dal nervo acustico e portato al cervello. Le orecchie svolgono anche la funzione vestibolare, contengono cioè nei canali ossei le strutture preposte (cellule dotate di ciglia che seguono gli spostamenti del corpo) alla percezione della posizione nello spazio e al mantenimento del corpo in equilibrio, sia da fermo sia in movimento.
La lingua è l’organo che percepisce le informazioni gustative, grazie alla presenza, nella propria mucosa, delle papille gustative, i cui recettori si legano alle sostanze chimiche disciolte nella saliva e trasmettono al cervello impulsi corrispondenti ai quattro sapori fondamentali (dolce, amaro, aspro e salato).
Il naso percepisce le informazioni olfattive grazie a uno strato di muco che scioglie le molecole odorose portandole a contatto con i neuroni olfattivi sottostanti.
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