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Scienze · 3ª media · Capitolo

Il sistema nervoso

Capire come il corpo riceve gli stimoli e risponde: dal neurone e dall'impulso nervoso agli organi del sistema nervoso centrale, encefalo e midollo spinale, ai nervi che li collegano a tutto il corpo, fino agli organi di senso, che trasformano gli stimoli in segnali per il cervello.

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Di che cosa parla il capitolo

Il corpo riceve di continuo stimoli dall'esterno, come la luce o un suono, e dall'interno, come la fame o il dolore, e deve rispondere in fretta e nel modo giusto. Il sistema nervoso è la rete che raccoglie questi stimoli, li elabora e comanda le risposte a muscoli e ghiandole.

Il capitolo parte dalla sua unità di base, il neurone: com'è fatto, come nasce e viaggia l'impulso nervoso e come il segnale passa da una cellula all'altra nella sinapsi. Poi passa agli organi del sistema nervoso centrale, l'encefalo e il midollo spinale: come sono protetti, dove stanno materia grigia e materia bianca, quale zona comanda un'azione e che cosa succede quando il midollo spinale si interrompe. Poi arriva al sistema nervoso periferico, la rete di nervi che collega il centrale a tutto il corpo: i nervi cranici e spinali, l'arco riflesso che fa ritrarre la mano prima che tu ci pensi, e il sistema autonomo, che con il simpatico e il parasimpatico regola il battito del cuore, la digestione e il sudore senza che tu lo decida.

Infine arriva agli organi di senso, le porte da cui entrano gli stimoli: occhi, orecchie, naso, lingua e pelle. I loro recettori trasformano luce, suoni, molecole, pressione e calore in segnali elettrici, che i nervi portano al cervello. Non si vede con gli occhi né si sente con le orecchie: è la corteccia a trasformare quei segnali in immagini, suoni, odori, sapori e sensazioni di tatto.

Le lezioni del capitolo

  1. 1I neuroni e l'impulso nervosoRiconoscere le parti del neurone, seguire il percorso dell'impulso nervoso e spiegare come il segnale passa da una cellula all'altra nella sinapsi.
  2. 2Il sistema nervoso centraleRiconoscere le parti dell'encefalo e del midollo spinale, dire che cosa fa ciascuna, scoprire quale zona comanda un'azione e capire perché una lesione del midollo spinale blocca i messaggi fra cervello e corpo.
  3. 3Il sistema nervoso perifericoScoprire come i nervi collegano il sistema nervoso centrale a tutto il corpo: nervi cranici e spinali, le due radici del nervo spinale, l'arco riflesso e i due sistemi, somatico e autonomo, con il simpatico e il parasimpatico.
  4. 4La vista, l’udito e l’equilibrioScoprire come gli organi di senso trasformano gli stimoli in segnali per il cervello: recettori e percezione, la vista (l’occhio, la messa a fuoco, coni e bastoncelli, i due occhi), l’udito e l’equilibrio.
  5. 5Il gusto, l’olfatto e il tattoScoprire come gusto, olfatto e tatto raccolgono gli stimoli: calici gustativi e cinque sapori, cellule olfattive e bulbo olfattivo, la pelle e i suoi recettori, e perché il sapore è gusto più olfatto.

La palestra del capitolo

Quiz di fine capitolo

  1. Tocchi una pentola bollente e ritrai la mano prima ancora di pensarci. In quale ordine passa il segnale?

    • A Neurone motorio, midollo spinale, neurone sensoriale, muscolo
    • B Muscolo, neurone motorio, midollo spinale, neurone sensoriale
    • C Neurone sensoriale, midollo spinale, neurone motorio, muscolo
    • D Neurone sensoriale, neurone motorio, muscolo, midollo spinale
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    Risposta giusta: C. Neurone sensoriale, midollo spinale, neurone motorio, muscolo

    Il calore viene raccolto da un neurone sensoriale, che porta il segnale al midollo spinale; lì i neuroni di associazione lo passano a un neurone motorio, che lo porta al muscolo del braccio. Il primo ordine è quello giusto letto al contrario: il neurone motorio comanda, non raccoglie. Il secondo parte dal muscolo, che invece è l'ultima cellula a ricevere il segnale. Il quarto mette il midollo spinale in fondo: il segnale ci passa prima, ed è lì che arriva al neurone motorio.

  2. In alcune malattie la guaina mielinica degli assoni si danneggia. Che cosa succede agli impulsi nervosi?

    • A Rallentano, e a volte non arrivano a destinazione
    • B Diventano più forti, perché la guaina non li frena più
    • C Non cambia niente, perché la mielina serve solo a nutrire l'assone
    • D Si fermano nella sinapsi, perché manca il neurotrasmettitore
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    Risposta giusta: A. Rallentano, e a volte non arrivano a destinazione

    La mielina isola l'assone e fa rigenerare l'impulso solo ai nodi di Ranvier, a salti: dove manca, l'impulso rallenta e può anche spegnersi prima di arrivare. Pensare che la guaina «freni» l'impulso è l'errore opposto: senza isolante va più piano, non più forte. La mielina non nutre l'assone, e il neurotrasmettitore sta nei bottoni sinaptici, non nella guaina.

  3. Perché una lesione grave del midollo spinale può lasciare una paralisi per tutta la vita?

    • A Perché il midollo spinale è fatto solo di cellule della neuroglia
    • B Perché, dopo la lesione, gli impulsi cambiano verso e tornano al cervello
    • C Perché il midollo produce gli ormoni che fanno contrarre i muscoli
    • D Perché i neuroni distrutti, perlopiù, non vengono sostituiti da neuroni nuovi
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    Risposta giusta: D. Perché i neuroni distrutti, perlopiù, non vengono sostituiti da neuroni nuovi

    I neuroni maturi, perlopiù, non si riproducono: quelli distrutti non vengono rimpiazzati e il collegamento fra l'encefalo e i muscoli resta interrotto. Il midollo spinale contiene moltissimi neuroni, non solo neuroglia. L'impulso non cambia mai verso. I muscoli si contraggono per i segnali dei neuroni motori, non per ormoni prodotti dal midollo.

  4. Senti il profumo del tuo piatto preferito e ti viene l'acquolina in bocca. Quale cellula riceve, alla fine, il segnale che fa uscire la saliva?

    • A Un neurone sensoriale del naso
    • B Una cellula di una ghiandola salivare
    • C Una fibra muscolare della lingua
    • D Una cellula della neuroglia
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    Risposta giusta: B. Una cellula di una ghiandola salivare

    Le ghiandole rispondono ai neuroni liberando sostanze: qui la cellula che riceve il segnale è quella della ghiandola salivare, che libera la saliva. Il neurone sensoriale del naso sta all'inizio del percorso, non alla fine. Una fibra muscolare risponde contraendosi, non producendo saliva. Le cellule della neuroglia sostengono i neuroni, ma non ricevono né trasmettono impulsi.

  5. Una carezza leggerissima sul braccio non la senti nemmeno, una più decisa sì. Come si spiega?

    • A La carezza leggera fa partire un impulso piccolo, che si spegne per strada
    • B Solo la carezza decisa fa raggiungere la soglia e partire gli impulsi
    • C La carezza leggera viaggia sui neuroni motori invece che su quelli sensoriali
    • D La carezza leggera arriva all'encefalo, ma con meno neurotrasmettitore
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    Risposta giusta: B. Solo la carezza decisa fa raggiungere la soglia e partire gli impulsi

    Vale la regola del «tutto o niente»: se i segnali raccolti non raggiungono la soglia non parte nessun impulso, e quindi non senti nulla; se la raggiungono partono impulsi sempre uguali. Non esistono impulsi «piccoli» che si spengono: è l'errore di pensare l'impulso come qualcosa che cresce con lo stimolo. Il tatto viaggia sempre su neuroni sensoriali. Se non parte l'impulso, all'encefalo non arriva niente.

  6. In una catena di neuroni il segnale va sempre avanti e non torna mai indietro. Perché?

    • A Perché la guaina mielinica blocca gli impulsi che tornano indietro
    • B Perché i dendriti sono più corti dell'assone
    • C Perché a ogni passaggio il segnale si consuma e non ha la forza di tornare
    • D Perché solo i bottoni sinaptici liberano il neurotrasmettitore, e solo la cellula successiva lo riceve
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    Risposta giusta: D. Perché solo i bottoni sinaptici liberano il neurotrasmettitore, e solo la cellula successiva lo riceve

    Nella sinapsi il neurotrasmettitore esce soltanto dai bottoni sinaptici e agisce soltanto sulla cellula successiva: per questo il segnale passa in un solo verso. La mielina isola l'assone, non fa da valvola, e la lunghezza di dendriti e assone non decide il verso. Il segnale non si consuma: ogni neurone fa partire un impulso nuovo e identico.

  7. Lungo un assone con la mielina l'impulso viaggia a circa 120 metri al secondo. Quanto tempo impiega a percorrere un assone lungo 1 metro, dal midollo spinale al piede?

    • A Meno di un centesimo di secondo
    • B Circa un decimo di secondo
    • C Circa un secondo
    • D Circa due minuti
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    Risposta giusta: A. Meno di un centesimo di secondo

    In un secondo l'impulso percorre 120 metri, quindi per 1 metro gli basta un centoventesimo di secondo: circa 0,008 secondi, meno di un centesimo. Un decimo di secondo è un tempo dodici volte più lungo. Chi risponde «un secondo» confonde i metri con i secondi. «Due minuti» nasce dall'aver letto 120 come un tempo invece che come una velocità.

  8. Metti in ordine dalla struttura più piccola alla più grande: nervo, assone, fibra nervosa.

    • A Nervo, fibra nervosa, assone
    • B Fibra nervosa, assone, nervo
    • C Assone, fibra nervosa, nervo
    • D Assone, nervo, fibra nervosa
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    Risposta giusta: C. Assone, fibra nervosa, nervo

    L'assone è il prolungamento del neurone; con i suoi rivestimenti forma una fibra nervosa; molte fibre riunite in fasci e avvolte da tessuto connettivo formano un nervo. Il primo ordine è quello giusto al contrario. Il secondo mette la fibra prima dell'assone, che invece ne è una parte. Il quarto scambia nervo e fibra, come se il nervo fosse un pezzo della fibra e non un fascio di tante fibre.

  9. Prendi una botta in testa giocando a pallone e non ti fai niente. Che cosa ha protetto l'encefalo, oltre al cranio?

    • A Il midollo spinale, che assorbe l'urto
    • B Le meningi e il liquido sotto l'aracnoide, che fa da cuscinetto
    • C La materia grigia, che è più dura della bianca
    • D Il corpo calloso, che tiene fermi gli emisferi
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    Risposta giusta: B. Le meningi e il liquido sotto l'aracnoide, che fa da cuscinetto

    Sotto il cranio l'encefalo è avvolto da tre membrane, le meningi. La dura madre, robusta, protegge dagli urti; sotto l'aracnoide scorre il liquido cefalorachidiano, che fa da cuscinetto: l'encefalo ci galleggia dentro. Il midollo spinale non protegge l'encefalo; materia grigia e bianca sono tessuto nervoso, non protezioni; il corpo calloso collega i due emisferi.

  10. Di notte dormi profondamente, ma continui a respirare e il cuore continua a battere. Quale parte del sistema nervoso centrale se ne occupa?

    • A Il lobo frontale
    • B Il cervelletto
    • C Il tronco encefalico
    • D Il talamo
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    Risposta giusta: C. Il tronco encefalico

    Il tronco encefalico controlla le attività involontarie indispensabili per vivere, come il respiro e il battito del cuore, anche quando dormi e non ci pensi. Il lobo frontale decide e comanda i movimenti volontari; il cervelletto coordina i movimenti e l'equilibrio; il talamo smista i messaggi dei sensi verso la corteccia.

  11. Un compagno dice: «Tutti i nervi partono dal cervello». Che cosa gli rispondi?

    • A Ha ragione: il cervello è il centro di comando, quindi tutti i nervi partono da lì
    • B Ha ragione solo per i nervi che portano i comandi ai muscoli
    • C Tutti i nervi partono dal midollo spinale, nessuno dall'encefalo
    • D Dall'encefalo partono i 12 paia di nervi cranici; i 31 paia di nervi spinali partono dal midollo spinale
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    Risposta giusta: D. Dall'encefalo partono i 12 paia di nervi cranici; i 31 paia di nervi spinali partono dal midollo spinale

    Il sistema nervoso centrale ha due organi, e i nervi partono da tutti e due. Dall'encefalo, quasi tutti dal tronco encefalico, escono i 12 paia di nervi cranici, per la testa, il collo e, con il vago, per torace e addome. Dal midollo spinale escono i 31 paia di nervi spinali, che raggiungono il tronco, le braccia e le gambe. Nervi sensoriali e motori ci sono in tutti e due i gruppi.

  12. Un atleta a riposo ha il cuore che batte piano; durante la gara batte forte, e dopo torna a rallentare. Chi regola questi cambiamenti?

    • A Il sistema autonomo: il simpatico accelera il cuore, il parasimpatico lo rallenta
    • B L'atleta, con i nervi del sistema somatico, quando decide di correre più forte
    • C Il cervelletto, che coordina i movimenti della corsa
    • D Nessuno: i nervi non raggiungono il cuore, che decide da solo
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    Risposta giusta: A. Il sistema autonomo: il simpatico accelera il cuore, il parasimpatico lo rallenta

    Il battito del cuore non si comanda con la volontà: lo regola il sistema autonomo. Durante lo sforzo prevale il simpatico, che fa battere il cuore più veloce e più forte; a riposo prevale il parasimpatico, soprattutto attraverso il nervo vago, che lo rallenta. Il sistema somatico comanda i muscoli scheletrici delle gambe, non il cuore; il cervelletto coordina i movimenti.

  13. Appoggi il dito su un cubetto di ghiaccio e senti freddo. Quale strada fa il segnale prima che tu lo senta?

    • A Termocettore, nervo, midollo spinale, area del tatto, talamo
    • B Termocettore, nervo, midollo spinale, talamo, area del tatto
    • C Area del tatto, talamo, midollo spinale, nervo, termocettore
    • D Termocettore, talamo, nervo, midollo spinale, area del tatto
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    Risposta giusta: B. Termocettore, nervo, midollo spinale, talamo, area del tatto

    Il freddo è raccolto da un termocettore della pelle, che fa partire un segnale elettrico lungo un nervo fino al midollo spinale; da lì il segnale sale al talamo, che lo smista all'area del tatto della corteccia, dove diventa sensazione. Il primo ordine mette il talamo dopo la corteccia: il talamo smista prima. Il terzo è lo stesso percorso al contrario, cioè la strada di un comando, non di uno stimolo. Il quarto fa arrivare il segnale al talamo prima ancora del nervo: il recettore è collegato a un nervo, non direttamente al cervello.

  14. Dopo una forte botta alla nuca una persona vede male, anche se i suoi occhi sono sani. Qual è la spiegazione più probabile?

    • A La botta ha spostato il cristallino
    • B Il nervo ottico si è staccato dall'occhio
    • C La botta ha fatto chiudere la pupilla
    • D È stata colpita l'area visiva, nel lobo occipitale, dove i segnali degli occhi diventano immagini
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    Risposta giusta: D. È stata colpita l'area visiva, nel lobo occipitale, dove i segnali degli occhi diventano immagini

    Si vede con il cervello: gli occhi trasformano la luce in segnali, ma l'immagine si forma nell'area visiva del lobo occipitale, proprio sotto la nuca. Il cristallino e la pupilla stanno dentro l'occhio, e gli occhi sono sani. Il nervo ottico esce dal fondo dell'occhio, dietro gli occhi, lontano dalla nuca.

  15. Esci al sole e le tue pupille si stringono senza che tu lo decida. Quale parte del sistema nervoso comanda questo riflesso?

    • A Il sistema somatico, che comanda i muscoli volontari
    • B L'area visiva della corteccia, che decide quanta luce serve
    • C Il sistema autonomo, con il parasimpatico
    • D Il midollo spinale, come nel riflesso della pentola
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    Risposta giusta: C. Il sistema autonomo, con il parasimpatico

    La pupilla è stretta da un muscolo dell'iride che non comandi a volontà: lo guida il sistema autonomo, e a stringerla è il parasimpatico (il simpatico la allarga, per esempio quando ti spaventi). Il sistema somatico comanda i muscoli che muovi quando vuoi. L'area visiva interpreta le immagini, non regola la pupilla. Questo riflesso passa dal tronco encefalico, non dal midollo spinale come quello della pentola.

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