- Potenziale di membrana; Equilibri ionici: equazione di Nernst; equilibrio di Gibbs-Donnan; equilibrio elettrochimico ed equazione di Goldman - Struttura e funzione dei canali ionici; Tecniche di misurazione di flussi ionoici; Proprietà elettriche passive delle membrane: capacità e resistenza; Propagazione passiva dei segnali elettrici: teoria del cavo, costante di tempo, costante di spazio. - Registrazioni elettrofisiologiche, potenziali e correnti di membrana: patch clamp, registrazioni intracellulari (voltage clamp, current clamp), registrazioni extracellulari, multi electrode array (MEA). - Proprietà elettriche attive delle membrane: il potenziale d'azione: generazione, basi ioniche e sua propagazione; Canali ionici voltaggio-attivati; Velocità di propagazione del Potenziale d’azione e fattori che la influenzano; Blocco del voltaggio. - Trasmissione sinaptica elettrica; Trasmissione sinaptica chimica; Meccanismo di rilascio del neurotrasmettitore: proteine di membrana e solubili coinvolte nella liberazione del neuromediatore, natura quantica del rilascio, accoppiamento depolarizzazione-rilascio, ruolo del calcio; Neuromediatori "classici” e neuromodulatori. - Recettori dei neuromediatori. Recettori ionotropi (canali ionici ligando-attivati); meccanismi di gating; Recettori ionotropi per acetilcolina, glutammato, GABA, glicina, serotonina. Recettori metabotropi: vie di trasduzione del segnale; Recettori per acetilcolina, catecolammine, glutammato, GABA, neuropeptidi, purine; recettori metabotropici pre-sinaptici. - Modulazione della trasmissione sinaptica; Co-rilascio di neurotrasmettitori; Un esempio di sinapsi eccitatoria: la giunzione neuromuscolare; Potenziali post-sinaptici; Il potenziale d’inversione; Sinapsi eccitatorie ed inibitori. - Integrazione sinaptica spaziale e temporale; La plasticità sinaptica (meccanismi molecolari di potenziamento e depressione a lungo termine), Le sinapsi silenti. - Processi reattivi neuronali a lesioni: danno assonale e rigenerazione nel sistema nervosa centrale e periferico; trasporto assonale. - Biologia della glia e rapporto glia-neurone (cenni) Nota 1: Durante il corso saranno svolti seminari di approfondimento su temi specifici da parte di docenti esterni Nota 2: Nel corso è previsto un studio di gruppo di articoli scientifici recenti, correlati con le tematiche trattate nel programma, e pubblicati su riviste internazionali ad alto fattore di impatto. Questo lavoro termina con un’esposizione critica dei risultati.

Un testo a scelta tra i seguenti: - Kandel ER, Schwarts JH, Jessell TM, Perri V, Sidalieri G - Principi di Neuroscienze (Casa Editrice Ambrosiana) - Nicholls JG, Martin RA, Wallace BS - Dai neuroni al cervello (Zanichelli) - Zigmond MJ, Bloom FE, Landis SC, Roberts J, Squire LR – Neuroscienze (vol. I e II) (Edises) - D’Angelo E, Peres A - Fisiologia: Molecole, cellule e sistemi (tomo I e II) (Edi-Ermes) Tutti i testi, sia in italiano che in inglese, sono disponibili per la consultazione e/o prestito (a breve termine) nella biblioteca del Dipartimento di Biologia e Biotecnologie. Per alcuni argomenti saranno distribuiti articoli scientifici specifici Per un immediato aggiornamento dei testi o del materiale didattico distribuito dal docente consultare la pagina web del corso: https://elearning2.uniroma1.it