Il viaggio di un'immagine

Il viso delle persone, i mobili di un appartamento, il cielo azzurro o il fiore in un prato. Sono tutte immagini note, chiare e ben visibili per noi, ma.. come fanno i nostri occhi a vedere e poi come possiamo ricordare ciò che abbiamo visto?
Ho già commesso un errore nel dire che sono gli occhi a vedere: in realtà sono solo uno "strumento". Ma vediamo nel dettaglio.

RAPIDAMENTE: DALLA REALTÀ AL CERVELLO

schema dell'occhio (1)

Immaginiamo ora di osservare un'ape. I raggi di luce che la investono, vengono riflessi e colpiscono la cornea:
- rivestimento esterno trasparente che protegge l'occhio ed è nutrita dall'umor acqueo. Questi ha inoltre il compito di "aiuto messa a fuoco" dell'immagine in più, insieme al cristallino (posto prima della retina), fa convergere la luce sudi essa;
i raggi attraversano la pupilla:
- foro in mezzo all'iride da dove passano le varie onde luminose. L'iride è la "parte colorata" in grado di regolare il passaggio di luce allargando o stringendo la pupilla, come il diaframma di una macchina fotografica.
Attraversata la pupilla, l'immagine dell'ape viene proiettata capovolta (sarà poi compito del cervello rigirarla) sulla retina dove i milioni di fotorecettori di cui è formata (coni, più sensibili ai colori, e bastoncelli, più numerosi e molto più sensibili, anche alla scarsa luminosità) trasformano la luce in piccoli potenziali elettrici. Essi passano dunque per via sinaptica dalla retina lungo il nervo ottico (che altro non è che un prolungamento del sistema nervoso centrale) per poi raggiungere le varie regioni visive del cervello (corteccia visiva), a seconda della funzione. Entrambi i nervi (uno per occhio) entrano nel cervello e si uniscono formando il chiasma ottico. Le sue fibre permettono agli impulsi di arrivare alla corteccia celebrale dove si formano delle "rappresentazioni interne" della realtà che si fondano sulle informazioni ricevute dagli occhi. La binocularità è la capacità che hanno le varie aree visive poste nella parte posteriore del cervello (dette V1, V2..) di creare immagini con informazioni provenienti sia dall'occhio destro che dal sinistro. Come detto in precedenza l'immagine finale è la produzione di più zone ella corteccia visiva che si distinguono a seconda della funzione. Infatti le aree sono specializzate nel riconoscimento di un particolare elemento, come la forma, il movimento, il colore e la distanza.

Fin ora ho parlato di passaggio di informazioni e della loro interpretazione, ma chi si occupa di tutto questo? Con la trasmissione dell'informazione si parla di sinapsi, mentre l'interpretazione è compito delle cellule neuronali de cervello.

UNA PICCOLA INTRODUZIONE

Il sistema nervoso è costituito principalmente da due cellule, ovvero le cellule nervose (comunemente chiamate neuroni) e dalle cellule della glia.

Le prime, formando dei complessi "reticoli e circuiti", sono in grado e hanno il compito di ricevere, trasmettere, conservare ed elaborare un'informazione. Le seconde svolgono un compito di protezione, nutrimento, guida nella crescita del neurone; ne consentono inoltre un maggior isolamento così da aumentare la velocità di trasmissione delle informazioni. (Il messaggio ricevuto viene riconosciuto e tradotto in risposte biologiche all'interno delle sinapsi; dal loro numero e dalla loro efficienza dipendono quindi tutte le attività nervose, dai riflessi alla memoria).

NEURONI, IN GENERALE

Come le altre cellule del corpo umano, anche i neuroni sono rivestite da una membrana plasmatica e contengono corpuscoli fondamentali quali il nucleo, i ribosomi, i mitocondri, l'apparato di Golgi e il reticolo endoplasmatico. Una particolarità delle cellule nervose è, senza dubbio, l'asimmetria: la forma non è per nulla regolare e presenta numerosi e lunghi prolungamenti (dendriti), il tutto sostenuto da uno scheletro interno che prende il nome di citoscheletro neuronale, ma non solo la forma, anche delle proteine ed altri componenti della membrana sono diffusi in modo asimmetrico.

Nella loro struttura i neuroni si possono dividere in quattro compartimenti: 

- compartimento di recezione dei segnali detto soma (costituito da parte del corpo cellulare e dai dendriti);

- compartimento di integrazione (costituito dal segmento iniziale dell'assone);

- compartimento di trasferimento rapido del segnale elettrico (costituito dall'assone);

- compartimento di trasferimento informazioni (costituito dalle terminazioni presinaptiche).

COMUNICAZIONE

Le sinapsi possono essere di due tipi: di natura elettrica o di natura chimica. Nelle sinapsi chimiche i due neuroni non sono collegati direttamente ma c'è un piccolo spazio, detto spazio sinaptico, che separa la cellula presinaptica (cioè quella che trasmette l'informazione) a quella postsinaptica (cellula ricevente). il messaggio trasmesso attraversa questo spazio grazie a delle molecole dette neurotrasmettitori. 

neuroni di topo

Nelle sinapsi elettriche invece, il messaggio passa da una cellula all'altra attraverso ampi canali proteici chiamati connessioni (che formano le cosiddette giunzioni gap). 

CURIOSITA'

un gruppo di universitari dello Utah ha scoperto che le cellule nervose comunicano tra loro tramite una sorta di staffetta avente come testimone una sorta di 'bolle' contenenti i segnali nervosi. Il loro preciso funzionamento non è ancora stato chiarito, ma questa scoperta è stata sufficiente ad assegnar loro il premio Nobel per la medicina 2013. Per saperne di più segue il link dell'articolo ansa.it/scienza-notizie.

So che c'è ancora molto, moltissimo altro di cui poter scrivere, questo infatti è solo un breve riassunto di quello che riguarda l'apparato visivo, i neuroni e la sinapsi. Tuttavia spero di aver suscitato un po' di curiosità.

sito/bibliografia:

imagine1
immagine neuroni
dall'occhio al digitale
occhio/wikipedia
memoria/wikipedia
la visione

treccani.it/neuroni-e-sinapsi

wikipedia.org

sinapsi/wikipedia

Un pacchetto in più sotto l'albero

Cosa avete ricevuto per Natale? Avete fatto gli auguri a tutti? ..No non mi interessa realmente, ma tutti abbiamo scartato almeno un pacchetto. Quest'anno sotto il mio albero ne è comparso uno con un nuovo destinatario: LUCA.
... Ma, chi è LUCA? LUCA, ovvero the last universal common ancestor, è l'ultimo antenato comune a tutti gli organismi viventi esistito tra 3,6-4,1 miliardi di anni fa, non l'unico e il primo, probabilmente l'unico spravissuto. Insomma è qualcuno di veramente importante, degno di un regalo di Natale!
Cosa gli ho regalato? ..una scatola vuota. Si, ho scritto un'intero post solo per una scatola vuota, ma volevo solo che potesse ricordare che lui da una Terra senza vita, totalmente inanimata, ha dato il via ad una lunga lista di discendenti (siamo tutti un po' LUCA insomma, quindi già noi siamo un regalo per lui, portiamo avanti il suo DNA, LUCA in fondo non è ancora morto veramente). Non è un gran che, solo un piccolo gesto di ringraziamento.

Il magma

Ciclo litogenetico

Fino ad ora ho parlato di minerali e rocce, ma.. come si formano?
Dunque, come descritto nel ciclo litogenico, tutto comincia dal magma che, solidificandosi, forma le rocce magmatiche (o ignee). Esse si dividono in effusive (o vulcaniche), se si raffreddano velocemente all'esterno della crosta terrestre quindi non presentano cristalli di grandi dimensione, intrusive (o plutoniche), sono l'opposto delle effusive, ed ipoabissali (o filoiane), sono una sorta di via di mezzo tra le precedenti. L'insieme di processi che ha le questi tipi di rocce come risultato si definisce processo magmatico. Il magma è un sistema costituito per la maggior parte da roccia fusa, a cui si aggiungono una parte solida e una gassosa disciolta (le cosiddette componenti volatili). La parola magma non va confusa con lava: si definisce infatti così il magma che, venendo a contatto con l'atmosfera, libera i gas disciolti.
Durante la risalita il magma può subire  vari cambiamenti:
-la composizione chimica: iniziano a cristallizzare alcuni elementi e si fonde parte delle rocce circostanti;
-il punto di fusione: varia a seconda della pressione e aumenta se viene in contatto con l'acqua.
Si distinguono due tipi di genesi aderì magmi: 
I magmi primari (basici) derivano dalla parziale fusione delle rocce del mantello superiore (le peridotiti); i magmi anatettici (acidi) invece derivano dalla parziale fusione delle rocce della crosta  terrestre.
Esistono fondamentalmente due tipi di magma molto diversi: granitico e basaltico, nell'immagine qui sotto sono rappresentate le loro caratteristiche.

caratteristiche magma basaltico e granitico

La ViscoDens in casa Trutt

In classe qualche giorno fà è nata la discussione sulla differenza tra viscosità e densità (da qui la parola viscodens) così dopo averla capita abbiamo ricevuto il compito di spiegare questi due concetti ai nostri genitori. Oltre a loro ne ho parlato con mio fratello minore, un'amica di mia madre e sua figlia (a cena da noi quella sera).

Bene iniziamo col dire che nessuno aveva un'idea ben precisa, mio fratello sapeva la formula per il calcolo della densità ma non gli sapeva dare un significato, quello che si è avvicinato di più alla definizione di viscosità, invece, è stato mio padre.
Diciamo che tra un "non saprei" e "è qualcosa tipo.. boh c'è.." siamo arrivati alla fatidica domanda 'è più densa l'acqua o l'olio? E il più viscoso qual'è?'  risposta unanime: "l'olio!". 

A questo punto ho spiegato il significato di densità e viscosità e perchè in realtà è l'acqua più densa dell'olio.
Densità: è la concentrazione di materia nello spazio (indicato come massa/volume). L'acqua è più densa perchè le sue molecole sono più vicine rispetto a quelle dell'olio.
Viscosità: è la resistenza del fluido al moto, questa dipende soprattutto dalla velocità con cui si muovono le molecole (più è alta minore è la viscosità) e dai legami tra le particelle.
A questo punto il loro interesse e la loro comprensione era calata (soprattutto quando ho iniziato a parlare di molecole e legami).

Spero di avergli trasmesso qualcosa, almeno la mia volontà di cercare di imparare qualcosa. Di sicuro ho capito che non è assolutamente semplice spiegare con parole semplici cose che riguardano concetti più complicati.

Queste sono le prime spiegazioni con scarso risultato dei miei intervistati:
"la viscosità mi ricorda qualcosa di viscido che sssccivola via.. tipo un lumacone.."
"mm.. la densità.. è tipo quando un muscolo è sodo, qualcosa che ha consistenza.."
"ma l'olio e l'acqua se li frulli si uniscono perchè è come quando vuoi fare la maionese.. c'è  l'uovo che è fatto quasi tutto d'acqua poi si unisce all'olio.. è un emulsione"

Abolito il cielo!

"Chi non conosce la verità è soltanto uno sciocco; ma chi, conoscendola, la chiama bugia, è un malfattore"

"Scopo della scienza non è tanto quello di aprire la porta all'infinito sapere, quanto quella di porre una barriera all'infinita ignoranza."

Queste frasi che ho scritto sono due battute dell'opera teatrale di B.Brecht, 'vita di Galileo'; no, non sono qui per pubblicizzare un libro (anche se non è così male da leggere..), ma per farvi conoscere un monologo di Marco Paolini intitolato ITIS Galileo. E' davvero favoloso dura un po' ma vale davvero la pena di vederlo: con un po' (molta) di ironia, Paolini racconta la vita dello scienziato che ha rivoluzionato il cielo, Galileo Galilei. Non aggiungo altro, buona visione!

Minerali: non tutti uguali

Dopo aver descritto in breve le caratteristiche principali dei minerali parliamo della loro classificazione.

Un minerale si classifica per l'anione che lo caratterizza:

• ossidi (ossigeno);

magnetite

• carbonati (carbonio);

malachite

• solfuri (ione solfuro, zolfo);

pirite

• solfati (zolfo);

fluorite

• silicati (ione silicato, silicio)

zircone

• elementi nativi, cioè elementi che in natura si trovano non combinati con altri elementi;

oro

I silicati hanno una struttura a tetraedro con gli atomi di ossigeno ai vertici, ma non è elettricamente neutro. Questo tipo di minerali si classifica per il numero di tetraedri legati tra di loro (in comune uno o più atomi di ossigeno, cosa non sempre vera e quando ciò accade le cariche negative vengono bilanciate da cationi metallici) e la loro disposizione:

• nesosilicati, nessun atomo di ossigeno in comune;

topazio

• sorosilicati, un atomo di ossigeno in comune, coppie di tetraedri;

epidoto

• ciclosilicati, due atomi di ossigeni in comune, struttura ciclica;

berillo (acquamarina)

• inosilicati, due o tre atomi di ossigeno in comune, rispettivamente formano catene a singole o doppie di tetraedri;

augite (catena singola)

orneblenda (catena doppia)

fillosilicati, tre atomi di ossigeno in comune, struttura su piani paralleli;

mica 

• tettosilicati, quattro atomi di ossigeno in comune, struttura sviluppata in tutte le direzioni dello spazio;

quarzo ialino