Neuropsicologia

4.3.22 Definizione di neuropsicologia

La neuropsicologia è la disciplina che ha come obiettivo lo studio dei processi cognitivi e comportamentali correlandoli con i meccanismi anatomo-fisiologici a livello di sistema nervoso che ne sottendono il funzionamento.

Obiettivi: la neuropsicologia si occupa di studiare le conseguenze cognitive dei danni cerebrali dovuti ad eventi di varia natura (ictus, traumi cranici, infiammazioni) allo scopo di contribuire all’elaborazione di teoria sull’organizzazione delle funzioni cognitive, sia di comprendere le basi neuro funzionali. Si occupa inoltre di allestire strumenti di valutazione dei vari deficit dei pz, per il raggiungimento di un’accurata diagnosi e tracciare il profilo cognitivo dei pz, anche al fine di pianificare una riabilitazione neuropsicologica.

Capire quali siano le aree cerebrali che sottendono certi comportamenti.

La neuropsicologia ha una duplice finalità:

• Clinica: descrive e definisce i disturbi associati a lesioni cerebrali e indica i percorsi diagnostici, riabilitativi e terapeutici.
• Sperimentale: studia le relazioni tra comportamento e aree cerebrali: basi neurali del funzionamento cognitivo.

La storia della neuropsicologia

È legata all’evoluzione dei metodi e delle tecniche che permettono di stabilire una relazione tra comportamento (normale/alterato) e localizzazione anatomo-funzionale delle reti neurali coinvolte/lesioni che hanno provocato il disturbo.

Fino agli anni ’70:

• Esame autoptico (reperti post mortem).
• Studi di stimolazioni elettriche corticali durante interventi neurochirurgici a scopo diagnostico/terapeutico (epilessia, su casi che non potevano essere curati con farmaci).

Dagli anni ’70:

• Inizio sviluppo tecniche di bioimmagine (TAC, PET, MRI, fMRI) e di stimolazione cerebrale (TMS, TDCS, che sono tecniche che permettono di stimolare con corrente o con stimolazione magnetica, che applicati sulla zona in corrispondenza dell’area cerebrale sottostante, quindi viene fatta dall’esterno tale stimolazione, non è invasiva, e in questo modo si possono avere molte info, e si possono fare anche su volontari sani).

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Ripasso di neuroanatomia

Il sistema nervoso centrale (SNC) è una struttura bilaterale ed essenzialmente simmetrica formata da 2 parti principali:

• Cervello (encefalo) contenuto nella scatola cranica.
• Midollo spinale contenuto nel canale vertebrale.

Cervello, formato da:

• Tronco encefalico: subito sopra il midollo spinale.
• Cervelletto: collocato posteriormente al tronco encefalico.
• Diencefalo: al di sopra del tronco encefalico.
• Emisferi cerebrali.

Terminologia anatomica nel SNC

I termini usati per la localizzazione delle varie parti del midollo spinale e tronco cerebrale sono gli stessi usati per l’anatomia del corpo.

• Anteriore vs posteriore (davanti vs dietro).
• Rostrale vs caudale (verso la testa verso il basso).
• Dorsale vs ventrale (schiena vs ventre).
• Mediale vs laterale (in mezzo e di lato).

Tuttavia, l’asse longitudinale del SNC contiene una curvatura per cui l’asse rostro-caudale del prosencefalo (diencefalo ed emisferi) è piegato in avanti.

Per il prosencefalo:

• Dorsale = verso la sommità della testa (superiore).
• Ventrale = verso il basso.
• Rostrale = verso la faccia, coincide con anteriore.
• Caudale = verso la parte posteriore della testa, coincide con posteriore quindi la terminologia cambia nell’encefalo.

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Assi anatomici e piani standard per sezioni istologiche/immagini

Per il prosencefalo:

• Sezioni orizzontali o assiali: parallele all’asse rostro-caudale (parallele al suolo).
• Sezioni sagittali: sul piano che divide i due emisferi: a. mediana; b. paramediana (più laterale).
• Sezioni frontali o coronali: secondo il piano del volto, piano parallelo alla faccia.

Per il midollo spinale e tronco encefalico:

• Sezioni longitudinali: sezioni parallele all’asse longitudinale.
• Sezione trasversale: piano di sezione perpendicolare all’asse longitudinale.

Antero-posteriore = ventrale-dorsale.

Frontale: parallelo al volto. Detto anche coronale.

Orizzontale: parallelo al suolo, chiamato anche assiale.

Sagittale: divide in due gli emisferi cerebrali, passa sulla linea mediana.

Tronco encefalico

Tronco encefalico, TE:

• Midollo allungato (bulbo).
• Ponte.
• Mesencefalo.

È la struttura vitale più importante di tutto il SNC: una lesione in qualsiasi altra regione nervosa non è direttamente mortale ma può esserlo se interessa il TE.

Funzioni essenziali:

• Centri di controllo dell’attività cardio-respiratoria (NTS, nucleo motore dorsale del vago ecc.).
• Centri per controllo funzione digestiva (centri per la masticazione, deglutizione, vomito).
• Centri di controllo dei movimenti oculari e dell’equilibrio.
• Centro di controllo di movimenti riflessi.
• Nuclei motori dei nervi cranici.
• Nuclei sensitivi dei nervi cranici, nuclei vestibolari, nucleo gracile e cuneato.
• Vie di collegamento tra midollo spinale e cervelletto con il cervello.
• Contiene la formazione reticolare deputato alla regolazione del livello di allerta e vigilanza.

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Il tronco dell’encefalo svolge molte funzioni vitali, e potremo dire che sia la struttura vitale più importante del SNC, una lesione all’encefalo è potenzialmente mortale, cosa che non accade se si ledono altre aree. Ciò perché vengono svolte molte funzioni essenziali per la vita.

Formazione reticolare: strutturata in nuclei non ben definiti, quindi difficile da evidenziare, attraversa tutto il tronco dell’encefalo, ed è importante perché da essa dipende lo stato di allerta.

Cervelletto

Situato dietro il ponte, connesso al tronco dell’encefalo tramite peduncoli cerebellari (fasci di sostanza bianca); suddiviso in lobi; riceve informazioni somatosensoriali dal midollo spinale, informazioni dai nuclei vestibolari e informazioni motorie e sensoriali da numerose aree cerebrali tramite i nuclei pontini; controllo della postura, coordinazione movimenti del capo, occhi e degli arti, regolazione fine del movimento, apprendimento delle abilità motorie, in anni più recenti si è individuato un ruolo del cervello anche nelle funzioni cognitive.

Una delle alterazioni tipiche indotte da lesioni del cervelletto è la dismetria: se noi prendiamo un oggetto allunghiamo la mano e lo prendiamo, mentre con tale lesione non riusciamo a fare il movimento fluido o sbagliamo la mira ad esempio, negli anni più recenti si parla anche di dismetria del pensiero dovuta ad una lesione del cervelletto, quindi si è visto che lesioni al cervelletto hanno a che vedere con difficoltà cognitive, per cui si sa oggi che una lesione cerebellare non impatta solo le funzioni motorie, proprio perché proietta a molte aree cerebrali.

Struttura particolare, suddiviso in lobi: anteriore, posteriore e floculonodulare, sono i principali. La corteccia cerebellare è fatta così: come nella slide.

Vediamo che la corteccia cerebellare è formata anche da lobuli rivestiti esternamente da sostanza grigia, quindi, hanno una corteccia cerebellare dove c'è una rete di neuroni, la sostanza grigia esterna è stratificata e al di sotto troviamo un centro midollare, costituito da sostanza bianca, che ha una struttura ad arbor vitae perché è una specie di arborizzazione, sembrano tanti rami, parte dal centro e poi penetra la sostanza bianca i vari lobuli a formare una struttura ad albero, all’interno della sostanza bianca ci sono dei nuclei.

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Partendo dalla posizione più mediale, troviamo il nucleo del fastigio o del tetto, sono bilaterali quindi si trovano sia sul lato sx che dx. Poi abbiamo il nucleo emboliforme e il nucleo globoso che insieme formano il nucleo interposito e poi abbiamo il nucleo dentato dalla forma particolare.

Si distingue la porzione centrale del cervelletto, proprio sulla linea mediana, chiamata verme cerebellare e ai lati ci sono gli emisferi che possono essere divisi i due parti, una zona adiacente al verme chiamata zona intermedia e poi più lateralmente una zona chiamata zona laterale. Dopo di che abbiamo il lobo floculonodulare che è un’area a se, dato che è particolare anche per le sue connessioni, ho connessioni con l’apparato vestibolare, quindi svolge funzioni molto specifiche e rimane trattato come se fosse un soggetto a se stante.

Circuiteria del cervelletto

Al cervelletto arrivano due principali vie:

• Vie (fibre) muscoidi: hanno varie origini, possono essere le vie che provengono dal midollo spinale, quindi quelle chiamate emispinocerebellari, oppure possono originare dal reticolo cerebellare, o anche dai nuclei pontini; quindi, sono varie le informazioni di origini diverse, quelle del midollo spinale sono tipicamente info somato-sensoriali che vengono portate verso il cervelletto.
• Vie (fibre) rampicanti: originano dal nucleo che proviene dall’oliva inferiore, dal nucleo olivare partono delle proiezioni che vanno a costituire le vie rampicanti.

Questi sono gli ingressi alla corteccia cerebellari, queste fibre prima di entrare mandano un collaterale che va a prendere contatto con i nuclei profondi. A seconda delle varie porzioni del cervelletto la fibra muscoide o rampicante prima di entrare nel cervelletto manda un collaterale che potrà contattare i vari nuclei profondi del cervelletto.

La fibra muscoide che entra nella corteccia cerebellare prende contatto con uno strato della corteccia chiamato strato dei granuli, in questo strato ci sono cellule piccole (granuli) che hanno si connettono (con sinapsi) con la fibra muscoide tramite prolungamenti dendritici. La cellula dei granuli viene attivata dalle fibre muscoidi, a questo punto la cellula emette un prolungamento assonale verso l’alto, perpendicolarmente rispetto alla superficie della corteccia e arriva alle fibre parallele. Queste poi prendono contatto con l’arborizzazione dendritica della cellula del Purkinje, la quale è l’unica via di uscita dalla corteccia cerebellare, una singola cellula del Purkinje prende contatto con tante fibre parallele, la singola sinapsi delle fibra parallele con un dendrite della cellula del Purkinje sono sinapsi deboli, per cui.

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Un’unica sinapsi non è in grado di attivare la cellula del Purkinje, per poterla attivare, e quindi generi un potenziale d’azione, è necessario un notevole processo di integrazione, di sommazione, quindi si attiva solo quando ha integrato tanti input arrivati dalla fibre parallele, e quando si attiva, una volta raggiunta la soglia di attivazione, la cellula del Purkinje scarica uno Spike semplice.

La fibra rampicante invece è molto più potente origina dal nucleo olivare inferiore, prende contatto direttamente con l’arborizzazione dendritica della cellula del Purkinje, si chiama rampicante perché si avvolge alla cellula come un’edera, e quindi ha tanti contatto con la cellula del Purkinje, questi contatti sono molto potenti, per cui l’attivazione di una fibra rampicante attiva potentemente la cellula del Purkinje che produce un’attività che si manifesta attraverso una scarica di potenziale di azione che viene chiamato Spike complesso.

Abbiamo detto che le fibre prima di entrare in corteccia inviano dei collaterali verso i nuclei profondi. Questa sinapsi tra fibre muscoidi, o fibre rampicanti e nuclei sono di tipo eccitatorio. Quando si attiva la cellula del Purkinje invece essa è di tipo inibitorio; quindi, è la tipica cellula che rilascia il GABA, neurotrasmettitore inibitorio. Quando si attivano sia spike semplici sia complessi, la cellula del Purkinje una volta attivata proietta ai nuclei profondi nuovamente, quindi l’effetto che si ha è che la cellula del Purkinje attua un effetto inibitorio sulle cellule precedentemente attivate nei nuclei profondi.

Le informazioni escono dal cervelletto tramite le proiezioni dei nuclei cerebellari, le cellule del Purkinje proiettano ai nuclei e le cellule all’interno dei nuclei hanno degli assoni che escono dal cervelletto e che andranno a prendere contatto con le varie strutture motorie etc. circuito di base.

Non li chiede.

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Gli elenchi sotto gli schemi sono le alterazioni provocate da lesioni di porzioni del sistema.

Diencefalo

Rostrale al mesencefalo, contiene il talamo e l’ipotalamo.

Il talamo ritrasmette e seleziona la maggior parte delle informazioni che dalla periferia raggiungono la corteccia cerebrale; interconnette cervelletto e nuclei della base con regioni corticali implicate nel controllo motorio e cognitivo.

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Ipotalamo

Ganglio cefalico del sistema nervoso autonomo, sistema endocrino e sistema nervoso somatico.

L’ipotalamo (1% volume totale dell’encefalo) si trova sotto il talamo.

I segnali provenienti dall’ipotalamo regolano l’omeostasi controllando sia le funzioni del sistema nervoso autonomo sia varie funzioni endocrine.

Riceve proiezioni dirette dalla corteccia frontale (prefrontale mediale e orbitofrontale) e da aree coinvolte in risposte affettive automatiche (amigdala).

Funzioni dell’ipotalamo:

Emisferi cerebrali

Funzioni percettive, motorie, e cognitivo-emotive; comprendono uno strato esterno convoluto, la corteccia cerebrale e strutture profonde localizzate in profondità:

• Nuclei della base: regolazione delle prestazioni motorie.
• Ippocampo: conservazione delle tracce mnemoniche.
• Amigdala: coordinazione delle risposte autonomiche ed endocrine associate agli stati emotivi.

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Gli emisferi cerebrali sono la porzione preminente del cervello umano. Hanno la forma di una mezza sfera.

La corteccia cerebrale, formata da materia grigia, è molto espansa e presenta numerose ripiegature dette circonvoluzioni o giri cerebrali, separate da solchi.

Una profonda scissura longitudinale divide il cervello in due emisferi, a loro volta suddivisi in lobi.

La fenditura scende fino al corpo calloso, una spessa fascia di sostanza bianca in cui passano le fibre che connettono i due emisferi e che svolge funzione di sostegno ed è coinvolto nell’interazione interemisferica delle informazioni.

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Solchi particolarmente profondi separano i vari lobi, che prendono il nome dall’osso cranico che li protegge.

Altre formazioni della corteccia cerebrale

Altre formazioni della corteccia cerebrale sono:

Corteccia del cingolo: circonda la superficie dorsale del corpo calloso nella parete mediale degli emisferi cerebrali; controllo delle emozioni e dei processi cognitivi.

Parte anteriore (emozioni, collegata con corteccia orbito frontale e amigdala), parte dorsale (attività cognitiva), parte posteriore (controllo motorio).

Il cingolo anteriore ha ruolo importante nell’integrazione dei circuiti neurali coinvolti nella regolazione cognitiva delle emozioni.

La parte ventrale del cingolo anteriore (ACC) è connesso con l'amigdala, il nucleo accumbens, l'ipotalamo, l'insula, anteriore ed è coinvolto nell'assegnazione della salienza dell'emozione e con le componenti motivazionali.

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Insula

4-6 circonvoluzioni disposte a ventaglio ricoperte dai lobi frontale, parietale e temporale, la parte di corteccia che sovrasta l’insula è l’opercolo; riceve afferenze gustative, e ha connessioni con tutte le aree sensoriali corticali, con aree associative uni- e polimodali e con regioni della OFC, del polo temporale e della corteccia cingolata (area multifunzionale). La regione anteriore è connessa con l’amigdala.

L'insula integra le informazioni sensitive e autonomiche provenienti dai visceri. Ha un ruolo in alcune funzioni del linguaggio, come evidenziato dalla presenza di afasia in pazienti con lesioni insulari.

La regione anteriore è fortemente attivata da:

• Stimoli avversivi: dolore – disgusto – nausea.
• Volti che esprimono disgusto.
• Eventi sfavorevoli: perdita economica.

Sostanza bianca: fibre di collegamento.

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Tipi istologici di corteccia

Secondo Oskar Vogt, utilizzando criteri istologici si può dividere la corteccia in due componenti principali: isocorteccia e allocorteccia. Utilizzando un criterio evoluzionistico si possono identificare la neocorteccia, corrispondente all'isocorteccia, e l'archicorteccia che, insieme, corrispondono poleocorteccia all'allocorteccia. Ai bordi tra tali strutture vi sono cortecce transizionali (periarchicorteccia e proisocorteccia) (Figura 7.2).

L'archicorteccia, la forma più primitiva di corteccia, risulta caratterizzata da una laminazione in 3-4 strati, e costituisce l'ippocampo, il giro dentato e il subicolo, la corteccia entorionale e retrospleniale. Svolge un ruolo cruciale nell'apprendimento ed è estremamente eccitabile, il che la rende sede frequente di focolai epilettogeni.

La paleocorteccia è caratterizzata dalla presenza di 3-4 strati ed è localizzata a livello del bulbo olfattivo, del tubercolo olfattivo e della regione prepiriforme.

La neocorteccia costituisce la maggior parte della corteccia cerebrale dell'uomo, è molto eterogenea e verrò descritta più avanti nel capitolo.

Organizzazione laminare della neocorteccia e mappe architettoniche

La neocorteccia presenta un’organizzazione delle cellule in strati paralleli alla superficie piale. Questo permette di organizzare afferenze ed efferenze in maniera efficace, ottimizzando la capacità computazionale della corteccia. La maggior parte della neocorteccia presenta 6 strati:

• I strato (strato molecolare), contiene fibre provenienti da cellule degli strati più profondi e da altre zone.

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• Esterno), contiene