Anatomia

O

O immediati profonde del

percepibili a SNC

livello

muscolare

Pattern motorio

Modifica reversibile del pattern

O motorio dopo neuroblocco

(necessità follow up)

Modifiche permanenti

O

Neuroplasticità del SNC

La rappresentazione corticale delle parti

del corpo è continuamente modulata in

risposta all’attività, al comportamento

ed all’acquisizione di abilità

(Kaas 1991;Donoghue 1996).

Definizione:è la capacità che ha il SNC di

variare e di adeguare la propria

organizzazione strutturale e funzionale in

risposta a perturbazioni interne o esterne.

Evoluzione storica

Eugenio Tanzi (1856 –

1934)

Partendo dagli studi di

Cajal, intuì che lo stimolo

nervoso doveva incontrare

una qualche resistenza nel

passare da un neurone a

quello successivo

Ernesto Lugaro (1870 – 1940)

“ l’apprendimento e la

compensazione dei deficit

funzionali sono attribuiti alla

plasticità neuronale”.

Intui’ l’importanza ricoperta

processi chimici

dai ai fini della

trasmissione sinaptica

(Berlucchi, 2002)

Ioan Minea (1878 – 1941)

Ha studiato la

“rigenerazione collaterale”,

la “plasticità dendritica” e

la “plasticità

(proliferazione) di

neurofibrille (Jones, 2000).

Albrecht Bethe (1872 –

1955) “plastizität”:

conia termine

capacità esibita da un

organismo di adattarsi ai

cambiamenti interni ed

esterni attraverso la

mediazione del SNC.

Intesa come

riorganizzazione del tessuto

rimasto integro (Pia, 1985).

Mark Richard Rosenzweig

(1922 – 2009)

Rilevava che vi erano

notevoli differenze tra i

cervelli dei roditori che

venivano allevati in un

ambiente “arricchito” e

quelli dei loro simili che

venivano mantenuti in

gabbie “standard”

I neuroni cerebrali dei ratti esposti

all’ambiente arricchito risultano

maggiormente interconnessi grazie

ad un aumento della densità della

loro ramificazione dendritica

L’addestramento altera i processi

elettrochimici migliorando

l’efficacia della trasmissione

sinaptica

(Rosenzweig, Bennett, Diamond,

1972).

Jerzy Konorski (1903 – 1973) nel 1948

egli non soltanto definisce il concetto di

plasticità neuronale, ma avanza ipotesi

sui meccanismi che la sottendono, e che

secondo lui sono da ricercare nella

riorganizzazione delle connessioni

sinaptiche (Konorski, 1948).

Per Konorski la plasticità neuronale è il

meccanismo comune per processi quali

l’apprendimento, la memoria, lo sviluppo

recupero

cerebrale ed il che si osserva

dopo una lesione al cervello (Butchel,

1978).

Patrick David Wall (1925 –

2001)

…nel processo di maturazione

dell’individuo, molte delle

connessioni inutili tra i neuroni

presenti alla nascita vengono

eliminate o represse

“smascheramento di sinapsi” e i

“meccanismi plastici”

Comportamento “omeostatico” per

effetto del quale, nel periodo

successivo ad una lesione, è

presente una plasticità

riorganizzativa massiva.

I neuroni superstiti che sono rimasti

deprivati del loro normale flusso

afferente tendono ad aumentare la

propria eccitabilità in maniera tale da

ricostituire la loro quota di contatti

sinaptici .

Wall distingue dunque

lo “smascheramento di

sinapsi” dalle

modificazioni plastiche

vere e proprie,

consistenti

nell’emissione di assoni

completamente nuovi

Lo smascheramento di

sinapsi può spiegare quei

rimodellamenti neurali

che si verificano in tempi

troppo rapidi per potere

essere spiegati con la

plasticità vera e propria o

“sprouting”, che

richiederebbe tempi

molto più lunghi.

Lo smascheramento di

sinapsi non rappresenta

necessariamente un

meccanismo favorevole al

migliore recupero possibile:

proprio perché si tratta di

collegamenti che erano stati

“inattivati” perché ritenuti poco

rilevanti, essi potrebbero

divenire veicolo di informazioni

prive di senso dal punto di

vista funzionale

(Wall, 1983).

Alla plasticità neurale in

quanto tale non è sempre

stato attribuito un significato

intrinsecamente positivo.

sprouting e ipertono

(McCouch, Austin, Liu, 1958).

Il periodo post-lesionale è

caratterizzato da una estrema

plasticità che, tuttavia, in alcuni

casi potrebbe anche essere

maladattiva

Fenomeno che potrebbe portare

a connessioni nuove ma anomale

In questa

“competizione”

sarebbero favoriti i

neuroni

topograficamente più

vicini e non

necessariamente quelli

più “adatti” dal punto di

vista funzionale

(Schneider, 1973).

La riabilitazione inizia a

far propri questi

concetti…

Somatotropia e attivazione point to

point

Esistono fenomeni di overlapping a livello

corticale di convergenza divergenza:

Sovrapposizioni nella rappresentazione

corticale muscoli appartenenti allo stesso

distretto corporeo possono sovrapporsi

( distonie)

In questo l’area motoria e sensitiva sono

differenti

Le mappe corticali dei muscoli delle dita si

sovrappongono mentre quelle sensitive sono

rappresentate separatamente (Schieber 2001)

La presenza di un network

rappresentazionale corticale

spiega come i meccanismi di

inibizione intracorticale

modulino l’attivazione

selettiva di alcuni muscoli e

inibiscano altri

Fattori cognitivi

“cognitivi”

fattori quali

l’attenzione al compito e

l’adozione di nuove strategie

sono meccanismi iniziali,

mentre quelli a comparsa più

tardiva sono stati interpretati

come il prodotto di

“modificazioni strutturali

neurali-plastiche”

et al. 1992).

(Recanzone processi

La relazione tra i

cognitivi e

qualità riorganizzazioni

la delle

plastiche del tessuto nervoso

coordina l' acquisizione di

nuove abilità nell’organismo

suggerendo quali possano

essere le strategie di

intervento riabilitativo

La dimostrazione del fatto che i processi

cognitivi siano fondamentali nell’acquisizione

di nuove abilità.....

L’area di rappresentazione motoria corticale

aumenta proporzionalmente alle strategie

cognitive.

L’espansione della corteccia motoria primaria di

scimmie adulte che eseguivano compiti con

differente complessità. Nelle scimmie che

dovevano compiere un movimento più

complesso si è verificato una modificazione

dell’area di rappresentazione corticale del

et al., 2000).

movimento(Plautz,

La ripetizione del movimento

non genera alcuna

modificazione funzionale delle

mappe corticali, confermando

l’ipotesi che, lo sviluppo di una

abilità consiste, piuttosto,

nella ripetizione

processo

del di soluzione di un

problema

determinato

motorio (Bernštein, 1966).

Considerazioni in chiave

riabilitativa ...

Rimodellamenti plastici non

sempre costituiscono il substrato

per il migliore recupero della

funzione lesa e talvolta sono alla

base di fenomeni patologici

come la spasticità,

(Ramachandran, Hirstein, 1998).

La chiave interpretativa

Per questo motivo, alla

plasticità neurale non è

possibile attribuire un

significato finalistico

intrinsecamente positivo: essa

piuttosto rappresenta una

opportunità, che può essere

sfruttata per modificare

l’evoluzione per così dire

“naturale” di un evento lesivo.

Nello Specifico….

La modificabilità biologica del tessuto

nervoso costituisce il presupposto

fondamentale per interventi guidati

dal Terapista, che persegue lo scopo

di favorire riorganizzazioni migliori di

quelle che avrebbero luogo

spontaneamente.

Berlucchi G, Butchel HA. Neuronal plasticity: historical roots

and evolution of meaning. Exp Brain Res, 2009: 192(3):

307-19;Berlucchi G. The origin of the term plasticity in the

Neuros

A) Ipotesi plasticità nello

stroke

Disinibizione di sinapsi e aree silenti:

UNMASKING

L’Unmasking (smascheramento) facilita

l’accesso di fibre verso connessioni

sinaptiche silenti (Wall PD1977).

Le vie nervose non funzionanti diventano attive

dopo la lesione di una via dominante: si

tratta di disinibizione o ipersensibilità da

denervazione (Wall PD 1980).

Altra possibilità di unmasking si realizza in

aree cerebrali equipotenti con la zona

lesionata. Inoltre la disinibizione di sinapsi si

realizza provocando processi di facilitazione

di fibre piramidali o extrapiramidali

ipsilaterali (Bach-y-Rita 1981).

b) Ipotesi plasticità nello

stroke

Formazione di nuove connessioni

sinaptiche: SPROUTING

(rigenerazione)

È stata dimostrata l’estensione dei

dendriti come meccanismi di

compensazione per la perdita di

neuroni con l’invecchiamento (Buell

S. e Colemann P. 1979

c) Ipotesi plasticità nello

stroke

Influenze ambientali

socializzazione, stimoli adeguati

ed esperienze finalizzate sono

variabili importantissime nei

processi di plasticità cerebrale

che favoriscono il recupero

funzionale dopo ictus

(Chow KL and Stewart DL 1972).

Rmf

La fMRI ha dimostrato un reclutamento

nella corteccia immediatamente

adiacente alla lesione ictale lungo le

aree corticali sane nella corteccia

dell’emisfero controlesionato non

danneggiato

(Chollet, Ann Neurol, 1991 Cramer,

Nelles – Stroke, 1997)

La fMRI ha evidenziato il ruolo

dell’emisfero non infartuato nella ripresa

della funzione motoria, attraverso un

reclutamento della via motoria non

crociata, tuttavia interpretabile come

evento di passaggio verso una maggiore

attivazione dell’emisfero ipsilesionale.

Inoltre in futuro valutazioni fMRI pre e

post-trattamento potranno essere utili

per stabilire l’efficacia di terapie della

spasticità sia farmacologiche, con tossina

botulinica, sia di chirurgia funzionale.

Tombari – NeuroImage 2004

Precoce riorganizzazione con super-attivazione della corteccia sensitivo-

motoria S1M1 controlesionale e, secondariamente, una

riorgan