Fisioterapia - Appunti di fisiatria neurologica

Come avviene un atto motorio? Prendere una tazzina da caffè

1) Identificare la tazzina

2) Raggiungerla

3) Afferrarla

Anche un gesto banale come quello di afferrare una tazzina da caffè è in realtà il frutto di un'elaborazione molto complicata. Ogni gesto rivela un complicato intreccio di sensazioni (visive, tattili, olfattive, propriocettive...), nessi motivazionali, disposizioni corporee e performance motorie. Il nostro lavoro riabilitativo consiste non solo nel recuperare un movimento, bensì nel recuperare un movimento nel contesto di un gesto funzionale. La riabilitazione deve sempre tener conto anche degli aspetti cognitivi.

Sistemi neurali coinvolti a livello corticale nell'esecuzione di un atto motorio:

Aree sensitive:

• Visive (lobo occipitale)
• Somato-sensoriali (circonvoluzione post-centrale)
• Uditive (circonvoluzione temporale superiore)
• Olfattive

Aree motorie (parte posteriore del lobo frontale: corteccia frontale)

• agranulare)
• area motoria primaria
• area supplementare motoria

Aree associative (temporo-parietali)

Durante l'esecuzione di un atto motorio saranno coinvolte anche aree deputate agli aspetti motivazionali ed emozionali (aree temporo-parietali).

Aree associative multimodali

In figura sono rappresentate le aree associative multimodali.

La corteccia parietale è prevalentemente deputata alla sensibilità mentre la corteccia motoria primaria è prevalentemente deputata al controllo motorio.

Tuttavia, esistono tutta una serie di aree associative che integrano le informazioni sensitive e motorie fra di loro e con altri aspetti cognitivi quali l'elaborazione dello spazio, il linguaggio, la motivazione e così via.

Quando prendiamo qualcosa con la mano, il nostro cervello effettua un insieme di processi organizzati in maniera seriale, in cui le informazioni che arrivano dalle aree corticali posteriori (sensoriali) sono integrate alle aree associative, e il

Risultato dell'elaborazione di queste ultime viene trasmesso alla corteccia motoria per l'attuazione degli opportuni movimenti. La corteccia motoria è per cui deputata all'attuazione del movimento... QUINDI IL SISTEMA MOTORIO HA UN RUOLO SOLO ESECUTIVO?

Partiamo dall'anatomia... La corteccia è stata suddivisa in diversi strati (I-VI) con caratteristiche particolari. Le differenze funzionali delle diverse porzioni di corteccia cerebrale hanno infatti alla base una differenza di tipo strutturale.

La corteccia motoria si caratterizza per la presenza di cellule piramidali giganti (cellule di Betz), localizzate nel V strato.

• Corteccia motoria primaria
• Strato V prevalente.
• Strato IV (strato dei granuli) molto ridotto.
• Corteccia sensoriale primaria
• Strato IV molto espresso (prevalente rispetto allo strato V).

Corteccia associativa§ Strato IV mediamente espresso.

La corteccia frontale agranulare (corteccia motoria) possiede una struttura anatomo-funzionale complessa, non riconducibile al quadro di una mappa motoria puramente esecutiva.

La corteccia motoria contiene una molteplicità di mappe funzionalmente distinte e localizzate nelle varie aree anatomiche.

CONNESSIONI DEL SISTEMA MOTORIO

Il sistema motorio presenta per cui un vasto numero di connessioni:

• Intrinseche: con altre aree motorie
• Estrinseche: con aree corticali al di fuori della corteccia frontale agranulare:
• lobo prefrontale - intenzione che precede e orienta l'agire
• corteccia del cingolo - elaborazione delle informazioni motivazionali e affettive
• lobo parietale - elabora le informazioni sensoriali
• Discendenti: con i centri sottocorticali

La corteccia motoria dunque rielabora l'atto motorio attraverso una serie di connessioni, intrinseche ed estrinseche, ed invia infine il comando.

• Posteriori (F1 - F5): Afferenze dalle aree motorie parietali (organizzazione e controllo del movimento)
• Anteriori (F6 - F7): Afferenze dalla corteccia prefrontale e dal giro del cingolo (pianificazione temporale delle azioni o motivazione)

Gli anni 1980 sono stati eseguiti diversi studi sulle scimmie al fine di individuare le aree frontali coinvolte nei gesti motori. Si è osservato che l'area F5 non codifica singoli movimenti ma atti motori, cioè movimenti coordinati per un fine specifico. Un esempio di movimento singolo è la flesso-estensione di gomito mentre un esempio di atto motorio è il "prendere la tazzina da caffè". Molti neuroni di F5 si attivano quando la scimmia afferra un pezzetto di cibo, indipendentemente dal fatto che il gesto motorio sia compiuto con la mano destra, sinistra o addirittura con la bocca. I ricercatori hanno perciò identificato i vari neuroni come "neuroni-afferrare-con-la-mano-e-con-la-bocca"; "neuroni-afferrare-con-la-mano"; "neuroni-tenere"; "neuroni-strappare". Nell'immagine riportata a lato è possibile osservare graficamente l'attivazione dei neuroni dell'area F5.

È facile osservare che quando la scimmia compie un atto motorio (es. afferrare) si attivano molti neuroni di F5. Inoltre, possiamo osservare come una data porzione di neuroni di F5 si attivi sia nel caso in cui la scimmia afferra il cibo con la bocca, sia nel caso in cui lo afferri con la zampa destra e sia nel caso in cui lo afferri con la zampa sinistra. Sin dai primi studi è emerso come una porzione dei neuroni di F5 risponda selettivamente anche a stimoli visivi. Questi neuroni scaricano sia durante l'effettiva esecuzione dell'azione, sia durante la presentazione dell'oggetto o l'osservazione del gesto eseguito da un altro soggetto, neuroni visuo-motori. Tali neuroni visuo-motori sono in seguito stati definiti neuroni specchio.

All'inizio degli anni '90 si sono osservati nella scimmia neuroni, in corrispondenza della convessità corticale di F5, che rispondevano sia quando la scimmia effettuava una determinata azione, sia

Il gesto transitivo è un gesto dotato di significato (es. gesto del pettinarsi).

Il gesto intransitivo costituisce una parte, priva di significato, di un gesto motorio più ampio.

L'immagine riportata a lato è tratta da uno studio del 2006. Sono state riportate delle sezioni di risonanza magnetica funzionale che illustrano l'attivazione di aree corticali legate all'osservazione di azioni.

In particolare, si tratta di neuroni localizzati nel giro frontale posteriore inferiore.

Il sistema dei neuroni specchio non semplicemente codifica l'azione osservata (es. "afferrare") ma anche l'intenzione associata all'azione (es. "bere" vs "pulire").

In altre parole, i neuroni specchio codificano l'azione osservata in maniera differente a seconda del tipo di intenzione associata al gesto.

La prof consiglia la seguente review (presente nel materiale didattico su teams).

NEURONI SPECCHIO:

Le due grandi implicazioni riabilitative conseguenti alla scoperta dei neuroni specchio sono:

• MOTOR IMAGERY
• ACTION OBSERVATION

Tali metodiche vengono in realtà da sempre utilizzate (in maniera soprattutto inconsapevole) in ambito riabilitativo o in ambito sportivo. Qualunque sportivo si ritrova infatti ad osservare gli atleti più bravi per cercare di apprendere i loro gesti motori.

MOTOR IMAGERY

Processo cognitivo nel quale il soggetto immagina di compiere un movimento senza in realtà eseguirlo e senza mettere in tensione i muscoli. È uno stato dinamico durante il quale la rappresentazione di una specifica azione motoria è attivata internamente senza alcun output motorio.

Esempio: mi immagino di essere un grande giocatore di basket e di andare in schiacciata.

Il substrato neurale evidenzia la sovrapposizione tra i pattern di attivazione corticale del movimento immaginato e di quello reale:

• SMA
  • Lobulo parietale superiore e inferiore
  • Corteccia premotoria ventrale e dorsale
  • Corteccia motoria primaria (M1)
  • Corteccia parietale posteriore
  • Gangli della base e cervelletto
  Il motor imagery può avvenire secondo due diverse modalità. Prospettiva in terza persona (immagine esterna) motor imagery visivo Durante l'immagine motoria visiva il soggetto vede se stesso mentre fa un movimento, da spettatore. Prospettiva in prima persona (immagine interna) motor imagery cinestesico Durante l'immagine motoria cinestesica il soggetto ha la sensazione di realizzare un movimento.