2° Modulo esame "Fondamenti anatomo-fisiologici dei processi psichici"

LEZIONE 1/04 – SECONDO MODULO

ANATOMIA GENERALE del SISTEMA NERVOSO

Il SN è organizzato lungo un asse, in passato chiamato anche neuroasse,

particolarmente evidente nei vertebrati a 4 zampe. Nel ratto si vede molto bene che il

SN è elongato lungo un’asse principale e le direzioni lungo cui ci possiamo muovere

sono: rostro-caudale (verso il muso e verso la coda), in direzione dorso-ventrale (verso

il dorso e verso la pancia) e in direzione mediale-laterale all’interno di una struttura.

Il SN dell’UOMO l’organizzazione lungo un asse è più difficile da visualizzare. Il

midollo spinale è una struttura allungata, vagamente simile a un tubo, simile al SN

nelle prime fasi dello sviluppo. Nel midollo spinale vi è una direzione rostro-caudale e

una dorso- ventrale immediate da comprendere. Man mano che ci spostiamo lungo

l’asse rostro- caudale verso le strutture più rostrali (anteriori) l’asse del SN ruota,

curva, ed arriva ad una situazione in cui nell’encefalo è come se l’asse fosse ruotato e

quindi rostrale in realtà è verso l’osso frontale, caudale è verso l’osso occipitale,

dorsale è verso l’osso parietale e ventrale è verso il mento. Questo perché l’asse del

SN piega nel momento in cui si passa dal midollo spinale alle strutture encefaliche.

Quando osserviamo il SN molto spesso lo guardiamo in SEZIONE: visualizzazione

lungo un piano che taglia la struttura nervosa secondo una ben precisa direzione.

Essendo una struttura 3diminsionale ci sono 3 piani di sezione:

1 - Sezione coronale, con cui intendiamo una sezione che è

perpendicolare all’asse rostro-caudale. I piani rappresentano dunque aree diverse

se presi nel midollo spinali o nell’encefalo. Immagine B1 La linea mediana divide

la parte sinistra dalla parte destra dell’emisfero la sostanza grigia è all’esterno e la

sostanza bianca all’interno con dei nuclei di sostanza grigia all’interno

dell’encefalo.

Una sezione coronale può dunque essere fatta in diversi punti lungo l’asse rostro-

caudale, ed è individuata da una coordinata che ci dice a che punto si è dell’asse

rostro- caudale, e poi nel piano della sezione coronale abbiamo due assi: mediale-

laterale e ventrale-dorsale.

2 - Sezione sagittale: usata soprattutto per l’encefalo è parallela al

piano che divide i due emisferi, ma più laterale. È dunque fatta a diverse posizioni

lungo l’asse medio- laterale.

In una sezione sagittale si vede un solo emisfero e gli assi rimanenti nella sezione

sagittale sono rostro-caudale e dorso-ventrale.

3 - Sezione orizzontale: perpendicolare al piano che divide gli

emisferi. Si può fare a diversi livelli dell’asse dorso-ventrale e nel piano della

sezione orizzontale si vedono tutti e due gli emisferi e gli assi che rimangono sono

rostro-caudale e medio-laterale.

Per una ricostruzione tridimensionale completa sono necessarie tutte e tre le sezioni,

in genere però nei libri di testo se ne vede solo una, e la più utilizzata è la sezione

coronale.

Il SNC può essere diviso in SEZIONI e come macrosezioni possiamo individuarne

grossomodo 7:

1 - MIDOLLO SPINALE: è la componente più caudale del SNC a sua volta

suddivisibile in sezioni, corrispondenti ai nomi che diamo alle vertebre che contengono il

canale midollare. Partendo dalla sezione più rostrale abbiamo la sezione cervicale,

toracica, lombare e sacrale del MS. Nella sezione coronale ha la sostanza grigia al

centro e la sostanza bianca all’esterno ed ha un organizzione abbastanza facile:

- la parte ventrale è sostanzialmente dedicata al movimento, contiene i

corpi cellulari dei motoneuroni, l’assone esce dalle radici ventrali e va a formare un

nervo spinale innervando i muscoli corrispondenti e determinando la contrazione dei

medesimi con il rilascio di Ach. Vi troviamo corpi cellulari dei motoneuroni spinali e

interneuroni che mediano i riflessi spinali;

- la parte dorsale è dedicata invece all’ingresso sensoriale. Dalle radici

dorsali entrano gli assoni dei neuroni sensoriali (es. tattili o propriocettivi). La parte

dorsale del MS è sensoriale ed anche qui troviamo interneuroni per i riflessi spinali.

Il midollo spinale è principalmente dedicato ai riflessi ed è coinvolto nel movimento e nella sensazione

somatica.

La struttura immediatamente rostrale al MS prende il nome di

TRONCO DELL’ENCEFALO suddivisibile in 3 strutture:

2 - BULBO o midollo allungato che è la sezione a contatto col midollo

spinale, che prosegue nel

3 – MESENCEFALO

4 – PONTE in stretta comunicazione con il

5 – CERVELLETTO (a volte considerato nel tronco dell’encefalo, altre volte

no, v. ns. libro).

Funzione del tronco dell’encefalo: nella suddivisione dei tre tipi cerebrali (rettili,

mammiferi, primati), corrisponde al cervello dei rettili: è dunque una struttura che nel corso

dell’evoluzione ha perso progressivamente il ruolo di struttura principale di ricezione delle

info sensoriali, (ruolo ora svolto dalla corteccia) anche se contiene però dei nuclei sensoriali.

Nel nostro sistema nervoso il tronco dell’encefalo:

- controlla alcuni riflessi,

- fornisce un controllo abbastanza importante per i tono posturale,

- contiene nuclei dei nervi cranici,

- contiene nuclei che controllano la respirazione, il battito cardiaco e la

pressione arteriosa sotto il controllo dell’ipotalamo e

- contiene una varietà di nuclei come i sistemi a proiezione diffusa (sistema

colinergico, serotninergico, dopamaminergico e noradrenergico).

5 - Il CERVELLETTO è una struttura complessa collegata principalmente

con il movimento ma non solo, ha anche alcuni ruoli cognitivi di recente scoperta.

Esercita il suo controllo motorio sia attraverso proiezioni al tronco dell’encefalo, sia

attraverso proiezioni alla corteccia motoria.

6 - DIENCEFALO, struttura profonda del cervello, situata sopra il tronco

dell’encefalo. In dettaglio esamineremo due delle sue componenti: talamo e

ipotalamo.

Ipotalamo - connesso con il controllo di una serie di variabili importanti per la

sopravvivenza come la temperatura corporea, il battito cardiaco e la pressione

arteriosa, l’assunzione di cibo, il bilancio di liquidi e di soluti, ma anche con alcuni aspetti

del comportamento motivazionale ed emozionale.

Talamo - è composto da moltissimi nuclei, detti “nuclei talamici” che hanno la funzione di

fare da centro di ritrasmissione per l’informazione che proviene dalla periferia e che è

diretta alla corteccia.

Le varie informazioni sensoriali arrivano prima qui e poi da qui sono proiettate alla

corteccia. Anche il cervelletto, se vuole mandare informazioni alla corteccia motoria, deve

passare per i nuclei motori talamici. Il talamo è sostanzialmente la “porta” della corteccia.

Tutta l’informazione che arriva alla corteccia cerebrale è passata da un nucleo talamico

apposito. Se questa porta non funziona o si chiude l’info non arriva a livello cerebrale e

quindi sparisce la consapevolezza cosciente della presenza di stimolazioni esterne in quanto

la percezione cosciente è legata all’attività corticale.

7 - EMISFERI CEREBRALI che comprendono

- tutta la corteccia cerebrale sia la neo corteccia che le cortecce

filogeneticamente più antiche

- alcune strutture sottocorticali, che sono l’amigdala e

i nuclei della base (nucleo caudato e globus ….)

La corteccia cerebrale è suddivisibile in lobi. Ogni emisfero ne contiene 4, il più caudale è il

LOBO OCCIPITALE – in corrispondenza dell’osso occipitale; il lobo più rostrale è il

LOBO FRONTALE – si trova in corrispondenza dell’osso frontale, lascia poi il posto al

LOBO PARIETALE – separato da quello frontale dal solco centrale, si sovrappone

parzialmente al

LOBO TEMPORALE – separato da quello parietale del solco di Silvio o scissura di Silvio.

Questi 4 lobi hanno funzioni diverse che faremo man mano con lo studio dei diversi sistemi.

Lo schema tipico per il flusso di info nei vari sistemi sensoriali è così schematizzato:

- prima cosa che deve accadere è un processo di Trasduzione, in cui si

ha la trasformazione dell’energia dello stimolo - luce – onde elettromagnetiche

suono – onde di pressione, quindi meccaniche

sistema somatosensoriale – energie diverse

- meccanica –

tatto - chimica o termica

in segnale nervoso, altrimenti non è possibile elaborare l’info. Il processo di trasduzione è

operato

- da cellule specializzate che si chiamano cellule recettoriali, o recettori.

In esse si opera un cambiamento del potenziale di membrana in risposta ad uno stimolo

ed inviano un messaggio che è nervoso. Le cellule recettoriali trasmettono il loro

segnale a cellule successive lungo le vie sensoriali in cui vi è trasmissione ed

elaborazione del segnale. Quando si arriva a livello corticale abbiamo la “percezione

cosciente”. Se c’è lesione corticale, non c’è percezione cosciente. Lo stimolo può dare

origine ad un riflesso, ma non dà origine ad un percetto di cui il sogg. è consapevole;

- dalle cellule recettoriali passiamo ai neuroni successivi che possiamo

chiamare di primo, secondo, terzo ordine, significando ad 1, 2 o 3 sinapsi di distanza

dal recettore, e così via. Ad un certo punto si passa dai

- neuroni sensoriali talamici è una via di passaggio obbligata, dopodiché

l’info viene mandata alla

- corteccia sensoriale primaria, prima area corticale che riceve quel tipo

di info sensoriale, che poi proietta a

- cortecce sensoriali successive chiamate aree associative unimodali e

infine queste proiettano a

- cortecce associative polimodali ossia aree che integrano modalità

diverse (es. visiva e uditiva).

Oltre al SNC abbiamo anche un SN che possiamo definire PERIFERICO, formato da 2

suddivisioni:

1 – gli assoni dei neuroni spinali, che sono fuori dal SNC e che

raggiungono il muscolo: il MS è SNC, il corpo cellulare di questi neuroni è nel MS e

dunque è nell’SNC, ma il loro assone esce dal SNC e per questo lo chiamiamo

periferico. Anche i neuroni sensoriali (tattili, termici, propriocetttivi) non sono nel SNC,

il corpo cellulare è fuori dal MS in una struttura che si chiama ganglio delle radici

dorsali; anche i neuroni sensoriali del MS in realtà sono del SN periferico, il loro assone

periferico innerva la cute oppure i visceri, mediano le sensazioni tattili, termiche,

dolorifiche. Con il loro assone centrale entrano nella radice dorsale del MS e diventa a

questo punto SNC. Quindi nella prima suddivisione troviamo:

- assoni dei motoneuroni spinali

- neuroni sensoriali dei gangli delle radici dorsali;

2 – il Sistema Nervoso Autonomo, suddiviso a sua volta in SIMPATICO e

PARASIMPATICO. Il SNA ha il seguente schema di organizzazione:

i corpi cellulari dei neuroni che chiamiamo pre-gangliari sono nel MS o cmq. nel SNC, es.

nel tronco dell’encefalo. Il loro assone esce dal SNC e va ad innervare cellule che si trovano

in gangli (ecco perché si chiamano neuroni pregangliari). L’assone del neurone pregangliare

termina nel ganglio prescelto, fa sinapsi su un neurone gangliare il quale va ad innervare un

bersaglio che può essere la muscolatura del cuore, delle ghiandole sudoripare, dei muscoli

lisci dell’intestino e che quindi controllano le funzioni viscerali.

Quindi c’è una componente pregangliare, il cui corpo cellulare è nel SNC; l’assone di

questo neurone innerva i neuroni nei gangli. L’assone dei neuroni gangliari innerva il

bersaglio. Questo era lo schema generale, ora vediamo:

SNA – SEZIONE SIMPATICA – è organizzata in due catene di gangli che sono parallele al

MS: sezione gangliare dx e sx rispetto al MS. il più rostrale è il ganglio cervicale e i più

caudali sono i gangli vicini alla sezione caudale del MS.

Come visto sopra: si hanno i neuroni pregangliari: il loro assone va ad innervare i neuroni

dei gangli i quali con i loro assoni formano i nervi simpatici che innervano strutture come

l’occhio, le ghiandole lacrimali e salivari, i bronchi e i bronchioli, il cuore, il fegato e gli

organi interni. Quale è la funzione principale del sistema simpatico? È

quella di promuovere un’attivazione. Quando c’è un aumento della funzionalità del

sistema simpatico, c’è un aumento della frequenza cardiaca, della pressione arteriosa, del

metabolismo (causato questo anche da ormoni, quali i tiroidei), una maggiore irrorazione

sanguigna nei muscoli; in breve l’organismo si prepara a fronteggiare un’emergenza

(scappare, combattere, o, più semplicemente dare un’esame, fare una camminata in salita

ecc.).

Alcune fibre gangliari non terminano nei gangli, ma vanno direttamente in gangli spostati in

periferia che controllano i visceri e, in particolare, fra questi vi è la ghiandola midollare del

surrene che secerne l’ormone della adrenalina dietro comando nervoso, costituito dal

rilascio di NT delle fibre pregangliari di neuroni che sono nel SNC. Quindi, la midollare del

surrene è un ganglio simpatico che però, a differenza dei gangli simpatici, che contengono

neuroni il cui assone innerva il bersaglio, contiene cellule (che durante lo sviluppo erano

state brevemente dei neuroni, ma che ora non lo sono più) che rilasciano adrenalina nel

sangue.

Il meccanismo è lo stesso:

- i neuroni pregangliari innervano la struttura gangliare, in questo caso

della ghiandola midollare, però le cellule della midollare rilasciano l’adrenalina nel

sangue, non c’è assone che rilascia adrenalina sinapticamente, qui lo chiamiamo

ormone e non NT. L’adrenalina produce gli aumenti di pressione arteriosa, battito

cardiaco e mobilitazione delle riserve dell’organismo.

Vi segnalo innervazione dell’occhio: si dirige sia sulle ghiandole lacrimali che sul muscolo

dell’iride. Lo stato di contrazione del muscolo dell’iride determina il diametro della pupilla.

Quando un sogg. è attivato (attivazione simpatica è in relazione con l’arousal), ossia quando

è attento e coinvolto, a parità di luce ambientale, il diametro della pupilla è leggermente più

grande rispetto a quando il sogg. è distratto o assopito. Se sottoponiamo una serie di foto

con pupilla più piccola e più grande, il giudizio di piacevolezza aumenta di fronte a quelle in

cui la pupilla è più grande, probabilmente perché nella realtà ciò corrisponde al fatto che noi

percepiamo che il ns. interlocutore è attento e coinvolto nella relazione con noi (le donne

dell’antichità usavano il farmaco della belladonna che mettevano sull’occhio e provocava

una dilatazione delle pupille per apparire più attraenti; la belladonna blocca la trasmissione

sinaptica tra le fibre parasimpatiche che provocano l’effetto opposto, ossia la contrazione

della pupilla, e dunque la pupilla si dilata; la sostanza è l’apropina ed è tossica).

SNA – SEZIONE PARASIMPATICA – la sua organizzazione è sostanzialmente la stessa. I

neuroni pregangliari del SNC con il loro assone praticamente raggiungono l’organo

bersaglio perché il ganglio del sistema (para)simpatico è sull’organo, non c’è una catena

parasimpatica come quella simpatica. Il cuore dunque è innervato da fibre simpatiche che

provengono dai gangli cervicali e da fibre parasimpatiche che provengono da un ganglio che

è praticamente nel cuore, innervato da una fibra pregangliare che in questo caso è il 10°

nervo cranico, ossia il nervo vago.

Quale è la funzione del sistema parasimpatico? Quella opposta a quella del simpatico,

quindi riduzione del battito cardiaco, della pressione arteriosa, della frequenza di

respirazione, costrizione delle pupille, provoca vaso-dilatazione periferica.

Nel SNC i neuroni pregangliari del sistema parasimpatico sono rostrali, nel tronco

dell’encefalo, oppure molto caudali (sezione caudale del MS). I neuroni pregangliari del

simpatico sono invece nella sezione centrale dell’asse neurale, nel MS, e innervano la catena

simpatica con l’eccezione di quelli che vanno direttamente ai gangli spostati in periferia, tra

cui la midollare del surrene.

Grazie alle tecniche di neuroimaging possiamo fare delle sezioni virtuali del cervello (al

contrario degli anatomici dell’800 che le potevano fare solo su persone decedute) – v. slides

sulle varie sezioni, parte che va da 37 min. a 45.30 min.

Sezione coronale ingrandita in cui si vedono le cellule colorate con sostanze apposite, ogni cell. è un

pallino perché sostanzialmente è marcato solo il corpo cellulare.

Neocorteccia – quella filogeneticamente più nuova; ogni area corticale è suddivisibile in 6 strati:

- il 1° è quello più dorsale – superficie della corteccia

- il 6° è quello più profondo – più ventrale

Tutte le 4 aree corticali sono suddivise in 6 strati, che però non hanno lo stesso spessore in

tutte. Anche le dimensioni dei corpi cellulari che si trovano in questi strati sono diverse.

Spessori e dimensioni cellulari sono i criteri utilizzati da Brodman per suddividere la

corteccia in aree (criteri citoarchitettonici), con i quali aveva individuato 52 aree diversi a

cui poi sono corrisposte altrettante funzioni diverse. Vediamo perché con i ss. Es.:

CORTECCIA VISIVA PRIMARIA – quale è lo scopo principale di quest’area? Ricevere

info dal nucleo talamico visivo, elaborarle e trasmetterle ad altre strutture. Dei 6 strati

corticali, il 4° è quello che riceve info dal talamo. Nella CVP lo strato 4 è ben sviluppato; è