Neuroscienze

Neuroscienze lezione 1: Sistema nervoso

Introduzione al sistema nervoso

Il sistema nervoso dell'uomo è dotato dei punti di repere che permettono all'organismo di capire dove ci troviamo. Nell'uomo, data la sua struttura inclinata (45 gradi circa), sono più difficili da identificare. Abbiamo una parte dorsale superiore e ventrale inferiore in prossimità della scissura di Silvio. Gli altri due risultano essere il dorsale posteriore e il ventrale anteriore rispetto alla scatola cranica e toracica, a livello del midollo osseo allungato.

Anatomia del cervello

Per quanto riguarda invece l'anatomia del cervello, può avvenire attraverso 3 tipi di sezioni diverse:

• Orizzontale: Ci permette di individuare i diversi livelli di profondità di entrambi gli emisferi, la parte superiore sarà quella dorsale, quella inferiore sarà caudale.
• Coronale: Ci permette di individuare la posizione antero-posteriore. Il dorsale posteriore e il ventrale anteriore. Inoltre ci permetterà di osservare entrambi gli emisferi.
• Sagittale: Divide la linea sagittale a metà, ci permette di osservare un emisfero per volta.

Cervello

Il cervello risulta essere caratterizzato da vie di comunicazioni differenti, 2 per la precisione:

• Afferente: Riguarda informazioni che dalla periferia vanno al cervello, sono informazioni di tipo sensoriale.
• Efferente: Riguarda informazioni che dal cervello vanno in periferia, sono informazioni di tipo motorio.

Per quanto riguarda invece i tipi di comunicazione intracorticale, ne distinguiamo di 3 diversi tipi:

• Ipsi/omo laterale: Caratterizzate da un corpo neuronale che nasce e si sviluppa a dx, con la sinapsi che si svilupperà sullo stesso lato = corpo neuronale a dx e bottone sinaptico a dx. Es: lesione vascolare a dx = non vedo più a dx.
• Contro laterale: Caratterizzate da un corpo neuronale che nasce a dx e si sviluppa a dx, con la sinapsi che si svilupperà a sx. Es: Ictus a sx = immobilizzato a dx.
• Commessurale: Si sviluppano in maniera analoga alla via ipsi laterale, con la differenza però che l'info passerà anche a Sx.

Nota Bene: Spiega Area 48 (Broca), comunicazione con Wernicke in aggiunta al fascicolo arcuato.

Teoria della modularità del cervello

J. Fodor, alcune aree del cervello contengono un modulo, ognuno indipendente. Questo significa che può elaborare un tipo di input alla volta. (Spiega questioni linguaggio: non è solamente la somma di una serie di cose, bensì un meccanismo più complesso).

Sistema nervoso centrale

Il sistema nervoso centrale è formato da cervello e midollo spinale. Il cervello a sua volta è formato da:

• Telencefalo: È la parte più alta del cervello, ricca di sostanza grigia. È addetta all'elaborazione delle informazioni più complesse, inoltre sistema e coordina i comportamenti più i bisogni. Risulta essere formato da corteccia cerebrale e nuclei subcorticali dei gangli della base. Corteccia cerebrale: Struttura a lamine, è ricca di circonvoluzioni, separate dalle altre attraverso delle scissure/solchi. È presente un solco centrale o scissura di Silvio, più un solco laterale o scissura di Rolando.
• Diencefalo: Parte più viscerale, regola SNC e SNP, al suo interno troviamo diversi grossi nuclei, tra cui: Talamo, ipotalamo e ipofisi. Tutti questi nuclei sono addetti a mantenere il processo di omeostasi. Il talamo è un relet corticale, addetto allo smistamento delle informazioni sensoriali, che arrivano al cervello attraverso la retina all'area visiva primaria. L'ipotalamo invece è situato nel letto del terzo ventricolo. Ha funzioni integrative omeostatiche, ed è addetto all'integrazione delle risposte viscerali somatiche/motorie. Si suddivide in 3 aree: Periventricolare, mediale e laterale. Tutte queste 3 aree proiettano alla neocorteccia. L'area Periventricolare inoltre comunica con: SNA, ipofisi (addetta alla produzione di numerosi neurormoni) e Nucleo Sovra Chiasmatico (regola le attività della neocorteccia in base alle condizioni di luce-buio).
• Mesencefalo: È addetto alla coordinazione delle attività più semplici, tra cui attività motorie e sensitive. È aiutato a coordinare le varie attività dalle cellule del Purkinje, site nel cervelletto.
• Il mesencefalo, in aggiunta al mielencefalo e al metencefalo formano il tronco cerebrale.

Modello della neuroanatomia comportamentale

Sviluppato da P. Yakovlev, individua 3 aree generali che però non sono anatomiche:

• Zona Mediana: Circonda il sistema ventricolare, contiene inoltre l'ipotalamo più le strutture ad esso correlate. Proietta alle aree afferenti, risulta essere una zona scarsamente mielinizzata, composta da neuroni con assoni brevi, che permettono la trasmissione di informazioni in breve tempo. È addetto infine alla modulazione della frequenza cardiaca, respiratoria e regola il metabolismo.
• Zona limbica (paramediana): Costituita maggiormente dalle strutture del sistema limbico, dai gangli della base e dalle regioni talamiche. Contiene l'ippocampo, che integra i vari sistemi viscerali. Queste zone mediano quelli che sono gli aspetti relativi agli stati emozionali.
• Zona sopralimbica: È la struttura più esterna, contiene inoltre i nuclei talamici laterali. È importante in quanto al suo interno avvengono le attività più importanti.

Nota Bene: Importante però conoscere non solamente le varie zone, bensì anche quel che avviene all'interno. Andremo quindi ad indicare altre strutture:

• Gangli della base: Integrano le varie informazioni sensoriali, in più recuperano informazioni dall'ippocampo e dall'amigdala riguardo cose già successe. Comprendono inoltre diversi grossi nuclei della zona ventrale del telencefalo. I nuclei identificati sono: Nucleo caudato o caudatum, globus pallidus e putamen. Caudatum risulta essere formato da testa, corpo e coda. La testa è la struttura più massiccia, sita sulla parete del ventricolo laterale. Testa che si allunga, sviluppando il corpo, che termina con la coda; sita nel corno inferiore del ventricolo laterale. Il putamen invece risulta essere il nucleo più voluminoso, tuttavia è visibile solo in sezioni telencefaliche.

Broadmann: Studio dell'istologia del cervello

Studia l'istologia del cervello e individua 46 aree corticali, con funzioni istologiche differenti. Attraverso ulteriori studi arriva a definire l'esistenza di 3 tipi di corteccia: Archeocorteccia, paleocorteccia e neocorteccia. L'Archeocorteccia contiene l'ippocampo, mentre la paleocorteccia il lobo temporale mediale. Per quanto riguarda invece la neocorteccia, è una struttura un po' più complessa, a differenza delle altre che sono trilaminari, questa risulta essere esalaminare.

La lamina 1 è la più esterna, costituita da maggiormente da assoni che connettono le varie aree corticali. Le lamine 2-3 sono formate da cellule piramidali, che connettono una regione corticale all'altra. La lamina 4 riceve invece la maggior parte degli input provenienti dal talamo e viene rappresentata nella corteccia sensoriale primaria. La lamina 5 è presente principalmente nella corteccia motoria, anche questa lamina è composta da neuroni piramidali, posti in posizione discendente verso le strutture subcorticali, quali il tronco cerebrale e la corda spinale. L'ultima lamina invece, la 6 è adiacente alla sostanza bianca, contiene cellule piramidali, che tendenzialmente proiettano al talamo.

Come detto, nella neocorteccia esalaminare, sono stati identificati neuroni piramidali e stellati, che presentano alcune differenze:

• Piramidali: Principali neuroni di proiezione della corteccia cerebrale, sono inoltre eccitatori. Sono composti in un'organizzazione dendritica, che integra i vari segnali afferenti. I dendriti attraversano spesso più strati e sono orientati perpendicolarmente alla superficie corticale; questa loro caratteristica permette che le afferenze provenienti da fonti diverse, raggiungano l'albero dendritico in punti diversi.
• Stellati: Sono neuroni dal corpo circolare, i cui assoni entrano in sinapsi con neuroni limitrofi; a causa di questa caratteristica sono definiti interneuroni. Si dividono inoltre in: Cellule con assone orientato in orizzontale (I), e cellule con assone orientato in verticale (E).

Un'altra importante caratteristica della neocorteccia, è che si differenzia in aree sensitive, motorie, regioni associative unimodali ed eteromodali: La corteccia associativa occupa la maggior parte dello spazio = 84%, mentre le aree visive primarie motorio-sensitiva = 16%. Questa organizzazione sottolinea ancora una volta l'importanza della corteccia associativa, necessaria per il normale funzionamento cerebrale umano.

Regioni corticali

Le regioni corticali ricevono ed inviano informazioni con l'ausilio di sostanza bianca, costituita da assoni mielinici e contenente 3 diversi tipi di fibre:

• Di proiezione: Connettono la corteccia con i gangli della base, il talamo, il tronco encefalico e la corda spinale.
• Associative: Permettono la connessione delle regioni corticali dello stesso emisfero.
• Commessurali: Permettono la connessione dei due emisferi.

Nota Bene: Corteccia unimodale somatosensitiva: Sita nel lobulo parietale anteriore. Corteccia uditiva unimodale: In prossimità della zona di Wernicke. Per quanto riguarda invece le aree unimodali, come dice il nome, elaborano una modalità per volta. Quelle eteromodali, più modalità alla volta.

Altre strutture che possiamo identificare sono: La via afferente del What e quella efferente del Where. La via del What si trova in prossimità dell'ippocampo (memoria), quindi nel momento in cui vedrò un oggetto di cui non so il nome, mi verrà detto e me lo ricorderò. La via efferente del Where invece ci permette di individuare la posizione dell'oggetto rispetto al mio corpo, per poi mettere in atto una risposta motoria. Che partirà dalla zona dorsale.

Controllo chimico del comportamento

Nel controllo chimico del comportamento, i neuroni portano le informazioni attraverso due sistemi differenti:

• Chimico: Dato dal potenziale sinaptico.
• Elettrico: Dato dai neurotrasmettitori.

Nota Bene: Il comportamento riguarda quei sistemi di reazioni che portano l'organismo ad agire o meno rispetto all'ambiente circostante. Bisogna sottolineare come, l'attività elettrica e chimica oltre ad elementi basilari, modula anche elementi complessi come quelli comportamentali (es. reazione di fuga).

Ovviamente tutti questi meccanismi sono messi in atto da sistemi coordinativi differenti:

• Diretto: Caratterizzato dal fatto che il neurone, il cui assone costituisce la parte iniziale di due sinapsi, farà sì che l'informazione arrivi unica a valle, senza essere modulata.
• Indiretto: Caratterizzato dal fatto che il neurone deposita un quanto di neurotrasmettitori nel letto della vascolarizzazione, questi seguiranno ovviamente il flusso ematico di sangue, finché per osmosi, non verranno "raccolti" da altri neuroni.
• Diretto parallelo: Caratterizzato dal fatto che le reti diverse di neuroni, interconnessi del SNA possono cooperare per attivare contemporaneamente diverse parti del corpo. L'esempio più lampante è il riflesso neuro patellare.
• Vescicolare: Stiamo ovviamente parlando di una struttura vescicolare, di conseguenza non vascolarizzata, con assenza di sinapsi sui neuroni a valle. Questa presenta delle vesci...