Psicobiologia - anatomia del sistema nervoso

Il sistema nervoso centrale è racchiuso dalle ossa (cranio e colonna vertebrale) e da tre strati di

membrane: le meningi che lo isolano dal resto dell'organismo. Anche se è attraversato dai vasi

sanguigni, di fatto il SNC rimane isolato dal resto dell'organismo per via dell'esistenza della barriera

ematoencefalica che impedisce il contatto diretto tra sangue e neuroni.

Le meningi, sotto all'osso, sono formate da: dura madre → aracnoide → spazio sub-aracnoideo →

pia madre, al di sotto della quale di trova il tessuto nervoso. La dura madre ha la consistenza di un

cuoio morbido mentre la pia madre molto più morbida segue le forme della corteccia cerebrale. Le

meningi si ritrovano anche a livello del midollo spinale tra l'osso e il tessuto nervoso nello stesso

ordina in cui si trovano a livello dell'encefalo.

Nello spazio sub-aracnoideo è contenuto il liquido cerebrospinale (liquor, LCS), che ha una

composizione simile a quella del plasma sanguigno e a quella del liquido extracellulare che bagna i

neuroni con cui è in continuità. Il liquido cerebrospinale riempie anche alcune grandi cavità che si

trovano all'interno dell'encefalo e del midollo spinale e che sono comunicanti tra loro e con lo

spazio sub-aracnoideo: il sistema dei ventricoli. Tutto il liquido cerebrospinale si trova all'interno

della barriera ematoencefalica. Ammonta a circa 125 ml e viene completamente ricambiato ogni 6-7

ore. Il sistema dei ventricoli è composto da due grandi ventricoli laterali che si estendono in

lunghezza all'interno dell'encefalo. Questi comunicano con il terzo ventircolo (in posizione mediale)

che a sua volta comunica attraverso l'acquedotto cerebrale con il quarto ventricolo (fig ev.). Il

quarto ventricolo comunica con un canale che percorre medialmente il midollo spinale per la sua

lunghezza: il canale spinale. Il liquido cerebrospinale viene prodotto dai plessi coroidei soprattutto

a livello dei ventricoli laterali ( e del terzo e quarto ventricolo). Fluisce lentamente attraverso i

ventricoli passando poi nello spazio sub-aracnoideo dove viene riassorbito a livello dei villi

aracnoidei. Quindi: plessi coroidei dei ventricoli laterali → liquido cerebrospinale → terzo

ventricolo → quarto ventricolo → meningi, villi aracnoidei dello spazio sub-aracnoideo,

riassorbimento → circolazione ematica (poi nuovamente il ciclo si ripete). In un certo senso il LCS

sostituisce il sangue all'interno della barriera ematoencefalica. Svolge anche una funzione

idrodinamica, infatti, essendo avvolto in un film di liquido, è come se l'encefalo galleggiasse dentro

il LCS permettendo in questo modo di assorbire eventuali urti al capo. La presenza del sistema dei

ventricoli assicura inoltre una sorta di “ammortizzatore” interno. L'encefalo pesa circa 1500 gr.

Tuttavia quando è immerso in un liquido grazie alla spinta idrostatica il suo peso si riduce a meno di

100 gr. In questo modo la pressione alla base dell'encefalo risulta molto ridotta.

Lo sviluppo del sistema nervoso → L'anatomia del SNC di un vertebrato primitivo o quelle di un

embrione è più facile da studiare rispetto a quelle di un essere umano adulto in quanto la maggior

parte delle strutture sono allineate. Durante lo sviluppo iniziale dell'embrione si vanno

differenziando tre strati di cellule: ectoderma (sistema nervoso, epidermide), mesoderma (ossa,

muscoli scheletrici, sistema circolatorio, reni) e endoderma (epitelio del canale alimentare, fegato e

pancreas, polmoni). L'ectoderma di ripiega a formare una doccia (o canale) che poi si richiude

formando il tubo neurale; la porzione di ectoderma che rimane a lato del tubo dà origine alle creste

neurali che si portano dorsalmente. Dal tubo neurale deriva l'intero sistema nervoso centrale. Dalla

cresta neurale deriva l'interno sistema nervoso periferico. I somiti daranno origine a muscoli e

scheletro (fig. ev.). La porzione rostrale del tubo neurale si differenzia dando luogo a tre regioni

distinte che nel corso dello sviluppo di differenziano ulteriormente originando nuove strutture. Il

resto dà origine al midollo spinale. Le tre porzioni sono: proencefalo, mesencefalo e

romboencefalo.

Il proencefalo si differenzia in telencefalo e diencefalo (fig. ev.), gli emisferi del telencefalo di

sviluppano ulteriormente fino a coprire anche il diencefalo e il mesencefalo. Dal punto di vista

embriologico la retina e il nervo ottico si originano dal SNC. Pertanto costituiscono una eccezione

al fato che tutto il SNC si trova all'interno delle ossa e delle meningi. Nel proncefalo presto di

differenziano zone occupate dalla sostanza grigia (in gran parte i corpi cellulari dei neuroni) e dalla

sostanza bianca (assoni mielinizzati). Ci sono tre sistemi principali di sostanza bianca: la sostanza

bianca corticale, il corpo calloso e la capsula interna; questi tre sistemi si trovano anche

nell'encefalo dell'adulto (fig.): la sostanza bianca sono gli assoni dei neuroni della corteccia, il corpo

calloso è costituito dalle fibre che connettono i due emisferi e la capsula interna connette il

telencefalo al diencefalo. Il diencefalo si divide in talamo e ipotalamo.

Il sistema dei ventricoli costituisce un utile sistema di riferimento per identificare le varie parti del

cervello. I ventricoli laterali si trovano a livello del telencefalo, il terzo ventricolo si trova a livello

del diencefalo, l'acquedotto cerebrale a livello del mesencefalo e il quarto ventricolo a livello del

romboencefalo. Nei mammiferi (es. ratto) con il procedere dello sviluppo la corteccia del

telencefalo si accresce molto più delle altre parti fino a ricoprirle interamente. Anche il cervelletto

ha nell'adulto proporzioni molto maggiori che nell'embrione. Nella maggior parte del mammiferi il

cervello adulto mantiene le fondamentali divisioni dell'encefalo dell'embrione. Nei primati l'enorme

sviluppo del telencefalo ha indotto dei cambiamenti nella morfologia generale dell'encefalo. Nella

specie umana l'evoluzione della stazione eretta ha comportato un cambiamento nell'orientamento

del capo che ha modificato ulteriormente la posizione relativa delle diverse strutture encefaliche.

Il midollo spinale fa parte del SNC e si estende all'interno della colonna vertebrale dalla I^ vertebra

cervicale alla 12^ toracica (meno di 2/3 della lunghezza). A livello di ciascuna vertebra fuoriescono

due paia di nervi spinali (per un totale di 31 paia). Sia nel midollo spinale che nell'encefalo la

sostanza bianca è composta in gran parte dagli assoni mielinizzati, la sostanza grigia è composta in

gran parte dai corpi cellulari dei neuroni. Le fibre sensoriali escono dorsalmente (radici dorsali),

le fibre motorie (o motrici) escono ventralmente e prendono il nome di radici ventrali. Fibre

motorie e fibre sensoriali si riuniscono poi in un nervo unico. Nelle colonne viaggiano

longitudinalmente i fasci di fibre ascendenti e discendenti, ad esempio nelle colonne dorsali corrono

le fibre sensoriali ascendenti dai meccanorecettori (tatto), la commessura è un fascio di assoni che

mette in comunicazione la parte destra e la parte sinistra del SNC (fig.). I nervi spinali si

suddividono in cervicali (C1-C8), toracici (T1-T12), lombari (L1-L5), sacrali (S1-S5) e più un

nervo coccigeo. Oltre la 12^ vertebra toracica il midollo spinale continua nella cauda equina. La

struttura interna del midollo spinale varia a seconda del livello, c'è un'aggiunta progressiva di fibre

in direzione rostrale. A livello cervicale e lombo-sacrale ci sono dei rigonfiamenti in corrispondenza

dell'innervazione degli arti. Anche nel midollo spinale esistono dei nuclei specializzati. Alla nascita

il midollo spinale riempie l'intera lunghezza della spina dorsale. Poco dopo la crescita del midollo si

arresta mentre lo scheletro continua ad aumentare di dimensione. È a livello della cauda equina che

si effettua sia la puntura lombare (serve a verificare la presenza di infezioni) che l'anestesia

epidurale.

L'encefalo si suddivide quindi in Proncefalo che comprende telencefalo (emisferi cerebrali e

strutture sottocorticali (telencefalo basale)) e diencefalo (talamo e ipotalamo). Mesencefalo (tetto e

tegmento) e Romboencefalo (ponte, cervelletto, bulbo o midollo allungato) che formano il tronco

dell'encefalo, che si collega al midollo spinale (fig.).

Romboencefalo: il bulbo (o midollo allungato) è contiguo con il midollo spinale. È attraversato

dagli stessi fasci di assoni (motori e sensoriali) che attraversano il midollo spinale. Contiene inoltre

numerosi nuclei implicati in funzioni importanti quali il controllo del respiro e del battito cardiaco,

della salivazione e dei riflessi di vomito e tosse. È anche implicato in diverse funzioni sensoriali

(udito, tatto, gusto). Da esso prendono origine molti dei nervi cranici. Il cervelletto rappresenta in

peso il 10% circa del peso dell'encefalo a contiene circa il 50% di tutti i neuroni. È implicato nella

regolazione fine delle funzioni motorie e nell'apprendimento di abilità motorie nuove. È suddiviso

in due emisferi cerebellari. Il ponte contiene ampi fasci di fibre che connettono i due emisferi

cerebellari, contiene una importante struttura chiamata formazione reticolare responsabile dello

stato di attivazione generale del SN. A livello del romboencefalo troviamo il quarto ventricolo.

Mesencefalo: è suddiviso in una porzione dorsale denominata tetto e in una posizione ventrale

chiamata tegmento. Il tetto è costituito dai collicoli inferiori (udito) e dai collicoli superiori

(visione), che prendono il nome di tetto ottico. Negli uccelli e nei vertebrati inferiori il tetto ottico è

molto sviluppato in quanto presiede quasi per interno alla elaborazione dell'informazione visiva.

Nell'uomo l'elaborazione visiva è svolta principalmente dalla corteccia del lobo occipitale. I

collicoli superiori sono coinvolti anche nell'uomo nella funzione visiva e guidano soprattutto lo

spostamento del capo e degli occhi in direzione di stimoli rilevanti. Il tegmento contiene molte

strutture importanti come la substantia nigra, coinvolta nel controllo motorio. A livello del

mesencefalo il sistema dei ventricoli è rappresentato dall'acquedotto cerebrale.

Diencefalo: è costituito da due porzioni ben distinte: talamo e ipotalamo. Il talamo è un insieme di

nuclei che costituiscono un'importante stazione di elaborazione di tutte le informazioni sensoriali. I

vari nuclei del talamo proiettano alle aree della corteccia cerebrale deputate all'analisi di ciascuna

modalità sensoriale. Il talamo è anche implicato nel controllo motorio. Dal talamo fuoriescono le

fibre della capsula interna che mettono in comunicazione i nuclei talamici con la corteccia. È una

struttura pari (esiste un talamo destro e un talamo sinistro). L'ipotalamo si trova sotto il talamo e

pres