Psicobiologia II Regolin: Sensi chimici, emozioni, linguaggio, somatosensoriale, controllo spinale e cerebrale del movimento, memoria, sviluppo delle connessioni cerebrali

• Neocorteccia

Il giro del cingolo valuta l’esperienza emozionale cosi come elaborata dalle aree corticali, il talamo

riceve le afferenze sensoriali e le proietta nel circuito. All’amigdala si è arrivati con la descrizione

sulle le scimmie tramite una loctomia temporale bilaterale con la sindrome di Kluver. Ciò che viene

osservato è che gli animali vedono ma non riconoscono gli oggetti, devono infilarlo in bocca per

conoscerlo e quando gli animali lo hanno esaminato in questo modo e quando viene reso necessario

spostare il primo oggetto esaminato devono ricominciare da capo ogni oggetto senza capacità di

riconoscerlo immediatamente, e c’è una spiccata ipersessualità osservata, e c’è l’assenza di paura in

quando non mostrano più alcuna diffidenza a serpenti ai quali innatamente avrebbero paura. Nel

caso degli umani ci sono sintomi simili a quelli appena descritti e un’incapacità di provare

emozioni, ciò ha portato a pensare al ruolo privilegiata dell’amigdala in questo ambito. La

distruzione dell’amigdala, amigdalentomia. Da D’Amasio e collaboratori è stato osservato con la

distruzione bilaterale dell’amigdala provocava deficit nel rilevare espressione di paura nonostante la

capacità di identificare i volti e informazioni come età e sesso. Fallisce anche nel riconoscere le

espressione facciali e non è in grado di disegnare emozioni di paura nonostante la sua bravura nel

disegnare altre emozioni. L’aumento bilaterale dell’amigdala si ha quando i soggetti percepiscono

facce con paura. L’amigdala è un complesso di nuclei, ha forma di mandorla, è bilaterale, si trova

anteriormente rispetto l’ippocampo. E’ situata nel lobo temporale anteriore formata da nuclei

corticomediali, nucleo centrale, nuclei basolaterali, riceve afferenze dal giro del circolo e circolo

ippocampale e neocorteccia di tutti i lobi cerebrali. Si parla anche di scorciatoia emozionale:

quando percepiamo qualcosa che ci fa paura l’informazione visiva va al talamo-corteccia visiva e

qui c’è un circuito di attivazione dell’amigdala, questa risposta è quella che ci da consapevolezza di

scappare, ma c’è una scorciatoia dalla vista al talamo e dal talamo mentre una parte di segnale va

alla corteccia visiva l’altra va all’amigdala che da una risposta diretta. Non nasciamo con la codifica

di tutte le cose brutte ma abbiamo capacità di impararle, i neuroni nel nucleo centrale dell’amigdala

mediano l’apprendimento. La paura appresa non è solo visiva come nell’esempio precedente:

suono-corteccia uditiva, nuclei basolaterali, nucleo centrale, ipotalamo dà risposta autonoma mentre

la sostanza grigia perioacquedottale del tronco dell’encefalo dà reazione comportamentale

attraverso muscoli volontari mentre dalla corteccia cerebrale dà mediazione emozionale.

L’amigdala è importante anche nell’aggressività: aggressività predatoria, aggressività affettiva.

• Aggressività predatoria: uccidere per cibo, membri di diversa specie, attacchi mirati al collo

e alla testa, poche vocalizzazioni, bassi livelli di attivazione del sistema nervoso autonomo.

• Aggressività affettiva: volta a spaventare, anche a membri della stessa specie, attacchi mirati

al corpo, molte vocalizzazioni, alti livelli di attivazione di SNA.

Diversi tipi di aggressività sembrano regolati in modo differente dal sistema nervoso. Entra in gioco

l’amigdala nell’aggressività parata quindi tra conspecifici che serve a stabilire le dominanze:

quando l’animale dominante subisce amigdoletomia l’animale non è più dominante e scende di

gerarchia. Il circuito amigdala è regolata dalla corteccia prefrontale che serve per la regolazione

emozionale. Quando si distruggono alcune aree dell’ipotalamo si ha la falsa rabbia (sham rage) che

non sfocia in aggressione predatoria, è più un’aggressione di tipo sociale. Ipotalamo posteriore ha

ruolo nella manifestazione della rabbia che viene però inibito dalla neocorteccia. Aggressione

affettiva con stimolazione dell’ipotalamo mediale, aggressione predatoria con stimolazione

dell’ipotalamo laterale. Insula è responsabile per l’emozione del disgusto, infatti si trova vicina alle

regioni del gusto. La codifica delle memorie in stato emozionale gode di diversa qualità (caduta

torri gemelle). Ippocampo deputato alla codifica delle memorie, in particolare memorie spaziali, che

poi vengono messe altrove.

Aggressione affettiva Aggressione predatoria

Sostanza grigia periacqueduttale Area tegmentale ventrale

Fascio longitudinale dorsale Fascio proencefalico mediale

Ipotalamo mediale Ipotalamo laterale

Via amigdalofuga ventrale Stria terminalis

Nuclei basolaterali (amigdala) Nuclei corticomediali (amigdala)

Si è trovata correlazione tra circuiti serotoninergici e aggressività: quando il metabolismo della

serotonina è meno attiva si alzano i livelli di aggressività. I recettori importanti della serotonina

sono due autorecettori che mettono in atto un circuito a feedback negativo quindi riducono la

produzione di serotonina e noi se alteriamo questi due autorecettori alteriamo la modulazione della

serotonina e quindi dell'aggressività. LINGUAGGIO

Si parla di un certo numero finito di regole e parole in grado di produrre assieme un numero infinito

di possibilità. Il linguaggio umano è combinatorio. Si mantiene come caratteristica più unica a

privilegiata dell’essere umano con la consapevolezza e altruismo. La scoperta delle aree cerebrali

con l’area di Broca fa si che nasca la neuropsicologia con la prima dimostrazione che le funzioni

cerebrali possono essere localizzate anatomicamente. Anche gli animali hanno aree deputate al

linguaggio ma in maniera più limitata dell’uomo. Seppur nell’ambito di un dominio specifico come

la posizione spaziale del cibo le api sono in grado di comunicare infinitivamente, simile alla

combinotorietà del linguaggio umano. Sia la struttura che la densità nell’emisfero sx è maggiore

delle corrispettive aree controlaterali (emisfero dx). Broca con lo studio del paziente Tan ha

identificata in tale paziente che l’ictus di tale paziente ha scoperto quest’area (1861). Nel 1863

pubblica un’articolo in cui descriveva altri 8 pazienti e l’are che accomunava la lesione di tutti

questi pazienti era l’area del linguaggio prodotto che si trova a sx del lobo frontale, vicina la

corteccia motoria, nota come area di Broca. Il linguaggio è controllato da quest’area per quanto

riguarda la produzione. Dopo Broca ci sono stati studi per cercare di convalidare che il linguaggio

sta nell’emisfero sx: la tecnica di Wada: è un’iniezione in una carotide che anestetizza per alcuni

minuti un solo emisfero cerebrale dalla stessa parte dell’iniezione, veniva fatta a pazienti che

dovevano subire chirurgie cerebrali. Il soggetto subita questa iniezione a sinistra non sa esprimere

ciò che vede nemmeno dopo il risveglio perché le immagini si trovano sull’emisfero dx dove non

c’è linguaggio. Nel 1874 Wernicke descrive un paziente che ha un problema nel linguaggio parlato

che era privo di significato. L’area di Wernicke si trova a sx ed è una seconda area deputata al

linguaggio. Ciò che fa Wernicke è proporre un modello: Wernicke-Geschwind, sistematizza gli

studi per i problemi del linguaggio quali: afasia:

• difficoltà nell’eloquio e una perdita parziale o completa linguistica che non è innata

conseguente ad una lesione o un danno cerebrale diminuzione eloqui spontaneo,

• difficoltà a recuperare parole,

• stile telegrafico con parole che descrivono contenuto,

• agrammatismo,

• parafrasie,

• consapevolezza del deficit,

• lettura buona,

• produzione compromessa,

• comprensione frasi semplici sono caratteristiche dell’afasia di Broca (aree di

Broadmann 44-45).

• Afasia di Wernicke: difficoltà di valutazione,

◦ non sono in grado di eseguire compiti semplici,

◦ produzione fluente ma incomprensibile con parole a vuoto,

◦ mancata consapevolezza del deficit,

◦ invenzione di nuove parole,

◦ logorrea,

◦ problemi sia del linguaggio parlato che scrittura,

◦ musica disegni.

In generale nel momento in cui arriva il suono all’orecchio poi all’area di Wernicke dove viene

elaborato in forma linguistica poi viene inviato all’area di Broca per la produzione motoria. Il

modello Wernicke-Geschwind comprende la ripetizione del linguaggio parlato:

• corteccia uditiva primaria

• area di Wernicke

• area di Broca-corteccia motoria.

Lettura ad alta voce

• corteccia visiva primaria

• area di Wernicke

• area di Broca-corteccia motoria.

1. Afasia motoria mancata trasformazione nell’area di Broca,

2. afasia fluente mancata trasformazione dell’area di Wernicke.

3. Afasia di conduzione quando c’è degenerazione selettiva della comunicazione tra le due

aree: produzione scorrevole, produzione buona, deficit selettivo nella ripetizione delle

parole.

Il modello oggi è obsoleto e rimpiazzato da scan cerebrali (fMRI) durante l’esecuzione di un

compito: generazione di parole, ripetizione mentale di parole udite, ascolto passivo di parole.

• Nel caso dell’afasia motoria (Broca) i non udenti pur riuscendo a coordinare i movimenti

della mano non riusciva con il linguaggio dei segni a produrre parole, ma non era un

problema motorio,

• nell’afasia di Wernicke non riusciva ad esprimere qualcosa di sensato con il linguaggio dei

segni, non per problema motorio ma per sua organizzazione.

Principale commensura è il corpo calloso formato da

• un rostro,

• ginocchio,

• splenio

Con resezione del corpo calloso accade che la persona manifesta sintomi in fase sperimentale con

test linguistici sofisticati, perché inizialmente la persona appare normale. Gazzaniga si basò sul fatto

che gli oggetti che vengono presentati alla sinistra del punto di fissazione vengono elaborati

dall’emisfero destro e viceversa a patto che l'immagine viene mantenuta nella fovea e gli occhi non

si muovano. Nel caso in cui vengono presentate due parole: una nel dx e una nel sx i pazienti

leggeranno solo le parole presenti nell'emisfero sx (emispazio dx). Pur non potendo ripetere o non

avendo consapevolezza l’emisfero dx ha accesso all’informazione anche in forma linguistica ma

non la può esprimere a parole. Emisfero dx è specializzato per il riconoscimento dei volti.

IL SISTEMA SOMATOSENSORIALE

La corteccia somatosensoriale riceve afferenze dal sistema somatosensoriale, è topografica e

disegna una mappa rappresentativa che è distorta a favore dei punti dove sono localizzati più

recettori, quindi quei punti che vengono rappresentati più grandi ove c’è più densità. Test di

discriminazione dei due punti consente di capire le differenze nella densità recettoriale e nella

estensione del campo recettoriale delle diverse aree (si appoggiano due agi e dove c’è max

discriminazione si riescono a distinguere, dove c’è poca discriminazione no e questa dipende dalla

densità recettoriale che è alta su polpastrelli, labbra e bocca, dipende dalla dimensione dei campi

recettivi (più piccolo=più sensibile)), dalla loro connessione. La mappatura dei campi recettivi è

stata fatta inizialmente da Penfield. Il sistema somasosensoriale include modalità quali:

• tatto (meccanorecettori),

• temperatura (recettori termici come termorecettori, frigorecettori),

• sensazioni cinestesiche che sono movimento equilibrio postura (propriorecettori nel

muscolo, organo tendineo del golfi, capsula articolare),

• dolore (nociorecettori che possono essere meccanici, termici, polimodali, ma pur sempre

dolorosi),

• enterorecettori che rispondono a cambiamenti in organi interni.

Cadono nella categoria delle terminazioni nervose libere.

• La propriocezione sono di tipo alfa (più grossi) e più mielinizzati che conducono a velocità

massima,

• i meccanorecettori della pelle sono di tipo abeta,

• dolore e temperatura da assoni più sottili e meno mielinizzate.

Il tatto quindi con meccanocettori rilevano stiramento, pressione, puntura con localizzazione e

intensità:

• corpuscoli di Pacini che sono i più grossi e complessi,

• organi terminali di Ruffini

• dischi di Merkel

• corpuscoli di Krause

• corpuscoli di Meissner

hanno delle capsule, sono localizzati nel derma con diverse profondità.

La classificazione dei recettori tattili:

• capsulati-non capsulati,

• adattamento rapido-adattamento lento,

• superficiali-profondi nel derma.

La capsula determina la risposta della terminazione, se fosse tolta la risposta del neurone cambia. I

corpuscoli di Pacini hanno campi recettivi che coprono quasi una mano, gli altri qualche dita. La

risposta può essere ad adattamento rapido o lento, fasico o tonico, in ordine, che risponde subito il

primo, che risponde alla persistenza dello stimolo il secondo. La capsula quando arriva uno stimolo

risponde nell’immediato ed è mediata dallo stress meccanico sui recettori nella terminazione del

neurone, se lo stimolo permane la parte liquida che riempie gli strati connettivali si aggiusta per

eliminare la pressione cosicché scompaia la stimolazione ai recettori. Quando lo stimolo è tolto il

fluido si ri-sposta per ritrovare la posizione iniziale. Ciò fa si che vi sia una differente sensibilità

alle frequenze, nei Pacini 200-300 Hz, Meisner 50 Hz. La trasduzione avviene per stiramento quindi

la deformazione della superficie della membrana che dipende dalla sollecitazione con l’apertura di

canali ionici e l’ampiezza di potenziale di recettore è collegata al grado di pressione esercitata. I

canali sono cationici (Na che depolarizza la membrana). I dermatomeri sono regioni cutanee

innervate in maniera ordinata dalle radici dorsali di sx e dx di un singolo segmento spinale, radici

dorsali adiacenti innervano aree parzialmente sovrapposte. Il soma del recettore sta nel ganglio della

radice dorsale, ciascuna cellula innerva una regione cutanea. Se si vuole deafferentare una regione

cutanea bisogna selezionare 3 radici. Il fuoco di sant’antonio è un’infiammazione che costituisce un

dermatomero. La meccanocezione (tatto) è separata da temperatura e dolore per tipo di

derminazione che possono essere capsulate per tatto e che non lo sono per temperatura e dolore,

assoni hanno diametro diverso e vie separate.

La via del tatto:

• assone entra nella radice dorsale,

• si biforca e alcune sinapsi vengono contratte allo stesso livello midollare che scaturiscono

determinati riflessi,

• abbiamo un ramo che si stacca e sale ipsilateralmente nelle colonne dorsali del midollo

spinale per raggiungere il cervello,

• in base all fibre che arrivano abbiamo segnali che vengono mandati a regioni di materia

grigia diversa.

• Un assone sale ipsilateralmente e questo percorso è noto come via delle colonne

dorsali/lemnisco mediale,

• fino a contrarre sinapsi con assone di secondo ordine il cui nucleo si trova nelle colonne

dorsali che decussa e

• sale controlateralmente in quello che è noto come lemnisco mediale.

Ipsilaterale-decussazione del bulbo-lemnisco mediale conduce

• sensibilità tattili,

• localizzativi,

• discriminativi,

• pressori,

• propriocettivi,

• cinestetiche,

• vibratorie

• sono sensibilità di tipo epicritico.

Ai centri superiori c’è sinapsi a livello del talamo e la proiezione alle diverse aree della corteccia

somatosensoriale in base a dove arriva lo stimolo in modo controlaterale come già detto. In ogni

fase a livello del talamo e colonne dorsali ci sono vari livelli di processamento dello stimolo (es

inibizione laterale, controllo top down). Gli stimoli che provengono dalle regioni del capo vengono

condotte da 5° nervo cranico, trigemino, che presenta un nucleo dove ci sono i somi degli assoni in

arrivo a livello del ponte e un ganglio che ha nucleo principale. Quindi l’info entra al ponte sale nel

sistema lemiscale fino al talamo. La corteccia somatosensoriale (lobo parietale)

• S1: nel giro postcentrale in 4 aree: Brodmann, 3a, 3b, 1, 2.

• S2: corteccia somatosensoriale secondaria. Corteccia parietale posteriore (5 e 7) che se

lesionata da agnosia, neglect.

Su S1 le proiezioni vi è accesso di recettori dagli stessi distretti proiettati in regioni simili con molta

organizzazione, si organizza in colonne funzionali dei diversi tipi di info. Plasticità: capacità di

adattarsi alle diverse esperienze ambientali. Il dolore: sensazione soggettiva che deriva da

elaborazione e integrazione della nociocezione. Il dolore può essere attivamente modulato ed è il

risultato di processi emotivi e cognitivi complessi che implicano partecipazione di strutture centrali,

ha analisi top-down. I nocicettori segnalano sofferenza a livello di tessuto, sono terminazioni libere

arborizzate, non mielinizzate e non capsulate, comunicano con fibre di tipo C oppure A-delta.

NT=glutammato, sostanza P, altri neuropeptidi. Presentano canali ionici attivati e ligando-

dipendenti detti TRP (canali a potenziale di recettore transitorio) sensibili a cationi (Na e Ca),

stimoli meccanici

• intensi o

• sollecitazione termica estrema o

• azione diretta di sostanze chimiche particolari che danno flogosi o

• danneggiano cellule determinano l'attivazione.

Sono distribuiti su pelle, ossa, muscoli, organi interni, vasi sanguigni, cuore e meningi, ma non nel

cervello.

• Meccanociocettori (stimoli meccanici intensi),

• termo-nociocettori (>45 o <5 gradi),

• nociocettori polimodali (rispondono a stimoli meccanici, termici, chimici),

• nocicettori silenti (>viscerali) si attivano in seguito a sensibilizzazione

Le sostanze chimiche che attivano i nocicettori sono quelle rilasciate dalle cellule danneggiate:

• ATP, K+, e H+

• proteasi (enzima proteolitico che converte il precursore chinogeno nel polipeptide

bradichinina la quale ha capacità depolarizzante diretta sulle cellule recettrici)

• istamina uno dei mediatori della flogosi, è rilasciata dalle cellule MAST del sistema

immunitario sotto lo stimolo della sostanza P (peptide usato come NT dai nocicettori)

• prostaglandine, altri mediatori della flogosi, derivano dalla distruzione della membrana

lipidica cellulare, esse aumentano la sensibilità al dolore

Conduzione attraverso assoni delta che han maggiore velocità che dà sensazione acuta e iniziale di

uno stimolo dolorifico che scompare subito detto dolore primario, dolore secondario quando ci

rimane sensazione più attenuata ma per più tempo condotta da fibre di tipo C. Traduzione chemo-

sensoriale:

• stimolo causa una pressione esagerata che

• determina la liberazione di mastociti dell'istamina,

• liberazione di una serie di sostanze rilevate dai nocicettori.

Il passaggio alle vie centrali è dato dal corpo cellulare del neurone con il soma nel ganglio delle

radici dorsali e un assone che entra nel corno della radice dorsale e entra nel midollo spinale. Le vie

prevedono:

• una parte di scorrimento ipsilaterale verso alto o basso nel tratto di Lissauer,

• entrano nella sostanza grigia delle corna dorsali ove fanno sinapsi con neuroni di II ordine,

• il neurone di secondo ordine decussa e

• esce controlateralmente al lato di ingresso nel fascio antero-laterale.

Il fascio antero-laterale:

• il fascio spino-talamico che proietta a nuclei del talamo,

• il fascio spino-reticolare che proietta alla formazione reticolare e media risposte afferivo

emozionali allo stimolo dolorifico,

• il fascio spino-mesencefalico che va a mesencefalo e sistema limbico con risposte affetivo

emozionali e di modulazione del dolore.

Le vie ascendenti del dolore: al talamo sinapsi con neuroni di III ordine, diretti alla corteccia

somatosensoriale e alle aree corticali associative. Si hanno due aspetti uno che è analisi

discriminativo sensoriale del dolore dal VPL a neuroni di S1 e corteccia somasosensoriale

secondaria, l'altro ha aspetti affettivo-motivazionali giustificati da proiezioni del fascio antero-

laterali che vanno alle strutture sottocorticali che coinvolgono il sistema limbico, amigdala, e dei

nuclei che proiettano verso la corteccia cingolata e insula. Si hanno diverse vie centrali per

sensibilità tattile e dolorifica: LA SINDROME DI

BROWN-SEQUARD Perdita dissociata della sensibilità. Lesione emilaterale del midollo spinale

determina perdita della sensazione tatto pressione propriocezione e vibrazione nel lato omolaterale e

perdita di sensazione di temperatura e dolore nella metà controlaterale del corpo, al di sotto della

lesione (e paralisi motoria).La sensibilizzazione dei nocicettori: nel corso di una infiammazione le

terminazioni libere del tessuto infiammato divengono sensibilizzate e rispondono anche a stimoli

normalmente non dolorosi (allodinia) oppure rispondono a stimoli in maniera esagerata

(iperalgesia). Il dolore che arriva dalla pelle converge con assoni e neuroni separati che coinvolgono

sensazioni entereocettive dolorifiche: un dolore viscerale viene interpretato come dolore

proveniente da regione cutanea proprio a causa di questa convergenza di stimoli. A seguito di

amputazione può comparire il dolore fantasma è riferito come bruciante, taglio, crampi che

avvengono in regioni del corpo che non si hanno più ma è reazione spontanea e normale scatenata

da percorsi rimasti, alle volte la persona vive l'arto come dislocato in posizione strana e dolorosa.

Con Ramachandarn e il mirror box si allevia questo dolore. La regolazione discendente del dolore

dipende in gran parte dal contesto che non è illusoria, ma è reale, se stimoliamo elettricamente o

farmacologicamente

• la sostanza grigia acquedottale

• del nucleo del rafe

• ipotalamo

• regione di cortecci frontali determinano allievamente della sensazione dolorifica.

Queste vie impiegano NT degli oppioidi endogeni sono peptidi che hanno struttura simile agli

oppiacei. I recettori corrispondenti sono accoppiati a proteine G e secondi messaggeri, a questi

recettori si legano i derivati dall'oppio. Rende conto dell'effetto placebo, che è convalidato, che è

l'attivazione data dall'organismo stesso di queste vie di autocontrollo del dolore. Questo effetto è

una reazione fisiologica a seguito di somministrazione di una sostanza farmacologicamente inerte,

non ha differenza tra soggetti, può essere bloccato dal naloxone che è antagonista degli oppiacei

somministrato in caso di overdose da oppiacei. La teoria del cancello del dolore rende conto del

perché quando il bambino si sbuccia il ginocchio la mamma corre e strofina sulla pelle, una

stimolazione non dolorifica vicino ad una reale stimolazione dolorifica attenua il dolore. Lo stimolo

meccanocicettivo che arriva tramite assoni alfa e beta nelle radice dorsali va a contrarre sinapsi

eccitatoria che però inibiscono il dolore. La temperatura è un funzionamento biochimico di tutte le

cellule, ma i recettori termici lo sono specializzati:

• termorecettori (caldo),

• frigocettori (freddo).

Entrambi sono terminazioni nervose libere non capsulate e con campi recettivi piccolo e non

contigui, non sono uniformemente distribuiti sull'epidermide e raggiungo max densità sulle labbra.

Ipotalamo e midollo spinale rilevano temperatura corporea, frigocettori e termorecettori si rilevano

sulla pelle. I termocettori lavorano meglio tra i 30 e 50 gradi, i frigocettori lavorano meglio tra i 14-

38 gradi e sopra i 45. Ciò che accade sopra i 45 gradi nell'area stimolata piccola si ha il freddo

paradosso, sentiamo freddo anche se lo stimolo è bollente. I termocettori, fibre C inibiti a basse

temperature ed eccitati agli aumenti di temperature. A 34 gradi sono attivati tutti e due. Entrambi i

tipi di recettori rispondono di più quando c'è cambiamento di temperatura e poi si adattano.

IL CONTROLLO SPINALE DEL MOVIMENTO

I muscoli sono divii in volontari lisci, volontari, cardiaco sono circa 620 che derivano da 33 paia di

sominti, formati da una serie di fibre muscolari racchiuse dalla membrana (aponeurosi) e muscoli

involontari striati. Suddivisine della muscolatura somatica in base alla locazione dell’articolazione

ove i muscoli agiscono:

• muscoli assiali: responsabili del movimento del tronco che ci permette di mantenere la

postura eretta,

• muscoli prossimali o cingolati: muscoli che muovo la spalla, ginocchio, pelvi, muscoli

distati che fanno si che il muscolo manipoli gli oggetti con mani e piedi.

• Muscoli che si avvicinano sono detti sinergici,

• muscoli che effettuano il movimento opposto sono detti antagonisti.

• Flessione: movimento che avvicina l’arto all’asse frontale.

• Estensione: movimento che allontana l’arto dall’asse frontale.

• Muscoli antagonisti: muscoli che spingono da parti opposte.

Motoneurone è il neurone responsabile della contrazione muscolare, motoneuroni superiori i cui

corpi cellulari sono localizzati nel cervello, motoneuroni inferiori i cui somati sono presenti nel

midollo spinale. Quest’ultimi innervano i muscoli striati, volontari e si distinguono in

• motoneuroni alfa: responsabili della contrazione delle fibre muscolari striate e della forza di

contrazione operata da ciascun muscolo, sono gli unici che innervano il muscolo, innervano

fibre muscolari extrafusali

• motoneuroni gamma: sono motoneuroni che innervano organi sensoriali propriocettivi (che

sanno dove si trova un arto e la sua posizione), detti fusi muscolari, intercalati nella

campagine muscolare, responsabili della propriocezione che innervano fibre nel muscoli

intrafusali ai due estremi del fuso muscolare.

Motoneuroni interiori hanno i loro somata nel corno ventrale e si uniscono alla radice dorsale

afferente sensoriale e vanno a formare nervo spinale detto misto che ha porzione sia afferente (verso

midollo spinale) e quella efferente (verso fuori SN quindi al muscolo). Tanti motoneuroni quanti

nervi spinali (30):

• cervicali,

• toracici,

• lombari,

• sacrali.

Si trovano nel corno ventrale che ha due rigonfiamenti quali cervicale che ha motoneuroni alfa che

innervano braccia e mani (muscolatura distale che ci permette di arrivare agli oggetti) e il

rigonfiamento lombare è dovuto a tutta la quantità di motoneuroni che controllano la muscolatura

della gamba (muscolatura prossimale). Quelli assiali sono distribuiti lungo tutto il midollo spinale, a

livello mediale rispetto ai muscoli distali. Per poter pianificare l’azione i motoneuroni alfa devono

essere informati della posizione del muscolo, ricevono afferenze dalle cellule gangliari dorsali sulla

base di sensazioni proveniente dai fusi muscolari quindi sulla posizione del muscolo, afferenze dai

motoneuroni superiori (localizzati a livello della corteccia cerebrale), interneuroni del midollo

spinale la quale afferenza può essere eccitatoria o inibitoria e fa parte del circuito che genera moto. I

motoneuroni alfa sono responsabili della generazione di forza da parte del muscolo, dà movimento

perché innerva più fibre di uno stesso muscolo.

Unità motrice: è costituta da un motoneurone alfa e da tutte le fibre muscolari che esso innerva che

possono essere di varia grandezza:

• unità motrici alfa: 1 motoneurone alfa che innerva 1000 fibre e

• unità motrici piccole: 1 motoneurone alfa che innerva 3 fibre.

Insieme di motoneuroni è costituito da tutti i motoneuroni alfa che da tutte le fibre muscolari

compongono un singolo muscolo. La giunzione neuromuscolare è

• una sinapsi specializzata

• tra motoneurone alfa e fibra muscolare,

• è una sinapsi chimica (Ach),

• è una delle più grandi,

• un potenziale d’azione del motoneruone alfa scatena un PPSE nella fibra muscolare.

Una volta che il motoneurone invia scarica arriva sicuramente grazie al numero di zone attive che

permette un gran rilascio di Ach nella terminazione finale e dalle corrispondenti pieghe giunzionali

che captano il NT nella membrana postsinaptica (placca motrice). La contrazione muscolare:

• rilascio Ach da parte del terminale assonico del motoneurone alfa nella giunzione

neuromuscolare,

• attivazione dei recettori nicotinici nella membrana postsinaptica (placca motrice),

• PPSE nella membrana postinaptica,

• potenziale d’azione nella membrana della fibra muscolare (sarcolemma),

• rilascio di ioni Ca dal reticolo sarcoplasmatico al citosol della fibra muscolare,

• contrazione muscolare.

Il rilascio muscolare si ha quando si abbassa il livello di Ca. La fibra muscolare è composta da

• sarcolemma: membrana cellulare eccitabile che delimita ciascuna fibra muscolare dove

scende il potenziale d’azione,

• miofibrille che sono strutture cilindriche formate da filamenti sottili e da filamenti spessi che

si contraggono in risposta al potenziale d’azione e

• sono circondate dal reticolo sarcoplasmatico che è un organulo interno alla fibra muscolare

che immagazzina ioni Ca,

• i tubuli T sono dei tunnel racchiusi da membrana che corre all’interno della fibra muscolare.

All’arrivo del potenziale d’azione nella membrana del tubulo T si ha un cambiamento della

conformazione della proteina voltaggio sensibile che fa si che il Ca venga riversato all’interno del

reticolo sarcoplasmatico all’interno del citosol della fibra muscolare. La fibra muscolare è formata

da una successione di miofibrille che sono strutture cilindriche, formate da una successione di

sarcomeri che si contrae in risposta ad un potenziale d’azione. Il sarcomero è un segmento formato

da: • due linee Z: dischi che dividono i segmenti di fibra muscolare,

• filamenti che al loro interno

◦ hanno filamenti sottili (setole fissate di linee Z) e

◦ filamenti spessi (fibre che si trovano tra i filamenti sottili).

In condizioni di rilasciamento muscolare i siti di di legame della proteina actina sono occupati dalla

troponina quindi la miosina non può interagire con l'actina. Quando il Ca entra nel citosol della

fibra muscolare si lega alla troponina scoprendo i siti di legame dell'actina che integra con la

miosina. L'interazione actina miosina fa scivolare i filamenti spessi sui filamenti sottili

determinando cosi la contrazione muscolare. Mediante la spesa di ATP di scioglie il legame actina e

miosina. Il processi si ripete, mantenendo la contrazione muscolare, finché vi è calcio per liberare

l'actina dalla troponina, ATP per sciogliere il legame actina miosina. Il SNC regola la contrazione

muscolare variando la frequenza di scarica di unità motrici: un singolo potenziale d'azione induce il

motoneurone alfa a contrarsi e rilasciarsi, se si ha una sequenza di scarica aumenta il numero dei

potenziali d'azioni che vanno sommati e fanno si che il muscolo rimanga contratto. Il SNC può

graduare la contrazione muscolare attraverso il reclutamento di unità motrici sinergiche addizionali,

principio della dimensione (Henneman): nei muscoli che presentano unità motrici di varie

dimensioni si ha un reclutamento ordinato delle unità motrici dalle più piccole alle più grandi. I fusi

muscolari sono costituiti da cellule muscolari scheletriche specializzate racchiuse entro una capsula

fibrosa, si situano in parallelo rispetto alle fibre muscolari, la parte equatoriale del fuso è avvolta da

assoni sensoriali 1a i quali:

• fanno parte del sistema somatosensoriale,

• sono i più grossi e veloci assoni sensoriali del corpo,

• entrano nel midollo spinali attraverso le radici dorsali,

• formano sinapsi eccitatorie con interneuroni e motoneuroni,

• la loro frequenza di scarica correla con la lunghezza del muscolo (muscolo striato aumenta

la frequenza di scarica, muscolo liscio diminuisce la frequenza di scarica).

Il riflesso miotatico è la tendenza di un muscolo stirato a contrarsi. La condizione di rilasciamento

muscolare comprende il fatto che l'assone 1a avvolge un fibra intrafusale, e fa sinapsi con il

motoneurone alfa che a sua volta innerva le fibre extrafusali. Il muscolo si allunga a causa di un

improvviso aumento ponderale che da stiramento della regione centrale del fuso, subisce

depolarizzazione delle terminazioni degli assoni sensoriali 1a e apre i canali ionici

meccanosensibili. Contrazione muscolare che è a causa della depolarizzazione dei motoneuroni alfa

i quali rispondono incrementando la frequenza dei loro potenziali d'azione. (esempio riflesso

patellare che sonda l'integrità dei neuroni a livello midollare). I motoneuroni gamma sono coinvolti

in quanto quando un motoneurone superiore comanda la contrazione muscolare, un motoneurone

alfa si attiva, il muscolo si contrae: i fusi sono lassi, gli assoni sensoriali smettono di rispondere.

L'attivazione del motoneurone gamma determina la contrazione dei due poli del fuso, incremento

l'attività dell'assone 1a anche se il muscolo è contratto. Altri organi della propriocezione è l'organo

tendineo del Golgi localizzato nella giunzione tra muscolo e tendine, si situa in serie rispetto alle

fibre muscolari extrafusali, è propriocettore. Il riflesso miotati inverso:

• organo tendineo del Golgi misura la tensione muscolare,

• l'assone 1b conduce info relativi alla tensione muscolare all'interno del midollo spinale,

• l'assone 1b fa sinapsi con gli interneuroni inibitori del midollo spinale,

• gli interneuroni inibitori del midollo spinale fanno sinapsi inibitoria con gli assoni del

motoneurone alfa che innervano la fibre muscolari extrafusali.

Esistono, per la propriocezione, anche assoni meccanosensibili propriocettivi localizzati nella

cartilagine tra articolazione e arto, servono ad individuare arti nello spazio e tutti collaborano per

ottenere l'esatta posizione per rilevare posizione. L'inibizione reciproca: flettere un arto implica la

contrazione di flessori e il rilasciamento (allungamento) degli estensori, l'allungamento del muscolo

attiva il riflesso miotatico e si ha inibizione reciproca che blocca il riflesso mioatico. Il fuso

muscolare che informa il motoneurone alfa del muscolo che vogliamo contrarre e ad operare di un

motoneurone inibitorio va contro l'attività del muscolo antagonista: es (le vie discendenti attivano il

motoneurone alfa, contrazione dei flessori, i fusi muscolari del muscolo attraverso gli assoni

sensoriali 1a attivano interneuroni spinali che attivano motoneuroni alfa innervano muscoli sinergici

che inibiscono motoneuroni alfa che innervano muscoli antagonista e tensori. Arco riflesso

complesso usato quando si ritrae un arto da uno stimolo dolorifico funziona tramite nociorecezione

che entra nel midollo spinale, interneuroni eccitatori, motoneurone alfa (flessore) contrazione e

parallelamente interneuroni inibitori, motoneurone alfa (estensore) e rilasciamento degli estensori.

IL CONTROLLO CEREBRALE DEL MOVIMENTO

i tratti spinali discendenti cioè come il cervello comunica con i motoneuroni spinali:

• via laterale (muscolatura distale) che ha origine nella corteccia cerebrale,

• la via ventromediale che origina nel tronco enfefalico (postura).

◦ Il tratto corticospinale fa parte della via laterale che ha degli assoni che provengono per

2/3 dall’area 4 e 6 e 1/3 dalle aree somatosensoriali. Questo tratto controllala

muscolatura distale. La decussazione a livello del bulbo spiega la contralateralità del

controllo.

◦ Il tratto rubrospinale fa parte della via laterale e controlla i movimenti fini a braccia e

dita, gli assoni originano nel nucleo rosso. Ambedue comandano la contrazione dei

muscoli che permettono la manipolazione degli oggetti. Esistono due tratti (Lawrence e

Kuypers) e in seguito ad una lesione alla via corticospinale (sulle scimmie) non erano in

grado di muovere le braccia con movimenti frazionati (muovere le dita della mano in

modo indipendente), ma erano in grado di stare sedute dritte con la schiena e di stare in

piedi con una postura normale. Dopo alcuni mesi le scimmie recuperavano gradualmente

le funzioni perdute, una successiva lesione al tratto rubrospinale provoca un

rovesciamento del precedente recupero.

La via ventromediale controlla postura e locomozione ha

◦ il tratto vestibolospinale che riceve info dal labirinto dall’8° nervo cranico, il labirinto

vestibolare e formato da organi otolitici (che ci permettono di rilevare la forza di gravità

e l’inclinazione del capo) e canali semicircolari (che ci permettono di capire la rotazione

del capo), il tratto vestibolare poi si divide in due parti, una componente si proietta

ipsilateralmente responsabile dei motoneuroni estensori delle gambe per postura e

equilibrio, l’altra componente proietta bilateralmente al midollo spinale dove attiva

circuiti spinali che regolano i movimenti del capo.

◦ Il tratto tettospinale origina dal collicolo superiore (tetto) e riceve afferenze dalla retina,

corteccia visiva, uditiva e aree somatosensoriali quindi raccoglie info sensoriali per la

propriocezione e li redirige per un riflesso di orientamento con lo stesso fine della via

vestibolospinale per mantere occhi fissi sull’obbiettivo.

◦ Il tratto reticolospinale bulbare e pontino che originano dalla formazione reticolare, il

primo origina dalla formazione reticolare dal bulbo e l’altro dal ponte. Il pontino

contrasta la forza di gravità per mantenere la struttura eretta, il bulbare che discende più

lateralmente e il suo controllo libera i muscoli antigravitari dai riflessi in modo tale che

questi non siano sempre impegnati a controllare la forza di gravità ma possano eseguire

azioni volontarie.

La pianificazione del movimento hanno: obiettivo di raggiungere il fine che vogliamo,

propriocezione che è la conoscenza della disposizione degli arti nello spazio, piano tattico che è

inerente le contrazioni e relativi rilasciamenti muscolare necessarie a raggiungere l’obiettivo,

memoria dell’obbiettivo e della corretta sequenza motoria da mettere in atto fino a che l’obiettivo

non è stato raggiunto. Gran parte della corteccia è attiva durante l’esecuzione di un movimento

volontario.

• Il lobo occipitale ha la funzione di percezione visiva quindi quando vogliamo raggiungere

uno scopo ci facciamo guidare dall’obiettivo e nel movimento di prensione l’apertura della

mano varia in base alla grandezza dell’oggetto a metà percorso, da qui partono due vie:

◦ dorsale (percezione dello spazio, prendere l’oggetto) e

◦ ventrale (percepire l’oggetto e stimarlo). L’illusione di Ebbinghaus si parte dal fatto che

ci sono due dischi di identiche dimensioni e quando vengono circondati di cerchi

induttori nel caso siano più grandi il cerchio iniziale sembra più piccolo e circondato da

induttori più piccoli sembra più grande. L’illusione inganna la percezione (via ventrale)

ma non l’azione (via dorsale).

• Lobo parietale ha la funzione di percezione tattile, integrazione multisensoriale. In seguito

ad una lesione parietale inferiore dx si osserva l’incapacità di prestare attenzione

nell’emispazio, esplorare, percepire con tutti i sensi, agire nello spazio personale, il tutto nel

lato opposto della lesione. Il neglect compromette un circuito importante per l’attenzione e

la non consapevolezza la non riuscita di rispondere a stimoli, ma ne avvertono

inconsapevolmente le proprietà.

• Il lobo frontale ha funzioni esecutive, di pensiero astratto, consapevolezza dell’ambiente,

memoria procedurale cioé incapacità di svolgere azioni nella corretta sequenza logica a

causa di incapacità di pianificare le singole azioni in sequenza.

• Il lobo temporale ha la funzione di percezione uditiva e olfattiva. L’olfatto influenza il

movimento di raggiungimento-prensione.

La corteccia motoria primaria: Penfield stimolava elettricamente la corteccia per identificare quelle

regioni cerebrali da non rimuovere chirurgicamente.

• Il ruolo di M1 (area 4) nell’esecuzione del movimento: M1 (area 4) del giro precentrale, in

M1 troviamo una mappa sistematica della muscolatura somatica. La via attraverso cui M1

attiva i motoneuroni periferici origina nel 5° strato, popolato da grandi neuroni piramidali.

La plasticità della mappa motoria: una volta mappata la regione M1 del ratto in base ai

neuroni che rispondono a arti anteriori, a vibrisse e zone perioculari, viene poi reciso il

nervo motorio che innerva le vibrisse e dopo l'intervento si ha avuto una riorganizzazione e

quindi i neuroni che prima innervavano le vibrisse si sono divisi ad innervare arti anteriori e

zone perioculari. Inizialmente si era creduto che in M1 esistesse una mappa dettagliata dei

muscoli e che quindi la cellula piramidale guidasse la contrazione di un preciso gruppo di

motoneuroni. Si fece un esperimento e ogni volta che la scimmia eseguiva un movimento

veniva registrata l'attività di un gruppo di cellule della M1, ogni cellula M1 scarica

massimamente per il movimento di una direzione, in questo caso per movimento verso

sinistra, ma scarica anche per i movimenti che si discostano di + o - 45 gradi rispetto alla

direzione preferita. Ciò non bastò per le poche cellule prese in considerazione, l'esperimento

venne rifatto: per rappresentate l'attività di più cellule vennero rappresentate in vettori, la

direzione del vettore punta verso la direzione in cui la cellula scarica massimamente, ma

risponde anche a direzioni non preferite e non massime, la lunghezza indica la forza. I

vettori si sommano per codificare il movimento verso una precisa direzione, il vettore

risultante predice la direzione e la forza del movimento. Gran parte della corteccia motoria

primaria (M1) è attiva per ogni movimento, ciascuna cellula esprime un voto per ciascun

movimento, direzione e forza si ottiene dalla media dei voti espressi e più grande è la

popolazione di neuroni che è in grado di rispondere ai muscoli di una parte del corpo

maggiore è il controllo che abbiamo per quella parte di muscoli.

• La corteccia motoria superiore (6) e la sua stimolazione provoca movimenti complessi del

paziente e Penfield scoprì due mappe somatotopiche: una regione laterale detta area

premotoria e una regione mediale detta area motoria (vedi slide prima di attivazione

corticale che accompagna i movimenti volontari). Durante l'esecuzione del movimento delle

dita della mano: aumenta il flusso ematico delle aree: 8 (prefrontale), 6 (AMS, APM), 4

(M1) e se veniva solamente chiesto di ricordare il movimento aumenta il flusso ematico

unicamente nell'area 6. Il ruolo dell'area 6 è stato sperimentato da Edward Evans in 3 fasi:

fase pronti dove la scimmi si sedeva di fronte ad una piattaforma su cui erano disposti una

serie di pannelli luminosi, in fase posizione c'è la comparsa di uno stimolo istruzione e la

scimmia sa che deve andare a premere il pulsante illuminato, ma deve aspettare lo stimolo

via (es suono), in fase via compare lo stimolo bersaglio e la scimmi deve iniziare il

movimento. Il neurone dell'area premotoria inizia a scaricare alla comparsa dello stimolo

istruzione e scarica fino alla fine del movimento, ciò spiega che l'AMP serve a mantenere in

memoria la sequenza corretta per raggiungere l'obiettivo.

• La corteccia parietale posteriore è connessa alla corteccia prefrontale e sono sede di:

pensiero astratto, capacità decisionale, previsione delle possibili conseguenze di una azione.

I neuroni specchio sono particolari neuroni dell'area premotoria. Input subcorticale alla corteccia

motoria dovuti ai nuclei della base che partecipano al movimento con il nucleo del talamo laterale e

della substantia negra. I nuclei della base sono nucleo caudato e putamen che raccolgono info su

cosa si vorrebbe fare e sulla posizione che invia al globo pallido che fa sinapsi con nucleo del

talamo che fa sinapsi con l'area 6. Il circuito motoria dei nuclei della base facilitano l'inizio dei

movimenti volontari. Fungono da filtro che previene il verificarsi di movimenti inappropriati e

regolano la corretta sequenza di attivazione ed inibizione muscolare finalizzata alla esecuzione del

movimento .

• Nei periodi di inattività

◦ I neuroni del Globo Pallido sono spontaneamente attivi (Quelli del Putamen no)

◦ Inibiscono VLo

◦ VLo non eccita AMS

• Nei periodi di attività

◦ Attivazione Corticale Frontale

◦ Eccita i Neuroni del Putamen

◦ Inibiscono i neuroni del Globo Pallido

◦ Il Globo Pallido smette di inibire VLo

◦ VLo eccita corteccia motoria supplementare

Se viene aumentata l'inibizione di VLo si ha ipocinesia (diminuzione del movimento), se viene

diminuita l'inibzione di VLo si ha ipercinesia (aumento del movimento).

L'ipocinesia della malattia del Parkinson dà:

• Brandcinesia: lentezza nei movimenti

• acinesia: difficoltà ad iniziare imovimenti

• ridigità: aumento del tono muscolare

• tremore: principalmente di mani e mandibole (particolarmente evidenti nella condizione di

riposo)

• I disturbi del movimento che invalidano la vita dei pazienti affetti da morbo di Parkinson

sono causati dalla degenerazione degli input che dalla Substantia Nigra sono diretti allo

Striato.

• Questo circuito utilizza come neurotrasmettitore la (DA) Dopamina.

L'ipercinesia della malattia di Hungtinton

• E’ una malattia degenerativa del sistema extrapiramidale che rientra nel gruppo delle

sindromi ipercinetiche

• E’ stata descritta nel 1872 da George Huntington.

• L’età d’esordio si colloca attorno ai 40-50 anni • Sintomatologia:

• Discinesie: movimenti anormali

• Corea: movimenti incontrollabili inconsulti che si susseguono in modo rapito e convulso

• Demenza: alterazione delle capacità cognitive

• La malattia di Huntington è una patologia ereditaria causata dalla mutazione di un singolo gene

localizzato sul cromosoma 4, che codifica per le proteine Rhes e mHtt.

• Il gene mutato sintetizza la forma patogena della proteina mHtt (“huntingtina”).

• Nei pazienti affetti da Huntington, le mHtt si accumulano in tutto il corpo, ma, misteriosamente,

uccidono solo cellule nervose dello striato (n. caudato e putamen)

La via per l’esecuzione dei movimenti: la corteccia (Giro PostCentrale e Parietale Posteriore):

La corteccia invia informazioni al Cervelletto inerente al movimento da iniziare. Il cervelletto

determina:

• Sincronizzazione

• Forza

• Direzione sulla base delle previsioni di quanto è avvenuto nell’esperienza passata

Il cervelletto: regola la precisa e dettagliata sequenza di contrazioni muscolari sincronizzate

In seguito ad una lesione cerebellare i pazienti presentano

• Atassia: incapacità a compiere movimenti coordinati e precisi, caratterizzati da:

• Disinergia: scomposizione del movimento sinergico disarticolare

• Dismetria: il movimento non raggiunge precisamente l’obiettivo ma le sue vicinanze

Gli stessi sintomi vengono manifestati anche da una situazione transitoria come l’intossicazione da

etanolo. La goffaggine nei movimenti ne conseguenze della depressione dell'attività dei circuiti

cerebellari. I SISTEMI DI MEMORIA

Apprendimento: acquisizione di nuove informazioni, conoscenze o abilità.

Memoria: ritenzione di quanto acquisito e sono di due tipi (qualitativamente):

memoria dichiarativa e memoria non dichiarativa.

• La memoria dichiarativa o esplicita o del secondo tipo, è relativa a fatti ed eventi che per

l’essere umano sono accessibili in maniera consapevole quindi verbale e facili da codificare

come altrettanto facile è dimenticare, a sua volta si divide in memoria semantica (fatti) e

memoria episodica (eventi).

• La memoria non dichiarativa o implicita o del primo tipo, è relativa alle abilità motorie, di

destrezza, abitudini, non è accessibile a livello consapevole, è formata a livello di pratica e

ripetizione di un compito ed è più resistente ad essere dimenticata o alle lesione, a sua volta

si divide in memoria procedurale (capacità e abitudini) o memoria a seguito di

condizionamento classico (relativa a risposte muscolo scheletriche o emozionali).

Questi due tipi di memoria sono individuabili negli animali? nella implicita tutte le tecniche di

condizionamento ci consentono di addestrare gli animali che a lungo termine ce ne danno la prova,

per quanto riguarda la esplicita è probabile che gli animali ricordino episodi e conoscenze

semantiche. Tipi di memoria (distinzione basata sulla durata):

• memoria a breve termine: durata nell’ordine di secondi o ore,

• memoria a lungo termine: i ricordi possono persistere per giorni, mesi, anni.

I ricordi a breve termine possono essere cancellati da traumi cranici o elettroschock, sono convertiti

selettivamente in ricordi a lungo termine tramite consolidamento mmnemonica/mnestica. Il

consolidamento da info sensoriale a consolidamento che può passare a breve termine e poi a lungo

termine sequenzialmente o parallelamente da info sensoriale a consolidamento che va a breve

termine oppure va a lungo termine. In biochimica si trova spesso una memoria intermedia:

1. info sensoriale,

2. memoria a breve termine che tramite consolidamento va al

3. magazzino intermedio,

4. memoria a lungo termine.

Un’accezzione della memoria a breve termine è la memoria di lavoro che immagazzina info su info

relative al compito in corso caratterizzata da capacità limitata e necessità di ripasso e si misura con

il digit span (span di cifre che di solito è 7 +- 2) o con il test di corsi o dei cubetti. I magazzini di

memoria sembrano essere separati in base alle diverse modalità sensoriali: soggetti con lesioni

corticali possono avere una memoria a breve termine normale o deficitaria per un altro senso.

Un’amnesia è una grave perdita di memoria e/o della capacità di apprendere. Può essere causata da

commozioni cerebrali, alcolismo cronico, encefaliti, tumori cerebrali, ictus. Non è necessariamente

assoluta per tutte le info passato o dissociata da altri deficit cognitivi, infatti è raro sia assoluta

spesso è parziale.

• Amnesia retrograda dove la perdita della memoria per eventi precedenti al trauma (in misura

maggiore distrugge le conoscenze vicine).

• Amnesia anterograda che è l’incapacità di formare nuovi ricordi dopo il trauma, in forma

live determina un rallentamento nell’apprendimento che richiede più ripetizioni del normale

o in forma grave che è la completa incapacità di formare nuovi ricordi dal momento del

trauma.

Di solito esiste la compresenza di entrambi i tipi di amnesia. Clive Wearing contrae un’encefalite

virale nel 1985, aveva la caratteristica di essere una persona sopra la media cognitivamente e

socialmente, e nel pieno dei suoi anni contrae encefalite che gli ha distrutto la regione responsabile

della formazione di nuove memorie, non era più in grado di ricordare [cinematografia: forever

today]. Wilder Penfiel con la stimolazione elettrica in vivo notava che con la stimolazione al lobo

temporale al soggetto perveniva un ricordo. H.M. ha auto la rimozione bilaterale della porzione

centrale dei lobi temporali (ippocampo e corteccia circostante risultano assenti), sviluppa una

parziale amnesia retrograda e una severa amnesia anterograda, le sue capacità mnemoniche

preservate sono state: memoria a lungo termine per eventi remoti, intatta anche la memoria di

lavoro e memoria a breve termine, capacità di formare nuove memorie procedurali non dichiarative.

Quindi nel punto della lesione (lobo temporale mediale bilaterale) non sono presenti le capacità

preservate.

Lobo temporale mediale: contiene strutture interconnesse cruciali per il consolidamento della

memoria dichiarativa, ippocampo, corteccia entorinale e peririnale (cortecce rinali), corteccia

paraippocampale. Fino alla metà del XX secolo non si pensava che la memoria fosse una funzione

mentale distinta con aree deputate.

Engramma cioé la traccia di memoria nonché la rappresentazione fisica o localizzazione

dell'encefalo di un ricordo:

• la traccia di memoria è distribuita (Karl Lashley),

• sta nel genoma (William McConnel),

• sta nelle connnessioni sinaptiche (Donald Hebb).

Lashley lavora utilizzando ratti e nel ricercare dove sta la memoria esegue lesioni di varie aree

prima o dopo che gli animali abbiano imparato un labirinto, trovò che in base alla porzione di

distruzione della corteccia vi sarebbero stati più errori più grande essa fosse, tutti quanti

ricordavano il labirinto ma in maniera peggiore tanto più era estesa la regione, diede la legge

dell'azione di massa e equipontenzialità della corteccia. McConnel e i vermi cannibali, (es. a un

gruppo viene insegnato un compito, questo gruppo viene dato in pasto ad un gruppo esterno e

questo gruppo esterno riesce a fare meglio un altro compito come passare attraverso un labirinto

rispetto ad un gruppo esterno che non ha mangiato il gruppo 1). Donald Hebb ha teoriazzato che la

traccia di memoria sta nelle connessioni sinaptiche (REGOLA DI HEBB MUST PER ESAME).

Regola di Hebb: esistono assemblamenti o assembramenti cellulari cioé gruppi di cellule che

portano traccie di memoria, la th della doppia traccia, meccanismo pre-post associativo.

La memoria la possiamo assegnare ai lobi frontali mediali. La teorizzazione di Donald Hebb per la

comprensione delle neuroscienze in particolare per l’apprendimento. Hebb sostiene che ricordiamo

perché quando facciamo un’esperienza che vogliamo consolidare si rafforzano le connessioni

specifiche sinaptiche tra neuroni, la traccia di memoria è nelle connessioni sinaptiche. Regola di

Hebb: quando un neurone ne eccita un’altro ripetutamente si verificano dei cambiamenti che

rendono più efficiente quella via. Un neurone alfa eccita ripetutamente un secondo neurone beta, in

alfa, in beta o in entrambi si verificano cambiamenti strutturali o metabolici col risultato che

aumenta l’efficacia di alfa nell’eccitare beta. Un’estensione della regola è: neuroni che sparano

assieme si associano: vale a dire due cellule o sistemi di cellule che ripetutamente sono attive

contemporaneamente tenderanno ad associarsi cosicché l’attività di una delle due facilita l’attività

dell’altra. Teoria della doppia traccia: con l’esperienza, l’attività neuronale forma nuove

connessioni sinaptiche tramite 2 processi concatenati: breve e transiente fase in cui l’esperienza

attiva circuiti neurali che mantengono per un po’ traccia di ciò per riverberazione, traccia a lungo

termine costruita tramite cambiamenti stabili nel sistema nervoso qualora la fase uno sia

significativa. L’assembramento cellulare è un gruppo di cellule nervose che hanno già di per sé

delle interconnessioni e che diventano l’engramma, cioè la traccia fisica della memoria. La

rappresentazione di un oggetto è costituita da tutti i neuroni che sono attivati da tale stimolo, i quali

sono simultaneamente attivi durante la presentazione dello stesso stimolo e sono collegati tra loro

tramite connessioni sinaptiche. Ad ogni rappresentazione dello stimolo c’è la riverberazione dello

stimolo che rimane attiva per un certo periodo, quando questa attivazione viene ripetuta e la

riverberazione rimane abbastanza a lungo avviene il rafforzamento, le connessioni possono

aumentare di numero o possono diventare più efficaci e forti. Dopo l’avvenuta del consolidamento è

sufficiente un’attivazione di alcune delle cellule della rete per attivare tutto l’assembramento.

Localizzazione della memoria dichiarativa nella neocorteccia, aree visive secondarie. Con uno

studio sulle lesioni cerebrali sui macachi risulta che l'animale non riesce a distinguere due stimoli di

forma diversa anche se le sue abilità visive sono intatte, quindi l'area IT oltre ad essere area visiva è

anche di immagazzinamento di memoria. Con uno studio sui macachi sulle registrazioni da singoli

neuroni IT risulta che quando i volti sono famigliari si trovano delle cellule che rispondono in modo

famigliare, la cellula che scarica preferenzialmente a questo stimolo potrebbe contribuire a

codificare l’engramma del volto che si osserva, per i volti non famigliari la cellula risponde

egualmente a tutti i nuovi volti e in seguito alle ripetute presentazioni la cellula inizia a diventare

selettiva e a rispondere più ad alcuni volti. Con uno studio (fMRI) su soggetti umani risulta che in

ciascun gruppo le aree visive extrastriate si attivano di più per il tipo di stimolo di cui il soggetto è

esperto, ma non sappiamo se è perché si attiva l’area di quella categoria o se quando guardiamo una

categoria di maggior interesse l’elaborazione è più approfondita.

I lobi temporali, la lesione di H.M. pur danneggiando la sua capacità di formare nuovi ricordi di

secondo tipo non ha coinvolto danneggiamenti sulla memoria di lavoro e a breve termine e memoria

con apprendimento di destrezza che coinvolge memoria di primo tipo. Lobi temporali mediali

memorie dichiarative, altre regioni non ancora ben definite memoria di lavoro e capacità di

apprendere compiti di destrezza. Soggetti con lesioni temporali mediali bilaterali hanno una

prestazione normale se il delay temporale tra la prima e la seconda presentazione è di pochi secondi,

grave deficit se il ritardo aumenta a pochi minuti.

Le funzioni mnemoniche dell’ippocampo. L’ippocampo e la corteccia temporale mediale sono

coinvolti nell’archiviazione temporanea di nuovi ricordi. Con registrazione fisiologiche da singoli

neuroni ippocampali risulta che lo stimolo suscita risposta differente quando è familiare rispetto a

quando è nuovo. Ippocampo: memoria spaziale, memoria di lavoro (esperimento macachi), codifica

di nuove memoria (Clive Wearing e H.M.), memoria relazionale sia nella dimensione spaziale e

temporale. Con uno studio Pet sul cervello di un tassista londinese mentre immagina di percorrere

un itinerario si attiva l’ippocampo e la parte posteriore dell’ippocampo nei tassisti esperti risulta più

estesa rispetto ai non tassisti: il volume ippocampale correla con l’ammontare dell’esperienza di

navigazione spaziale. Esperimenti di Kesner (1993) dimostrarono che

• il riconoscimento della risposta è situato nel nucleo caudato,

• la memoria di riconoscimento degli oggetti risiede nella corteccia visiva extrastriata

• gli aspetti emotivi sono nell'amigdala,

• deficit di memoria di lavoro in compiti di natura spaziale è correlata con lesioni

ippocampali.

Place Cells ippocampali sono cellule di luogo, cioè cellule che si attivano in base al punto in cui

siamo, dove le cellule sono punti di una cartina geografica cognitiva. Cellule di luogo: neuroni

dell’ippocampo che rispondono selettivamente quando il ratto è in un luogo particolare

dell’ambiente (campo di locazione). La risposta delle cellule di luogo non dipende esclusivamente

da cue visivi: se l’animale conosce bene l’ambiente le cellule di luogo rispondono anche al buio,

quando l’animale si trova nel campo locazionale. La cellula di luogo si attiva quando l’animale

pensa di essere in un posto anche se non è in quel posto. Non esistono solo place cells, ma anche

direction cells che si attivano in base alla direzione dello sguardo dell'animale, e le grid cells cellule

della griglia cioé che codificano lo spazio come fosse costruito in settori e si attivano creando una

scacchiera e l'animale si muove quindi su parametri geometrici. I campi locazionali sono

modificabili dall'apprendimento che si sviluppano nel corso dell'esplorazione, le cellule di luogo

potrebbero spiegare l'importanza dell'ippocampo nei compiti di apprendimento spaziale. (nell'uomo

non si sa se ci sono queste cellule di luogo).

I ratti che hanno lesioni dello striato preservano memoria dichiarativa, i ratti con lesioni

all’ippocampo preservano memoria procedurale, vi è una doppia dissociazione: basi neurali

indipendenti per i due tipi di memoria. Dissociazioni tra memoria procedurale e memoria

dichiarativa da evidenze da scimmie e paziente H.M. L’ippocampo ha un ruolo nella memoria di

lavoro. Anche la corteccia prefrontale interconnessa con il lobo temporale e le strutture

diencefaliche implicate in funzioni mnemoniche. Compito ricordare l’aspetto di un volto o la

localizzazione spaziale di uno stimolo e si nota che aree della corteccia prefrontale si attivano

durante il compito di ritezione.

La corteccia intraparienta laterale: solco centrale e solco intraparietale. Il concetto di plasticità

neurale:

• William James: memoria come rafforzamento di rappresentazioni interne del mondo,

• Sherrington: i cambiamenti avverrebbero a livello di sinapsi,

• Ramon y Cajal: si formano nuove connessioni durante lo sviluppo e la vita adulta,

• Pavlov: apprendimento come rafforzamento di connessioni tra la corteccia sensoriale e

motoria.

Esperimenti chiave a favore della presenza di plasticità nel sistema nervoso:

• Rosenzweig e Bennet sui roditori allevati in ambiente arricchito o impoverito,

• Wiesel e Hubel con esperimenti di deprivazione sensoriale, e la scoperta del potenziale a

lungo termine.

I primi hanno allevato ratti in condizioni diverse, una gabbia semplice e in pochi e in una

condizione arricchita con giochi, più compagni e spazi maggiori. Sezionando il cervello dei ratti in

ambiente arricchito mostra un aumento di attività enzimatica tra cui spicca AchE, maggior peso e

spessore della corteccia cerebrale, specie occipitale, ove si rilevano 20% più spine dendritiche,

ramificazioni e contatti sinaptici. I secondi hanno dimostrato effetti corticali della deprivazione

monoculare a partire dalle 2 settimane di vita con rilevanza nell’espansione delle colonne di

derivanza dell’occhio non depravato (l’occhio non vedente ha poco accesso alla corteccia visiva,

l’occhio che vede colonizza gran parte della corteccia visiva), concetto di periodo critico: periodo

ben definito entro lo sviluppo durante il quale, ma non oltre, l’esito dello sviluppo è influenzato

dall’ambiente. La plasticità neuronale cambia nel corso della vita, in maniera diversa a seconda del

tipo di compito e della specie. I possibili cambiamenti alla base della plasticità: maggior rilascio di

NT, maggior sensibilità post-sinaptica, aree pre e post sinaptiche più estese, la presenza di

interneuroni modulatori, formazione exnovo di nuove sinapsi o il riassorbimento di altre sinapsi.

LO SVILUPO DELLE CONNESSIONI CEREBERALI

Neurogensi è la produzioni di nuovi neuroni, inizia a partire da cellule dette staminali embrionali

che sono totipotenti che possono trasformarsi in qualunque cellule. Dalle cellule staminali derivano

cellule progenitrigi che sono sempre totipotenti ma possono produrre qualunque tipo di neurone o

glia. Le tre fasi sono

• proliferazione,

• migrazione,

• differenziazione.

La loro programmazione è innata e dipende da ciò che incontrano nell’ambiente di vita e di

sviluppo. Proliferazione si producono ed avviene tra la 5^ settimana e il 5^ mese di gestazione a

livello embrionale, durante questa fase i futuri neuroni sono dalle cellule progenitrici (200000

neuroni/minuto). Il tutto origina verso il lume del tubo neurale nella zona ventricolare.

1. La cellula dalla zona ventricolare si sposta verso la zona marginale (verso la pia madre).

2. Il DNA viene duplicato e al ritorno a livello ventricolare la cellula si divide in due.

3. Entro la zona marginale del tubo neurale avviene la proliferazione che con una sequenza di

movimenti: zona ventricolare a zona marginale.

Quando la cellula migra, discende avviene duplicazione. La divisione può essere

• simmetrica o verticale dove la cellula si divide in due cellule figlie che sono ancora

staminali neurali,

• divisione assimmetrica o orizzontale che dà origine ad una cellula ancora staminale che può

continuare a riprodursi e a una che non può più riprodursi. Nella divisione assimetrica le due

cellule non sono identiche in quanto manca una regione NUMB, la regione NOTCH-1 in

assenza di NUMB attiva l’espressione genetica che: arresta la divisione cellulare e attiva la

migrazione.

La cellula che migra parte dalla zona ventricolare, e tra la zona ventricolare e marginale si formano

dei tiranti che sono prolungamenti di cellule gliali, questi tiranti sono disposti radialmente. La prima

cosa che si formano nelle cellule che migrano e non possono riprodursi si forma la sottoplacca che

sono i primi ad arrivare e fissano la regola con cui poi si costituiranno strati della corteccia, poi