Riassunto dell'esame psicologia fisiologica

Elaborazione sensoriale

Introduzione sull'elaborazione sensoriale

Tutti gli animali, compreso l’uomo, possiedono degli organi la cui funzione è quella di farci vedere cosa c’è nel mondo che ci circonda. Questi organi vengono chiamati organi sensoriali. Un esempio è l’occhio e l’orecchio. Ogni organo sensoriale viene attivato da uno stimolo diverso. Alcuni esempi di stimoli sono la luce che entra nell’occhio e le onde sonore che vengono percepite dall’orecchio. Uno stimolo adeguato è lo stimolo che attiva un determinato organo sensoriale, ad esempio lo stimolo adeguato dell’occhio è la luce, mentre lo stimolo adeguato dell’orecchio sono le onde sonore. Gli organi sensoriali sono composti da tante cellule recettoriali che rilevano lo stimolo e lo trasformano in impulsi nervosi (potenziale d’azione), ossia il linguaggio utilizzato dal sistema nervoso.

I vari stadi dell'elaborazione sensoriale

La prima fase dell’elaborazione sensoriale viene chiamata trasduzione sensoriale: questa fase consiste nel rilevamento, da parte del recettore posto sull’organo sensoriale, di uno stimolo proveniente dal mondo esterno. Questo stimolo causerà un cambiamento del potenziale elettrico della membrana del recettore chiamato potenziale generatore, che se diventa molto ampio causerà un potenziale d’azione. Per decodificare lo stimolo il sistema nervoso utilizza l’intensità di uno stimolo, ossia la frequenza di potenziali d’azione generati. Inoltre, come facciamo a capire se mi è stata toccata la mano oppure il piede? Grazie all’informazione spaziale, recettori attivati sul palmo della mano invieranno informazioni specifiche al cervello e diranno che “è stata toccata la mano e non il piede”.

L’adattamento è quel fenomeno con il quale si ha il decremento della riposta dei recettori durante una continua stimolazione. Esistono due tipi di recettori sensoriali, i recettori tonici che sono quelli che mostrano un decremento della risposta (ossia produzione dei potenziali d’azione) durante una continua stimolazione quindi hanno adattamento e i recettori fasici che durante una continua stimolazione non mostrano decremento nella loro risposta, quindi non possiedono l’adattamento.

Le vie sensoriali: il compito dei recettori è quello di prelevare l’energia dall’esterno, trasformarla in potenziale d’azione e poi trasmettere questo all’encefalo che elaborerà una risposta. Ogni tipo di informazione (tattile, uditiva, visiva, ecc.) possiede un insieme di nervi che partono dai recettori sensoriali e passano per le varie zone del midollo spinale e dell’encefalo. L’insieme di queste vie formate da nervi sensoriali forma le vie sensoriali. Ogni tipo di informazione, dall’uditiva alla visiva, possiede una propria via sensoriale. Tutte le vie sensoriali partono dai recettori posti sugli organi sensoriali e terminano nella corteccia cerebrale dell’encefalo. La maggior parte delle vie sensoriali, prima di giungere alla corteccia cerebrale, fa stazione al talamo.

I campi recettivi: ogni recettore possiede un suo specifico campo recettivo, questa è una regione del nostro corpo che se stimolata può attivare il recettore. Ad esempio, un recettore posto sulla mano viene attivato solo se viene stimolata una specifica zona della pelle, ossia il suo campo recettivo. Se lo stimolo viene eseguito al di fuori del campo recettivo il recettore non verrà attivato. La corteccia cerebrale possiede diverse regioni a cui afferiscono diverse vie sensoriali, ad esempio ci sarà quella della vista e quella del tatto. In ogni emisfero c’è una corteccia somatosensoriale primaria (chiamata anche S1) che riceve le informazioni tattili derivanti dal lato opposto del corpo.

Il controllo motorio

Introduzione

Dall’inizio del XIX secolo gli scienziati sanno che le radici dorsali del midollo spinale hanno funzioni sensitive e che le radici ventrali contengono le fibre motorie. I riflessi sono le unità di base del movimento, sono definite come le risposte semplici ed innate (ce le abbiamo sin dalla nascita) agli stimoli esterni. L’elettromiografia è una procedura volta ad analizzare l’attività elettrica presente nei nostri muscoli.

I muscoli

I muscoli sono collegati allo scheletro tramite i tendini. I muscoli antagonisti sono due muscoli vicini, quando uno si contrae l’altro si rilassa e viceversa. I muscoli sinergici invece agiscono insieme, quindi si contraggono e poi si rilassano sempre insieme come due innamorati. Per estendere la gamba agiscono 4 muscoli sinergici.

Anatomia del muscolo: un muscolo è composto da migliaia di piccoli tubicini chiamati fibre muscolari: ogni fibra muscolare contiene due tipi di filamento, i filamenti spessi (miosina) e sottili (actina). Quando il muscolo si contrae, i due tipi di filamento scorrono l’uno sull’altro accorciando il muscolo. I muscoli lisci sono quelli che si contraggono da soli, come il miocardio, il muscolo del cuore che si contrae da solo. I muscoli scheletrici o striati invece si contraggono in risposta alla stimolazione del sistema nervoso, un motoneurone invia il proprio assone ad un muscolo e gli dirà quando contrarsi e quando rilassarsi tramite un potenziale d’azione che partirà dal motoneurone ed arriverà alle fibre muscolari. La sinapsi che esiste tra il motoneurone e le fibre muscolari del muscolo si chiama placca o giunzione neuromuscolare. Il motoneurone, quando produce un potenziale d’azione, libera il neurotrasmettitore acetilcolina che viaggia fino a legarsi agli specifici recettori posti sulla membrana delle fibre muscolari che si contrarranno.

Un motoneurone può mandare più assoni a più fibre muscolari, l’unità motoria è formata dal motoneurone e da tutte le fibre muscolari da esso innervate. I motoneuroni sono localizzati sia nel midollo spinale che nel tronco encefalico e fanno partire da lì i propri assoni verso le fibre muscolari. Quindi il sistema nervoso centrale può controllare la contrazione dei nostri muscoli e rispondere agli stimoli esterni che a loro volta vengono percepiti dagli organi di senso. Ad esempio, quando guidiamo la macchina i nostri occhi (organo di senso) portano l’informazione visiva e il nostro cervello farà contrarre i muscoli delle gambe e delle braccia per farci guidare in base all’informazione che ci arriva dagli occhi. Quindi è tutto un unico sistema formato da organi di senso, sistema nervoso centrale e muscoli.

Però anche il sistema nervoso centrale deve sapere in ogni istante in che condizioni i nostri muscoli si trovino per poter effettuare dei movimenti giusti; di fatti quando noi corriamo, se dobbiamo evitare un ostacolo in giro, il nostro cervello lo vede con gli occhi, poi deve prima capire come i muscoli della gamba si trovino (contratti o rilassati?) perché noi per evitare l’ostacolo dovremmo spostarci e quindi i muscoli si devono contrarre. Quindi il modo in cui il nostro cervello riceve informazioni sullo stato dei nostri muscoli si chiama propriocezione ed è attuata da recettori speciali definiti propriocettori.

Il fuso neuromuscolare

Il fuso neuromuscolare è una specie di cilindro spesso al centro e sottile alle due estremità. Si trova in tutti i vertebrati. Contiene fibre muscolari chiamate fibre intrafusali. Il fuso muscolare contiene i propriocettori delle fibre muscolari. Nel fuso si hanno i gangli delle radici dorsali che sono collegati ai motoneuroni gamma che sono i propriocettori del fuso. Mentre i motoneuroni alfa innervano le fibre muscolari extrafusali, cioè quelle che sono al di fuori del fuso muscolare e sono responsabili della contrazione del muscolo. Il fuso muscolare ha due importanti funzioni: mantenere la postura e coordinare i movimenti. La prima avvolge a spirale il centro del fuso, le seconde si trovano verso le estremità del fuso.

Quando il muscolo si allunga anche il fuso muscolare (che è al suo interno) si allunga e ciò porta all’attivazione dei motoneuroni gamma che mandano impulsi nervosi al midollo spinale che a sua volta li manda al cervello, informazioni riguardanti lo stiramento del muscolo.

I circuiti riflessi spinali

In questo tipo di circuito l’informazione dall’esterno arriva solo al midollo spinale e poi ritorna al muscolo, non passa quindi per la corteccia cerebrale. Come funziona? Un recettore capta (prende) lo stimolo dall’esterno e lo porta nel suo assone con cui farà una sinapsi al livello del midollo spinale. L’informazione quindi giungerà al midollo spinale che elaborerà da solo una risposta che tornerà poi indietro tramite una via efferente che va nel muscolo. Un esempio di circuito riflesso spinale è il riflesso di stiramento: quando dall’alto lanciano un sasso e tu lo afferri con la mano, questa inizialmente andrà verso il basso, poi autonomamente tornerà nella sua posizione originaria. Questo è un circuito riflesso spinale, non siamo noi a decidere volontariamente di far ritornare la mano verso l’alto, ma è il midollo spinale con un circuito riflesso spinale. I motoneuroni gamma del fuso porteranno l’informazione al midollo che la mano è andata verso il basso e il midollo manderà informazione tramite i motoneuroni alfa al muscolo della mano per contrarsi e ritornare com’era prima.

Le vie motorie

Il sistema piramidale (detto anche corticospinale) consiste nell’insieme dei corpi cellulari all’interno della corteccia cerebrale e dei loro assoni che formano il tratto piramidale che passa nel tronco cerebrale e poi continua fino al midollo spinale. Lesioni del tratto piramidale portano alla perdita nel paziente del controllo degli arti. La maggior parte degli assoni che formano il tratto piramidale originano da neuroni della corteccia motoria primaria (M1). Negli esseri umani un danno cerebrale alla corteccia motoria primaria produce una paralisi parziale del lato opposto del corpo da dove è avvenuta la lesione.

Anteriormente alla corteccia motoria primaria si trova la corteccia motoria non primaria; si divide in due regioni, l’area motoria supplementare (SMA) e la corteccia premotoria. Pazienti che hanno una lesione alla corteccia premotoria non riescono a mantenere una corretta postura e a coordinare le due mani. Mentre chi ha danni alla SMA non riesce a compiere movimenti volontari, ma solo riflessi spontanei. I neuroni mirror sono una sottopopolazione di neuroni della corteccia premotoria; si attivano quando osserviamo un altro individuo compiere un movimento uguale al nostro.

Il sistema extrapiramidale: dalla corteccia cerebrale oltre al tratto piramidale, partono molti altri assoni di altri neuroni che formano la via extrapiramidale. Lesioni a neuroni di questa via non portano alla perdita del movimento degli arti, ma causano un aumento dei riflessi spinali. Il sistema extrapiramidale comunica con il midollo spinale attraverso due vie nervose principali: il tratto reticolospinale e il tratto rubrospinale. Tutti insieme questi neuroni formano la formazione reticolare. Alcune zone della formazione reticolare facilitano i movimenti altre li inibiscono. Il tratto reticolospinale parte dalla formazione reticolare e arriva ai neuroni del midollo spinale dove influenzano i circuiti motori spinali. Il tratto rubrospinale origina dal nucleo rosso del mesencefalo e termina al livello del midollo spinale regolando i movimenti motori.

I nuclei della base

Sono 4 gruppi di neuroni chiamati nucleo caudato, putamen, sostanza nera e globus pallidus (li abbiamo visti quando abbiamo studiato la neuroanatomia all’inizio vai a ricontrollare se non ricordi). Tutti questi tranne la sostanza nera si trovano nel telencefalo, mentre la sostanza nera si trova nel mesencefalo. Nucleo caudato e putamen insieme formano un altro il nucleo striato. Inoltre, esiste il nucleo subtalamico che è collegato ai 4 nuclei della base. Diverse parti della corteccia cerebrale portano informazioni ai nuclei della base e questi a loro volta portano altre informazioni al talamo e da qui alla corteccia cerebrale in un circuito chiuso: corteccia-nuclei della base-talamo-corteccia. I nuclei della base stanno alla base del controllo motorio ed una loro lesione porta a disabilità motorie differenti rispetto a quelle portate da una lesione alla via piramidale. Ad esempio, la malattia di Parkinson e la malattia di Huntington sono causate da un danneggiamento dei nuclei della base.

Il cervelletto

La parte più esterna del cervelletto è chiamata corteccia cerebellare (per distinguerla dalla corteccia cerebrale che invece è la porzione più esterna del telencefalo). La corteccia cerebellare contiene tantissime cellule chiamate cellule del Purkinje. Le informazioni che arrivano al cervelletto dall’esterno vengono veicolate dagli assoni delle cellule del Purkinje che le portano ai nuclei profondi (chiamati così perché si trovano in profondità rispetto alla corteccia cerebellare) del cervelletto. Le cellule del Purkinje effettuano con i nuclei profondi solo sinapsi inibitorie e mai eccitatorie. Il cervelletto riceve output (quindi informazioni provenienti dall’esterno) da neuroni sensitivi localizzati sui muscoli e sulle articolazioni, ma anche dalla via piramidale ed extrapiramidale. La funzione importantissima del cervelletto è quella di elaborare dei movimenti programmati che diventano automatici, come ad esempio il guidare la macchina, dopo anni di guida ormai la portiamo automaticamente grazie ai programmi motori automatici elaborati dal cervelletto.

Disturbi del sistema motorio

Disturbi a livello dei muscoli, delle giunzioni neuromuscolari del midollo spinale e delle regioni cerebrali compromettono il movimento. Di seguito verranno discusse le principali forme di disturbi al sistema motorio:

• Distrofia muscolare: causata da anormalità biochimiche del muscolo che portano alla perdita del suo utilizzo.
• Attacco alle giunzioni neuromuscolari: la malattia miastenia gravis è una malattia autoimmune, cioè è causata dalle nostre stesse difese immunitarie, gli anticorpi attaccano i recettori dell’acetilcolina posti nelle fibre muscolari non permettendo quindi ai muscoli di contrarsi. Inoltre, esistono in natura alcuni veleni, come la bungarotossina prodotta da alcune specie di serpenti che vanno a bloccare le giunzioni neuromuscolari, di preciso bloccano i recettori per l’acetilcolina posti sulle fibre muscolari, così il neurotrasmettitore non si può legare ai suoi recettori e il muscolo non si contrae, si ha una paralisi e se vengono colpiti i recettori dell’acetilcolina dei muscoli respiratori si blocca la respirazione dunque il paziente muore in pochi secondi.
• Danni al midollo spinale: incidenti automobilistici, violenza e cadute e traumi sportivi portano a danni al midollo spinale che hanno come conseguenza una disabilità motoria. Se viene reciso (tagliato) il midollo si ha la paralisi flaccida. Ma questa si ha solo quando viene distrutto un tratto di dimensioni notevoli del midollo spinale.
• Patologie della corteccia cerebrale: le più comuni disabilità motorie in seguito ad un ictus cerebrale sono la paralisi dei movimenti volontari nel lato opposto all’emisfero cerebrale danneggiato. Inoltre, si può indurre anche in una condizione chiamata spasticità, ossia una elevata rigidità muscolare. L’aprassia invece è l’incapacità di portare a termine atti finalizzati. Porto un esempio concreto per farti capire meglio: ad un paziente gli viene chiesto di sorridere, ma questo nonostante ci provi non ci riesce. Studiando pazienti affetti da ictus i neurologi hanno scoperto differenti forme di aprassia: l’aprassia ideomotoria è quella spiegata nell’esempio, dove un paziente non riesce a portare a termine azioni semplici sotto comando “sorrida!”, “usi il pettine”, “chiuda un occhio!”. L’aprassia ideativa invece è una incapacità di portare a termine una sequenza di azioni anche se le singole fasi possono essere eseguite separatamente e non in sequenza. Ad esempio: ad un paziente gli viene chiesto di prendere un bicchiere, versare dell’acqua, bere e poi riposare il bicchiere sul tavolo, il paziente non riesce a compiere tutte queste azioni in sequenza, ma se gli si chiede di fare una di quelle 4 azioni la fa.
• Il morbo di Parkinson: fu scoperto dal medico James Parkinson nel 1800. Pazienti affetti da questa malattia hanno una perdita del tono del muscolo facciale, quindi sembrano indossare una maschera, mostrano poche azioni spontanee ed hanno difficoltà ad eseguire prove motorie (salti, correre, ecc.). Inoltre, possiedono un tremolio alle mani. Questi pazienti mostrano una progressiva perdita delle cellule che contengono dopamina nella sostanza nera (uno dei 4 nuclei della base). La perdita di queste cellule è costante nel tempo, continuano a perderle in continuazione. Le cause di questa malattia non sono tuttora ben comprese, si è giunti ad una piccola considerazione che esistono delle droghe che sono responsabili dello sviluppo di questa malattia, ma moltissimi casi di Parkinson in soggetti che non erano stati esposti a queste droghe, sono rimasti ancora in sospeso, non si è ben capito come si possa generare questa malattia.
• La malattia di Huntington: è un disordine dei nuclei della base, come anche il Parkinson, ma questa volta si porta all’aumento della velocità dei movimenti. Malattia anche ereditaria purtroppo. Questa malattia viene trasmessa da un singolo gene dominante, quindi il figlio del soggetto affetto ha il 50% di possibilità di essere affetto anche lui dalla malattia. I sintomi principali della malattia includono...