Sistema nervoso centrale

Neuroanatomia

Anatomia generale del sistema nervoso

Si distinguono un sistema nervoso centrale o nevrasse, contenuto all'interno di involucri ossei, e un sistema nervoso periferico, costituito dagli elementi che connettono il centrale al resto dell'organismo. Questi due interagiscono tra loro e svolgono la funzione di trasmettere e analizzare gli stimoli provenienti dall'esterno e dagli organi, elaborando una risposta volontaria o involontaria. Hanno inoltre funzioni psichiche che riguardano processi affettivi, cognitivi e il comportamento.

Il sistema nervoso centrale elabora le informazioni afferenti sensoriali integrandole con quelle già acquisite e quindi producendo risposte efferenti. Il sistema nervoso periferico è costituito da nervi spinali ed encefalici con gli annessi gangli, e trasmette impulsi da e verso organi. I nervi sono costituiti sia da fibre sensoriali, che portano informazioni dalla periferia al centro, sia da fibre efferenti dirette ai muscoli scheletrici, al miocardio, alla muscolatura liscia e alle ghiandole esocrine ed endocrine, e sono chiamate fibre efferenti. Entrambi i tipi di fibre possono riferirsi a funzioni sia somatiche che vegetative e quindi essere:

• Fibre sensoriali somatiche e motrici somatiche
• Fibre sensoriali viscerali ed efferenti viscerali (che sono a loro volta distinte in fibre eccitosecretrici e motrici viscerali)

Il nevrasse è costituito da varie parti in continuità tra loro di cui il più caudale è il midollo spinale, che poi continua con l'encefalo, costituito in senso caudo-craniale da: midollo allungato, ponte e mesencefalo che insieme formano il tronco encefalico, collegato dorsalmente con il cervelletto; il tronco continua con il diencefalo e quindi con il telencefalo, costituito da due emisferi cerebrali.

Ricezione e interpretazione dell'informazione

Il sistema nervoso centrale può ricevere informazioni grazie a recettori periferici che sono in grado, dopo essere stati attivati, di trasmettere il messaggio tramite fibre nervose afferenti. La risposta più semplice che si realizza è quella tramite archi riflessi, in cui una fibra nervosa afferente attiva direttamente un neurone efferente situato nel sistema nervoso centrale e determina in maniera immediata la risposta motoria a seguito di uno stimolo sensoriale. Poi ci sono risposte più complesse che prevedono l'intervento di centri superiori dell'encefalo a cui arriva il messaggio tramite fasci di fibre ascendenti. In questo modo le sensazioni che originano in periferia divengono percezioni e sensazioni coscienti grazie a un'integrazione dello stimolo.

L'interpretazione dei messaggi in questi centri si basa sulla tipologia dei recettori che hanno raccolto lo stimolo e quindi, nonostante diverse vie sensitive convergano sugli stessi nuclei, viene sempre mantenuta una separazione anatomica tra vie che trasportano più diversi di sensibilità. I recettori dell'epidermide, derma e mucose vicino alla cute determinano le origini della sensibilità esterocezione somatica. Essa può essere divisa in:

• Epicritica, precisa, come ad esempio il tatto
• Protopatica, grossolana, come il dolore e la pressione. In questo caso dei meccanocettori recepiscono i segnali e li portano al midollo spinale (tranne i segnali della testa, raccolti dal nervo trigemino) e poi al talamo, che vaglia gli stimoli: se devono essere coscienti li manda alla corteccia

L'esterocezione prevede una sensibilità specifica per gli organi di senso, che inviano i loro segnali al talamo, tranne il nervo olfattivo che arriva alla corteccia. Le capsule articolari, i muscoli scheletrici, giunzioni muscolo-tendinee e ossa utilizzano invece propriocettori. Gli stimoli vengono inviati al cervelletto, sede di controllo non cosciente della postura. Un particolare organo dell'orecchio, l'organo di Scarpa, è responsabile della sensibilità propriocettiva de la cinestesica, in grado di percepire la posizione della testa e i suoi spostamenti. Gli organi interni registrano una sensibilità viscerale generale che arriva ai nuclei del tronco.

I diversi tipi di sensibilità sono trasportati ai centri superiori da vie ascendenti, le risposte agli stimoli sono poi attuate da vie nervose discendenti; i muscoli lisci e le ghiandole rispondono a comandi efferenti tramite un sistema nervoso detto vegetativo, distinto in simpatico e parasimpatico; i muscoli, le ossa e le articolazioni a comandi motori tramite un sistema nervoso somatico.

Suddivisione generale del sistema nervoso centrale

Midollo spinale - Riceve stimoli sensoriali da collo, tronco e arti, questi possono attivare archi riflessi o essere trasmessi all'encefalo attraverso catene di neuroni e fasci di fibre ascendenti. Esso rappresenta anche il dispositivo anatomico tramite il quale le vie discendenti dalle regioni più craniali del nevrasse regolano l'attività dei muscoli scheletrici, muscolatura liscia e ghiandole - quindi è deputato all'integrazione dell'attività riflessa e alla trasmissione di informazioni da e verso i centri superiori. Esso presenta una parte centrale formata dai corpi di neuroni della sostanza grigia e una periferica fatta di fasci di fibre mieliniche che costituiscono la sostanza bianca. Questi ultimi presentano fasci ascendenti, discendenti o intersegmentali che collegano tra loro vari segmenti del midollo.

Tronco encefalico - Può essere diviso in bulbo o midollo allungato, ponte (detto così perché le sue fibre superficiali ventrali sono disposte trasversalmente e ricoprono i fasci longitudinali), mesencefalo. Qui si realizzano funzioni tipiche del midollo spinale quindi attività riflessa e trasmissione di segnali ascendenti e discendenti ma la sua sostanza grigia non è più raggruppata in un'unica massa centrale come nel midollo spinale, tuttavia è scomposta in nuclei - alcuni di questi ricevono il messaggio dal midollo spinale, dalla periferia o da centri superiori e inviano informazioni al midollo, ai centri superiori e ad altri nuclei; altri sono invece sede di attività di integrazione che determinano il ritmo dell'attività respiratoria e cardiaca.

Cervelletto - si trova dorsalmente al tronco e vi è collegato tramite tre paia di peduncoli cerebellari. È formato da una parte mediana, il verme, e due emisferi cerebellari. Nel cervelletto la sostanza grigia ricopre tutta la superficie e si chiama corteccia cerebellare, un'altra porzione di sostanza grigia costituisce i nuclei propri del cervelletto. Questo partecipa al movimento controllando equilibrio, tono muscolare, postura e coordinazione. Oltre a ricevere informazioni propriocettive e tattili che lo informano sul risultato di un dato movimento, è in comunicazione con la corteccia cerebrale, da cui riceve informazioni e alla quale le trasferisce di nuovo dopo averle integrate con quelle ricevute dalla periferia.

Diencefalo - Grande massa di sostanza grigia quasi completamente circondata dal telencefalo, è costituito da talamo, ipotalamo e subtalamo, metatalamo ed epitalamo.

• Talamo: è la formazione più grande del diencefalo e riceve tutte le informazioni sensoriali dal midollo spinale e dal tronco, tranne la sensibilità olfattiva, proiettandole al telencefalo. Svolge anche un'attività di collegamento tra corteccia motoria e informazioni destinate all'esecuzione del movimento come cervelletto e nuclei della base. È anche una stazione fondamentale delle vie sensitive ed è intercalato nei circuiti che presiedono alla memoria recente, linguaggio, tono affettivo e varie attività comportamentali.
• Ipotalamo: è coinvolto nell'integrazione del sistema nervoso vegetativo regolando fame, sete, temperatura, pressione e l'attività della maggior parte delle ghiandole endocrine.
• Subtalamo: è importante nell'esecuzione degli schemi motori e regolazione dei movimenti elaborati dai nuclei della base.
• Metatalamo: è simile al talamo ed è specializzato nella trasmissione corticale di informazioni visive ed uditive. Ipotalamo: si identifica in gran parte con l'epifisi, ghiandola endocrina che produce melatonina.

Telencefalo - è formato da due emisferi separati da un solco detto interemisferico o sagittale, sul cui fondo si trova il corpo calloso. La sua superficie esterna è molto estesa e per questo si piega dando luogo a giri cerebellari o circonvoluzioni separate da solchi. La porzione superficiale è fatta di sostanza grigia i cui neuroni si dispongono a formare la corteccia cerebrale, sotto la corteccia vi è la sostanza bianca, che prende il nome di centro semiovale. La continuità di quest'ultima si interrompe in profondità per la presenza dei nuclei della base, formazioni di sostanza grigia, a loro volta vicini ai nuclei del setto. Superficialmente è diviso in due lobi, quello frontale e quello parietale, grazie al solco centrale di Rolando e quello laterale di Silvio. Sotto al solco laterale vi è il lobo parietale, mentre i due prolungamenti posteriori del solco laterale delimitano idealmente il lobo occipitale. In profondità al solco laterale è compreso il solco dell'insula, mentre medialmente alla base degli emisferi cerebrali vi è un lobo sintetico chiamato lobo limbico. La corteccia viene divisa in 52 aree con specifiche funzioni ad esempio l'area somestesica primaria riceve vari tipi di sensibilità e rappresenta una sede cruciale per la percezione degli stimoli sensoriali, le aree somestesiche secondarie ricevono fibre dalla primaria e attribuiscono significato agli stimoli in base all'apprendimento e all'esperienza. Un'altra area importante è quella motoria primaria, da cui originano le vie motorie per i vari tipi di movimento attivando i motoneuroni che si trovano nel tronco encefalico e nel midollo spinale; un'area motoria secondaria prevede l'elaborazione degli schemi motori. Le aree sensoriali primarie e secondarie e quelle motorie si estendono per meno della metà della superficie della corteccia, in gran parte costituita da vie associative in cui si svolge l'integrazione delle informazioni sensoriali per l'interpretazione del mondo esterno, elaborazione del linguaggio, memorizzazione degli schemi motori, eccetera.

Elementi di protezione meccanica

Il sistema nervoso centrale è rivestito da tre involucri o strati fibrovascolari, le meningi, e presenta al suo interno una serie di cavità comunicanti formate dal canale centrale del midollo spinale e dai ventricoli dell'encefalo. All'interno del canale centrale, dei ventricoli e dello spazio subaracnoideo si trova il liquido cefalorachidiano o liquor cerebrospinale. Il compartimento esterno, lo spazio subaracnoideo, e quello interno, il canale centrale dei ventricoli, sono in continuità fra loro in corrispondenza del tetto del IV ventricolo così che la pressione del liquido è la stessa entrambi i compartimenti. All'interfaccia tra compartimento ematico e tessuto nervoso è presente la barriera ematoencefalica, che regola in modo selettivo gli scambi di sostanze e cellule.

Costituzione anatomica del sistema nervoso centrale

Midollo spinale

Configurazione esterna e rapporti - È un lungo stelo cilindrico, leggermente appiattito in senso antero-posteriore, che si estende da subito sotto il foro occipitale fino al livello del corpo di L2 (variabile per età e sesso); Ha colore bianco ed una lunghezza media di 45 cm, con un diametro antero-posteriore di 1 cm ed uno trasverso di circa 1,2 cm, variabile nei diversi segmenti spinali, che si riduce in senso cranio-caudale. Pesa circa 28 grammi. Il midollo spinale è flessibile, elastico e più consistente dell'encefalo; ciò è dovuto soprattutto alla compatta disposizione periferica della sua sostanza bianca.

Il midollo spinale non ha calibro uniforme; presenta infatti due rigonfiamenti fusiformi detti rigonfiamento (o entumescenza) cervicale e rigonfiamento (o entumescenza) lombare, dovuti soprattutto ad un aumento di spessore in senso antero-posteriore. Questi corrispondono ai punti di emergenza dei nervi destinati agli arti superiori (plesso brachiale) e a quelli inferiori (plesso lombosacrale).

Il rigonfiamento cervicale comincia all'estremità superiore del midollo spinale e termina a livello di T2, avendo nella sua parte media, più espansa, un diametro frontale di 13-14 mm. Il rigonfiamento lombare inizia a livello di T9 e termina presso L1, misurando 8 cm di lunghezza e calibro di circa 11-13 mm; continua caudalmente nel cono midollare.

Il midollo spinale presenta curvature sagittali che corrispondono a quelle della colonna vertebrale e, nell'insieme, gli conferiscono un profilo a S. La curva più accentuata è a livello cervicale e presenta una convessità anteriore; è invece concavo anteriormente entro la parte toracica e torna a farsi convesso verso l'avambraccio quella lombare.

Superiormente si continua con il bulbo (tronco) e inferiormente termina assottigliandosi nel cono midollare, dal cui apice ha origine il filum terminale, cordoncino fibroso lungo 20-25 cm e largo 2 mm, che termina sulla faccia dorsale del coccige mediante il legamento coccigeo, formatogli attorno dalle tre meningi spinali fuse in un'unica guaina, la guaina terminale. La sua parte superiore, il filum terminale interno, lunga 15 cm e all'interno del sacco durale, è avvolta anche dall'aracnoide arrivando a S2, mentre quello esterno è lungo 5 cm ed è fuso con le meningi, portandosi alla prima vertebra coccigea. Prende il nome di cauda equina l'insieme delle ultime radici dei nervi spinali che, con lunghissimo decorso verticale, si portano ai fori intervertebrali d'emergenza decorrendo ai lati del filamento terminale. La cisterna terminale, una dilatazione dello spazio subaracnoideo, circonda il filum ed è la sede per la rachicentesi.

È rivestito dalle meningi, separate dagli spazi epidurale (tra dura madre e periostio delle vertebre), subdurale (virtuale - tra dura madre ed aracnoide), subaracnoideo (contenente il liquor). È connesso alla periferia da 33 paia di nervi spinali.

Limiti - Continua cranialmente con il bulbo (che rappresenta la porzione più caudale del tronco encefalico), il confine con il quale è dato da un piano orizzontale immaginario passante ad uguale distanza tra l'emergenza dell'ultimo paio dei nervi encefalici (nervo ipoglosso) e quella del I paio dei nervi spinali (nervo I cervicale).

Mezzi di fissità - Esso è accolto nel canale vertebrale, non riempiendolo completamente, è separato dalle sue pareti dallo spazio perimidollare, contenente le meningi spinali, ed esternamente a queste il tessuto adiposo peridurale, nel quale decorrono abbondanti vasi sanguiferi, soprattutto venosi. È mantenuto in sede dalla continuità con il bulbo, dalle radici dei nervi spinali, dai legamenti denticolati (deriva dalla pia madre e dal filum terminale) che si portano dalle superfici laterali del midollo alla dura madre, sulle quali si inseriscono le arcate fibrose.

Superficie esterna - La superficie del midollo spinale presenta una fessura e solchi longitudinali tra i quali si delimitano parti e cordoni - rilievi superficiali determinati dal raggruppamento di fibre mieliniche a decorso prevalentemente longitudinale; i cordoni sono tre per ciascun antimerio: cordone anteriore, cordone laterale e cordone posteriore. Nel mezzo delle superfici ventrale e dorsale del midollo sono visibili la fessura mediana anteriore (con labbri divaricabili) e, rispettivamente, il solco mediano posteriore (non divaricabile) che suddividono il midollo in due metà uguali e simmetriche dette antimeri. In ciascun antimerio si riconoscono poi, in direzione antero-posteriore, quattro solchi, detti solco intermedio anteriore, solco laterale anteriore, solco laterale posteriore, solco intermedio posteriore.

La fessura mediana anteriore si presenta variamente profonda (da 2,5 a 4 mm) in rapporto con i rigonfiamenti cervicali e lombare dove raggiunge i 4 mm; essa percorre tutto il midollo spinale dal limite con il bulbo fino al cono midollare. Il solco mediano posteriore si estende anch'esso dal bulbo al cono midollare ed è poco profondo. Con decorso dorso-ventrale, si stacca da esso un setto di glia, il setto posteriore, che si porta nella sostanza grigia del midollo spinale. Il solco laterale posteriore è più profondo del precedente e decorre anch'esso per tutta la lunghezza del midollo, a circa 3 mm dal solco mediano posteriore. Corrisponde al punto di penetrazione delle radici posteriori (sensoriali) dei nervi spinali nel midollo spinale. La sostanza bianca tra solco mediano posteriore e laterale posteriore determina il cordone posteriore. In profondità, esso è delimitato lateralmente dalla zona radicolare, costituita dalle fibre radicolari posteriori che entrate nel midollo spinale si dispongono sul contorno mediale del corno posteriore, e medialmente dal septum posterius, sepimento di fibre gliali (dalla commessura grigia posteriore al solco mediano posteriore).

Tra solco laterale posteriore e mediano posteriore - a livello nei neuromeri cervicali e toracici vi è il solco intermedio posteriore, un setto di glia che si inoltra nel cordone posteriore lo divide in un fascio di fibre mediale (fascicolo gracile di Goll) e uno laterale (fascicolo cuneato di Burdach). Il solco laterale anteriore, a circa 3 mm dalla linea mediana cui si avvicina procedendo verso il basso, si estende per tutta la lunghezza del midollo e corrisponde all'emergenza delle radici anteriori (motrici) dei nervi spinali. Si presenta come una doccia cribrata larga 2 mm che, in vicinanza del cono midollare, risulta appena marcata. La sostanza bianca tra solco anteriore laterale e posteriore laterale delimita il cordone laterale. Profondamente risulta interposto tra il corno anteriore, che lo delimita in parte dal cordone anteriore, e il corno posteriore che, giungendo fino quasi alla superficie del midollo, lo separa quasi del tutto dal cordone posteriore. Questo dà ancoraggio in superficie ai legamenti denticolati, formazioni di dipendenza.