Alla scoperta del corpo umano...

Struttura e funzione della corteccia. 
I Lobi

Lo studio delle aree motorie della corteccia cerebrale si data al 1870 quando, per la prima volta, si vide come la stimolazione elettiva del solco centrale potesse indurre movimenti negli arti controlaterali. Il passo successivo nel 1917evidenziò come la stimolazione di punti diversi della corteccia fosse in grado di indurre movimenti di specifici segmenti del corpo. Quasi nello stesso periodo Brodmann (1909) dimostrò che sebbene la corteccia cerebrale apparisse omogenea ad un esame macroscopico, microscopicamente mostrava differenze cospicue, rendendo possibile una suddivisione in regioni diverse cui l’autore enumerò partendo da I. 
In particolare l’aria precentrale ebbe il numero 4 mentre la porzione anteriore ad esse area 6. Ancor oggi questa nomenclatura è in uso con dizioni utilizzate quali “area motoria primaria” per l’area 4 e “area premotoria” per l’area 6. Un passo decisivo si ebbe negli anni 50 ad opera di Wilder G. Penfield (1891-1976): si dimostrò che punti diversi dell’area motoria primaria controllavano muscoli diversi. Venne cosi definito l’Homunculus motorio. Questa scoperta produsse una prima ipotesi di funzionamento della corteccia motoria basata sul fatto che vi fossero come degli interruttori coi quali “accendere” i diversi muscoli per attuare i movimenti desiderati. Tale ipotesi venne messa in dubbio dall’affinarsi delle metodiche di stimolazione. Si vide che se era vero che stimoli di bassissima intensità attivavano singoli muscoli, era altrettanto vero che lo stesso muscolo era attivato dalla stimolazione di siti corticali diversi tra loro. Di conseguenza non esisteva un unico Homunculus ma questo era ripetuto più volte nell’area motoria primaria cosi che si parla oggi di corteccia parcellizzata o frammentata. Le scoperte di W.G.Penfield sulle funzioni cerebrali ci permettono oggi di ottenere una mappa dettagliata delle funzioni cerebrali del paziente in esame e di asportare chirurgicamente lesioni che coinvolgono aree cerebrali ad elevato contenuto funzionale.

Ultimamente sono stati individuati dei neuroni detti specchio, una nuova categoria nella corteccia primaria, in grado di atttivarsi solo quando il soggetto vede alcuni specifici movimenti in un altro soggetto. Vengono anche definiti neuroni “Mirror”, in quanto rispecchiano un certo atto motorio. Si ritiene svolgano un ruolo importante nell’apprendimento motorio.

Numerosi studi ed esperimenti hanno dimostrato come la corteccia motoria primaria sia profondamente modificabile, quindi profondamente plastica in grado di espandere o ridurre la rappresentazione di parti del corpo che sono utilizzate maggiormente o meno nella quotidianità sia nella patologia, sia nei soggetti sani. Questi dati costituiscono il correlato nemofisiologico degli effetti della riabilitazione neuromotoria e dell’addestramento: i movimenti volontari migliorano con l’esercizio. Al tempo stesso danno ragione di come il diminuito uso o il mancato allenamento producono una regressione dell’atto motorio. Le aree premotorie sono destinate a pianificare l’esecuzione motoria ed in tal caso siano sede della memoria operativa, indispensabile appunto alla pianificazione motoria. Queste aree ricevono afferenze dalle aree 1, 2, 3 e in più dall’area 46 della corteccia prefrontale. Le aree premotorie proiettano quindi alla fine al midollo osseo.

Funzioni della corteccia.  

La corteccia cerebrale contiene ampie aree associative e, in proporzione, piccole aree sensoriali primitive e motorie, esprimenti in modo specifico tali funzioni. Le aree sensoriali ricevono stimoli diretti di tipo somestesico, uditivo, visivo e olfattorio dai recettori periferici e trasmettono le informazioni alle aree motorie. Queste, a loro volta, trasmettono segnali motori, per la regolazione dei movimenti volontari del corpo, ai muscoli striati. La parte restante della corteccia consiste nel sistema di associazione corticale e limbico, che integrano insieme le percezioni sensoriali con le memorie istintuali e acquisite, in modo da realizzare l'apprendimento, il pensiero, la funzione espressiva e il comportamento.

Il lobo frontale costituisce la parte anteriore del cervello e contiene l’area corticale motoria e la corteccia premotoria.  Qui, inoltre, sono elaborati i pensieri e le idee, ossia le attività psichiche superiori. Il lobo frontale partecipa ai processi di apprendimento e memoria, mentre nella parte sinistra (area di Broca) si formano e si controllano le parole. Pertanto nella parte anteriore del lobo frontale (corteccia prefrontale) si svolgono funzioni cognitive superiori mentre nella parte posteriore si comandano e modificano i movimenti.

Il lobo parietale è localizzato nella parte superiore del cervello e contiene l’area somestesica primaria a cui afferiscono gli stimoli tattili, dolorifici, pressori e termici. La parte sinistra è dominante e controlla: la comprensione del linguaggio parlato e scritto; la memoria delle parole; le capacità matematiche. Il lobo parietale destro controlla le attività visuospaziali, ovvero attività non verbali come: la ricostruzione di un’immagine visiva e la capacità di orientarla nello spazio e di farla ruotare; la percezione della traiettoria di un oggetto in movimento e della posizione delle varie parti del corpo.

Il lobo temporale è situato nella parte inferiore degli emisferi cerebrali ed è sede dell’area acustica. Elabora l’affettività, la vita di relazione, le reazioni e i comportamenti istintivi, il riconoscimento visivo, la percezione uditiva e la memoria. Il lobo temporale sinistro comprende il linguaggio parlato e sceglie le parole (area di Wernicke). Il lobo temporale destro permette invece di comprendere l’intonazione del discorso e la sequenza dei suoni. Parte integrante dei lobi temporali è il sistema limbico.

Il lobo occipitale è situato nella parte posteriore del cervello e la sua attività principale è quella di elaborare la visione. Vi risiedono moltissimi neuroni specializzati nel riconoscimento e nell’elaborazione dei particolari di un’immagine. Nei lobi occipitali vengono integrate tutte le informazioni visive, comprese quelle che influenzano la postura e l’equilibrio.

Organizzazione funzionale della corteccia

La corteccia cerebrale costituisce il più alto livello d’integrazione e pianificazione del sistema motorio; inoltre controlla la coscienza, il pensiero, la memoria e l’intelligenza. Dalla corteccia provengono tutte le afferenze sensitive (in partic., dal talamo) che vengono percepite a livello cosciente e interpretate in base a precedenti esperienze. La parte posteriore del cervello riceve le informazioni sensitive dal mondo esterno tramite le aree sensitive primarie (somestesiche) del lobo parietale, del lobo occipitale (aree visive), del lobo temporale (aree acustiche). Tali informazioni, secondo una modalità percettiva specifica, vengono poi elaborate nelle zone corticali adiacenti così da permettere l’identificazione degli oggetti tramite i sensi (tatto, vista e udito). Le aree corticali poste alla confluenza dei tre lobi cerebrali, dette aree associative, presiedono al riconoscimento multimodale e spaziale dell’ambiente circostante. La fascia mediale degli emisferi cerebrali (sistema limbico) consente l’immagazzinamento e il recupero delle informazioni elaborate a livello della parte posteriore degli emisferi. La parte anteriore del cervello (lobi frontali) è deputata all’organizzazione del movimento (aree motorie primarie, supplementari e premotorie) e alla pianificazione del comportamento motorio complesso nel tempo (area prefrontale). Le aree associative della corteccia frontale, parietale e temporale dell’emisfero sinistro, che è pertanto ritenuto dominante nel controllo del linguaggio, sono responsabili della comprensione e dell’espressione linguistica.

La corteccia cerebrale è costituita da un sottile strato di neuroni che copre tutta la superficie. Le cellule che la costituiscono sono di tre tipi:

1.     - Granulari

2.    -   Fusiformi

3.     -  Piramidali

Un’anomalia corticale è l’incapacità di riconoscere i volti detta prosopagnosia. Curiosamente la riduzione della capacità a riconoscere i volti, determinata dalla lesione di quest’area, non è associata ad altre anomalie funzionali cerebrali.

Gangli della base o nuclei della base

I nuclei della base, gruppo detto anche gangli della base, è un gruppo di nuclei cerebrali superiori tra loro interconnessi, sottocorticali localizzati alla base di entrambi gli emisferi cerebrali e densamente interconnessi con la corteccia cerebrale, il talamo e il tronco dell’encefalo, ma non con il midollo spinale. I nuclei della base sono raggruppamenti di neuroni facenti parte del telencefalo e immersi nella sua sostanza bianca. Sono stazioni intermedie tra corteccia motoria e talamo. I quattro nuclei che compongono i gangli della base sono: (a) lo striato (ulteriormente suddiviso in nucleo caudato, putamen e nucleus accumbens); (b) il globus pallidus (composto di un segmento esterno e uno interno); (c) il nucleo subtalamico; (d) la substantia nigra.

Il nucleo striato riceve afferenze principalmente dalla corteccia e dal talamo ed è fittamente collegato al globus pallidus e alla substantia nigra, da cui parte la maggior parte delle efferenze dai nuclei della base alle altre strutture cerebrali. I gangli della base sono coinvolti principalmente nel controllo del movimento. I gangli della base svolgono funzioni cognitivo – motorie in cooperazione con la corteccia frontale. Nei gangli distinguiamo: il nucleo caudato, il globo pallido e il putamen (degenerazione dei neuroni in queste parti porta alla malattia di Parkinson).

Ognuna di queste strutture riceve ingressi da diverse aree della corteccia cerebrale e invia molte sue uscite alla corteccia attraverso il talamo, formando un circuito che dalla corteccia, attraverso i n. della b. e il talamo, ritorna alla corteccia. Le connessioni fra le varie formazioni dei n. della b. sono cospicue e organizzate in modo topografico. Infatti, cellule di zone diverse del nucleo caudato e del putamen proiettano a zone specifiche del globus pallidus e della substantia nigra. Questa organizzazione permette a regioni specifiche della corteccia di agire, tramite il neostriato, su zone specifiche del globus pallidus e della substantia nigra.

L’ipotesi che il circuito motorio attraverso i n. della b. serva a facilitare l’inizio e lo svolgimento dei movimenti volontari è stata confermata da studi su numerose patologie umane. Si pensa che alla base dell’ipocinesia vi possa essere un’aumentata inibizione del talamo da parte dei n. della b., viceversa la diminuzione dell’attività efferente dei n. della b. porta all’ipercinesia. La malattia di Parkinson riprodurrebbe la prima condizione: infatti i suoi sintomi comprendono lentezza dei movimenti (bradicinesia), difficoltà a iniziare i movimenti volontari (acinesia), aumento del tono muscolare (rigidità) e tremore delle mani e della mandibola più evidenti a riposo. La base organica della malattia di Parkinson  è una degenerazione degli input che dalla substantia nigra vanno allo striato. Un’altra malattia alla base di una degenerazione dei n. della b. è la malattia di Huntington  (corea), una sindrome ereditaria, progressiva e inevitabilmente fatale. Il danno alle strutture dei n. della b., e la conseguente perdita della loro azione inibitoria, sembrano in grado di spiegare i disturbi del movimento nei pazienti affetti, mentre la degenerazione corticale è la principale responsabile della demenza e dei disturbi di personalità.

Ipocinesia: è un rallentamento o riduzione dei movimenti spontanei del corpo.

Ipercinesia: iperattività

I nervi cranici e spinali

Il sistema nervoso periferico  è costituito dai nervi che collegano i centri del sistema n. centrale con i vari organi periferici. I nervi sono formati essenzialmente da fibre nervose circondate da involucri protettivi. Sono detti sensitivi se formati unicamente da fibre dirette dalla periferia verso i centri nervosi,  motori se formati da fibre che trasportano impulsi diretti dai centri alla periferia,  misti se contengono entrambi i tipi di fibre. Vengono denominati nervi sensoriali i nervi sensitivi che sono in rapporto con gli organi di senso specifico. Ad alcuni cordoni nervosi sono annessi dei rigonfiamenti detti gangli, di varia forma e volume, che sono costituiti da raggruppamenti di cellule nervose. Il sistema n. periferico è distinto in due parti, che comunque risultano fuse tra loro in diversi punti: il sistema n. periferico somatico e il sistema n. autonomo.

Il sistema nervoso periferico  comprende i nervi destinati alla muscolatura volontaria e quelli della sensibilità cutanea, profonda e specifica, cioè in pratica tutti i nervi destinati agli organi della vita di relazione. Il secondo comprende i nervi diretti alla muscolatura liscia involontaria, al cuore, alle ghiandole e ai diversi visceri, destinati quindi al controllo e alla integrazione delle diverse funzioni vegetative. Il sistema n. periferico somatico è formato dai nervi che fuoriescono dal neurasse, i quali vengono distinti in nervi spinali e nervi cranici. Ogni nervo spinale origina con due radici che emergono dalle facce laterali del midollo: radice anteriore o ventrale e posteriore o dorsale. La radice anteriore contiene fibre motrici, quella posteriore fibre sensitive  sul decorso della radice posteriore è presente un ganglio.

Vi sono 31 paia di nervi spinali, che vengono distinti a seconda della regione di colonna vertebrale alla quale corrispondono: cervicali (8 paia), toracici o dorsali (12 paia), lombari (5 paia), sacrali (5 paia), coccigei (3 paia, di cui soltanto un paio passa dai fori intervertebrali, mentre le altre due paia sono incorporate nel filum terminale del midollo).

Si hanno 12 paia di nervi cranici, che, nell’ordine, sono denominati nervo olfattivo (I paio), ottico (II), oculomotore (III), trocleare (IV), trigemino (V), abducente (VI), facciale (VII), acustico (VIII), glossofaringeo (IX), vago (X), accessorio (XI), ipoglosso (XII). Tre nervi cranici sono sensoriali (I, II e VIII paio)  cinque sono motori (III, IV, VI, XI e XII)  quattro sono misti (V, VII, IX e X paio).Nei nervi cranici decorrono anche fibre del sistema nervoso vegetativo. Le fibre dei nervi cranici e spinali destinate alla muscolatura scheletrica prendono origine da cellule nervose (dette motoneuroni), situate nelle corna anteriori del midollo spinale e nei nuclei motori dei nervi cranici  esse terminano sulle fibre muscolari innervate formando particolari strutture dette placche motrici  la trasmissione dell’impulso nervoso dal nervo al muscolo avviene tramite la liberazione di una sostanza, l’acetilcolina, che funge da mediatore chimico.- Il sistema nervoso autonomo o neurovegetativo comprende i gangli e le fibre nervose destinate a tutte quelle strutture che sono indipendenti dal controllo della volontà.