FUNZIONI DEL SISTEMA NERVOSO

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1 FUNZIONI DEL SISTEMA NERVOSO Ha la funzione di raccogliere le informazioni dell ambiente esterno e interno, di elaborarle e di dare una risposta agendo sulla muscolatura o sulle ghiandole. I recettori sensitivi captano gli stimoli dell ambiente esterno e interno e le trasformano in impulsi nervosi da inviare, tramite i neuroni sensitivi afferenti, al Sistema nervoso centrale ( SNC), ovvero encefalo e midollo spinale Il sistema nervoso inoltre riceve, interpreta gli impulsi ricevuti ed elabora le risposte che vengono inviate, tramite neuroni efferenti, agli organi effettori (muscoli e ghiandole) Il sistema nervoso periferico (SNP) mette in comunicazione il SNC con i recettori e con gli organi effettori La barriera ematoencefalica, posta tra il sangue e l encefalo è una barriera per le sostanze idrosolubili (glucosio e ioni), le quali passano per trasporto passivo facilitato, mentre CO 2 e O 2 passano per diffusione TESSUTO NERVOSO E costituito da due tipi di cellule: Neuroni (si veda il documento) e Cellule gliali: occupano gli spazi tra i neuroni e servono a nutrirli e a favorirne il funzionamento. Sono cellule più piccole dei neuroni e prive di prolungamenti, comprendono diversi tipi di cellule tra cui le cellule di Schwann che rivestono gli assoni formando una guaina mielinica (Laura Condorelli 2015 Pagina 1

2 Encefalo Il cervello contiene circa 100 miliardi di neuroni, pesa circa 1200 g e consuma il 20% dell ossigeno che utilizziamo. La parte più superficiale degli emisferi (circa 3mm) costituisce la corteccia cerebrale che è formata da sostanza grigia (contiene i corpi cellulari dei neuroni); la parte più profonda è di sostanza bianca (contiene gli assoni). La parte superficiale degli emisferi (la corteccia) è solcata da profonde pieghe, le circonvoluzioni cerebrali che ne aumentano la superficie totale. Nella corteccia sono state individuate delle aree con diverse funzioni: aree sensoriali che ricevono le informazioni sensoriali (dalla cute, dai muscoli, dagli organi interni). Sono concentrate nel lobo parietale; aree motorie che controllano il movimento dei muscoli e sono concentrate nel lobo frontale; aree di associazione che integrano le informazioni, controllano i comportamenti volontari e le funzioni cognitive (riconoscimento, memoria, pensiero astratto..) Sono concentrate nei lobi parietali, temporali e frontali e rappresentano il 75% dell intero cervello. (Laura Condorelli 2015 Pagina 2

3 1) Telencefalo (emisferi) Il telencefalo è formato dai 2 emisferi cerebrali, avvolti da sostanza grigia (corteccia cerebrale), uniti dal corpo calloso. Due grandi fessure (solco di Rolando verticale e di Silvio orizzontale) dividono ogni emisfero in 4 lobi: frontale (motorio); parietale (sensitivo); temporale (uditivo); occipitale (visivo). Il sistema limbico è situato sulla parte mediana interna di ogni emisfero con le sue parti (giro del cingolo, ippocampo, amigdala). Emisferi cerebrali Si studiano in seguito a seguito a resezione del corpo calloso (veniva praticata per impedire che attacchi epilettici passassero da un emisfero all altro). Si manifesta la sindrome da cervello diviso L immagine di un oggetto nel campo visivo destro arriva solo all emisfero sinistro e la percezione di un oggetto esplorato con la mano destra arriva solo al cervello sinistro (e viceversa) Se l oggetto è proiettato a destra raggiunge l emisfero sinistro e il paziente sa nominarlo (vi sono i centri del linguaggio) Se l oggetto è proiettato a sinistra non saprà nominarlo, ma saprà riconoscerlo Se si proietta portafoglio in modo che porta sia nel campo visivo di sinistra e foglio in quello destro la mano sinistra indica una porta, quella destra il foglio Aree motorie corticali Sono nel lobo frontale, davanti al solco di Rolando e hanno organizzazione somatotopica. L area motoria primaria (M1) controlla i movimenti fini contro laterali. L area premotoria controlla i movimenti delle parti prossimali del corpo (spalla, tronco) L area secondaria (M2) entra in azione quando il movimento necessita di programmazione Cervelletto: controlla l equilibrio, la postura, ma anche la programmazione del movimento. Una sua lesione provoca ipotonia e astenia. (Laura Condorelli 2015 Pagina 3

4 Centri del linguaggio Nella superficie laterale dell emisfero sinistro vi sono l area di Broca (lobo frontale anteriore) e l area di Wernicke (tra lobo temporale posteriore e lobo parietale) Una lesione dell area di Broca provoca afasia motoria (deficit dell espressione, fino a non riuscire a pronunciare parole) Una lesione dell area di Wernicke provoca afasia sensoriale (deficit di comprensione) Nella corteccia frontale esiste anche un area semantica, implicata nel significato delle parole L emisfero sinistro è dominante per il linguaggio, però l emisfero destro è responsabile del tono affettivo o emozionale (una sua lesione determina incapacità di comprendere o di esprimere il contenuto emozionale di una frase) L emisfero destro non conosce la sintassi (non distingue tra io tocco te e io sono toccato da te) (Laura Condorelli 2015 Pagina 4

5 Emisfero destro e sinistro Nella maggior parte delle persone l emisfero sinistro controlla il lato destro del corpo, mentre l emisfero destro controlla il lato sinistro. Nell emisfero sinistro si concentrerebbero le facoltà linguistiche e verbali, le attività logiche e matematiche Nell emisfero destro si concentrerebbero le attività artistiche, intuitive e spaziali Cervello destro (sintetico) Cervello sinistro (analitico) Controlla la parte destra del corpo Controlla la parte destra del corpo Fantasia, creatività Lingua, parole, grammatica Musica, ritmo, arte disegno, pittura,colori Analisi, critica Tratta l insieme e non i dettagli Numeri, logica Sogni, fantasticherie, intuizioni Abitudini Sentimenti, spontaneità Tratta le informazioni in ordine logico Tratta gli impulsi uno alla volta Funzioni dei lobi cerebrali (aree associative, ovvero associazioni di stimoli e informazioni provenienti da diverse parti dell encefalo) I lobi parietali, sono sede della sensibilità e una convergenza polisensoriale connessa alle funzioni spaziali. Le lesioni possono produrre: afasia sensoriale (lesione area di Wernicke), neglet (negazione dello spazio controlaterale alla lesione, anche negazione di una parte del corpo), acalculia I lobi temporali sono sede dell udito. Una lesione provoca disturbi uditivi, ma anche possibili amnesie, prosopoagnosia (impossibilità a riconoscere i volti) e deficit di categorizzazione. I lobi frontali sono i più sviluppati nell uomo, sede delle aree motorie, della programmazione delle azioni, del linguaggio. Le lesioni possono causare, oltre che immobilità e afasia, anche deficit della memoria, dell orientamento spaziale, del comportamento sociale e sessuale, deficit dell attenzione e perseverazione nell errore I lobi occipitali hanno funzione visiva. Una lesione può causare cecità (Laura Condorelli 2015 Pagina 5

6 Ventricoli e membrane Sono quattro le cavità: 2 laterali negli emisferi, il 3^ nel diencefalo e il 4^ tra tronco e cervelletto in soluzione di continuità col canale ependimale del midollo. All interno delle cavità è il liquido cerebrospinale, la cui composizione è importante per il funzionamento del sistema nervoso Le membrane che avvolgono il cervello sono: Dura madre, Aracnoide, Pia madre Meningite: infiammazione delle meningi causata da un batterio, il meningococco Idrocefalo: accumulo eccessivo del liquido cerebrospinale che può causare una compressione del cervello e danni mentali 2) Diencefalo (talamo, ipotalamo) Internamente alla parte mediana degli emisferi si trovano il talamo (smista le informazioni sensoriali alle diverse aree del cervello) e l ipotalamo (serve per la regolazione degli organi interni, la motivazione, il comportamento sessuale, la termoregolazione, vi hanno sede gli istinti e le emozioni, la fame e la sete, ha sede anche il chiasma ottico). I gangli della base ai lati del talamo hanno importanza nel controllo dei movimenti. (Laura Condorelli 2015 Pagina 6

7 Sistema limbico ed emozioni (serenità, felicità, gioia, entusiasmo, euforia, paura, angoscia, tristezza, rabbia, disgusto) Influiscono sugli organi interni attraverso il sistema autonomo e provocano le malattie psicosomatiche Sono controllati da aree cerebrali poste sulla parte mediale degli emisferi e delimitata dal giro del cingolo Il sistema limbico è formato dall ipotalamo, il talamo, l ippocampo, l amigdala. La stimolazione elettrica di queste zone provoca risposte di tipo emotivo con comportamenti a volte disadattativi (il ratto smette di esplorare l ambiente, di bere, di mangiare e continua a stimolarsi. E possibile provocare anche risposte di difesa, fuga e uccisione stimolando l ipotalamo Le stesse reazioni piacevoli o spiacevoli possono essere indotte anche con mediatori chimici come Ach (Laura Condorelli 2015 Pagina 7

8 1. Piacevole, fiducioso, rilassato, contrario all attacco, creativo, inebriato, fluttuante, cordiale, pacifico, calmo 2. Spiacevole 3. Sensazione di guardare dentro una scena 4. Senza potere, debole, misterioso 5. Strano, cordiale, fluttuante, visione oscurata 6. Esanime, difficoltà a comunicare i pensieri La memoria Non esiste un area cerebrale della memoria, perché la memoria è di più tipi. Le informazioni che provengono dall area visiva primaria possono andare al lobo parietale posteriore (la lesione provoca un deficit di localizzazione spaziale) o a quello temporale inferiore (la lesione provoca un deficit di riconoscimento degli oggetti) L informazione mnemonica si trova nelle aree sensoriali stesse (parietale posteriore per lo spazio, temporale inferiore per il riconoscimento) Lesioni dell ippocampo, dell amigdala del talamo e della corteccia prefrontale provocano amnesia anterograda (si ricordano i fatti del passato, ma non vengono trattenuti i ricordi posteriori alla lesione) La sindrome di Korsakoff (alcolismo cronico) è legata a lesioni del talamo, la malattia di Alzheimer a lesioni del prosencefalo inferiore. Sono comunque sempre coinvolti l ippocampo (deficit di memoria spaziale) e l amigdala. Infatti il circuito della memoria è costituito da due vie, una passa per l ippocampo e una dall amigdala. Successivamente l informazione va al talamo, alla corteccia prefrontale e da qui al prosencefalo inferiore, poi di nuovo alle aree sensoriali. In questo ultimo passaggio viene utilizzato Ach (acetilcolina), che provoca dei cambiamenti sinaptici tra i neuroni. Le emozioni sono importantissime per la memoria (studiare con gioia è fondamentale per apprendere) (Laura Condorelli 2015 Pagina 8

9 7. 3) Tronco dell encefalo (mesencefalo, metencefalo, mielencefalo) Mesencefalo (nuclei di sostanza grigia) Metencefalo (ponte e cervelletto) Mielencefalo (fibre ascendenti e discendenti e controllo respirazione, cuore e vasi) Passano le fibre nervose ascendenti (sensoriali) e discendenti (motorie) Si trova anche qualche nucleo di sostanza grigia (vestibolare e rosso) con funzione di integrazione e la formazione reticolare ascendente (coinvolta nel ciclo sonno-veglia) e discendente (controllo motorio) Cervelletto È in posizione posteriore rispetto al tronco encefalico (dietro al Ponte di Varolio) ed è simile ad un piccolo cervello. Controlla il tono muscolare, l equilibrio e il coordinamento motorio (es. andare in bicicletta, scrivere, corre re..) (Laura Condorelli 2015 Pagina 9

10 Controllo dei movimenti Vede coinvolti più centri del sistema nervoso centrale Il midollo spinale è responsabile dei riflessi (risposta motoria o secretoria ad uno stimolo), sia monosinaptici, sia polisinaptici. In realtà anche il telencefalo e il tronco influenzano i riflessi (shock spinale: in seguito a sezione completa del midollo i riflessi scompaiono per alcuni mesi) (Laura Condorelli 2015 Pagina 10

11 Inoltre vi sono le vie discendenti dall encefalo: sistema piramidale dalla corteccia motoria primaria per il 40%, sinapsi nel bulbo, una parte di neuroni incrociano e vanno a controllare i movimenti fini (dita) delle parti distali; una parte non incrocia e controlla i movimenti flessorio e rotazione del tronco. L emisfero destro controlla la parte sinistra del corpo e viceversa. (Laura Condorelli 2015 Pagina 11

12 Sistema extrapiramidale: i neuroni provengono da più aree della corteccia, fanno sinapsi ai gangli della base e poi al tronco, da qui partono quattro fasci che scorrono nel midollo. I due laterali controllano i movimenti flessori, i due centrali quelli estensori. Il sistema extrapiramidale non controlla movimenti fini, bensì quelli grossolani (penzolamento, postura) e non c è controllo incrociato. Morbo di parkinson: dovuto a carenza di dopamina nel corpo striato, tremore, rigidità, non dondolano le braccia durante il cammino. Strutture responsabili del ciclo sonno-veglia Il passaggio da veglia a sonno profondo avviene per stadi, nei primi 2 ci sono ancora risposte agli stimoli esterni, poi la frequenza delle risposte diminuisce Vi sono comunque periodi di desincronizzazione, caratterizzati da rapidi movimenti degli occhi (fase REM), connessi con la fase onirica Le strutture encefaliche coinvolte sono l ipotalamo e la sostanza reticolare del tronco Nell ipotalamo il nucleo sopra chiasmatico funziona da orologio biologico (una sua lesione causa la perdita del ciclo sonno-veglia) La formazione reticolare del tronco può essere sezionata a diverse altezze. Se si seziona al di sotto del bulbo il ciclo è normale, a metà ponte il ratto è insonne, nella parte alta, cioè togliendo la formazione reticolare (cervello isolato) l animale entra in coma Nella parte bassa della formazione reticolare il NT è serotonina (controlla il sonno), nella parte alta il NT è adrenalina (controlla la veglia) Credits: Pietro Monti, Chiara Valdrighi, Ilaria Maltempi della classe 2F Martina Pantalena, Silvia Garavaglia, Andrei Bradatan della classe 2H, Alessia Ruggieri, Alessia Galli, della classe 2G, Nadia Franchini, Nesma El saka, della classe 1G del liceo Besta (anno scolastico ). Henry Gray (Laura Condorelli 2015 Pagina 12

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