Cenni su. alcuni aspetti della struttura e delle funzioni del Sistema Nervoso Centrale. per Diagnostica per Immagini. Neuroimaging funzionale

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1 Cenni su alcuni aspetti della struttura e delle funzioni del Sistema Nervoso Centrale per Diagnostica per Immagini A. Brunetti Nov.2012 Argomenti 2 Organizzazione generale Parti del SNC Distribuzione delle funzioni aree motoria e sensitiva primaria centri del linguaggio Sistemi di protezione dell encefalo Riferimenti anatomici sistema liquorale ventricoli e spazi liquorali vasi arteriosi principali territori di distribuzione vasi venosi principali

2 Il ruolo del Sistema Nervoso Sensore: riceve stimoli dal corpo e dall ambiente Integratore: combina le informazioni ricevute Esecutore (effettore): attiva i movimenti corporei Regolatore: contribuisce a regolare l omeostasi (l equilibrio dinamico dei costituenti corporei) Evoluzione del Sistema Nervoso Rete di cellule nervose medusa Cervello e midollo primordiale - platelminti (Planaria) Encefalo e midollo con gangli lombrico Incremento progressivo delle dimensioni del telencefalo pesci, uccelli, mammiferi Funzioni olfattorie avanzate pesci Comportamenti complessi uccelli Conoscenze e ragionamento umani

3 Evoluzione del Sistema Nervoso Rete nervosa Cervello primordiale Midollo primordiale Cervello primordiale Bocca Ganglio subfaringeo Corda midollare con gangli Esofago Rete nervosa nella medusa La planaria ha un sistema nervoso primitivo Il lombrico ha una sorta di encefalo e di gangli lungo il midollo Telencefalo Telencefalo Telencefalo Nei pesci è più piccolo rispetto ad altri animali Negli uccelli è più grande rispetto Ai pesci Nell uomo è la parte maggiore dell encefalo Comparative Neuroanatomy The complexity of sulci increased throughout evolution Source: Comparative Mammalian Brain Collection

4 Corteccia cerebrale Dati quantitativi Superficie totale: 2200 cm 2 circa 1/3 in superficie circa 2/3 nei solchi Spessore: 1.5 mm (V I) mm (M I) In genere è più spessa sulla sommità delle circonvoluzioni e più sottile nel fondo dei solchi Peso: circa 600 g (40 % del peso dell encefalo) circa 1/3 costituito da neuroni (10-15 miliardi) circa 2/3 costituito dalla glia (50 miliardi) Encefalo: massa e consumo di ossigeno 8

5 Encefalo: riserve energetiche? 9 Il funzionamento dell encefalo è strettamente dipendente dall apporto costante di ossigeno e glucosio attraverso il circolo sanguigno Il tessuto nervoso non dispone di significative riserve metaboliche Il flusso ematico cerebrale in condizioni normali è di circa 50 ml/100g tessuto/min in realtà nella sostanza grigia il flusso è 4-5 volte maggiore rispetto alla sostanza bianca Sistema Nervoso S. N. periferico S. N. centrale S.N. Autonomo S.N. Somatico Cervello Midollo Spinale S.N. Simpatico S.N. Parasimpatico Prosencefalo Mesencefalo Romboencefalo Telencefalo Diencefalo Mesencefalo Metencefalo Mielencefalo Corteccia cerebrale Gangli della base Ippocampo Amigdala Talamo Ipotalamo Tetto (lamina q.) Peduncoli Cer. Ponte Cervelletto Midollo allung (bulbo) 10

6 SNC 1 Encefalo 1 Midollo spinale 2 2 I sistemi di protezione del SNC Scheletro (cranio e rachide) Meningi Liquor Barriera ematoencefalica

7 Il sistema nervoso Protezione e isolamento del SNC. Lo scheletro protegge il SNC dai traumi Neurocranio Colonna vertebrale Le meningi avvolgono l encefalo e il midollo I capillari del sistema nervoso hanno una permeabilità estremamente selettiva (barriera ematoencefalica) Protezione anche da agenti tossici e infettivi L encefalo è avvolto dal liquor Protezione da traumi, mezzo di scambio? Neurocranio

8 Le meningi Dura madre: strato duro esterno Arachnoide : strato intermedio Pia madre: strato sottile interno LIQUOR Occupa gli spazi subaracnoidei, periencefalici e perimidollari e i ventricoli cerebrali E prodotto dai plessi corioidei e circola dai ventricoli agli spazi subaracnoidei E riassorbito nelle vene Ciclo di circa 7 ore

9 CSF Trigono (atrio o carrefour) Situato attorno all encefalo e nelle cavità ventricolari Ventricolo laterale Ventricolo (cella media) laterale Corno Occipitale. Prodotto dai plessi corioidei Funzioni Azione meccanica Funzione metabolica Corno Anter. Forame interventr. di Monro III ventricolo Acquedotto cerebrale IV ventricolo (Forami di Luschka e Magendie) Composizione del liquor e del plasma

10 Capillare Cell. endot. Acqua, O2 glucosio Astrocita Neurone Liquor Sangue BARRIERA EMATO- ENCEFALICA Permeabilità estremamente selettiva dei capillari encefalici enorme importanza in diagnostica per l uso di mdc I due emisferi cerebrali Simmetria anatomica bilaterale Connessione via corpo calloso Differenze funzionali unilaterali Poco definite alla nascita Sviluppo di specializzazione graduale Emisfero sinistro dominante per linguaggio e manualità Emisfero destro dominante per musica, emozioni, ed elaborazione spaziale

11 I lobi Lobo frontale Sciss.rolandica Lobo parietale Lobo occipitale Lobo temporale scissura silviana CON LO SVILUPPO DELLA TRATTOGRAFIA RM STA DIVENTANDO IMPORTANTE CONOSCERE ANCHE I TRATTI Fascicolo superiore occipito-frontale Fascicolo long. superiore (arcuato) Fascicolo uncinato Fascicolo inferiore occipito-frontale

12 LOCALIZZAZIONE DELLE FUNZIONI Linguaggio scritto Funzioni dell emisfero sinistro Funzioni dell emisfero destro Linguaggio parlato Capacità aritmetiche Controllo della mano destra Controllo della mano destra LOCALIZZAZIONE DI ALCUNE FUNZIONI Corteccia cerebrale Pensiero, sensi funzioni esecutive, movimenti volontari Amigdala Paura, aggressività Ippocampo Apprendimento e memoria Corpo calloso Trasferimento di Informazioni tra Gli emisferi Talamo Elaborazione degli inputs e trasferimento delle informazioni alla corteccia Ipotalamo Regolazione della temperatura Fame, sonno e sistema endocrino Cervelletto Controllo delle funzioni Motorie e.

13 Area motoria supplementare Corteccia motoria primaria Corteccia premotoria Solco centrale Corteccia somatosensoriale primaria Corteccia somatosensoriale associativa Corteccia associativa prefrontale Corteccia somatosensoriale secondaria (nell opercolo parietale) Area di Wernicke Area di Broca Corteccia limbica Corteccia visiva primaria Corteccia mot. /sens. primaria Corteccia ass. unimodale Corteccia ass. eteromodale Corteccia limbica Corteccia uditiva primaria nella scissura silviana Corteccia uditiva associativa Corteccia visiva associativa Blumenfeld, 2002 Mention Fleischig s rule Corteccia motoria primaria (pre-rolandica) da Seeley mod

14 Corteccia sensitiva primaria (post-rolandica) da Seeley mod TRONCO Mesencefalo ponte e bulbo

15 Le arterie del circolo cerebrale Arteria Cerebrale Posteriore Arteria Cerebrale Anteriore Arteria Cerebrale Media Testo Arteria basilare Arteria vertebrale 30% del CBF Arteria carotide interna (70% del CBF) Le carotidi interne riforniscono gli emisferi cerebrali: con i rami anteriori e medie le vertebrali irrorano il tronco encefalico, il cervelletto e parte degli emisferi cerebrali Apporto arterioso

16 Circolo arterioso cerebrale Circolo/poligono di Willis A.cer.anteriore A.com.anteriore Carotide interna Art.cer.media A.com.posteriore A.cer.posteriore A.Basilare A. Vertebrale 32 Angio-RM circolo arterioso

17 Circolo arterioso cerebrale territori Art. cer. anteriore Art. cer. media Art. cer. posteriore Putamen Braccio ant. caps.int. Testa del caudato ACA ACA rami prof. ACM rami sup. Globo pallido ACM rami prof. Braccio post. caps.int. Art. corioidea ant Talamo ACM rami inf. Lobo occipitale Blumenfeld, 2002 PCA PCA rami prof.

18 Circolo arterioso sottotentoriale Tronco e cervelletto Arteria cerebrale posteriore Arteria cerebell. superiore Arterie circumf. pontine: rami corti e lunghi Arteria basilare Arteria uditiva (labirintina) int. AICA (arteria cerebellare antero-inferiore PICA (arteria cerebellare postero-inferiore Arteria vertebrale Arteria spinale anteriore Circolo arterioso sottotentoriale Arteria cerebrale posteriore Arteria basilare rami paramediani Arteria basilare rami laterali pontini circumf Art. cerebell. superiore (SCA) Art. cerebell. anterior-inferiore (AICA) Art. cerebell. posterior-inferiore (PICA) Arteria vertebrale rami laterali Tronco e cervelletto Arteria vertebrale - rami paramediani e arteria spinale anteriore Mesencefalo Ponte Art. corioidea Bulboant Cervelletto Lobo occipitale

19 Circolo venoso cerebrale Seno sagittale superiore Seno sagittale inferiore Seno cavernoso Vena oftalmica Plesso pterigoideo Seno petroso superiore Seno petroso inferiore Vena giugulare interna Vena cerebrale interna Grande vena di Galeno Seno retto Confluenza dei seni: (torcolare) Seno trasverso Seno occipitale Seno sigmoideo 38 Angio-RM circolo venoso