VISUALIZZAZIONE DEL CERVELLO IN VIVO. 2 tecniche di visualizzazione: tomografia ad emissione di positroni risonanza magnetica

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1 VISUALIZZAZIONE DEL CERVELLO IN VIVO 2 tecniche di visualizzazione: tomografia ad emissione di positroni risonanza magnetica permettono di mettere in evidenza sia la struttura cerebrale che alcuni correlati della sua attività fino a pochi anni fa solo tre tecniche radiologiche permettevano di ottenere immagini del cervello in vivo: 1 radiografia convenzionale (ancora usata per l esame del cranio) 2 pneumoencefalografia (soppiantata dalle tecniche di visualizzazione più recenti) 3 angiografia (rimane ancora la metodica ottimale per lo studio del circolo cerebrale )

2 1 Una radiografia convenzionale del capo fornisce un quadro statico del cranio e suo contenuto Per ottenerla, un ampio fascio di raggi x raggiunge una pellicola sensibile ai raggi x dopo aver attraversato le ossa del cranio. È una rappresentazione bidimensionale di un oggetto tridimensionale e ciò costituisce una delle sue principali limitazioni. È in grado di mostrare nei dettagli la struttura del cranio ed eventuali fratture o tumori delle ossa craniche, ma non riesce a visualizzare e a distinguere l una dall altra la sostanza grigia e bianca. Alcune strutture cerebrali che accumulano calcio con l andar degli anni, come la ghiandola pineale, assorbono anch esse i raggi x e possono essere riconosciute nelle radiografie convenzionali del cranio.

3 2 Nella pneumoencefalografia, una piccola quantità di liquido cerebrospinale viene asportata mediante rachicentesi dallo spazio subaracnoideo e sostituita con aria. Analizzando il percorso seguito dall aria per penetrare nei ventricoli, è possibile esaminare la struttura dei ventricoli cerebrali. Fornisce utili informazioni, ma provoca dolore e può essere pericolosa.

4 3 L angiografia è in grado di fornire molte informazioni sull anatomia dei vasi cerebrali e sulla velocità con cui il sangue circola nelle varie regioni del SNC sia in condizioni normali che patologiche. Viene eseguita iniettando all interno di un vaso un materiale radiopaco che permette di evidenziare i vasi sanguigni che lo contengono. È possibile identificare aneurismi, malformazioni vascolari, infarti da occlusione vasale, tumori di natura vascolare e lesioni del sistema vascolare intracranico. È invasiva, perché comporta l iniezione intravascolare di materiale radiopaco che può provocare complicanze neurologiche.

5 Con la tomografia computerizzata è possibile analizzare l anatomia regionale del cervello nei soggetti normali e pazienti. Permette di distinguere la sostanza bianca dalla grigia. È simile alla radiografia convenzionale in quanto la produzione delle immagini è basata sul diverso grado di assorbimento dei raggi x, però è più sensibile. La scansione mediante TC proietta l immagine di un singolo piano o sezione di tessuto, da cui il termine tomografia (tomos). La sezione di un tomogramma è una vera rappresentazione bidimensionale di un oggetto bidimensionale (piano di sezione). Con la TC si possono ottenere immagini di ossa, tessuto cerebrale, liquido cerebrospinale. È possibile anche riconoscere strutture intracerebrali (talamo, nuclei della base, sostanza grigia e bianca della corteccia cerebrale e i ventricoli). Però, fornisce un immagine statica del cervello: può esplorare solo le strutture e non le funzioni cerebrali.

6 La tomografia ad emissione di positroni (TEP) ha rivoluzionato lo studio dei processi cognitivi dell Uomo e delle malattie neurologiche e psichiatriche. Si utilizzano particolari radioisotopi per evidenziare in dettaglio l organizzazione funzionale del cervello. È in grado di fornire immagini dei processi funzionali cerebrali. La risonanza magnetica per immagini (RMI) è basata, al pari della TEP, sulla tomografia computerizzata e può essere usata per studiare sia lo stato funzionale che la struttura del cervello, ma con un grado di risoluzione di gran lunga maggiore.

7 CERVELLO E COMPORTAMENTO Ogni comportamento =espressione di una funzione cerebrale Mente =risultato di un gruppo di funzioni cerebrali Neuroscienze =spiegare in che modo il cervello (composto di tante unità costituite dalle cellule nervose e gliali ) guidi queste unità nel controllo del comportamento e come, a sua volta, il cervello possa essere influenzato dall ambiente che lo circonda.

8 Sistema nervoso centrale =struttura bilaterale, essenzialmente simmetrica, formata da sei parti principali: midollo spinale- bulbo- ponte ( cervelletto) mesencefalo- diencefalo- emisferi cerebrali MIDOLLO SPINALE =movimenti degli arti e tronco; riceve e analizza le informazioni sensitive provenienti dalla cute, dalle articolazioni e dai muscoli di arti e tronco.

9 BULBO = direttamente sopra al midollo spinale, comprende numerosi centri responsabili di alcune funzioni viscerali di importanza vitale come la digestione, respiro e controllo del ritmo cardiaco PONTE = sopra al bulbo, trasporta informazioni relative al movimento che provengono dagli emisferi cerebrali e sono destinate al cervelletto CERVELLETTO = dietro al ponte ed è connesso al tronco dell encefalo mediante alcuni grandi fasci nervosi dett i peduncoli. Modula la forza e l ampiezza dei movimenti ed è implicato nell apprendimento di programmi di abilità manuale

10 MESENCEFALO = rostralmente al ponte, controlla molte funzioni sensitive e motorie, compresi i movimenti oculari e la coordinazione dei riflessi visivi e uditivi DIENCEFALO =rostralmente al mesencefalo e contiene due diverse strutture. La prima, il talamo, compie un analisi preliminare sulla maggior parte delle informazioni che raggiungono la corteccia cerebrale dalle altre parti del SNC. L ipotalamo regola le funzioni del SNA, del sistema endocrino e le funzioni viscerali.

11 EMISFERI CEREBRALI =comprendono la corteccia cerebrale e tre strutture localizzate in profondità:gangli della base, ippocampo, amigdala. I gangli della base prendono parte alla regolazione delle prestazioni motorie; l ippocampo è in rapporto con alcuni aspetti della conservazione della memoria e il nucleo dell amigdala è deputato a coordinare le risposte endocrine e del SNA in rapporto con gli stati emotivi. Il cervello è in generale suddiviso in tre parti principali: romboencefalo (bulbo, ponte e cervelletto), mesencefalo e proencefalo (diencefalo ed emisferi cerebrali). Il tronco dell encefalo comprende il bulbo e il ponte.

12 Una varietà di metodi sperimentali ha permesso di assegnare funzioni specifiche alle diverse regioni cerebrali. In ciascuno dei due emisferi cerebrali la sovrastante corteccia è suddivisa in quattro lobi anatomicamente distinti: frontale- parietale- occipitale- temporale lobo frontale =programmazione delle azioni e controllo del movimento lobo parietale =percezione delle sensazioni somatiche e rappresentazione della propria immagine corporea lobo occipitale =connesso con la visione lobo temporale =udito e alcuni aspetti dell apprendimento, memoria, comportamento emotivo

13 Ciascun lobo presenta una serie di circonvoluzioni o ripiegamenti caratteristici Giri =parti sporgenti delle circonvoluzioni Solchi o scissure =avvallamenti che separano i giri Ciascun emisfero è in rapporto con i processi sensitivi e motori della parte contralaterale del corpo. Le vie afferenti che entrano nel midollo spinale dal lato sinistro del corpo, si incrociano e passano nella parte destra del sistema nervoso prima di raggiungere la corteccia cerebrale. Analogamente, le aree motrici di un emisfero cerebrale esercitano il controllo sui movimenti della metà opposta del corpo.

14 Sebbene gli emisferi abbiano una struttura in gran parte simile, non sono del tutto simmetrici e, quindi, non del tutto equivalenti dal punto di vista funzionale. Afasia di Broca =lesione nella parte posteriore del lobo frontale (metà sinistra). Incapacità di parlare. Wernicke =disturbi nella comprensione del linguaggio (disturbo recettivo piuttosto che espressivo). Lesioni nella parte posteriore del lobo temporale, là dove questo si unisce al lobo parietale e occipitale. Afasia di conduzione =le aree recettive e motrici del linguaggio sono indenni, ma sono lese le fibre che le connettono, viene interrotto il fascicolo arcuato che decorre nella regione parietale inferiore. Uso improprio delle parole (parafasia). I pazienti parlano correntemente, ma non correttamente, tralasciando sillabe e introducendo suoni sbagliati nelle parole. Si rendono conto dei loro errori, ma non sono in grado di correggerli.

15 BROADMANN =distinguere le diverse aree funzionali della corteccia cerebrale in base alla loro diversità citoarchitettonica e cioè sulla presenza, nelle diverse regioni, di cellule nervose dotate di struttura particolare e sui diversi modi di disporsi in strati delle cellule stesse. Arrivò a distinguere 52 aree diverse nella corteccia cerebrale umana e suggerì che ogni area potesse avere una funzione distinta. Area 4 =corteccia motrice;occupa la maggior parte del giro precentrale. Giro postcentrale =dove ha sede la corteccia somatosensitiva primaria è suddivisa in 3 aree distinte (3, 1, 2 ). Area 17 =corteccia visiva primaria Corteccia uditiva primaria =aree 41 e 42 Sia la corteccia associativa frontale (8,9,10,11) che la corteccia associativa parieto temporo -occipitale (19,21,22,37,39,40) sono composte da aree citoarchitettoniche diverse.

16 Anche i tratti affettivi e del carattere hanno una loro localizzazione anatomica Lobo temporale Alcuni pazienti affetti da afasia, presentano anche alterazioni delle componenti affettive che riguardano l intonazione del discorso (prosodia) e le sincinesie emotive che lo accompagnano. Lesione dell area temporale destra (omologa a quella di Wernicke dell emisfero sinistro) =disturbi della comprensione degli aspetti emotivi del linguaggio. Lesione area frontale destra (omologa a quella di broca) = alterazione della capacità di espressione di queste stesse componenti.