Strutture sottocorticali e linguaggio

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1 Il Sistema nervoso umano Strutture sottocorticali e linguaggio S.N. Autonomo S.N. Spinale metasimpatico ortosimpatico parasimpatico O. Schindler, A. Cusimano, M. Spadola Bisetti Miencefalo (bulbo) Romboencefalo Metencefalo (ponte, BRAIN cervelletto) S.N. Encefalico Diencefalo STEM Mesencefalo Telencefalo Proencefalo cervello o riflesso (pesci, anfibi) Midollo spinale + romboencefalo 2 cervello o vegetativo (sauropsidi) Metencefalo, diencefalo, archi e paleo-telecefalo Le risposte sono coordinate da qualiquantità di chemio e neuro-mediatori Stimolazione adeguate risposta riflessa Le risposte sono complesse a pacchetto Centro regolatore : bulbo e cervelletto centri : respiratorio, cardiocircolatorio, deglutitorio, equilibrio, memoria procedurale, etc.. 2 È il centro precipuo delle percezioni delle prassie e delle automazioni nonché delle memorie coscienti Il centro regolatore è rappresentato dai nuclei della base 3 3 cervello o ragionale (e cosciente) (homo sapiens) neotelencefalo data una stimolazione le risposte possono essere di qualsiasi tipo è il locus della razionalità della creatività, dello spazio temporalità, del calcolo, del linguaggio, dell estetico, della morale, etc.. consente il pensiero, il ragionamento,il giudizio il centro regolatore è rappresentato da alcune aree neocorticali (a.terziarie posteriori ed anteriori) Schemi illustranti la morfologia dell encefalo di diversi vertebrati: a) encefalo di trota; b) encefalo di rana; c) encefalo di rettile; d) encefalo di passero, e) encefalo di coniglio 4 5 1

2 Comunicazione non verbale verbale... esecuzione di strutture soprasegmentali speech o articolazione dei fonemi nel vocal tract language o abilità ideative, semantiche, fonologiche, morfosintattiche altro ( per es. udizione, comprensione) Fisiologia e patologia delle abilità linguistiche associate a strutture e funzioni sottocorticali 6 La perdita permanente del linguaggio non è possibile senza lesione subcorticale anche se le aree di Broca e Wernicke sono state distrutte. 7.1 Non è mai stato documentato che una lesione permanente corticale possa determinare afasie tipo Broca o Wernicke ( D Esposito, Alexander ) mentre numerosi studi hanno documentato la presenza di sindromi afasiche in associazione con lesioni sottocorticali che apparentemente risparmiano la corteccia cerebrale. 7.2 Comportamenti complessi come camminare, comprensione uditiva e parlare sono regolati da circuiti neurali che costituiscono circuiti a rete che dipendono da strutture corticali e sottocorticali che rappresentano la base neurologica dei comportamenti complessi per cui piuttosto che processi locali sono associati a circuiti neurali complessi ( per es.cortico striato -talamocorticale oppure cerebrocortico- pontocerebellocortico-dentato-talamo- corticale) 7.3 Per es. il corpo striato ( caudato, putamen, pallido) oltre a regolare le attività motorie, riceve imput da quasi tutte le aree della corteccia cerebrale e rispettivamente le efferenze dello striato non vanno solo alla corteccia motoria ma anche a specifiche aree premotorie e prefrontali influenzanti oltre al controllo motorio funzioni cognitive, linguistiche, limbiche

3 Il NUCLEO SUBTALAMICO sembra giocare un ruolo regolatorio interemisferico per i processamenti linguistici di livello superiore Così le uscite dal nucleo dentato cerebellare influenzano non solo le aree motorie corticali ma anche le aree prefrontali del linguaggio e delle cognitività ( Fabbro, 2000; Marian et al. 2001) 7.4 bis 7.5 Lo studio delle strutture sottocorticali è effettuato principalmente da strutturali ( TC, RM) 1. neuroimaging funzionali ( PET, frm) elettriche 2. Stimolazione cerebrali profonde magnetiche 3. Stereolesioni Diagramma schematico modificato dei maggiori collegamenti cerebro-cerebellari nel cervello umano (adattato da Leiner et al.1989) 7.5 bis 7.6 Gall ( 1809 ) Broca ( 1861 ) Wernicke ( 1874 ) Lichtheim ( 1885 ) P.Marie ( 1906 ) Le teorie corticali 7.7 SNC Strutture sottocorticali mielencefalo (bulbo) Romboencefalo metencefalo Brain stem (ponte e cervelletto) ( tronco ) Mesencefalo substantia nigra, Proencefalo Diencefalo N.rosso, formazione reticolare talamo ipotalamo neocorteccia Telencefalo... nuclei della base 8 3

4 Nuclei della base Striato Claustro Caudato Lenticolare Putamen Globus Pallidus N. Amigdaloideo Talamo

5 CORTECCIA MA NON SOLO GANGLI DELLA BASE

6 Sistemi effettori nel nevrasse. A) sistema interno di viscerazione (sistema reticolare); B) sistema intermedio di espressione all esterno di situazioni interne (sistema nucleare in serie); C) sistema esterno di transazione effettiva con il mondo esterno (sistema strati-laminato in parallelo) Mostra alcune delle interconnessioni fra la corteccia cerebrale e i gangli della base 9.14 Connessioni tra gangli della base e corteccia 9.15 Schema delle connessioni del sistema extrapiramidale. 1. connessioni intrinseche tra i diversi nuclei del corpo striato; 2. connessioni cortico-striate. Le fibre provengono dall area frontale (aree e corteccia orbitale); parietale (aree 2-5-7); insulare; temporale;cingolata; 3. connessioni talamo-striate (a sinistra), striato-talamiche (a destra) e talamo corticali (VA e VL proiettano all area 4 e 6) (CM= nucleo centro-mediano; DM= nucleo dorso-mediale; VL= nucleo ventrale-laterale; VA= nucleo ventrale-anteriore). 4. connessioni nigro-striate e cortico-nigriche (a sinistra); connessioni striato nigriche e nigrotegmentali (a destra) 9.16 Connessioni striato-subtalamiche e subtalamo-tegmentali (a sinistra); subtalamo-striate (a destra). 5 Connessioni striato-rubriche. 7. vie efferenti del corpo striato: 1: fascicolo pallido-ipotalamico; 2: fascicolo subtalamico e vie subtalamiche tegmentali; 3: ansa lenticolare

7 17/06/2010 Schema del paleocerebellum. A destra vie afferenti; a sinistra vie efferenti Schema dell archicerebellum Schema delle principali connessioni cereberali Schema delle vie annesse al neocerebellum

8 17/06/ I modelli 1. Percorsi subcorticali della sostanza bianca ( Alexander et al. 1987) sostiene un ruolo dei nuclei subcorticali nel linguaggio e ritiene critici i collegamenti cortico-corticali, cortico-striatale, talamo-corticale e cortico-bulbare per la comprensione uditiva e l espressione verbale 10.1 Diagramma schematico di modelli di vie della sostanza bianca (Alexander et al.1987) adattati da Crosson (1992). Nucleo talamico VL- nucleo ventricololaterale sinistro Response release semantic feedback ( Crosson 1985) propone un ruolo delle strutture sottocorticali di regolazione della produzione di segmenti preformulati del linguaggio da parte della corteccia tramite un circuito cortico-striato-pallidotalamocorticale 10.3 Schematic diagram of the basal ganglia-thalamocortical Response Release Semantic Feedback (adapted from Crosson 1985,1992). ALC anterior language centre, AF arcuate fasciculus; IML, internal medullary lamina; MP motor programming cortex; PLC posterior language centre; PUL pulvinar; RF reticular formation; VA ventral anterior thalamic nucleus, dotted and dashed arrows, excitatory pathway; dashed arrows, inhibitory pathway: dotted arrows, dinhibitory pathway

9 3. Decisionalità lessicale (Wallecks, Papagna) operazioni linguistiche effettuate da un circuito cortico-striato-pallido-talamo-corticale per attività frontali integrative e decisionali Schematic diagram of the frontal-inferior thalamic peduncle-nucleus reticularis centrum medianum system subserving the proposed engagement of cortical language mechanism (adapted from Nadeau and Crosson 1997a). CM centrum medianum; IML internal medullary lamina; ITP inferior thalamic peduncle; MRF midbrain reticular formation; Nrva, ventral anterior nucleus reticularis; PUL, pulvinar; VA ventral antherior thalamus; dotted and dashed arrows; excitatory pathway;dashed arrows, inhibitory pathway. Thalamocortical and corticothalamic pathway are largery unrepresented for the sake of clarity, with the exception of centrum medianum-frontal and frontal-ventral anterior nucleus reticularis projections Ingaggio selettivo (Nadean, Crosson 1997) propone un sistema frontale inferiore, talamico peduncolare, nucleo reticolare-centromediano che mediano i processi attenzionali e comportamentali Le cause delle lesioni sottocorticali possono essere: 1. Traumatiche 2. Vascolari 3. Degenerative 4. Altre ( per es. Malformative, tumorali, jatrogene) La vascolarizzazione subcorticale L afasia talamica è simile all afasia transcorticale con difficoltà nel trovare le parole, parafasia (prevalentemente semantica), neologismi, perseverazione, circonvoluzione, compromissione della scrittura, riduzione della parola spontanea in presenza invece di buona ripetizione e sovente buona comprensione uditiva. La funzione linguistica talamica è totalmente sinistra

10 L afasia striato-capsulare: buona comprensione, disgrammatismo, ma anche disturbi di comprensione e parola fluente o anche afasia globale, e/o parafasie semantiche. Disturbi fonologici( Damasio 1982, Cappa et al. 1983), difficoltà a ripetere frasi complesse e/o lunghe. Lesioni degenerative: Morbo di Parkinson (cognizione, linguaggio, pianificazione, memoria, demenza) Corea di Huntington (demenza, memoria, flessibilità cognitiva ed astrazione,concnetrazione, livello semantico-lessicale) Distonie Discinesie