Sistema nervoso centrale Il sistema nervoso centrale (SNC) comprende l encefalo e il midollo spinale. È costituito da un insieme di organi contenuti all interno di strutture ossee che conferiscono loro adeguata protezione: la scatola cranica ed il canale vertebrale. All interno del cranio si trova l encefalo, mentre all interno del canale vertebrale è contenuto il midollo spinale. Encefalo e midollo spinale sono in continuazione l uno con l altro poiché le strutture ossee che li contengono sono tra loro in comunicazione attraverso un ampia apertura, situata alla base del cranio, il forame occipitale. Il midollo spinale porta le informazioni sensoriali dalla periferia verso l encefalo tramite le vie ascendenti 1. Qui le informazioni sono smistate a livelli diversi in relazione alla loro natura e viene elaborata una risposta che, attraverso le vie discendenti, ritorna al midollo spinale che provvede ad eseguirla. Un aspetto interessante dell organizzazione del sistema nervoso centrale è che, sia per la componente sensoriale che per quella motoria, la metà sinistra del corpo è connessa alla parte destra del SNC e viceversa. In pratica, uno stimolo sensoriale proveniente dalla mano destra termina nell emisfero sinistro, mentre uno stimolo dalla mano sinistra raggiunge l emisfero destro. Nel sistema nervoso centrale sono presenti alcune cavità: il canale ependimale nel midollo spinale e quattro ventricoli 2 nell encefalo. Queste cavità sono comunicanti tra loro e contengono il liquido cerebrospinale (o cefalo-rachidiano), prodotto per filtrazione del sangue dai capillari del terzo e quarto ventricolo (plessi corioidei). Il liquido cerebrospinale ha diverse funzioni: fornisce nutrimento ai neuroni, contiene globuli bianchi e anticorpi, elimina le sostanze di rifiuto. Esso viene continuamente rinnovato grazie a un equilibrio tra la produzione e il suo riassorbimento. Inoltre l encefalo e il midollo spinale sono avvolti da tre membrane di tessuto connettivo chiamate meningi. La più esterna, detta dura madre, aderisce strettamente alla superficie interna delle ossa, mentre quella più interna, pia madre, riveste la superficie degli organi nervosi; tra queste sta, l aracnoide, con struttura molto lassa e provvista di ampie aperture, nella quale circolano i vasi sanguigni che si distribuiscono a tutto il sistema nervoso centrale. Tra l aracnoide e la pia madre c è un sottile velo di liquido cerebrospinale che fa da ammortizzatore proteggendo gli organi da urti violenti. I neuroni che compongono il sistema nervoso centrale formano la sostanza grigia e la sostanza bianca: il corpo cellulare ed i dendriti formano la sostanza grigia, mentre gli assoni, rivestiti dalla guaina mielinica, formano la sostanza bianca. La sostanza grigia può formare uno strato superficiale detto corteccia, oppure può raccogliersi in ammassi più o meno voluminosi, nuclei, situati all interno della sostanza bianca. ENCEFALO L encefalo di un adulto mediamente pesa 1,3 kg e appare formato da due lobi appaiati sotto i quali si trovano altre strutture. Esso viene suddiviso in quattro aree, coinvolte in funzioni differenti: telencefalo, diencefalo, tronco encefalico e cervelletto. Telencefalo Il telencefalo, detto anche cervello è costituito dai due emisferi cerebrali (destro e sinistro) uniti mediante il corpo calloso, una struttura formata da sola sostanza bianca, che collega i due emisferi tra loro. La superficie degli emisferi è ricoperta da un strato di sostanza grigia, la corteccia cerebrale, di circa 4 mm di spessore. All interno di ogni emisfero si trovano 5 nuclei di sostanza grigia detti nuclei della base, che con- 1. Le risposte più semplici vengono elaborate nel midollo spinale stesso, senza arrivare all encefalo. 2. Due di questi, detti ventricoli laterali, paragonabili a fessure lunghe e strette, sono collocati negli emisferi; il terzo si trova nel diencefalo, mentre il quarto tra il bulbo e il midollo spinale.
2 Il sistema nervoso centrale tribuiscono alla regolazione dei movimenti e del tono muscolare; danni a questi nuclei provocano tremore, rigidità muscolare e assenza di controllo nei movimenti. Infine abbiamo il sistema limbico, che è la parte più profonda e antica del telencefalo: ha la forma di un anello che avvolge il diencefalo ed è responsabile del controllo dei bisogni fisiologici essenziali (fame, sete, istinti, pulsione sessuale ) e della percezione di sensazioni come la paura, il piacere, il dolore o la rabbia. Esso è costituito fondamentalmente dall amigdala e dall ippocampo. La prima è implicata nella segnalazione alla corteccia di stimoli motivazionali associati a reazioni di paura e ricompensa, e a reazioni emotive, quali per es. l attrazione sessuale. L ippocampo invece è implicato nella memoria a lungo termine e nell orientamento spaziale. La corteccia ha una superficie molto più ampia della sostanza bianca sottostante; di conseguenza si ripiega su sé stessa formando delle pieghe, le circonvoluzioni, separate da solchi di diversa profondità, alcuni dei quali, essendo molto marcati, prendono il nome di scissure. Le scissure dividono la corteccia di ciascun emisfero in lobi che prendono il nome dalle ossa craniche che li ricoprono: la scissura di Rolando (da Luigi Rolando, un fisiologo italiano), situata nella parte centrale di ciascun emisfero, separa il lobo frontale dal lobo parietale; la scissura di Silvio (da Franciscus de le Boë Sylvius, un naturalista e medico olandese), situata lateralmente, circoscrive il lobo temporale; la scissura parieto-occipitale, situata posteriormente, separa il lobo occipitale dal lobo parietale 3. Nella corteccia si distinguono regioni specializzate che svolgono funzioni specifiche, come la corteccia motoria e quella sensoriale o che hanno la funzione di integrare le informazioni provenienti dalle diverse parti dell organismo. Queste regioni si trovano specularmente in entrambi gli emisferi i quali, però, non sempre apportano un contributo equivalente alle funzioni. Lobo temporale La regione superiore del lobo temporale riceve e rielabora le informazioni uditive ed è coinvolta sia nel riconoscimento e nella identificazione di un oggetto, sia nell attribuzione di un nome all oggetto stesso. Un danno a livello del lobo temporale provoca deficit del sistema nervoso che vengono chiamati agnosie: il paziente è consapevole di ricevere uno stimolo, ma non è in grado di identificarlo. Per esempio si può avere incapacità di riconoscere i volti, fino al punto che diventa impossibile identificare persino i familiari; tuttavia, i pazienti sono in grado di riconoscere altre caratteristiche, come la voce, i tratti fisici e il modo di camminare. Sempre nel lobo frontale si trova l area di Wernicke che, nel lobo sinistro, serve per la comprensione del linguaggio, mentre nel lobo destro permette di comprendere l intonazione del discorso e la sequenza dei suoni. Lobo frontale Subito davanti alla scissura di Rolando si trova l area della corteccia motoria primaria che controlla l attività dei muscoli secondo uno schema organizzativo ben definito: alle parti del corpo in grado di esercitare un fine controllo dei movimenti, come il volto o le mani, corrisponde un area motoria molto più ampia rispetto a quella di altre zone. Questa corrispondenza tra regioni del corpo e regioni corticali viene indicata con il termine di homunculus motorius di Penfield. Nel lobo frontale, ma solo nell emisfero sinistro, si trova l area di Broca, sede della coordinazione motoria del linguaggio. Il lobo frontale svolge inoltre numerose e varie funzioni associative, che contribuiscono a definire la personalità di un individuo. Persone che hanno subìto un danno al lobo frontale manifestano cambiamenti impressionanti del proprio comportamento, dovuto alla perdita della percezione di sé stessi e all incapacità di pianificare le azioni. 3. Esistono altre due scissure fondamentali: la scissura calcarina (dal latino calcar, sperone), l unica che delimita alcun lobo, e la scissura limbica, che si nota sulla faccia mediale degli emisferi, lungo il corpo calloso. NERVOSO CENTRALE.DOCX A. Belli
Il sistema nervoso centrale 3 Lobo parietale Nel lobo parietale, subito dietro alla scissura di Rolando, si localizza la corteccia somatoestesica primaria, verso la quale sono convogliate le informazioni sensoriali che, prima di raggiungere il telencefalo, sono state filtrate dal talamo. Similmente alla corteccia motoria, anch essa è rappresentata dall homunculus sensorius: le regioni corporee in cui sono i recettori tattili più concentrati e quindi sono dotate di un elevata capacità di discriminare gli stimoli (per esempio le labbra e le dita) trovano una rappresentazione più vasta. Tra le funzioni associative del lobo parietale c è l interpretazione degli stimoli complessi. Una lesione a livello del lobo parietale provoca una condizione nota come sindrome di negligenza spaziale unilaterale : l individuo non è consapevole degli stimoli che provengono dalla parte controlaterale del corpo. Lobo occipitale La principale attività del lobo occipitale è di elaborare la visione. Qui risiedono infatti moltissimi neuroni specializzati nel riconoscimento e nell elaborazione dei particolari di un immagine e qui vengono integrate tutte le informazioni visive, comprese quelle che influenzano la postura e l equilibrio. Diencefalo Il diencefalo si trova subito al di sotto degli emisferi cerebrali e comprende tre strutture: talamo, ipotalamo ed epifisi. Il talamo è costituito da nuclei di sostanza grigia intervallati da sostanza bianca, esso rappresenta una stazione intermedia delle vie sensoriali che dapprima vengono suddivise in categorie (per esempio gli impulsi tattili o dolorifici provenienti dalla mano), elimina il «rumore di fondo» e infine invia i segnali alla corteccia, dove verranno interpretati ed integrati. L ipotalamo si trova al di sotto del talamo; esso controlla la maggior parte delle attività connesse all omeostasi, coordinandosi con l apparato endocrino, coopera con il sistema limbico nella produzione delle emozioni, regola le attività involontarie del sistema nervoso. L epifisi o ghiandola pineale è una piccola parte del diencefalo che produce la melatonina, un ormone che in base alla quantità di luce regola i periodi di attività giornalieri o stagionali. Tronco encefalico Il tronco encefalico è compreso tra il midollo spinale e il diencefalo e si divide in tre regioni: mesencefalo, ponte e midollo allungato. Il mesencefalo collega il ponte e il cervelletto con il diencefalo, qui si tro-
4 Il sistema nervoso centrale vano il nucleo rosso e la sostanza nera, fondamentali per la regolazione del controllo dei movimenti (la degenerazione dei neuroni della sostanza nera è associata alla malattia di Parkinson). Il ponte anteriormente al cervelletto e connette tra loro vari distretti dell encefalo. Il midollo allungato o bulbo è la continuazione del midollo spinale. Da qui passano tutte le vie ascendenti e discendenti connettono l encefalo con il midollo spinale. Inoltre esso contiene numerosi nuclei, tra cui il centro cardiovascolare (che regola la frequenza e l intensità del battito cardiaco) e il centro respiratorio (che controlla il ritmo respiratorio di base). A livello del tronco encefalico si trova anche la formazione reticolare, un intreccio di neuroni e fibre nervose che contribuisce a controllare i movimenti e regola lo stato di sonno e di veglia. Cervelletto Il cervelletto si trova al di sotto del cervello, in posizione posteriore. È una struttura da due emisferi (emisferi cerebellari) simili a quelli encefalici: sono ricchi di circonvoluzioni e la superficie esterna è costituita da corteccia di sostanza grigia, mentre la parte sottostante è formata da sostanza bianca. Il cervelletto riceve informazioni relative allo stato delle articolazioni, alla tensione dei tendini e al livello di contrazione dei muscoli. Vi giungono anche informazioni relative all ambiente esterno, all udito, alla vista e all organo dell equilibrio. Infine riceve dalla corteccia cerebrale informazioni per il controllo del movimento. Il cervelletto integra tutte queste informazioni e consente di controllare costantemente la postura del corpo e coordinare i movimenti senza che ne abbiamo coscienza. MIDOLLO SPINALE Il midollo spinale è la porzione del sistema nervoso centrale collocata all'interno del canale vertebrale. Esso inizia dal foro occipitale e continua fino alla 2ª vertebra lombare; il resto del canale vertebrale è percorso da un fascio di nervi che formano la cosiddetta cauda equina. Per tutta la sua lunghezza, il midollo spinale presenta una fessura mediana anteriore ed un solco mediano posteriore, più sottile e quasi invisibile ad occhio nudo. Al suo interno si distinguono facilmente la sostanza grigia e la sostanza bianca: la prima, più interna, è completamente circondata dalla seconda, che non contiene nuclei. La sostanza grigia è costituita da quattro protuberanze allungate che si uniscono in una forma che ricorda la lettera H. Tali formazioni sono dette corna: due posteriori (destra e sinistra) e due anteriori. Nelle corna posteriori si trovano neuroni che ricevono le terminazioni di fibre afferenti sensoriali; in quelle anteriori si trovano invece i corpi dei neuroni motori. La sostanza bianca è invece costituita da una serie di fasci di fibre che vengono funzionalmente raggruppate in cordoni: cordone posteriore, cordone laterale e cordone anteriore. Il midollo spinale non è solo una via di transito, ma può generare semplici risposte senza coinvolgere l encefalo. Il processo tramite cui il midollo spinale riceve un informazione, la integra ed elabora una risposta viene definito arco riflesso spinale; un esempio è costituito da quel che accade quando si tocca qualcosa di pericoloso, come per esempio una pentola che scotta. Dai polpastrelli delle dita partono rapidamente segnali sensoriali termici e dolorifici che raggiungono i neuroni situati nelle corna posteriori del midollo spinale. Questi neuroni sono in contatto con i neuroni motori delle cor- NERVOSO CENTRALE.DOCX A. Belli
Il sistema nervoso centrale 5 na anteriori che si attivano immediatamente facendoci ritirare la mano. In questo modo, prima ancora di renderci conto esattamente di quel che è accaduto, si minimizza il danno e solo successivamente si fa in modo che gli stessi impulsi nervosi raggiungano i centri encefalici e siano correttamente percepiti.