ANATOMIA FUNZIONALE
DELL’EQUILIBRIO
E DEL MOVIMENTO
Alessandro Silvani, MD PhD
Laboratory of Physiological Regulation in Sleeping Mice
DIBINEM Dip. di Scienze Biomediche e Neuromotorie
Alma Mater Studiorum - Università di Bologna
DEAMBULAZIONE
CONTRAZIONE MUSCOLARE COORDINATA E RITMICA
SPOSTAMENTO DEL CENTRO DI MASSA
SPOSTAMENTO DELLA BASE DI SUPPORTO
POSTURA ANTIGRAVITARIA
CONTRAZIONE MUSCOLARE TONICA
CENTRO DI MASSA SOLLEVATO
TRAMITE ESTENSIONE ARTI
EQUILIBRIO
RISPOSTE ATTIVE A FORZE INTERNE ED ESTERNE
(GRAVITA’, URTI) CHE SPOSTANO IL CENTRO DI MASSA
RISPETTO ALLA BASE DI SUPPORTO
Sistema Nervoso Centrale:
classificazione funzionale
sistema nervoso centrale
sistema
cognitivo
sistema
sensoriale
controllo
di stato
sistema
motorio
corpo
ambiente
comportamento
L. Swanson, 2011
Sistema Motorio:
strutture gerarchiche in rete
GENERATORI DI SCHEMI MOTORI:
circuiti interneuronali capaci di generare
schemi ritmici di attività motoria
anche in assenza di informazioni sensoriali
corteccia cerebellare
nuclei cerebellari
MOTONEURONI
GENERATORI
GENERATORI
GENERATORI
GENERATORI
INIZIATORI
CONTROLLORI
neuroendocrini
magnocellulari
e parvicellulari
vegetativi
simpatici e
parasimpatici
comportamento
somatici
L. Swanson, 2011
Sistema Motorio:
schemi motori
lo schema
motorio più
semplice:
innervazione
reciproca
+
+
+
+
-
(+)
muscolo
flessore
muscolo
estensore
generatore motoneuroni
centrale
somatici
di schema
schemi motori complessi:
ventilazione; orientamento di occhi, testa e collo; prensione;
manipolazione; masticazione; deglutizione;
POSTURA e DEAMBULAZIONE
DEAMBULAZIONE:
SCHEMI MOTORI PULSATILI
ECCITANO LE OSCILLAZIONI
INTRINSECHE DEL SISTEMA
NUMERO LIMITATO
DI SCHEMI DI ATTIVAZIONE
PROFILO TEMPORALE
RIPRODUCIBILE
RECLUTAMENTO VARIABILE
DEI MOTONEURONI
Inizio appoggio: estensori
anca e ginocchio
Fine appoggio: flessori
plantari caviglia
Inizio oscillazione:
flessori dorsali caviglia;
flessori anca
Fine oscillazione:
flessori ginocchio
Sistema Motorio:
locomozione
GENERATORI
di schema
midollo spinale
attivabili da
stimoli sensoriali
INIZIATORE
di schema
tetto del
mesencefalo
caudale
attiva lo schema
in assenza di
stimoli
ipotalamo
caudale
è necessario
all’attivazione
spontanea dello
schema
CONTROLLORE
di schema
CORTECCIA
CEREBRALE
NUCLEI
DELLA
BASE
TRONCO
DELL’ENCEFALO
CERVELLETTO
CONTROLLO
SOPRASPINALE
DEL MOVIMENTO
VIE
DISCENDENTI
MOTORIE
TERMINANO
PRINCIPALMENTE
SU
INTERNEURONI
TRATTI RETICOLOE VESTIBOLOSPINALI:
controllo
posturale
Sistema Motorio:
cervelletto
cellule di Purkinje
+
+
granuli
nuclei
cerebellari
+
fibre
rampicanti
+
+
fibre
muscoidi
CIRCUITI
SPINOCEREBELLARI
DI CONTROLLO DEL
MOVIMENTO
TRATTO
SPINOCEREBELLARE
VENTRALE: attività dei
motoneuroni spinali
TRATTO
SPINOCEREBELLARE
DORSALE: afferenze
propriocettive
Sistema Nervoso Centrale:
classificazione funzionale
sistema nervoso centrale
sistema
cognitivo
sistema
sensoriale
controllo
di stato
sistema
motorio
corpo
ambiente
comportamento
L. Swanson, 2011
Sistema Cognitivo:
strutture in rete
TETTO DEL
MESENCEFALO:
(iniziatore dello schema
locomotorio: aspetti ritmici
del passo)
N. PEDUNCOLOPONTINO
(tono muscolare
posturale)
L. Swanson, 2011
Sistema Cognitivo:
sistema nigro-striatale
COREA DI
HUNTINGTON:
degenerazione dei
neuroni dello
striato coinvolti
nella via indiretta
(+)
CORTECCIA
CEREBRALE
via indiretta (-)
(+)
STRIATO
D2R
(-)
(-)
GLOBO PALLIDO
ESTERNO
(+)
(-)
N. SUBTALAMICO
TALAMO
(-)
(-) GLOBO PALLIDO INTERNO/
SUBSTANTIA NIGRA
PARS RETICULARIS
D1R
(+)
(-)
(+)
SUBSTANTIA NIGRA
PARS COMPACTA
(DOPAMINA)
via diretta (+)
MORBO DI PARKINSON:
anomalie di
sincronizzazione e ritmo di
attività neuronale
particolarmente
nella via indiretta
Sistema Nervoso Centrale:
classificazione funzionale
sistema nervoso centrale
sistema
cognitivo
sistema
sensoriale
controllo
di stato
sistema
motorio
corpo
ambiente
comportamento
L. Swanson, 2011
Sistema Sensoriale:
strutture parallele
CORTECCIA
SOMATOSENSORIALE
CORTECCIA
SOMATOSENSORIALE
TALAMO
TALAMO
NUCLEI DELLE
COLONNE DORSALI
NUCLEI
VESTIBOLARI
GANGLI DELLE RADICI DORSALI
GANGLIO DI SCARPA
FUSI NEUROMUSCOLARI E
ORGANI MUSCOLOTENDINEI DI GOLGI
CELLULE CILIATE
DELL’APPARATO VESTIBOLARE
SISTEMA DELLE COLONNE DORSALI
E DEL LEMNISCO MEDIALE
Sensibilità
tattile e propriocettiva
FUSI NEUROMUSCOLARI
RILEVANO LA LUNGHEZZA DEI MUSCOLI
EVOCANO IL RIFLESSO MIOTATICO
ORGANI MUSCOLO-TENDINEI DI GOLGI
RILEVANO LA TENSIONE SVILUPPATA DAI MUSCOLI
EVOCANO IL RIFLESSO MIOTATICO INVERSO
LE INFORMAZIONI PROPRIOCETTIVE
REGOLANO LA DURATA DELLA FASE DI APPOGGIO
- LE AFFERENZE DAI FUSI NEUROMUSCOLARI DEI MUSCOLI FLESSORI
STIMOLANO I FLESSORI ED INIBISCONO GLI ESTENSORI (L’ALLUNGAMENTO DEI
FLESSORI ALLA FINE DELL’APPOGGIO FACILITA L’INIZIO DELL’OSCILLAZIONE)
- LE AFFERENZE DAGLI ORGANI DI GOLGI DEI MUSCOLI ESTENSORI INIBISCONO
GLI ESTENSORI A RIPOSO, MA LI STIMOLANO DURANTE LA DEAMBULAZIONE
(INVERSIONE DEL RIFLESSO - L’OSCILLAZIONE COMINCIA SOLO QUANDO GLI
ESTENSORI SONO SCARICHI)
APPARATO
VESTIBOLARE:
SENSORI INERZIALI
ACCELERAZIONE
LINEARE
(UTRICOLO,
SACCULO)
ACCELERAZIONE
ANGOLARE
(CANALI
SEMICIRCOLARI)
AFFERENZE VESTIBOLARI AL
CERVELLETTO:
CIRCUITI VESTIBOLOCEREBELLARI
E SPINOCEREBELLARI
DI CONTROLLO DEL MOVIMENTO
E DELLA POSTURA
RISPOSTE POSTURALI
aggiustamenti
posturali anticipati in
base ai programmi
motori
adattamento delle
risposte a rapidi
cambiamenti di
condizione iniziale
CORTECCIA
CEREBRALE
NUCLEI DELLA
BASE
adattamento delle
risposte in base
all’esperienza
CERVELLETTO
INTEGRAZIONE DI AFFERENZE
VISIVE, PROPRIOCETTIVE
E VESTIBOLARI
orientamento alla
verticale
gravitazionale
latenza
delle risposte
ampiezza
delle risposte
Sistema Nervoso Centrale:
classificazione funzionale
sistema nervoso centrale
sistema
cognitivo
sistema
sensoriale
controllo
di stato
sistema
motorio
corpo
ambiente
comportamento
L. Swanson, 2011
