Il sistema nervoso centrale
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AppuntiBicoccaAppuntiBicoccaAppu ntiBicoccaAppuntiBicoccaAppuntiBic occaAppuntiBicoccaAppuntiBicoccaA ppuntiBicoccaAppuntiBicoccaAppunt Il sistema nervoso centrale iBicoccaAppuntiBicoccaAppuntiBicoc Appunti del corso 2010 caAppuntiBicoccaAppuntiBicoccaApp untiBicoccaAppuntiBicoccaAppuntiBi coccaAppuntiBicoccaAppuntiBicocca AppuntiBicoccaAppuntiBicoccaAppu ntiBicoccaAppuntiBicoccaAppuntiBic occaAppuntiBicoccaAppuntiBicoccaA ppuntiBicoccaAppuntiBicoccaAppunt iBicoccaAppuntiBicoccaAppuntiBicoc caAppuntiBicoccaAppuntiBicoccaApp untiBicoccaAppuntiBicoccaAppuntiBi coccaAppuntiBicoccaAppuntiBicocca AppuntiBicoccaAppuntiBicoccaAppu ES TR AT TO Matteo PS036 Appunti distribuiti da www.appuntibicocca.com Sommario Come si studiano la morfologia e le funzioni del cervello nell’uomo? ...................................................... 3 Il tronco encefalico. ................................................................................................................................... 6 Il diencefalo ............................................................................................................................................... 6 L’organizzazione della corteccia cerebrale .................................................................................................... 8 L’archicorteccia: l’ippocampo.......................................................................................................................... 10 Le connessioni dell’ippocampo ................................................................................................................... 11 La sostanza bianca degli emisferi cerebrali ................................................................................................. 13 La capsula esterna ................................................................................................................................... 14 Fasci di associazione intraemisferici ............................................................................................................ 14 I sistemi commissurali ................................................................................................................................. 15 TO Il talamo ....................................................................................................................................................... 17 Il cervelletto ................................................................................................................................................. 17 Le connessioni del cervelletto ................................................................................................................. 18 AT Le suddivisioni ......................................................................................................................................... 18 La circolazione cerebrale ................................................................................................................................. 19 Il sistema somatosensoriale ............................................................................................................................ 19 Il tatto .......................................................................................................................................................... 19 ES TR Lo spazio stereotassico .................................................................................................................................... 20 Autore: Matteo - Appunti distribuiti da www.appuntibicocca.com 1 Appunti distribuiti da www.appuntibicocca.com Il sistema nervoso centrale giovedì 18 marzo 2010 Il sistema nervoso centrale muta per complessità e dimensioni a seconda della specie considerata. Notiamo che aumenta il volume e la complessità delle circonvoluzioni cerebrali. Una struttura anteriore viene detta rostrale, la porzione posteriore viene detta caudale, una porzione in alto viene detta dorsale, una regione in basso viene detta ventrale. Guardandolo dall’alto possiamo identificare un piano medio sagittale e uno laterale. I piani con cui possiamo tagliare un oggetto sono 3: quello sagittale (e quello medio sagittale lo divide in 2 metà uguali), quello coronale (in verticale), e quello orizzontale, o assiale. ES TR AT TO Nel cervello di un mammifero identifichiamo una serie di strutture: l’encefalo, la parte più recente e che subisce più sviluppo con lo sviluppo delle specie, poi abbiamo il cervelletto, il tronco encefalico e il midollo spinale. L’encefalo può essere diviso in 2 emisferi separati da una scissura. Il sistema nervoso centrale poi si completa con il midollo spinale, che anch’esso può essere diviso in 2 metà, quella dorsale e quella ventrale, da cui si dipartono due gruppi omonimi di radici, fasci di assoni (entranti per le ventrali, uscenti per le dorsali). Queste radici si saldano nei nervi spinali, e ne esistono 33 paia. Nel confrontare il sistema nervoso centrale del ratto e dell’uomo possiamo vedere una serie di differenze: la quantità di tessuto è diversa, ma anche la qualità, nel senso che nel nostro sistema nervoso sono presenti delle distinzioni di aree; esistono anche delle similitudini: abbiamo 2 emisferi cerebrali, abbiamo una similarità delle strutture più antiche, anche nella loro posizione. Il sistema nervoso centrale è avvolto da un sistema protettivo chiamate meningi, sono 3. La meninge più esterna si chiama duramadre, tra la duramadre e la superficie del tessuto cerebrale esiste l’aracnoide, la seconda meninge, che si connette con la pia madre, la terza meninge a contatto col tessuto cerebrale. Le meningi sono solcate da arterie e vene che entrano nel tessuto cerebrale. Lo spazio tra la duramadre e l’aracnoidea si chiama spazio subaracnoideo. L’encefalo non è un solido omogeneo, ma è molto disomogeneo, in cui abbiamo dei sistemi di cavità contenenti il liquido cerebrospinale, e queste cavità sono comunicanti. Il sistema ventricolare è visibile con tecniche di risonanza magnetica, e poi comunica con l’acquedotto di Silvio. Come si studiano la morfologia e le funzioni del cervello nell’uomo? Per anni l’unica maniera di studiare il cervello era sezionarlo post-mortem. L’analisi post-mortem dei cervelli ha contribuito enormemente allo studio del cervello. Dagli anni ’70 si sono rese disponibili tecniche per studiare il cervello in vivo. Il primo passo in avanti fu fatto da Hounsfield, che nel 1972 inventò la TAC, finanziato dalla EMI. La TAC, che bombardava il cervello da molti punti di vista, rendeva possibile vedere l’interno. Lauterbur 10 anni dopo inventa la tecnica di risonanza magnetica morfologica. Con questa tecnica si misurano le onde che gli atomi di idrogeno restituiscono sollecitati da un campo magnetico. Facendo ruotare gli atomi di idrogeno su un asse perpendicolare a quello della calamita gli atomi di idrogeno cambiano il magnetismo, e la macchina lo registrerà. Esistono anche tecniche elettrofisiologiche, come l’elettroencefalogramma, e lo studio dei potenziali finali evocati. Raichle inventa la PET (tomografia ad emissione di positroni), che permette di misurare i parametri fisiologici all’interno (come il consumo di glucosio, con il desossiglucosio, ed il flusso cerebrale tissutale capillare, con dell’acqua marcata con O15), iniettando sostanze radioattive, utilizzando delle radiazioni e misurando come queste variano quando ritornano alla macchina. Il flusso cerebrale è accoppiato al consumo di glucosio, e misurando il flusso cerebrale abbiamo un’altra indicazione indiretta del funzionamento della pompa sodio-potassio. Nel 1991 si sviluppa la risonanza magnetica funzionale, che oggi è la tecnica più affermata nello studio dei correlati fisiologici, anche perché non è invasiva: il soggetto non prende delle radiazioni ionizzanti, ed è considerata assolutamenAutore: Matteo - Appunti distribuiti da www.appuntibicocca.com 2 Appunti distribuiti da www.appuntibicocca.com te innocua, utilizzando campi magnetici paragonabili a quello terrestre. Le osservazioni di Ogawa furono importanti, perché mentre il primo iniettava del contrasto con un liquido magnetico (gaudiolinio, che provoca delle controindicazioni), lui invece usa l’emoglobina. Quando aumenta l’emoglobina ossigenata a livello capillare abbiamo un aumento del segnale che la macchina rileva (risposta emodinamica, o BOLD contrast, Blood Oxygenation Level Dependent Contrast, e dipende dalla velocità del flusso, e la presenza di emoglobina ossigenata in eccesso si traduce sulla risposta alla macchina). Questa tecnica ha anche una risoluzione temporale piuttosto elevata. La procedura è detta sottrattiva: abbiamo una condizione sperimentale ed una di controllo, che dovrebbe contenere tutti gli ingredienti dello stimolo sperimentale tranne 1, quello discriminante. Nel caso del colore si è scoperto che l’area V4 è quella deputata alla visione a colori. Queste tecniche hanno permesso di studiare un cervello normale durante una serie di compiti, per esempio su versanti percettivi o inducendo movimenti particolari, e misurando la differenza di flusso cerebrale possiamo vedere quali aree sono coinvolte. venerdì 19 marzo 2010 AT TO Del sistema nervoso centrale può essere studiata la morfologia, la funzione, possiamo inibire parte del snc con stimoli magnetici o con elettrodi posizionati dentro il cervello, possiamo modificarne il funzionamento somministrando farmaci in maniera controllata. Oggi vedremo alcune di queste tecniche. Non parleremo di tecniche neurofisiologiche ed elettrofisiologiche. Negli ultimi 150 anni c’è stata una grande esplosione di tecniche volte a descrivere il SNC. Per esempio il famoso paziente HM non fu descritto con tecniche di neuroimmagine, ma con le note dell’operazione del neurochirurgo. Questo approccio ha fornito alcuni limiti di metodo e quantitativi delle osservazioni (il campione sperimentale era piccolo, e anche oggi è difficile fare l’autopsia al cervello). ES TR Il sistema nervoso centrale è suddiviso in varie aree: il sistema nervoso centrale è suddiviso in: cervello e midollo spinale. Il cervello lo suddividiamo in encefalo, cervelletto e tronco encefalico. Autore: Matteo - Appunti distribuiti da www.appuntibicocca.com 3 Appunti distribuiti da www.appuntibicocca.com Talamo Diencefalo Ipotalamo Encefalo Corteccia Cerebrale Cervelletto Nuclei profondi Lobi: frontale, temporale, parietale, occipiale, limbico Emisferi cerebrali Cervello Ippocampo Sistema nervoso centrale Caudale Midollo spinale Tronco encefalico TO Amigdala Rostrale (Mesencefalo) ES TR AT Ventrale Il midollo spinale è la parte più caudale del sistema nervoso centrale, è divisibile in 2 porzioni simmetriche da 2 scissure verticali, una posteriore ed una anteriore. Dal midollo spinale emergono i nervi spinali, che sono formati dalla convergenza di due radici, una dorsale (riconoscibile dalla presenza del ganglio dorsale) ed una ventrale, che contengono gli assoni dei motoneuroni spinali. Mielomero: tratto di midollo spinale identificabile dalla porzione centrale del midollo e dalle 4 radici che ne emergono. I neuroni nel midollo spinale sono organizzati in una maniera particolare: i corpi cellulari sono ammassati in una zona a forma di farfalla, al centro del midollo, chiamata zona grigia del midollo spinale. Le lamine posteriori sono sensitive, mentre quelle anteriori sono dedicate all’output motorio. Questa farfalla grigia è circondata da cordoni di sostanza bianca: quelli posteriori portano assoni sensitivi, quelli laterali ed anteriori un mix di fasci sensitivi e motori. I confini anatomici sono dati dalle scissure e dalle radici. Il midollo spinale è contenuto nel canale spinale, ma la colonna vertebrale è più lunga del midollo spinale adulto, e quindi questo midollo si ferma nella zona L1. Le vertebre possono essere divise in tratti: quello cervicale, quello toracico, quello lombare, quello sacrale e quello coccigeo (che non contiene mielomeri). Anche il midollo può essere analogamente suddiviso: mielomeri cervicali, toracici, lombari, sacrali e coccigei. La parte centrale del midollo spinale nell’adulto si ferma a L1, la prima vertebra lombare, ma i nervi spinali che emergono escono ognuno dal lato “giusto”, e sotto L1 formano la cosiddetta cauda equina. La compressione della cauda da problemi seri. Nel bambino il midollo spinale è più proporzionato, con la crescita si distanzia progressivamente. A volte si preleva del liquor da questa zona, che è prodotto dai plessi coroidei, e che avvolge tutto il sistema nervoso centrale. Ai mielomeri corrispondono dei dermatomeri. I mielomeri innervano fibre motorie e sensitive in maniera ordinata: alla suddivisione mielomerica corrisponde un’innervazione ordinata del corpo, e questo si scopre Autore: Matteo - Appunti distribuiti da www.appuntibicocca.com 4
