Lic. Scientifico “A. Meucci” Sistema Nervoso 2° parte Lic. Scientifico “A. Meucci” Aprilia Prof. Rolando Neri

Vedere, capire, interpretare

INDICE Il sistema nervoso centrale 1.1 L’encefalo 1.2 Il cervelletto 1.3 Midollo allungato 2. Sistema nervoso periferico 2.1 I nervi periferici 2.2 Nervi cranici 2.3 Nervi spinali 3. Sistema nervoso autonomo

IL SISTEMA NERVOSO l sistema nervoso si divide in tre parti funzionali: il sistema nervoso centrale: composto da cervello e midollo spinale il sistema nervoso periferico: composto dai nervi il sistema nervoso autonomo: che comanda le funzioni vitali autonome e involontarie del corpo (in pratica tutti gli organi a muscolatura liscia); si suddivide in: simpatico parasimpatico. Tra una cellula nervosa e l'altra gli stimoli vengono trasmessi tramite organelli chiamati sinapsi. Queste sono presenti anche tra terminazioni nervose e cellule muscolari o fasci di fibre muscolari (in tal caso si chiamano placche motorie).

Encefalo e midollo spinale IL SISTEMA NERVOSO Il sistema nervoso svolge i suoi compiti attraverso tre funzioni interconnesse: Acquisizione sensoriale Integrazione Stimolo motorio Alle tre funzioni corrispondono tre tipi funzionali di neuroni: Neuroni sensoriali: trasportano le informazioni dai recettori sensoriali verso il sistema nervoso centrale; Recettore sensoriale Effettore Encefalo e midollo spinale Sistema nervoso periferico (SNP) Sistema nervoso centrale (SNC) Interneuroni: integrano i dati dei neuroni sensoriali e trasmettono segnali appropriati ad altri interneuroni o neuroni motori; Neurone sensoriale Interneuroni Acquisizione sensoriale Integrazione Neuroni motori: inviano i messaggi provenienti dal sistema nervoso centrale agli effettori. Neurone motorio Stimolo motorio

IL SISTEMA NERVOSO Neurone sensoriale Neurone sensoriale Interneuroni (neuroni di collegamento) Recettore (organo di senso) Neurone motorio Effettore (muscolo o ghiandola) Il sistema nervoso riceve e interpreta gli impulsi sensoriali e trasmette quindi i comandi appropriati Muscolo quadricipite Muscoli flessori Midollo spinale Nervo SNP Ganglio SNC Encefalo 1 Recettore 2 Neurone sensoriale Un esempio è rappresentato dal circuito che produce risposte automatiche agli stimoli (riflessi) 3 Motoneurone Interneurone 4

Sistema nervoso centrale Sistema nervoso centrale Encefalo: insieme di strutture nervose poste dentro la scatola cranica Le porzioni più basse,evolutivamente più antiche, controllano le funzioni vitali più basilari (fame, sete, respiro ecc.) Il cervello, posto superiormente, è l’organo più evoluto e controlla le funzioni più raffinate Cervello Corteccia cerebrale Mesencefalo Talamo Ipotalamo Ipofisi Ponte Midollo allungato Cervelletto spinale

Le meningi Gli emisferi, come pure tutto il resto del sistema nervoso centrale (anche il midollo spinale) sono avvolti nelle tre meningi e nel liquor o liquido cefalorachidiano. Dall'esterno verso l'interno la loro disposizione è la seguente: la dura madre: attaccata alla calotta cranica. l' aracnoidea: una membrana porosa intermediain cui si trova il liquor la pia madre: aderente alla superficie cerebrale, trasporta i vasi sanguigni al cervello. Le meningi e il liquor proteggono l’encefalo dagli urti, contiene i vasi sanguigni che alimentano il cervello ed inoltre formano una barriera anche per molte sostanze chimiche (barriera ematoencefalica).

IL CERVELLO È diviso in due emisferi tenuti separati da una profonda piega delle meningi, e presenta quattro aree: i lobi frontale, parietale, occipitale e temporale. I corpi cellulari dei neuroni cerebrali sono localizzati nella materia grigia (corteccia), nella materia bianca passano gli assoni. Il corpo calloso unisce i due emisferi con fibre nervose che permettono l’elaborazione delle informazioni; i gangli basali regolano atti motori e risposte non consce. Negli emisferi cerebrali la materia grigia (che contiene i corpi delle cellule) si trova alla superficie. Nell'interno si trova invece la materia bianca, formata dagli assoni e da cellule connettive. La materia grigia è quindi una sorta di "centro direzionale" in cui si trovano i centri nervosi che presiedono alle varie funzioni e in cui vengono elaborate le risposte agli stimoli esterni o interni.

Gli emisferi Gli emisferi svolgono un’attività complementare. L’emisfero sinistro è specializzato nelle funzioni atte ad articolare il linguaggio e nei procedimenti logici sequenziali, come leggere e scrivere una parola dopo l’altra o risolvere semplici equazioni. Esso è superiore al destro nelle prove razionali e sembra che elabori le informazioni in modo analitico, ossia scomponendole per parti. L’emisfero destro è specializzato nel riconoscimento delle immagini visive complesse e nella rappresentazione mentale di oggetti tridimensionali. Sembra che ad esso siano dovute le attitudini musicali e le capacità intuitive che fanno cogliere la soluzione di un problema prima ancora di riuscire a esprimerla con le parole. Insomma l’emisfero destro elabora le informazioni in modo sintetico, senza scomporle in parti, cioè in modo sincronico.

IL CERVELLO La corteccia cerebrale è un mosaico di regioni specializzate che interagiscono tra loro. Contiene aree diverse alle quali afferiscono le informazioni sensoriali provenienti dal talamo. Gran parte delle informazioni sulle funzioni delle aree cerebrali derivano dalla analisi di malattie, lesioni e interventi chirurgici a regioni specifiche del cervello Lobo frontale Lobo parietale Lobo occipitale Lobo temporale Area di associazione frontale Corteccia motoria Corteccia somatosensoriale somatosensoriale Linguaggio Percezione del gusto Percezione delle parole scritte Percezione dell’udito Percezione dell’olfatto uditiva Area di associazione visiva Vista

IL CERVELLO Con l’evoluzione il volume dell’encefalo è cresciuto, con lo sviluppo delle porzioni superiori (anteriori) Il cervello è costituito dagli emisferi cerebrali destro e sinistro, ognuno dei quali controlla l’attività della parte opposta del corpo. La corteccia presenta numerose circonvoluzione che ne aumentano la superficie Essa è la sede della materia grigia, formata dai corpi cellulari dei neuroni La parte sottostante del cervello è invece formata da materia bianca, costituita da dendriti ed assoni mielinizzati

La corteccia sensoriale e motoria Il cervello funziona in maniera modulare ed è asimmetrico. La «mappa» della corteccia indica aree circoscritte adibite alle diverse percezioni. La corteccia somatica sensoriale gestisce le sensazioni, quella motoria controlla i movimenti.

La corteccia sensoriale e motoria La sede della sensibilità cosciente e dei movimenti volontari è la corteccia cerebrale. Corteccia motoria Corteccia sensoriale La figura rappresenta il cosiddetto “omuncolo sensoriale e motorio”: si tratta di un’immagine distorta del corpo umano, ricostruita in proporzione alla ricchezza di innervazione sensoriale e motoria sulla corteccia cerebrale.

La corteccia sensoriale e motoria Cerchiamo di spiegare meglio questa asimmetria con alcuni esempi. Tenendo conto che ogni emisfero riceve informazioni essenzialmente dalla metà opposta del corpo: Nelle persone che usano per scrivere la mano destra i centri del linguaggio si trovano sull’emisfero sinistro; nei mancini nell’emisfero destro. Analogamente, chi parla usando l’emisfero sinistro, gesticola molto di più con la mano destra. questa asimmetria si riscontra anche nell’orecchio destro che, nei destrimani, è più «abile» del sinistro nel percepire i suoni della voce umana. Eppure tutte e due le orecchie hanno la stessa capacità uditiva riguardo agli altri suoni. L’emisfero destro invece funziona meglio del sinistro nell’analizzare la profondità di campo delle immagini, in altre parole ce le fa percepire in rilievo; in assenza di questa funzione le immagini risulterebbero «piatte» come in una fotografia.

IL CERVELLO I due emisferi sono collegati mediante il corpo calloso attraverso il quale passano le informazioni reciproche tra le due metà del corpo. All'interno del cervello vi sono poi delle cavità contenenti il liquor chiamate ventricoli. Questi comunicano con lo spazio subaracnoidale in un punto appena sotto il cervelletto. L'attività elettrica del cervello può essere registrata attraverso l‘ ''elettroencefalogramma (EEG), che registra le correnti elettriche sulla superficie cerebrale esattamente come l' ECG per il cuore. Trattandosi di correnti molto più deboli l'apparecchiatura é molto più complessa.

IL SISTEMA LIMBICO Nelle regioni più profonde del cervello c’è il sistema limbico, il quale è costituito da uno strato di materia cerebrale che aggira il corpo calloso e da alcune strutture che circondano il talamo. La paura, l’aggressività, l’euforia, la depressione e l’angoscia hanno la loro sede nel sistema limbico e in alcune regioni dell’ipotalamo. Qui giungono le sensazioni di dolore fisico alle quali viene associata una componente emotiva. L’eccitazione di alcuni centri provoca gli stimoli della fame o della sazietà, del sonno o della veglia, del caldo e del freddo. Sono essi che regolano sia il sonno lento (quando rallentano i battiti cardiaci e la respirazione) che la temperatura corprea. Comprende anche l’ippocampo, coinvolto nell’apprendimento e l’amigdala centro emozionale della mente umana. La memoria a lungo termine è collegata a emozioni intense, mentre quella a breve termine potrebbe non coinvolgere l’amigdala.

IL TALAMO Al di sotto del corpo calloso c’è il talamo, che è un nucleo di materia grigia a forma ovoidale, Il talamo riceve le sensazioni casuali e disordinate che provengono incessantemente dalle orecchie, dagli occhi e dal tatto, e le armonizza tra loro prima di inviarle alla corteccia. Se paragonassimo la corteccia cerebrale al direttore di un’azienda, allora il talamo equivarrebbe a una segretaria che smista telefonate, lettere e messaggi casuali e li trasforma in un insieme coerente di informazioni prima di comunicargliele. Solo così il direttore potrà utilizzarle per decidere e inviare comandi.

IL CERVELLETTO E' posto sotto al lobo occipitale degli emisferi. Anch’esso è diviso in due emisferi e presenta una struttura a giri molto più stretti che gli emisferi. La materia grigia si trova pure sulla superficie. E' in comunicazione con il midollo allungato e il resto del cervello attraverso la struttura del ponte. Il cervelletto ha la funzione soprattutto del coordinamento dei movimenti, cioè coordina l’attività dei muscoli e in particolare di quelli antagonisti, confronta istante per istante ciò che è stato ordinato dal cervello con ciò che viene realmente eseguito. Attraverso questo confronto, il cervelletto corregge istante per istante, e senza che noi ce ne rendiamo conto, le più piccole deviazioni del movimento che si discostano da quanto avevamo deciso di compiere. Un tipico disturbo del cervelletto è quello dato dall'alcool, per cui l'ubriaco non riesce a mettere la chiave nel buco della serratura.... o stenta a stare in piedi.

MIDOLLO ALLUNGATO E' la parte più vecchia del cervello, presente anche negli animali più primitivi. A differenza del cervello e del cervelletto, il bulbo o midollo allungato ha la materia grigia all’interno e la materia bianca all’esterno (come avviene anche nel midollo spinale). La sua funzione è quella di stabilire il collegamento tra il cervello e il cervelletto da un lato, e il midollo spinale dall’altro. Il collegamento è incrociato, ossia l’emisfero sinistro è collegato con la parte destra del midollo e quindi con la parte destra del corpo; l’emisfero destro è invece collegato con la parte sinistra. In esso risiedono i centri vitali che regolano la respirazione, la pressione sanguigna, registrano la concentrazione di O2 e CO2 nel sangue, regolano lo stato di veglia. Inoltre contiene i nuclei di comando dei nervi cranici.

Il sistema nervoso centrale Il sistema nervoso centrale (midollo spinale ed encefalo), è protetto da un’armatura ossea e dalle meningi. Il liquido cerebrospinale circola tra le meningi, nei ventricoli e al centro del midollo spinale. Dal midollo si diramano i nervi spinali che si inseriscono tra le vertebre. Naturalmente, oltre ai nervi collegati al midollo ci sono anche I nervi cranici direttamente collegati al cervello, come il nervo trigemino, che innerva la faccia e I denti, e i nervi ottici.

Midollo Spinale Midollo spinale: cordone di tessuto nervoso che corre lungo la porzione posteriore della colonna vertebrale Elabora le semplici risposte stereotipate degli archi riflessi Sostanza bianca Sostanza grigia Ganglio Nervi spinali Assieme ai nervi spinali connette gli arti e gli organi del busto all’encefalo

MIDOLLO SPINALE Il midollo spinale è la continuazione del midollo allungato e rappresenta il centro più primitivo di riflessi e di comando del sistema nervoso, sia periferico che autonomo. Ha un diametro di ca. 1 cm. e una lunghezza di 40-50 cm secondo l'altezza del corpo. Esso si trova alloggiato nel canale cerebro-spinale che è formato dalle vertebre sovrapposte. In corrispondenza di ogni separazione che c’è tra vertebre successive, ha origine dal midollo una coppia di nervi. Il canale spinale viene funzionato all'altezza delle vertebre lombari per prelevare il liquor e analizzarlo in caso di varie malattie che coinvolgono il sistema nervoso (meningiti, encefaliti, colpi apoplettici emorragici ed altro) o per introdurre nel canale spinale mezzi di contrasto o anestetici.

MIDOLLO SPINALE Il midollo spinale vero e proprio finisce (nell'adulto) all'altezza della 1-2 vertebra lombare, mentre il sacco durale continua fino alla 2-3 vertebra sacrale. Per questo motivo è possibile entrare con un ago tra 2-3 vertebra lombare senza danneggiare il midollo stesso. In genere, per sicurezza la iniezione lombare si fa tra 4-5 vertebra lombare. Dal midollo spinale escono i nervi spinali, un paio per ogni vertebra (8 paia cervicali, 12 toraciche, 5 sacrali e 1-2 coccigei).

MIDOLLO SPINALE La struttura interna è caratterizzata dalla disposizione ad H della sostanza grigia all'interno, mentre quella bianca è all'esterno. Si hanno quindi i centri nervosi nella H grigia, mentre all'esterno la materia bianca è fatta di assoni che corrono longitudinalmente lungo il midollo spinale, trasmettendo gli stimoli da e verso il cervello. La H di materia grigia è composta da due corni anteriori, in cui risiedono i centri motori e da cui partono le radici anteriori dei nervi spinali (le radici anteriori sono quindi interamente motorie), e da due corni posteriori, in cui risiedono i centri sensibili e a cui arrivano le radici posteriori dei nervi spinali, essenzialmente sensibili. Sulle radici posteriori si trovano i gangli spinali in cui si trovano i corpi cellulari da cui si dipartono gli assoni dei nervi sensibili. Il midollo spinale svolge quindi un compito di stazione intermedia per gli stimoli che vengono da o salgono verso il cervello o il midollo allungato. La componente sensitiva e quella motoria si uniscono a valle dei gangli, per cui i nervi spinali sono complessivamente nervi misti.

Una centrale di comunicazione: il midollo spinale I riflessi coinvolgono un neurone sensoriale e uno motorio, interconnessi tramite un neurone associativo. La coordinazione è il ruolo principale del sistema nervoso centrale.

I riflessi Gran parte dell’attività involontaria del sistema nervoso è portata avanti dai riflessi, di cui esistono varie tipologie Arco riflesso: sono coinvolti due soli neuroni, uno sensoriale e l’altro motorio, che fanno sinapsi nel midollo spinale, senza coinvolgere i centri dell’encefalo. (riflesso patellare, riflesso di stiramento, riflessi della pupilla, starnuto, tosse ecc.). Possono essere monosinaptici, quando è coinvolta una sola sinapsi, oppure si parla di archi composti, in quanto vengono coinvolti gli interneuroni. Riflesso istintivo: più complicato del precedente, sono coinvolti anche i centri dell’encefalo. Esempio il ritirare la mano sfiorando qualcosa di caldo: il neurone sensoriale nel midollo fa sinapsi anche con un neurone di collegamento, che invia lo stimolo doloroso fino all’encefalo. In questi casi la risposta non è stereotipata, perché si può anche non ritirare la mano…. I riflessi istintivi sono quelli già predisposti nel “piano costruttivo” dell’organismo e non hanno bisogno dell’esperienza per manifestarsi.

Sistema nervoso periferico L’insieme dei neuroni sensoriali, che trasportano le informazioni verso il SNC, formano il sistema nervoso periferico sensoriale L’insieme dei neuroni motori, che trasportano le informazioni del SNC verso gli effettori, formano il sistema nervoso periferico motorio I nervi sono fasci formati da neuroni di ambo i tipi

Sistema nervoso periferico Il sistema nervoso periferico funziona grazie a due tipi di neuroni: sensoriali e motori, che comunicano con gli organi effettori. I nervi portano gli impulsi dal e al sistema nervoso centrale. La divisione motoria del sistema nervoso periferico si distingue in sistemi somatico e autonomo.

Sistema nervoso periferico o sistema neurovegetativo Il sistema nervoso autonomo regola l’ambiente interno, controllando la muscolatura liscia, il miocardio e gli organi dei sistemi digerente, cardiovascolare, escretore ed endocrino. Questo controllo è generalmente di tipo involontario. Il sistema nervoso somatico trasporta i segnali da e verso i muscoli scheletrici, principalmente in risposta a stimoli esterni. Viene detto volontario perché gran parte delle sue azioni è sotto il controllo della volontà. Sistema somatico (volontario) Sistema autonomo (involontario) o sistema neurovegetativo Sistema simpatico Sistema parasimpatico Sistema enterico

Sistema nervoso autonomo sistema simpatico prepara il corpo alle attività che consumano energia ed interviene nelle risposte tipo “combattimento o fuga” sistema parasimpatico controlla le funzioni ordinarie dell’organismo ed induce le attività legate all’acquisizione e alla conservazione dell’energia. sistema enterico Il sistema enterico è formato da neuroni organizzati in una rete che innerva il tubo digerente, il pancreas e la cistifellea. Controlla i movimenti peristaltici e la secrezione di enzimi collegati alla digestione.

Reazioni del sistema nervoso Movimento volontario Movimento riflesso Dove Sistema nervoso centrale e muscoli o organi Sistema nervoso periferico, organi sensoriali e muscoli Procedimento Si parte da uno stimolo alla base del cervello, procede lungo il midollo spinale ed arriva ai muscoli o organi interessati Un avvenimento improvviso fa partire uno stimolo da una terminazione nervosa o da un organo sensitivo (sede di un senso) passa lungo il sistema nervoso periferico fino ad arrivare al sistema nervoso centrale; da lì l’informazione viene immediatamente rinviata ai muscoli in grado di evitare quell’avvenimento. Esempio Se vuoi alzare una gamba il tuo cervello invia un impulso con questa informazione, ed arriva ai muscoli della gamba. Se ti pungi con una spina la tua prima reazione è di spostare la mano, senza che ci sia un impulso che parte dal cervello.