IL CERVELLO E LE SUE FUNZIONI

Presentazione sul tema: "IL CERVELLO E LE SUE FUNZIONI"— Transcript della presentazione:

1 IL CERVELLO E LE SUE FUNZIONI
Forum Amico Corso di Informazione - Formazione “I Disturbi Psichici dell’uomo” Asti - Gennaio 2019 IL CERVELLO E LE SUE FUNZIONI Dott. Ernesto Viarengo

2 ANATOMIA, ISTOLOGIA E FISIOLOGIA DEL SISTEMA NERVOSO

3 ENCEFALO Encefalo: parte superiore del sistema nervoso centrale, rivestito di tre membrane denominate meningi; di forma ovoide, convesso nella parte dorsale ed appiattito in quella ventrale; composto da cervello, tronco cerebrale e cervelletto. Neuroni: circa 100 miliardi, ciascuno connesso ad altri 1000; costituiscono una “rete” che consente l’immagazinamento e l’utilizzo delle informazioni provenienti dal corpo e dall’esterno. Altre cellule cerebrali: circa 1000 miliardi, nutrono e modulano il funzionamento dei neuroni. Peso medio encefalo dei maschi 1320 gr., delle femmine 1167gr. Diametro antero-posteriore medio mm. 162. Diametro latero-laterale medio mm. 131.

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9 FUNZIONI DELLA CORTECCIA CEREBRALE
PERSONALITA’ ATTIVITÀ MOTORIA INFORMAZIONE SENSITIVA FUNZIONI DELLA CORTECCIA CEREBRALE UDITO GUSTO OLFATTO VISTA

10 CORTECCIA MOTORIA E SENSITIVA
Territori corticali motori (davanti alla scissura centrale) e sensitivi (dietro la scissura centrale)

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13 ENCEFALO sezione sagittale mediana

14 L'IMAGING DEL CERVELLO la tomografia computerizzata (TC), che ricostruisce l'anatomia del cervello grazie a una tecnica di elaborazione al computer delle immagini ottenute come radiografie. Si sfrutta in altre parole il grado di attenuazione che i vari tessuti producono su una sequenza di raggi X che investe il cranio. la risonanza magnetica nucleare (NMR), che è basata sull'interazione tra un campo magnetico applicato dall'esterno e i protoni che costituiscono gli atomi dei tessuti cerebrali.

15 L'IMAGING DEL CERVELLO Molto utilizzata nelle neuroscienze è la risonanza magnetica funzionale (fMRI) che grazie alla risonanza magnetica riesce a visualizzare, anche in 3D e in movimento, le aree cerebrali che subiscono una variazione nel flusso di sangue in concomitanza con azioni e pensieri del soggetto o in risposta a stimoli procurati dallo sperimentatore. La regione interessata dall'aumento di flusso sanguigno è quella attivata in quel momento: in questo modo è possibile determinare le regioni che sovrintendono al linguaggio, alla percezione sensoriale o alle emozioni. La tomografia a emissione di positroni (PET), che rivela il metabolismo del glucosio. E' utile soprattutto per individuare la presenza di cellule tumorali, dal momento che queste hanno un metabolismo alterato.

16 RMN SAGITTALE ASSIALE CORONALE

17 PET

18 (tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli )
SPECT (tomografia computerizzata a emissione di fotoni singoli ) Si basa sulla misura del flusso di sangue nelle diverse aree cerebrali mediante gamma camera. In caso di malattia che porti a sofferenza o morte delle cellule nervose il flusso si riduce, e la SPECT è in grado di evidenziare tale riduzione.  La SPECT, per l’ampia disponibilità e il costo limitato, rappresenta un’indagine più accessibile e con una accuratezza diagnostica comparabile alla PET. La SPECT offre notevoli vantaggi quali: • innocuità del metodo, che consiste in una semplice iniezione endovenosa • facilità e rapidità di esecuzione ambulatoriale • agevole ripetibilità e riproducibilità delle immagini ottenute • affidabilità dei risultati • mancanza di effetti farmacologici ed emodinamici del materiale iniettato • irradiazione trascurabile per il paziente.

19 La Neuro SPECT o SPECT cerebrale viene eseguita mediante somministrazione per via endovenosa di un radioisotopo in grado di superare la barriera emato-encefalica, in modo da ottenere dall'eventuale alterazione una immagine nitida, da cui sono state eliminate le informazioni provenienti dai piani sovra e sottostanti. Nello studio della demenza trova la SPECT un importante strumento di diagnosi. Essa permette la distinzione fra i vari tipi di demenza I pazienti con morbo di Alzheimer sottoposti a SPECT mostrano un quadro dove si evidenzia un ipoafflusso bilaterale dei lobi parietale e temporale in fase iniziale e man mano che la malattia progredisce si ha ipoperfusione anche del lobo frontale. La SPECT con amine marcate, secondo Sharp e coli., ha dimostrato che in 14 pazienti portatori di Alzheimer esaminati, tutti mostravano una zona di ipoperfusione bilaterale in sede temporale parieto-occipitale, mentre il 64% forniva un esito nella norma alla RMN Nelle demenze secondarie ad infarti cerebrali si osservano frequentemente delle aree ipoperfuse asimmetriche irregolari multiple. In quei pazienti colpiti da AIDS in cui sono evidenti i segni di demenza si osserva una riduzione di flusso temporo-parietale non documentata dalla TAC e dalla RMN che invece forniscono risultati nell'ambito della norma.

20 PiB-PET; FLORBETAPIR PET
Una nuova tecnica nota come PiB (Pittsburgh Compound-B) PET è stata sviluppata per visualizzare direttamente e chiaramente immagini di depositi di beta-amiloide in vivo, utilizzando un radiotracciante che si lega selettivamente ai depositi A-beta. Studi recenti suggeriscono che la PiB-PET è precisa all'86% nel predire quali persone, già affette da decadimento cognitivo lieve, svilupperanno la malattia di Alzheimer entro due anni, e al 92% in grado di escludere la probabilità di sviluppare il morbo di Alzheimer. Un radiofarmaco per PET, chiamato florbetapir, come il PiB, si lega alla beta-amiloide, ma grazie all'uso del fluoro-18 ha una emivita di 110 minuti, in rapporto al tempo di dimezzamento radioattivo PiB che è di 20 minuti. La maggior durata permette di accumulare maggior tracciante nel cervello di persone con malattia di Alzheimer, in particolare nelle regioni note per essere associate a depositi di beta-amiloide.

21 PiB PET

22 Il sistema nervoso vegetativo ed i suoi rapporti col S.N.C.
Midollo spinale Ghiandole salivari Il sistema nervoso vegetativo ed i suoi rapporti col S.N.C. Stomaco

23                                                                              IL MIDOLLO SPINALE (sezione trasversa)

24                                                                                     Alfa-motoneurone e collegamento midollo spinale - muscolo

25 LA CELLULA AL MICROSCOPIO ELETTRONICO
CITOPLASMA LA CELLULA AL MICROSCOPIO ELETTRONICO NUCLEO

26 Direzione dell’impulso
IL NEURONE Nucleo Direzione dell’impulso

27 SINAPSI

28 LA SINAPSI

29 Neurotrasmettitori a piccola molecola Amino Acidi neurotrasmettitori
Acetilcolina (ACh) Dopamina (DA) Noradrenalina (NE) Serotonina (5-HT) Istamina Amino Acidi neurotrasmettitori Acido Gamma-amminobutirrico (GABA) Glicina Glutammato Aspartato Più decine di peptidi neuroattivi Ogni neurone può funzionare con più neurotrasmettitori

30 LA MEMBRANA RECETTRICE
Recettore La sinapsi: 100 miliardi di neuroni si connettono tra loro con oltre 100mila miliardi di sinapsi. Neurotrasmissione di volume o per diffusione, per via non sinaptica. L’”allenamento mentale” provoca modificazioni strutturali progressive (plasticità) a livello sinaptico, facilitando la neurotrasmissione in tale sede. Segnali rapidi e segnali lenti (neuromodulatori). Eventi presinaptici, sinaptici e postsinaptici. Conversazione tra genoma presinaptico e genoma postsinaptico. La neurotrasmissione chimica attiva i geni appropriati della cellula postsinaptica con vari tipi di modificazioni: costruzione, rafforzamento o distruzione delle sinapsi; stimolo dei neuroni allo sprouting collaterale; sintesi di varie proteine, enzimi e recettori che regolano la neurotrasmissione nella cellula bersaglio. I geni modificano il comportamento ed il comportamento (compresa la psicoterapia) modifica i geni. Dozzine di fattori neurotrofici (prodotti anche dalla glia) regolano la sopravvivenza dei neuroni. Stahl S. M. Psicofarmacologia Essenziale, 2002

31 100 miliardi di neuroni si connettono tra loro con oltre 100mila miliardi di sinapsi che comunicano mediante segnali rapidi o lenti (neuromodulatori), che generano una sorta di “conversazione” realizzata mediante eventi presinaptici, sinaptici e postsinaptici. Le più diverse afferenze ambientali, compresa la psicoterapia, possono avere effetto sul genoma, sullo sprouting e sulla struttura cerebrale stessa.

32 CERVELLO CABLATO

33 Estensione del sistema limbico e della corteccia in diverse specie animali

34 Il potenziale a riposo e d’azione

35 Frequenze ed ampiezze delle diverse onde cerebrali

36 ELETTOENCEFALO- GRAMMA (EEG)
L’elettroencefa

37 Aprile 2013 – Le Scienze

38 TEST NUCLEARI E NEUROGENESI
I test nucleari realizzati durante la guerra fredda hanno lasciato tracce di carbonio C-14 nel cervello degli abitanti dei paesi coinvolti. I risultati di una ricerca del Karolinska Institut di Stoccolma, pubblicati su “Cell” nell’agosto 2013 provano che il cervello umano (in particolare l’ippocampo) genera cellule cerebrali nuove durante tutta la vita. Il C-14 lanciato nell’atmosfera negli anni sessanta in occasione di test nucleari, attraverso la catena alimentare, è entrato nel cervello umano. Il decadimento del carbonio nell’atmosfera e nei neuroni è uguale; quindi confrontando il livello di C-14 di un neurone con i livelli registrati nell’arco del tempo nell’atmosfera, si può identificare la data di nascita della cellula. Studiando il cervello di 55 persone morte in età compresa tra i 19 ed i 92 anni per mezzo della spettrografia di massa, è stato possibile constatare che nell’area dell’ippocampo le cellule risultavano sempre molto recenti, dimostrandosi in tal modo la loro continua rigenerazione. Michele Catanzaro- “Le Scienze” – Agosto 2013

39 INTESTINO, IL NOSTRO SECONDO CERVELLO
L’intestino è strettamente connesso con il cervello. Una ricerca condotta presso l’Università canadese di Calgary e pubblicata su Nature Reviews Gastroenterology and Hepatologyh ha permesso di osservare che l’infusione di acidi grassi direttamente all’interno dello stomaco produce un immediato e netto miglioramento dell’umore, oltre che aumentare l’attività delle aree cerebrali deputate all’elaborazione delle emozioni. Una ricerca tedesca ha scoperto che, attraverso le catecolamine, lo stress modifica l’equilibrio della flora batterica intestinale, così come è vero il contrario, e cioè che i batteri intestinali influenzano lo stato di stress e soprattutto la risposta dell’intestino allo stress (modificando motilità e sensibilità dei visceri). Ciò dimostra che la flora batterica, il sistema immunitario e quello nervoso sono collegati e non solo influenzano la risposta allo stress e ne vengono influenzati ma possono anche giocare un ruolo chiave nello sviluppo di problemi intestinali. Non a caso nell’intero apparato gastrointestinale si trovano milioni di neuroni che sono in stretta comunicazione con le cellule del sistema immunitario, ma anche con quelle del sistema nervoso centrale e con le strutture intestinali.

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42 Il “cervello” di Michelangelo (Cappella Sistina)
Il dito di Dio che tocca quello di Adamo può simboleggiare il dono del cervello autocosciente L’immagine di Dio, circondato e avviluppato dai sinuosi intrecci degli angeli, contenuti nella vela gonfia del manto, può essere interpretata come una rappresentazione del cervello dell’uomo stesso, con le sue circonvoluzioni (vera “figura nascosta”). Sono ben visibili il contorno della volta del cervello e della base; l'arco del braccio sinistro di Dio delinea il giro del cingolo (corpo calloso); il panneggiamento verde alla base descrive il corso dell'arteria vertebrale; la schiena dell'angelo che sorregge Iddio corrisponde al ponte di Varolio, mentre le sue gambe si prolungano a costituire il midollo allungato ed il midollo spinale.

43 PSICHIATRIA E NEUROSCIENZE

44 PSICHIATRIA, PSICOTERAPIE E NEUROSCIENZE
Fondamentale la figura di E.R. Kandel (di famiglia ebraica, nato a Vienna nel 1929), primo psichiatra americano e secondo nel mondo ad aver vinto il Nobel per la Medicina (nel 2000). Ha fornito la prima prova diretta che l’apprendimento modifica l’efficacia di specifiche sinapsi e che la memoria dipende dal persistere di queste modificazioni. Ha fondato una nuova scienza della mente, fondata sulle basi empiriche rigorose della biologia molecolare ma anche sui concetti umanistici della psicoanalisi. Sostiene che tutti i processi mentali, dal più banale al più elevato, scaturiscono dal cervello e che tutti i disturbi mentali, indipendentemente dalla sintomatologia, vanno associati a specifiche alterazioni a livello cerebrale. Prevede che sarà in futuro possibile incorporare molti aspetti delle teorie psicologiche nella biologia della mente, creando una prospettiva unificata che spazi dalla mente alle molecole, che sia di ispirazione agli psichiatri e contribuisca a migliorare le terapie offerte ai pazienti.

45 PSICHIATRIA, PSICOTERAPIE E NEUROSCIENZE
Nella misura in cui la psicoterapia consegue risultati vi riesce agendo sulle funzioni e sulle strutture cerebrali (tramite modificazioni dell’espressione genica), proprio grazie alla capacità delle parole di indurre trasformazioni nel cervello; in questo senso l’approccio biologico e quello psicologico sono strettamente connessi La psicoterapia e la terapia farmacologica possono infatti indurre alterazioni simili a livello cerebrale, con interventi di potenziamento interattivo e sinergico, non solo additivo Modificazioni neurologiche strutturali a seguito di apprendimento sono state dimostrate persino in lumache di mare. Molti problemi psichici sono costituiti da cattivi comportamenti appresi, la psicoterapia è una forma di apprendimento correttivo; in entrambi i casi si verificano modificazioni strutturali più o meno permanenti a livello cerebrale Viene in tal modo superata la dicotomia tra disturbi psichici organici e funzionali; anche nei disturbi nevrotici si ha infatti una predisposizione genetico-strutturale, unitamente a conseguenze di ordine biologico.

46 PSICHIATRIA, PSICOTERAPIE E NEUROSCIENZE
Già oggi sono disponibili alcune prove cliniche dei cambiamenti indotti dalla terapia nei circuiti cerebrali; in particolare, riguardo alla terapia comportamentale, si sono rilevate modificazioni del metabolismo cerebrale del glucosio dopo trattamento efficace dei disturbi ossessivo-compulsivi. Correlati biologici rilevabili, con la brain-imaging ed altri strumenti, si hanno anche per la depressione, in caso di patologia presente ed in caso di miglioramento da psicofarmaci o da psicoterapia (recentissimi i lavori sulla possibilità di prevedere l’efficacia di un trattamento psicofarmacologico antidepressivo mediante l’uso di EEG computerizzato o tecniche di neuroimaging) Interessanti anche studi preliminari, effettuati mediante RMN, sulle dimensioni dell’ippocampo prima e dopo trattamento con EMDR (desensibilizzazione e rielaborazione attraverso i movimenti oculari) e CCT (Univ. Siena).

47 Eric R. Kandel Psichiatria, psicoanalisi e nuova biologia della mente - Cortina 2007 The N.Y. Times, September 6, 2013 La mente alterata - Cortina 2018