Anatomia del Sistema Nervoso

Struttura del Sistema Nervoso

• Il cervello e il midollo spinale compongono il Sistema Nervoso Centrale (SNC).
• Il SNC è protetto da strutture ossee come la scatola cranica (per il cervello) e la colonna vertebrale (per il midollo spinale).
• I nervi cranici, i nervi spinali e i gangli periferici costituiscono il Sistema Nervoso Periferico (SNP).
• Il cervello, organo protetto del corpo, è composto da neuroni, glia e altre cellule di sostegno.
• Il cervello galleggia nel liquor cerebrospinale ed è protetto dalla barriera ematoencefalica.

Direzioni nel Sistema Nervoso

• Le direzioni sono descritte in relazione al nevrasse, una linea immaginaria attraverso il midollo spinale fino al polo frontale del cervello.
• Anteriore/rostrale significa "verso il becco", vicino alla testa.
• Posteriore/caudale significa "verso la coda", vicino ai piedi.
• Dorsale si riferisce a "verso il dorso," perpendicolare al nevrasse verso il dorso.
• Ventrale indica “verso il ventre", perpendicolare al nevrasse verso il ventre.
• Laterale significa verso il lato del corpo, lontano dalla zona mediale.
• Mediale si riferisce a verso la metà del corpo, lontano dalla parte laterale.
• Ipsilaterale indica strutture dello stesso lato del corpo.
• Controlaterale si riferisce a strutture sul lato opposto del corpo.

Sezioni del Sistema Nervoso

• Trasversale (o coronale/frontale): il cervello viene tagliato nella parte anteriore e posteriore
• Orizzontale: il cervello viene tagliato nella parte superiore e inferiore
• Sagittale: il cervello viene tagliato al centro tra le parti destra e sinistra

Meningi e Spazio Subaracnoideo

• Il sistema nervoso è ricoperto da tessuto connettivo chiamato meningi.
• Le meningi sono tre strati:
  • Dura madre: lo strato esterno, spesso e resistente
  • Membrana aracnoidea: lo strato intermedio, soffice e spugnoso (assente nel SNP)
  • Pia madre: aderente al cervello e al midollo spinale, contiene piccoli vasi sanguigni superficiali
• Lo spazio subaracnoideo, tra la pia madre e la membrana aracnoidea, contiene il liquor cerebrospinale (LCS).

Ventricoli e Liquor Cerebrospinale (LCS)

• Il cervello contiene ventricoli interconnessi, che contengono il LCS.
  • Ventricoli laterali: le cavità più grandi, nel telencefalo.
  • Terzo ventricolo: nel diencefalo.
  • Quarto ventricolo: tra il cervelletto e il ponte.
• Il LCS, simile al plasma sanguigno, è prodotto dal plesso coroideo nei ventricoli laterali.
• La secrezione è attiva, contro gradiente, richiedendo energia.

Sistema Ventricolare e Produzione del LCS

• Dai ventricoli laterali, il LCS defluisce al terzo ventricolo.
• L'acquedotto cerebrale connette il terzo e quarto ventricolo.
• Il LCS fuoriesce dal quarto ventricolo, circonda il cervello nello spazio subaracnoideo,quindi viene riassorbito nel sangue attraverso le granulazioni aracnoidee.
• Il LCS mantiene l'ambiente costante per neuroni e glia, stabilizza la pressione endocranica e protegge l'encefalo da traumi.
• Funge inoltre da veicolo per neurotrasmettitori e ormoni.
• Idrocefalo: eccesso di liquido nel cervello

Sviluppo del Sistema Nervoso Centrale

• La neurulazione è il processo morfogenetico di formazione del tubo neurale.
• Si forma una piega che si richiude su sé stessa.
• Dal 28° giorno, il tubo neurale si differenzia in tre vescicole: prosencefalo, mesencefalo e romboencefalo.
• Le vescicole formano i ventricoli e le tre parti principali del cervello.
  • Prosencefalo: forma telencefalo e diencefalo
  • Mesencefalo: forma l'acquedotto cerebrale
  • Romboencefalo: forma metencefalo e mielencefalo
• All'interno del tubo neurale risiedono cellule progenitrici che danno origine alle altre cellule nervose.
• Le cellule progenitrici si spostano dalla zona ventricolare (ZV) alla zona sottoventricolare (ZSV).
• La divisione cellulare può essere simmetrica (aumenta le dimensioni delle zone) o asimmetrica (produce una cellula progenitrice e un neurone).
• I primi neuroni prodotti sono la glia radiale, che guidano la migrazione degli altri neuroni verso l'esterno.
• La migrazione neuronale va dal centro alla periferia.
• L'apoptosi avviene quando le cellule progenitrici ricevono un segnale chimico che causa la loro morte.

Sviluppo Cerebrale Postnatale

• Il cervello continua a svilupparsi dopo la nascita per almeno due decenni, influenzato dall'esperienza.
• La neurogenesi si verifica nell'ippocampo (apprendimento) e nel bulbo olfattivo (percezione degli odori).

Divisioni del Cervello: Prosencefalo, Telencefalo e Diencefalo

• Prosencefalo: comprende telencefalo e diencefalo.
• Telencefalo: comprende gli emisferi cerebrali (corteccia cerebrale, sistema limbico e gangli della base).
• Diencefalo: comprende talamo e ipotalamo.

Corteccia Cerebrale

• La corteccia cerebrale (materia grigia) circonda gli emisferi ed è ripiegata in circonvoluzioni per aumentare la superficie.
• Le circonvoluzioni sono solchi (pieghe piccole), scissure (pieghe profonde) e giri (rilievi tra solchi e scissure adiacenti).
• Sotto la corteccia si trova la sostanza bianca (assoni mielinizzati).
• Funzioni delle aree della corteccia cerebrale vengono definite in base alla localizzazione topologica o alla scansione temporale.

Aree Sensoriali, Motorie e Associative

• Aree sensoriali:
  • Corteccia visiva primaria: riceve informazioni visive (retinotopica)
  • Corteccia uditiva primaria: riceve informazioni uditive (tonotopica)
  • Corteccia somatosensitiva primaria: riceve informazioni della sensibilità somatica; la porzione insulare riceve informazioni sul gusto.
• Corteccia motoria primaria: controlla i movimenti (in senso controlaterale). Le diverse parti della corteccia motoria primaria inviano ed ricevono segnali ai muscoli delle differenti parti del corpo nel senso controlaterale.
• Aree associative: coinvolte in processi di percezione, apprendimento, memoria, pianificazione e azione.
  • Regione anteriore: coinvolta nelle attività correlate con i movimenti.
  • Parte posteriore: coinvolta nella percezione e nell'apprendimento.

Suddivisioni della Corteccia Associativa e Specializzazione Emisferica

• Corteccia associativa sensoriale: realizza, percepisce e immagazzina ricordi.
  • Aree unimodali: ricevono informazioni da un unico sistema sensoriale.
  • Aree polimodali: ricevono informazioni da più sistemi sensoriali per integrarle.
• Lesioni alla corteccia associativa sensoriale causano deficit specifici (ad es., difficoltà a riconoscere oggetti).
• Corteccia associativa motoria (o premotoria): controlla la corteccia motoria primaria e il comportamento.
• Corteccia prefrontale: coinvolta nella formulazione di piani e strategie motorie.

Lobi Cerebrali e Lateralizzazione delle Funzioni

• La scissura di Rolando divide la parte anteriore da quella posteriore.
• Quattro lobi: frontale, parietale, temporale e occipitale.
• Lateralizzazione delle funzioni: alcune funzioni sono localizzate prevalentemente in un emisfero.
  • Emisfero sinistro: analitico (eventi seriali, controllo del comportamento seriale).
  • Emisfero destro: sintetico (integra elementi isolati per una percezione globale).

Corpo Calloso e Aree della Corteccia Cerebrale

• Corpo calloso: connette le aree corrispondenti della corteccia associativa dei due emisferi per unificare percezioni e ricordi.
• Aree della corteccia cerebrale (sequenza filogenetica):
  • Neocorteccia (più recente): la maggior parte della superficie degli emisferi cerebrali.
  • Corteccia limbica (più antica): al bordo mediale degli emisferi cerebrali (giro del cingolo).

Sistema limbico

• Sistema coinvolto nelle reazioni emotive, nelle risposte comportamentali, nella memoria e nell'olfatto.
• Strutture del sistema limbico:
  • Amigdala: importante nei meccanismi della paura
  • Ippocampo: importante nei processi di apprendimento/memoria
  • Fornice: fascio di assoni che connette l'ippocampo con altre regioni del cervello, inclusi i corpi mammillari
  • Nucleus accumbens: importante nel piacere e motivazione (aggiunta di farmaci e rinforzo naturale)
  • Ipotalamo: controlla l'attività dell'ipofisi e quindi funge da ponte tra sistema nervoso e sistema endocrino

Diencefalo

• Il diencefalo è situato tra il telencefalo e il mesencefalo e circonda il terzo ventricolo. Include il talamo e l'ipotalamo.
• Talamo: riceve la maggior parte degli input neurali e li proietta alla corteccia cerebrale.
• Nuclei talamici:
  • Nucleo genicolato laterale: riceve informazioni dagli occhi e le invia alla corteccia visiva primaria.
  • Nucleo genicolato mediale: riceve informazioni dall'orecchio interno e le invia alla corteccia uditiva primaria.
  • Nucleo ventrolaterale: riceve informazioni dal cervelletto e le proietta alla regione motoria della corteccia.

Ipotalamo

• L'ipotalamo, situato tra il talamo e l'ipofisi, svolge un ruolo nel sistema limbico e come ghiandola endocrina.
• Funziona come collegamento tra il sistema nervoso autonomo e il sistema endocrino.
• L'ipofisi è attaccata all'ipotalamo tramite l'infundibolo.
• L'ipotalamo controlla la maggior parte del sistema endocrino attraverso ormoni.

Mesencefalo

• Il mesencefalo controlla l'acquedotto cerebrale ed è composto da tetto e tegmento.
• Tetto:
  • Collicoli superiori (sistema visivo).
  • Collicoli inferiori (sistema uditivo).
• Tegmento:
  • Formazione reticolare (ritmo sonno-veglia, attenzione, tono muscolare, movimento e riflessi vitali).
  • Sostanza grigia periacqueduttale (PAG): controlla le sequenze di movimento specie-specifiche.
  • Nucleo rosso: riceve afferenze dal cervelletto e dalla corteccia motoria e proietta ai motoneuroni. Substantia nigra: invia proiezioni al nucleo caudato e al putamen (la degenerazione dei neuroni causa il morbo di Parkinson).

Romboencefalo

• Il romboencefalo comprende il metencefalo e il mielencefalo e circonda il quarto ventricolo.

• Metencefalo:

  • Ponte: contiene nuclei importanti per il sonno, arousal e informazioni di trasmissione dalla corteccia cerebrale al cervelletto.
  • Cervelletto: riceve informazioni sensoriali e motorie, le integra e modifica la risposta motoria (coordinamento fine dei movimenti).

• Mielencefalo (bulbo o midollo allungato): contiene nuclei per il controllo delle funzioni vitali (sistema cardiovascolare, respirazione, tono muscolare scheletrico).

Midollo Spinale

• Trasmette informazioni motorie agli organi effettori e informazioni somatosensitive ai centri cerebrali superiori.
• Svolge un ruolo nell'organizzazione dei riflessi.
• Protetto dalla colonna vertebrale (regioni cervicale, toracica, lombare, sacrale e coccigea).
• Cauda equina: massa di radici spinali nella parte inferiore della colonna vertebrale.
• Radici dorsali e ventrali: si uniscono per formare i nervi spinali.
• Sostanza grigia interna, sostanza bianca esterna.

Sistema Nervoso Periferico

• Il cervello e il midollo spinale comunicano con il resto del corpo attraverso i nervi cranici e i nervi spinali.
• Trasmette informazioni sensitive al SNC e messaggi dal SNC ai muscoli e alle ghiandole (sistema nervoso somatico).
• Nervi spinali:
  • Nervi afferenti: trasportano informazioni dalla periferia al SNC.
  • Nervi efferenti: trasportano informazioni dal SNC alla periferia.
  • Nervi misti: svolgono sia il ruolo di nervi afferenti che efferenti.
• Nervi cranici: 12 coppie (funzioni sensoriali e motorie per la testa e il collo).
• Nervo vago: regola le funzioni degli organi della cavità toracica e addominale.

Sistema Nervoso Autonomo (SNA)

• Parte del sistema nervoso periferico, coinvolto nelle funzioni di base dell'organismo assieme al sistema nervoso somatico.
• Controlla la muscolatura liscia, cardiaca e le ghiandole.
• Divisioni del SNA:
  • Divisione simpatica: attività associate al dispendio energetico.
  • Divisione parasimpatica: attività associate all'aumento delle riserve energetiche.