Rappresentazione Somatotopica nel Sistema Nervoso (Fisiologia 72)

Rappresentazione Somatotopica nel Sistema Nervoso

• La rappresentazione somatotopica è l'organizzazione ordinata delle aree del corpo nello spazio all'interno del sistema nervoso. Permette di mappare la sensibilità e il controllo motorio in specifiche regioni cerebrali e spinali.

Rappresentazione Somatotopica Spinale

• Omincolo Spinale: Il midollo spinale presenta una rappresentazione ordinata del corpo, con testa, arti superiori, tronco e arti inferiori disposti in modo ordinato. Questa organizzazione riflette la distribuzione delle fibre afferenti provenienti dalle diverse parti del corpo.

• Dermatomeri: Sono le aree della pelle innervate dalle specifiche radici nervose spinali. Conoscere i dermatomeri è fondamentale per la diagnosi e prognosi di eventuali lesioni spinali.

  • Ad esempio, lesioni a livello lombare possono essere individuate in base all'area di anestesia cutanea lungo la coscia e l'arto inferiore.
    • L1: Radice esterna della coscia.
    • L2: Zona centrale della coscia.
    • L3: Zona mediale della coscia e ginocchio.
    • L4, L5, S1: Malleolo delle caviglie, piede e faccia anteriore della gamba.

Rappresentazione Somatotopica Talamica

• Nuclei Talamici: Il talamo, una struttura cerebrale fondamentale nell'elaborazione sensoriale, contiene specifici nuclei che ricevono informazioni tattili.

  • Nuclei ventrali postero-mediale e postero-laterale.
  • Nucleo centromediano.
  • Parte inferiore del talamo posteriore.

• Organizzazione Somatotopica nel Talamo: Anche nel talamo è presente un'organizzazione somatotopica, con aree dedicate alla mano, al capo, alla zona postero-mediale e all'arto inferiore.

• Stimolazione Talamica e Terapia: La stimolazione elettrica di specifiche aree talamiche può essere utilizzata per trattare disturbi come il morbo di Parkinson e le distonie.

Rappresentazione Somatotopica Corticale

• Corteccia Sensoriale Primaria (S1): Questa area cerebrale è fondamentale per l'elaborazione delle informazioni tattili, presentando una rappresentazione somatotopica del corpo nota come "omuncolo sensoriale".

• Organi Genitali: La rappresentazione corticale degli organi genitali si trova sotto quella del piede.

• Aree Corticali: Diverse aree corticali ricevono informazioni dalla cute e dai muscoli.

  • Aree 3a e 2: Ricevono informazioni dalla cute.
  • Area 3b: Riceve informazioni propriocettive dai muscoli.

• Corteccia Sensoriale Secondaria (S2): Integra informazioni sensoriali e motorie da diverse aree cerebrali.

Interazione Sensomotoria

• L'interazione tra le componenti sensoriali e motorie è fondamentale per il movimento. Alterazioni nelle componenti sensoriali possono causare problemi motori.

Sensibilità Tattile

• Soglia Assoluta: La soglia assoluta per la percezione tattile varia in base alla zona del corpo (es. viso o mani).

• Discriminazione dell'Intensità: La percezione dell'intensità di uno stimolo è lineare, correlata alla risposta fisiologica.

• Discriminazione Spaziale: La capacità di distinguere due stimoli vicini dipende dalla densità dei recettori nella zona del corpo. Polpastrelli e dita hanno una elevata sensibilità, mentre altre zone sono meno sensibili.

• Discriminazione Temporale: Diversità di recettori nel senso tattile, rispondono a frequenze diverse (alta e bassa), determinano la percezione del tempo nel senso tattile.

Neuroni Corticali Complessi e Integrazione Sensoriale-Motoria

• Discriminazione dell'Orientamento: Questi neuroni discriminano l'orientamento degli stimoli nello spazio (ad esempio, la direzione e la pressione di un dito sulla mano).

• Efficacia dello Stimolo: La risposta di questi neuroni varia a seconda dell'orientamento dello stimolo.

• Movimento sulla Cute: Questi neuroni identificano i movimenti sulla cute attraverso l'elaborazione dell'informazione di direzione e pressione.

Integrazione tra Movimento e Attività Cutanea

• Convergenza Sensomotoria: Alcuni neuroni complessi integrano informazioni sensoriali cutanee e motorie.
• Risposta alla Rotazione della Spalla: (esempio di integrazione)

Attività Neuronale e Integrazione Sensoriale

• Studi con fMRI mostrano l'attivazione di diverse aree corticali in risposta a stimoli tattili.

• Convergenza tra Tatto e Vista: Si osserva una convergenza nelle aree corticali per stimoli tattili e visivi, particolarmente in individui ciechi dalla nascita.

Riorganizzazione e Plasticità Corticale

• I neuroni corticali possono modificare la loro organizzazione adattandosi agli stimoli.
• Esperimenti (es. topi, amputazioni), mostrano la capacità di riorganizzazione della corteccia.

Stimolazione Magnetica Transcranica e Plasticità Corticale

• La stimolazione magnetica transcranica (TMS) può interferire con l'elaborazione visiva influenzando la percezione.

Illusioni Tattili e Propriocezione

• L'applicazione di stimoli tattili può creare illusioni (esempio del coniglio).
• La propriocezione indica la capacità di percepire la posizione del proprio corpo nello spazio, e tale percezione è mediata da recettori.

Propriocezione e Deafferentazione

• L'assenza di segnali propriocettivi può causare difficoltà nella mobilità.
• Pazienti con lesioni che impediscono la percezione propriocettiva, possono compensare attraverso la visione.

Recettori della Struttura Muscolare

• Recettori sensoriali, localizzati nei muscoli e nei tendini, offrono informazioni sulla lunghezza, sulla tensione e sulla velocità di contrazione dei muscoli.

Organi Tendinei del Golgi

• Recettori che misurano la forza di contrazione del muscolo.

Fusi Neuromuscolari

• Recettori che misurano la lunghezza e la velocità di variazione della lunghezza del muscolo.
• Strutture all'interno del muscolo, parallele alle fibre contrattili.
• Due tipi di fibre afferenti: fibre 1A e fibre II, con risposte dinamiche e statiche, rispettivamente.

Risposta di Fusi e Organi Tendinei Durante Contrazione/Stiramento Muscolare

• La contrazione e lo stiramento muscolare inducono risposte nei recettori muscolari.
• Le risposte differiscono tra stiramento e contrazione, riflettendo le diverse informazioni fornite dai recettori.

Fibre Afferenti del Nervo Muscolare

• Tipi di fibre nervose che trasmettono informazioni dai recettori ai centri di elaborazione.

Informazioni dal Fuso Neuromuscolare al Cervello

• Il cervello riceve informazioni sulla posizione dei muscoli, la velocità e l'estensione dello stiramento, tramite i fusi neuromuscolari.
• Integrazione con le informazioni dai recettori tendinei del Golgi.

Struttura del Fuso Neuromuscolare