Neuroanatomia - Lezione 51 - 16/04/2021 PDF

Neuroanatomia - Lezione 51 - 16/04/2021 Prof Claudio Celeghini **[CORTECCIA CEREBRALE UMANA]** La corteccia cerebrale umana è un grande mantello grigio formato prevalentemente da neuroni e dai loro dendriti e con la parte terminale o iniziale di fibre assoniche in transito. Essa è organizzata in...

Neuroanatomia - Lezione 51 - 16/04/2021 Prof Claudio Celeghini **[CORTECCIA CEREBRALE UMANA]** La corteccia cerebrale umana è un grande mantello grigio formato prevalentemente da neuroni e dai loro dendriti e con la parte terminale o iniziale di fibre assoniche in transito. Essa è organizzata in **circonvoluzioni** (o giri cerebrali), alternati a dei solchi e delle **scissure** primarie e secondarie, per incrementare la superficie di questa parete del cervello mantenendo accettabili i volumi della cavità cranica. **SPECIALIZZAZIONE ANATOMOFUNZIONALE DEI VARI LOBI** Nella figura 1 è rappresentata la veduta dall'alto degli emisferi telencefalici in cui vi sono quattro scissure primarie: 1. **Scissura centrale:** inizia dal margine superiore circa 1 cm o 1 cm e mezzo dietro al punto di mezzo fra il polo anteriore/frontale e il polo occipitale. Nella profondità di questa scissura centrale e nelle superfici adiacenti si organizzano l'area motrice primaria del lobo frontale e l'area somatosensitiva primaria del lobo parietale, perciò sono aree strettamente correlate.  L'area motrice primaria e l'area somatosensitiva primaria si portano in corrispondenza della superficie mediale degli emisferi. Vi sono due scissure primarie che iniziano con un tronco comune al di sotto dello splenio del corpo calloso per poi dividersi 2. **Solco parietooccipitale** che serve come confine tra il lobo parietale e occipitale 3. **Scissura calcarina** che contiene l'area visiva primaria. Infine, vi è la 4. **Scissura laterale:** inizia con un tronco comune alla superficie inferiore degli emisferi, lateralmente alla sostanza perforata anteriore e successivamente contorna il margine laterale degli emisferi e si divide in tre branche: 1. **Branca anteriore** 2. **Branca ascendente** 3. **Branca posteriore** Fra la branca anteriore e la branca ascendente, soprattutto attorno alla branca ascendente in corrispondenza della porzione frontale inferiore, troviamo lateralizzata generalmente a sinistra l'area **\ **effettrice del linguaggio detta **area di Broca.** Nel pavimento della fessura laterale che fa parte del lobo temporale troviamo l'area uditiva primaria che è circondata dall'**area di Wernicke**, area recettrice del linguaggio.  Esiste un lobo che possiamo evidenziare soltanto divaricando gli opercoli frontale e temporale, ovvero il **lobo** **dell'insula** (visibile in figura 4) che ha varie funzioni, come quella di fungere da corteccia gustativa, infatti riceve afferenze dalla sensibilità viscerale speciale, ma anche dalla sensibilità viscerale generale. **FUNZIONI DEI VARI LOBI** - **Lobo frontale**: è quello che ha maggior sviluppo nella nostra specie rispetto agli altri primati ed è sede di varie funzioni inerenti al movimento. L'area premotoria è l'**area 6 di Brodmann** per quanto riguarda la pianificazione dei movimenti, mentre la corteccia che funge da terminale di questa pianificazione del movimento è l'area motrice primaria, detta anche **area 4 di Brodmann**. Esistono poi i cosiddetti campi oculari frontali o **area 8 di Brodmann** che si trovano nella circonvoluzione frontale media, al davanti della rappresentazione del volto e degli occhi della **circonvoluzione precentrale** che contiene l'area motrice primaria che regola la componente meccanica del movimento (direzione e rapidità). Infine, lateralizzata in genere a sinistra, si trova l'**area di Broca** che si trova in corrispondenza della circonvoluzione frontale inferiore al davanti della rappresentazione della lingua. - **Lobo parietale**: contiene l'homunculus sensitivo nell'**area somatosensistiva primaria**, ovvero la circonvoluzione postcentrale. Questi homucoli sono deputati rispettivamente alla percezione del tatto, alla propriocezione, che è l'homunculus che si trova subito retrostante all'area motrice primaria, e alla percezione del dolore - **Lobo occipitale**: è interamente occupato da aree di natura visiva - **Lobo temporale**: le sue funzioni sono più complesse perché diverse tipologie di sensibilità pervengono in questo lobo. I giri trasversi che si trovano nel pavimento della scissura laterale e la circonvoluzione temporale superiore e in parte anche la circonvoluzione temporale media sono aree uditive. L'area uditiva primaria si trova nella profondità della scissura laterale e in parte sulla circonvoluzione temporale superiore. **CONNESSIONI DELLA CORTECCIA CEREBRALE** Esistono due tipi fondamentali di connessioni della corteccia cerebrale: 1. **Circuiti a proiezione specifica**: sono le varie vie sensoriali. Si parte da un recettore periferico che può essere di varia natura, ectodermica o neuroectodermica, e seguendo una precisa via anatomica si raggiunge una specifica sede corticale in un dato loco per evocare una percezione cosciente. Si hanno sia proiezioni ascendenti specifiche che proiezioni discendenti motorie specifiche. Dalla corteccia motrice primaria e dalle aree premotorie partono alcuni fasci come i fasci cortico spinali, cortico nucleari e reticolari che si portano a zone specifiche o del midollo spinale o del tronco dell'encefalo. Essi sono coinvolti in patologie neurologiche specifiche. 2. **Circuiti a proiezione diffusa**: servono per controllare funzioni meno definite. Queste proiezioni sono importanti per aspetti motivazionali controllati dal sistema limbico, di vigilanza, di memoria, e di apprendimento. L'origine di queste proiezioni diffuse è da gruppi di neuroni localizzati prevalentemente nel tronco dell'encefalo oppure nel diencefalo o nel proencefalo basale. I neurotrasmettitori in gioco sono diversi. Sono importanti queste proiezioni diffuse perché anomalie nel rilascio di trasmettitori come l'acetilcolina, la serotonina, l'adrenalina, la dopamina e la noradrenalina a livello della corteccia e del liquido cefalorachidiano sono correlate a gravi disturbi psichiatrici e neurologici. - **Nucleo basale di Meynert:** nucleo del prosencefalo basale insieme al nucleo settale mediale e benderella diagonale che fanno parte però del sistema limbico. Esso si trova nella parte inferiore del lobo frontale e secerne **acetilcolina** a tutto il telencefalo. - **Sostanza nera:** è fonte di proiezione dopaminergica. L'**area tegmentale ventrale** è una parte del mesencefalo che si trova antistante alla sostanza nera e proietta al sistema limbico. Fa parte del circuito mesolimbico (meso perché nasce dal mesencefalo, dall'area del tegmento ventrale, e limbico perché rilascia dopamina nel sistema limbico) ed è implicato in patologie maggiori psichiatriche come la schizofrenia e la sindrome maniaco depressiva. - **Locus coeruleus:** si trova nel ponte e rilascia noradrenalina sia nel midollo spinale che rostralmente - **Nuclei del rafe:** si trovano nel tronco encefalico come fonte principale di rilascio di serotonina Come si vede dalla figura 5, **il nucleo basale di Meyner** è posto proprio al confine tra il telencefalo e il diencefalo, in corrispondenza quindi del lobo frontale. Gli altri nuclei che hanno più implicazioni nel sistema limbico sono il nucleo settale mediale e il nucleo della benderella diagonale che sono rostrali rispetto al nucleo basale di Mayner. Questi nuclei che proiettano diffusamente sono distrutti precocemente nella patologia Alzheimer, il cui sintomo principale è la perdita di memoria operativa, quindi è dovuta alla perdita di gran parte delle proiezioni colinergiche che originano da questi nuclei. Le proiezioni oltre che alla neocortex, giungono anche all'ippocampo a cui in realtà giungono delle proiezioni acetilcolinergiche soprattutto dal nucleo settale mediale e dal nucleo della benderella diagonale.  *Nella figura 6 vengono illustrati circuiti dopaminergici.* Il morbo di Parkinson si ha quando si verifica la distruzione di gran parte dei neuroni della parte compatta della sostanza nera. A causare schizofrenia o la sindrome maniaco depressiva sono i neuroni dopaminergici che si trovano davanti alla sostanza nera e che prende il nome di area tegmentale ventrale. Quest'area proietta ad aree del lobo frontale e nelle fasi maniacali della sindrome maniaco depressiva e in alcune forme di schizofrenia si ha un rilascio eccessivo di **dopamina** a livello del lobo frontale. Come si vede dalla figura 7 la **noradrenalina** viene rilasciata nel telencefalo da vari nuclei come il locus coeruleus che si trova nel pavimento della fossa romboidea che proietta diffusamente alla corteccia. Un eccesso di rilascio di noradrenalina a livello corticale e soprattutto a livello dell'amigdala, comporta stati di stress e attacchi di panico.  Come si vede dalla figura 8, i nuclei del rafe rilasciano **serotonina** sia a livello del talamo, che della corteccia che del midollo spinale. Le proiezioni spinali servono per inibire il dolore e si portano alla lamina 1 e 2 del midollo spinale. Le proiezioni verso la corteccia sono implicate nell'induzione del sonno. Cali di livelli di serotonina a livello del liquido cefalorachidiano sono la causa della depressione, infatti sembra che il rilascio di serotonina a livello cerebrale regoli l'umore. **MAPPATURA CORTICALE** Le aree corticali vengono definite sulla base della numerazione di **Brodmann,** un anatomico tedesco. Egli si mise a mappare tutta la corteccia cerebrale e fece questa numerazione intuendo che la citoarchitettonica, cioè che la dimensione e la forma degli strati in cui i neuroni erano raggruppati nelle varie parti della corteccia, potesse essere collegato con la funzione specifica di queste aree. Osservando la figura 9: - L'area visiva primaria è la 17 - L'area somatosensitiva è la 3,1,2 - L'area motrice primaria è la 4 - Le aree premotorie sono area 6 - La corteccia uditiva primaria è 41, 42 **STRUTTURA DELLA CORTECCIA CEREBRALE** La corteccia cerebrale varia a secondo del punto in cui si esamina. Prende il nome di **pallium** o mantello e il suo spessore varia da un minimo di 2 mm nelle aree sensitive primarie dove è più sottile, soprattutto al fondo dei solchi o scissure, a un massimo di 4 mm nelle aree motorie e sulla superficie esterna visibile della corteccia cerebrale. Circa i due terzi della superficie corticale è nascosta nel fondo e nei labbri, nei solchi primari e secondari. La corteccia contiene circa 20 miliardi di neuroni nel caso di un uomo adulto, con un numero maggiore di cellule neurogliali. E' presente un esteso letto capillare date le necessità metaboliche elevate. Esistono due modi per descrivere la corteccia: uno più storico che distingue delle lamine e uno più funzionale che distingue delle colonne. Le **caratteristiche citoarchitettoniche** variano da una regione all'altra, consentendo così di individuare diverse aree istologicamente differenti, come aveva fatto Brodmann. Le singole parti della corteccia hanno caratteristiche differenti, ma sono comunque interconnesse tra di loro. Questo tessuto è così importante che se non viene utilizzato per determinate funzioni, viene occupata quell'area corticale per funzioni vicine. Per esempio, nel caso di individui ciechi, la corteccia occipitale viene utilizzata per altre modalità sensoriali. **ORGANIZZAZIONE LAMINARE** E' stata descritta considerando il fatto che prendendo delle sezioni in qualsiasi punto della corteccia è possibile osservare una organizzazione in strati, in lamine che si sovrappongono dalla superficie verso l'interno. E' anche possibile distinguere sulla base del numero degli strati due tipi di corteccia: - **Paleocortex:** è la più antica che si trova in corrispondenza delle zone del lobo temporale. La corteccia più mediale del lobo temporale prende il nome di **uncus** ed è correlata all'olfatto. Il numero di strati è ridotto, circa 4 o 5 - **Neocortex:** chiamata anche **neopallium** ed è una corteccia a 6 strati che copre il 95% del telencefalo Un concetto a parte è l'archicortex dell'ippocampo. E' una corteccia a 3 strati e quando è stata scoperta si credeva che fosse una corteccia ancora più antica della paleocortex per via dei pochi strati, ma in realtà nell'uomo è una corteccia molto sviluppata e ha come funzione la memoria. Un'altra suddivisione è quella in: - **Isocortex:** possiede 6 strati e occupa il 95% della corteccia - **Allocortex:** ha un numero inferiore di strati (fino a 5) e occupa soltanto il 5% della corteccia che troviamo nell'uncus per quanto riguarda le zone olfattive primarie e nell'ippocampo per quanto riguarda la memoria *In figura 10 sono rappresentati i 6 strati della neocortex*. Essi si suddividono dalla superficie verso l'interno: **strato molecolare esterno** come nel cervelletto, **strato granulare esterno, strato piramidale esterno, strato granulare interno, strato piramidale interno,** s**trato di cellule polimorfe** che è a contatto con la sostanza bianca del telencefalo. Sono stati descritti circa 10 mila tipi diversi di neuroni, ma la cellula principale che da sola rende conto di circa i due terzi dei neuroni corticali è la cellula piramidale. Essa ha dei lunghi dendriti apicali che salgono verso l'alto, fino allo strato molecolare dove ricevono le sinapsi delle fibre in arrivo alla corteccia. Hanno dei dendriti laterali che però si risolvono nello stesso strato e un lungo assone che fuoriesce dalla porzione basale inferiore della cellula e che da luogo alle fibre di sostanza bianca. *Nella figura 11 sono rappresentati gli strati della neocortex e della allocortex a confronto*. *La allocortex è caratterizzata da un numero minore di strati. Nella figura vi è rappresentata la allocortex di alcune zone dell'ippocampo, caratterizzata da 3 strati, rispetto ai 6 della neocortex*. A seconda della zona che si esamina si ha una diversa distribuzione dei 6 strati della corteccia, come mostrato nelle immagini 12 e 13. Vi sono due estremi, dati dalla corteccia visiva primaria che è la più sottile e dalla corteccia motrice primaria che invece è la più spessa. La prima prende il nome di **corteccia granulare** poiché gli strati granulare esterno, ma soprattutto interno (strati II e IV) sono particolarmente rappresentati. Quella più spessa prevede uno spessore più ampio degli strati III e V quindi degli strati piramidali. Per questo prende il nome di **corteccia agranulare**. Esistono poi delle situazioni intermedie tra le due tipologie. Analizzando i vari strati: 1. Strato molecolare: è un campo sinaptico come nel cervelletto, poiché contiene i dendriti distali dei neuroni piramidali e la parte terminale degli assoni che proiettano alla corteccia provenienti da nuclei a ritrasmissione diffusa, i nuclei intralaminari del talamo. Questi servono per svegliarci e mantenere lo stato di veglia. 2. Strato granulare esterno: contiene piccole cellule piramidali e stellate che nel complesso vengono definite granuli perché sono di piccole dimensioni. 3. Strato piramidale esterno: contiene cellule piramidali di medie dimensioni e anche cellule stellate. 4. Strato granulare interno: contiene cellule stellate che ricevono le afferenze dai nuclei talamici a ritrasmissione specifica che mediano tutte le modalità sensoriali. Esso è particolarmente sviluppato nelle cortecce sensitive primarie quindi somatosensitiva primaria, visiva primaria e uditiva primaria. 5. Strato piramidale interno: contiene i neuroni di maggiori dimensioni del nostro encefalo, l'area motrice primaria può contenere neuroni pirenoforo di circa 100 µm i cui assoni proiettano a tutte le strutture deputate al controllo del movimento, al butamen e al nucleo caudato tramite le proiezioni cortico striatali, al tronco dell'encefalo con proiezioni cortico reticolari e al midollo spinale attraverso le proiezioni cortico spinali. 6. Strato delle cellule fusiformi o delle cellule polimorfe o pleomorfe: contiene cellule piramidali modificate dal punto di vista morfologico che proiettano in parte alle stesse regioni dello stato V e in parte al talamo.