Il Sistema Nervoso Marta Franceschetti Classe Approccio IIa

Il Sistema Nervoso Marta Franceschetti

Classe: Approccio: IIa Liceo Classico - Introduzione Storica. - Approfondimento sul Linguaggio. Momento del percorso formativo Mod. 1 – Macromolecole biologiche Mod. 2 – La Cellula Mod. 3 – Il Corpo Umano Sistema Digerente Sistema Circolatorio Sistema Respiratorio Sistema Escretore Sistema Endocrino Sistema Riproduttore/ Embriologia Sistema Nervoso Prerequisiti: - Cellula (Strutture e Funzioni) - Tessuti - Cenni di Embriologia (Foglietti Embrionali)

Obiettivi - Conoscere le strutture anatomiche e di base del Sistema Nervoso (Centrale e Periferico). - Intuirne la complessità che si rispecchia nella difficoltà di indagine e nella superiorità delle funzioni svolte. Contenuti e Scansione Temporale Ore Contenuti 1 • Introduzione storica • Funzioni del Sistema Nervoso • Il Neurone e la trasmissione dell’impulso 1 • Schema Anatomico Generale • Sistema Nervoso Periferico • Risposta Riflessa 1 • Sistema Nervoso Centrale 1 • Aree della corteccia cerebrale • Organi di senso – La vista 1 • Funzioni superiori - Il Linguaggio 2 Verifica e restituzione alla classe

3000 a. C. Papiro Chirurgico (di Edwin Smith) Documento di pratiche mediche descrive diversi traumi cranici. Per la prima volta è utilizzata la parola “Cervello”. Geroglifico “Cervello” Gli Egiziani ritenevano il cervello poco importante. Nel processo di mummificazione lo estraevano dal naso e lo gettavano. Gli altri organi erano invece accuratamente conservati in giare poste vicino al corpo.

La Filosofia si occupò per prima del dilemma dell’identificazione della sede dell’Anima, cioè delle funzioni “superiori” identificate come Mente. Il filosofo greco Aristotele (384 - 322 a. C. ) pensava che il cuore, non il cervello, fosse la sede dell'intelligenza e del pensiero.

Galeno (Pergamo, 131 -201 d. C. ) Medico anatomista. Teoria Ventricolare: Il principio di vita è immateriale e risiede all’interno delle cavità ventricolari del cervello. Lo chiamò pneuma (aria, alito, spirito), scrittori seguenti lo interpretarono come anima. Vesalio e Varolio (XVI sec) Abbandonano la teoria ventricolare a favore della sostanza cerebrale.

Teoria Frenologica Le singole funzioni psichiche posseggono una localizzazione materiale in alcune regioni del cervello. FJ Gall (1758 -1828) Fu una teoria combattuta in quanto lo spirito era confinato all’interno di una struttura fisica JC Spunrzheim (1776 -1832)

Conferma della relazione tra aree cerebrali e funzioni Nel 1861 individuò nel cervello di un paziente afasico, una lesione in una specifica regione del lobo frontale, denominata ora area di Broca. Pierre Paul Broca (1824 – 1880) Un’ulteriore conferma venne nel 1974 dall’identificazione da parte dello psichiatra e neurologo tedesco Karl Wernicke che mise in relazione la distruzione selettiva di un’altra area cerebrale con la perdita della capacità di comprensione del linguaggio. Karl Wernicke (1848 – 1905)

Struttura… 1906 premio Nobel per la medicina “in riconoscimento del loro lavoro sulla struttura del sistema nervoso”. Camillo Golgi (1843 -1926) Golgi per primo identificò la rete di neuroni considerandoli uno in continuità con l’altro, al contrario Cajal sosteneva la loro contiguità, le cellule sono in comunicazione, ma separate fisicamente. Litigarono durante la cerimonia. Santiago Ramon y Cajal (1852 -1934)

Fino ad oggi…

Funzioni del Sistema Nervoso Consente la vita di relazione Controlla e Regola le Funzioni vegetative Stimoli Interni ed Esterni Risposta Percepire gli stimoli (variazioni) che pervengono dall’ambiente esterno e interno e apportare risposte adeguate L’insieme delle attività viscerali (respirazione, battito cardiaco, digestione…) Nell’uomo è inoltre sede delle attività cognitive: Pensiero, astrazione, linguaggio Vie sensoriali SN Elaborazione Controllo Vie motorie

Unità funzionale e strutturale del Sistema Nervoso: Il Neurone Cellula altamente specializzata: • Corpo cellulare: nucleo, mitocondri, enzimi e organuli per il metabolismo cellulare. • Dentriti: estroflessioni della membrana, zona di input per la ricezione degli stimoli. • Assone: lunga estroflessione, via di conduzione dell’impulso nervoso.

Neurone: 1. Eccitabile = capace di ricevere stimoli 2. Asimmetrico = l’impulso procede in modo unidirezionale Impulso nervoso = Trasmissione del segnale nervoso basato sull’alterazione del normale equilibrio di cariche elettriche tra il versante interno e quello esterno della membrana plasmatica, dovuto ad una diversa distribuzione di ioni sodio e ioni potassio all’esterno e all’interno della cellula. Sinapsi = giunzione specializzata attraverso cui i segnali passano da un neurone all’altro per mezzo del rilascio di particolari sostanze chimiche – neurotrasmettitori-

Cellule della Glia • Astroglia – Funzione di sostegno e nutritiva • Oligodendroglia – Formazione e mantenimento della mielina • Microglia – Azione fagocitaria Le cellule di Schwann Si avvolgono a spirale intorno agli assoni dei tratti e dei nervi formando una guaina ricca di lipidi: La Mielina

Struttura generale del sistema nervoso

Sistema Nervoso Periferico = Nervi (prolungamenti assonici dei neuroni) • Nervi Cranici (sensitivi, motori, misti – nell’uomo 12 paia) • Nervi Spinali – nell’uomo 32 paia Sistema nervoso somatico Stimola i muscoli scheletrici Sistema nervoso autonomo Stimola/Inibisce: -La muscolatura liscia (vasi sangiugni, apparato difegerente, app. respiratorio, escretore, riproduttore). -Muscolo cardiaco. -Ghiandole. SNA Parasimpatico SNA Simpatico

• Coinvolto nell’attività di recupero, di rilassamento. • Rallenta battito cardiaco, stimola organi digestivi. • Acetilcolina. • Prepara il corpo all’azione, agisce in situazioni di stress. • Aumenta battito cardiaco, inibisce organi digestivi, induce liberazione di glucosio dal fegato • Noradrenalina.

Arco riflesso – riflesso monosinaptico o patellare: movimento involontario dei muscoli scheletrici 1. Stimolo dal martelletto 2. Impulso trasmesso dal neurone sensoriale entra dorsalemente 3. L’impulso è trasmesso ad un neurone motorio 4. Contrazione del quadricipite 5. Il Cervello non se ne accorge – “nessuno glielo ha comunicato”

Evoluzione = L’aumento di specializzazione tra le varie parti dell’organismo necessità di una crescente attività di integrazione e di controllo invertebrati

Sistema Nervoso Centrale: Encefalo e Midollo Spinale Tre membrane avvolgono, proteggono e nutrono l’encefalo e il MS: 1. Dura Madre 2. Aracnoide 3. Pia Madre Tre le membrane più interne e' presente il liquido cerebrospinale, il cui ruolo e' di proteggere il cervello.

Midollo Spinale All’interno del canale vertebrale. Interneuroni + Corpi cellulari dei neuroni motori i cui assoni si portano in periferia + Cellule gliali Insieme dei Tratti = assoni dei neuroni di associazione: - t. ascendenti afferenti; - t. discendenti

Encefalo All’interno della scatola cranica. Durante lo sviluppo embrionale il sistema nervoso centrale si origina dal tubo neurale. Nell’uomo queste tra vescicole evolvono in 5 In posizione anteriore si formano inizialmente 3 vescicole da cui si originano tre regioni dell’encefalo.

Romboencefalo Struttura più antica presiede alle funzioni fisiologiche essenziali Midollo allungato - Controllo battito cardiaco - Controllo ritmo respiratorio Ponte + Cervelletto Mielencefalo Centro di integrazione e coordinamento - Controllo dei movimenti muscolari - Mantenimento dell’equilibrio - Mantenimento della posizione del corpo Metencefalo Mesencefalo In pesci, anfibi e rettili è il centro d’integrazione dei segnali provenienti dalla periferia. Raggruppamento funzionale in: Tronco Cerebrale Mesencefalo

Prosencefalo: Diencefalo e Telencefalo Regione in cui transitano la maggior parte delle vie afferenti: Talamo Centro di smistamento delle informazioni, contiene la maggior parte dei corpi cellulari dei neuroni che inviano informazioni alla corteccia cerebrale. Ipotalamo - Controllo attività legate al sesso, fame, sete, piacere, dolore, rabbia - Controllo equilibrio termico Diencefalo - Attività secretiva (Ossitocina, ADH, Fattori di Rilascio) - Orologio biologico Telencefalo Porzione anteriore del tubo neurale. Estensione e sviluppo più diversificate nei diversi vertebrati. Telencefalo

Telencefalo • Due Emisferi Cerebrali collegati tra loro da fascio di fibre – Corpo Calloso • Corteccia Cerebrale è lo strato superficiale di sostanza grigia la cui enorme superficie genera pieghe e circonvoluzioni. Principali solchi e lobi della corteccia cerebrale dell’uomo

Aree della corteccia cerebrale sono state mappate in base alla funzione che svolgono: ai lati della Scissura di Rolando Corteccia Motoria e Corteccia Sensoriale Regioni specifiche della corteccia sensoriale e motoria corrispondono a specifiche parti del corpo L’estensione della rappresentazione corticale delle varie regioni è proporzionale alla densità delle terminazioni nervose presenti – indice di quanto “interessi” al cervello ricevere o dare informazioni a queste regioni.

I Recettori sensoriali e l’avvio degli impulsi nervosi 1. Percezione da parte dei recettori di stimoli di natura chimica, fisica, meccanica 2. Induzione dell’alterazione della permeabilità di membrana di un neurone sensoriale 3. Innesco e trasporto dell’impulso nervoso in senso centripeto Il segnale per ogni sensazione è ugualmente codificato e trasmesso, ma diversa è l’area cerebrale verso cui sono diretti. Corteccia sensoriale per stimoli relativi al gusto, tatto, temperatura, dolore Per il senso della vista e dell’udito, più evoluti e sofisticati si sono evolute due aree specifiche.

Struttura dell’Occchio

Schema della Retina

Il Linguaggio

Funzioni superiori: Attività di integrazione identificate con “Mente” • Memoria e Apprendimento • Il Linguaggio Caratteristica distintiva degli esseri umani = Capacità di apprendere e di utilizzare un linguaggio articolato Sistema di comunicazione scomponibile in unità più piccole che possono poi essere ricombinate tra loro a piacimento. Capacità di modificazione del comportamento sulla base dell’esperienza Segnale= Istruzione per un comportamento Simbolo= Guida per la conoscenza

Evoluzione Biologica e Culturale …Per alcuni aspetti nella vita di un individuo non si deve sempre cominciare da capo… Ognuno può avvalersi dei contributi apportati da innumerevoli altri individui che esistono in altri luoghi e in altri tempi. Grazie alla cultura e alla sua storia, ogni essere umano è come se avesse a disposizione cento o mille cervelli affacciati sul mondo e aggregati al suo…come per l’espansione della memoria di un computer.

Abilità necessarie per la comunicazione “a parole”: Necessità di un appropriato controllo muscolare e neurale sulla vocalizzazione: 1. Meccaniche 2. Cognitive Capacità di impiegare vocalizzazioni per simboleggiare oggetti, processi, attributi. -Articolazione di bocca, lingua, laringe -Acquisizione del controllo di una specifica regione denominata sostanza grigia periacqueduttale. -Adeguato apparato di percezione uditiva che consenta di udire e distinguere i suoni. Anche il ricevente della comunicazione deve essere in grado di distinguere le vocalizzazioni e di condividere una conoscenza comune delle entità del mondo esterno a cui esse si riferiscono. Nell’uomo sono due fasi sovrapposte, l’apprendimento motorio inizia a 5 mesi aggiungendosi a quello percettivo cominciato dal primo giorno.

Aree Cerebrali coinvolte Identificate dallo studio di casi di Afasia = Alterazione o perdita delle facoltà del linguaggio

• La parola deve essere vista e quindi registrata nella corteccia visiva. • Il segnale giunge all’area di Wernicke dove viene compresa. • Ora l’area di Broca deve attivarsi per pronunciare la parola stessa attraverso l’area motoria. (possedere un’area motoria funzionante non è sufficiente in assenza della regia dei neuroni dell’area di Broca) • Lo stimolo di ascolto della parola giunge all’area uditiva. • Il segnale giunge all’area di Wernicke dove viene compresa. • Da qui all’area di Broca e quindi all’area motoria.

fine