L ENCEFALO Contiene 100 miliardi di neuroni Un

L’ ENCEFALO • Contiene 100 miliardi di neuroni • Un numero ancora superiore di cellule gliali • peso: mediamente 1300 g E’ formato da: • CAVITA’ contenenti il LIQUIDO CEREBROSPINALE • TRONCO ENCEFALICO • DIENCEFALO • TELENCEFALO (CERVELLO) • CERVELLETTO 1

…. . a proposito dello sviluppo dell’encefalo Nell’evoluzione dei vertebrati si assiste ad un aumento del peso, ma non di tutte le parti Lobi olfattivi Corteccia cerebrale e cervelletto 2

Nel corso dell’evoluzione umana (3 -4 milioni di anni) assistiamo ad un graduale aumento della capacità cranica Lucy 400 ml → Homo erectus 800 -1100 ml → Homo sapiens s. 144 -1500 ml Il delfino ha un cervello superiore al nostro, anche se il rapporto cervello/ peso corpo del nostro è maggiore. Elefante : 6 kg 3

IL LIQUIDO CEREBRO-SPINALE Si trova: • Intorno al midollo spinale • Intorno al Cervello • Nei ventricoli Funzioni: • Protezione • Nutrimento: glucosio ossigeno e altre sostanze • Rimozione sostanze tossiche Vediamo cosa sono i ventricoli… 4

Visti separatamente I ventricoli sono delle cavità contenute nel cervello. Ce ne sono quattro: Due ventricoli laterali Terzo ventricolo Quarto ventricolo 5

Visti nell’encefalo Due ventricoli laterali Terzo ventricolo Quarto ventricolo Seno sag. Sup. Il liquido viene Prodotto → plesso corioideo (Reti specializzate di capillari) Riassorbito nel sangue tramite → villi aracnoidali 6 Drenato in una vena → seno sagittale superiore Idrocefalia: accumulo di liquor

IMPORTANZA DEL SANGUE AL CERVELLO All’encefalo arriva il 20% dell’ossigeno del corpo → carotidi Anche pochi minuti di anossia provoca danni seri (Ictus) L’encefalo si nutre solo di glucosio. Ipoglicemia → vertigini, perdita di coscienza, coma L’E. possiede anche una difesa più intima: barriera ematoencefalica → fitta rete capillare Sostanze che riescono a superarla • Alcune sostanze liposolubili (es DDT) • O 2, CO, Alcool • Alcuni farmaci, anestetici…. . Non passano batteri, ma neanche anticorpi 7 Cellule gliali

TRONCO ENCEFALICO Sez. mediale Compreso tra midollo spinale e diencefalo. Comprende : BULBO ( O MIDOLLO ALLUNGATO) PONTE MESENCEFALO Encefalo visto da sotto anteriormente 8

1) MIDOLLO ALLUNGATO: continuazione del midollo spinale Contiene: Sostanza bianca: Vie ascendenti(sensitive) Vie discendenti(motorie) Nuclei di sostanza grigia: Centro cardiovascolare: regola frequenza e forza del battito Partono anche 4 nervi cranici: vago (X) Centro respiratorio: regola il ritmo respiratorio di base Ci sono anche nuclei per: deglutizione, vomito, tosse, starnuti. . 9

2) PONTE: sopra il midollo a. , davanti al cervelletto Contiene sost. bianca: fasci che connettono la varie parti dell’encefalo midollo a. , centri superiori, cervelletto Nuclei di sostanza grigia: controllo respiro Ponte Partono 4 nervi cranici: es trigemino (V) 10

3) MESENCEFALO Collega il ponte al diencefalo Se facciamo una sezione trasversale Si vedono due grossi fasci di fibre: i peduncoli cerebrali Troviamo due nuclei →Nucleo rosso → Sostanza nigra Coordinano i movimenti con il cervelletto Sulla parte posteriore: tubercoli quadrigemini: →superiore (movimento occhi) → inferiore (vie uditive) Da esso partono due nervi cranici(III e IV) 11

FORMAZIONE RETICOLARE Rete diffusa di interneuroni dal Tronco encefalico al mesencefalo L’integrazione di questi neuroni È responsabile della coscienza (veglia) Assenza di coscienza (sonno) Ha un ruolo nell’attenzione, nella selezione delle informazioni e nei processi di abituazione. 12

DIENCEFALO Comprende tre parti: 1)TALAMO 2) IPOTALAMO 3) EPIFISI (ghiandola pineale) 1) TALAMO Grosse masse ovoidali di materia grigia. Importante centro di smistamento di tutte le vie sensitive ascendenti (tranne l’olfatto) Sez. frontale 13

2) IPOTALAMO Piccolo ma importante centro omeostatico e di controllo funzioni endocrine • centro della sete: sensibile alla pressione osmotica. In una capra è stato inserito un sottile tubicino con soluzioni a diversa concentrazione, che inducevano o meno la capra a bere 14

• controllo temperatura corporea: se la t. del sangue che arriva è alta induce il SNA a modificarla • produzione di emozioni (aggressività, rabbia, piacere. . ) con il sistema limbico • controllo dell’ipofisi: la ghiandola endocrina più importante e produce ossitocina e ormone antidiuretico 15

3) EPIFISI (ghiandola pineale) Ghiandola endocrina Ha le dimensioni di un pisello e si trova sopra al terzo ventricolo Produce un ormone: la MELATONINA Riequilibra i ritmi biologici (sonno-veglia) ed anche l’ansia depressiva stagionale. Ben 8 di questi studi hanno rilevato che questo ormone si dimostra realmente efficace nell’ alleviare gli effetti del jetlag. Invecchiando diminuisce la sua produzione 16

IL CERVELLETTO Posteriormente al ponte, formato da Due emisferi cerebellari verme Corteccia cerebellare →sostanza grigia In profondità → sostanza bianca con aspetto ramificato All’interno troviamo anche nuclei di sostanza grigia → nuclei cerebellari 17

FUNZIONI CERVELLETTO: Raccoglie impulsi da tendini, muscoli, Recettori equilibrio, vista… Coordina postura, equilibrio Modula le contrazione muscolari, utili per movimenti raffinati coma afferrare ATASSIA: danno al cervelletto. Comporta: • perdita di coordinazione, barcollamenti. . • perdita di ubicazione (i pazienti non riescono a toccarsi la punta del naso, se bendati 18

IL CERVELLO (TELENCEFALO) La parte evolutivamente più recente, quella più sviluppata e sede delle funzioni più complesse La sostanza grigia è all’esterno(corteccia) La sostanza bianca è all’interno Distinguiamo due emisferi: destro-sinistro Divisi da una profonda Scissura interemisferica e uniti in profondità dal corpo calloso, fatto di sostanza bianca (fibre) 19

Si notano anche due profondi solchi: solco centrale e laterale Notiamo anche delle circonvoluzioni Servono ad aumentare la superficie. Nei mammiferi primitivi e nei roditori è liscia 20

Solchi e scissura dividono il cervello in aree anatomicamente diverse: • lobo frontale • lobo parietale • lobo temporale • lobo occipitale 21

Vi è anche una parte nascosta che si trova in profondità nel solco laterale: l’insula La sostanza bianca si trova in profondità e contiene sia fibre che connettono i due emisferi che le varie parti dello stesso emisfero. insula nuc. caudato putamen globo pallido In profondità, notiamo anche, in entrambi gli emisferi, i nuclei della base: • globo pallido • putamen • nucleo caudato 22 FUNZIONE: regolano il tono muscolare ed aiutano a iniziare e terminare i movimenti: DANNI: Morbo di Parkinson

Le AREE SENSITIVE raccolgono impulsi dal corpo • area somatosensitiva primaria (celeste) → poster. al solco centr. → tatto, propriocezione, dolore, temperatura. . • area visiva primaria (verde scuro) → zona occipitale • area uditiva primaria (verde scuro) → zona temporale (abbiamo anche aree olfattive e gustative) Area somato sentiviva p. Area visiva Area Udit. 23

Dalle AREE MOTORIE invece partono gli impulsi • area motoria primaria (rosso) → zona precentrale: controlla le contrazioni volontarie dei muscoli del lato opposto • area del linguaggio di Broca (arancione in basso) →later. al lobo front. nella maggior parte si trova a sin. controlla i muscoli della parola e respirazione Area motoria Broca Wernicke 24

AREE ASSOCIATIVE: coprono la maggior parte del cervello, sono la sede del pensiero. • area di associazione frontale (viola front. ): logica, valuta giudizi, futuro • area di associazione somatosensitiva (viola dietro sensit. ): interpreta sensaz. somatiche come forma di un corpo, struttura… • area associativa uditiva: (viola lobo tempor. ): permette di riconoscere un suono • area associativa visiva ( verde lobo occipit. ): collega le esperienze visive Area di Assoc Somatos. Area Assoc. Front. Area assoc. visiva 25 Area assoc. uditiva

OMUNCOLO L’omuncolo motorio è la rappresentazione dell'estensione delle aree motorie sulla circonvoluzione precentrale del telencefalo ad ogni distretto corporeo con mano, lingua molto grandi, tronco e arti più piccoli 26

L’omuncolo sensitivo è la rappresentazione dell'estensione delle aree sensitive sulla circonvoluzione postcentrale del telencefalo ad ogni distretto corporeo con mano, lingua molto grandi, tronco e arti più piccoli. In più, i genitali, essendo una parte poco mobile ma molto sensibile 27

FUNZIONE DEGLI EMISFERI Sebbene siano simmetrici e quasi identici, non hanno le stesse funzioni E. SINISTRO: • riceve controlla i segnali della parte destra del corpo • Nella maggior parte dei soggetti contiene i centri del linguaggio • sede del calcolo, della scrittura, della logica E. DESTRO: • riceve controlla i segnali della parte sinistra del corpo • permette l’apprezzamento spaziale e riconoscimento dei volti • apprezza suoni, immagini mentali, contenuti emozionali 28

AREE DEL LINGUAGGIO Sono due, con funzioni diverse (solitamente a sinistra) AREA DI BROCA: (in viola): già citata; permette il movimento degli organi (labbra, lingua, corde vocali. . ) DANNO: afasia (Incapacità di parlare) AREA DI WERNICKE: (in arancione): adiacente alla zona uditiva 29 DANNO: il paziente parla fluentemente ma dice frasi senza senso

La maggior parte degli studi sono stati fatti in pazienti con danni cerebrali (Roger Sperry: anni ‘ 60) Ha fatto studi su pazienti con il corpo calloso reciso (split brain) ed ha scoperto che la funzione del linguaggio è controllata dall’ emisfero sinistro. Il primo paziente era un veterano a cui ferite di guerra avevano reciso il corpo calloso. Tecnica utilizzata una volta anche per curare epilessie. Vediamo cosa succede 30

When split-brain patients stare at the "X" in the center of the screen, visual information projected on the right side of the screen goes to the patient's left hemisphere, which controls language. When asked what they see, patients can reply correctly. When split-brain patients stare at the "X" in the center of the screen, visual information projected on the left side of the screen goes to the patient's right hemisphere, which does not control language. When asked what they see, patients cannot name the object but can pick it out by touch with the left hand. 31

IL SISTEMA LIMBICO Il sistema limbico è una serie di strutture cerebrali che collettivamente formano i margini interni della corteccia Amigdala Ippocampo Viene chiamato “cervello emozionale”: sede del dolore, piacere, affetto, dolcezza, ira… coinvolto anche nella memoria 32

ELETTROENCEFALOGRAMMA L'elettroencefalogramma (EEG) registra l'attività elettrica cerebrale tramite elettrodi di superficie posizionati sulla testa. Ha il suo valore diagnostico maggiore nella diagnosi delle epilessie, in quanto l'alterazione della normale attività elettrica nell'epilessia. Utilizzato anche per studiare l’attività del cervello durante il sonno 33 Un giorno forse riusciremo a leggere il pensiero: vedi articolo

LE COMPONENTI DEL SISTEMA N. PERIFERICO E’ costituito da due componenti: SISTEMA NERVOSO SOMATICO: cosciente -volontario NEURONI MOTORI muscolatura scheletrica (anche respiraz. ) NEURONI SENSITIVI: Udito, vista, temperat. , tatto dolore, propriocezione ecc… SISTEMA NERVOSO AUTONOMO: incosciente –involontario (vegetativo) NEURONI MOTORI Cuore, muscoli lisci, ghiandole, vasi ecc. . NEURONI SENSITIVI Condiz. interne come CO 2 nel sangue 34 volume, vasi sanguigni ecc

Da un punto di vista anatomico… Nei NEURONI MOTORI SOMATICI: gli assoni arrivano fino all’organo; non ci sono gangli intermedi Nel sistema autonomo troviamo dei gangli intermedi si divide in: S. N. SIMPATICO: Il ganglio si trova in prossimità del SNC, con brevi fibre pregangliari e lunghe fibre postgangliari. S. N. PARASIMPATICO: Il ganglio si trova in prossimità degli organi le fibre pregangliari sono lunghe, brevi quelle postgangliari Vedi fig. pag. , succ. 35

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DIFFERENZE I neurotrasmettitori utilizzati sono: simpatico: neurone pregangliare: acetilcolina neurone postgangliare: noradrenalina parasimpatico: neurone pregangliare: acetilcolina neurone postgangliare: acetilcolina SIMPATICO: emerge dalla zona toraco-lombare e distinguiamo dei gangli in due posizioni a) Catena gangliare paravertebrale: fino alla T 4(sopra il diaframma) b) Gangli prevertebrali(si trovano anteriormente): da T 4 a L 3 (sotto il d. ) ganglio celiaco, mesenterico sup, mesenterico inf. (vedi foto pag prec. ) Distinguiamo quindi i seguenti tronchi 37

TRONCO CERVICALE: ghiand. sudoripare e salivari, muscoli lisci occhio, vasi del viso… TRONCO TORACICO: cuore, polmoni, bronchi …. TRONCO ADDOMINALE: organi addominali GHIANDOLE SURRENALI: agiscono nella zona midollare del surrene stimolando la produzione di adrenalina e noradrenalina 38

PARASIMPATICO: emerge dalla zona cranio-sacrale e distinguiamo dei gangli in due posizioni Nervi cranici (corpi situati nei nuclei del tronco encefalico): III) Oculomotore VII) Facciale IX) Glossofaringeo X) VAGO (quello più importante): esce dal midollo, da solo fornisce L’ 80% dell’innervazione del paras. nervo misto, va al cuore, polmoni, fegato, stomaco, pancreas. . Zona sacrale: innerva colon, ureteri, vescica, organi genitali 39

FUNZIONI DEL S. N. AUTONOMO La maggior parte degli organi ricevono entrambi i sistemi perché hanno un’azione antagonista Fanno eccezione, ricevendo solo innervazione simpatica: ghiandole sudoripare, muscoli erettori peli, reni, milza, molti vasi sanguigni, midollare surrene. ATTIVITA’ SIMPATICO: interviene in situazioni di stress, paura, rabbia. . (“combatti e fuggi”) Attenua le funzioni che comportano conservazione di energia. Provoca: • dilatazione pupille • dilatazione bronchi • aumento del battito cardiaco • contrazione dei vasi addominali • dilatazione vasi muscoli scheletrici 40 • stimola la glicogenolisi nel fegato

ATTIVITA’ PARASIMPATICO: privilegia le funzioni corporee che reintegrano l’energia, in generale le funzioni gastrointestinali (“riposa e digerisci”) Attenua le funzioni che comportano consumo di energia. Provoca: • contrazione pupille • contrazione bronchi • diminuzione del battito cardiaco • dilatazione dei vasi addominali • contrazione vasi muscoli scheletrici • inibisce la glicogenolisi nel fegato 41

I NEURONI SPECCHIO Tipologia di neuroni la cui esistenza è stata rilevata per la prima volta verso la metà degli anni '90 da Giacomo Rizzolatti e colleghi presso il dipartimento di neuroscienze dell'Università di Parma. Utilizzando come soggetti sperimentali dei macachi, questi ricercatori osservarono che alcuni gruppi di neuroni si attivavano non solo quando gli animali erano intenti a determinate azioni, ma anche quando guardavano qualcun altro compiere le stesse azioni. 42

I neuroni specchio permettono di spiegare fisiologicamente la nostra capacità di porci in relazione con gli altri. Quando osserviamo un nostro simile compiere una certa azione si attivano, nel nostro cervello, gli stessi neuroni che entrano in gioco quando siamo noi a compiere quella stessa azione. 43

Anche il riconoscimento delle emozioni sembra poggiare su un insieme di circuiti neurali che, per quanto differenti, condividono quella proprietà "specchio" già rilevata nel caso della comprensione delle azioni. E' stato possibile studiare sperimentalmente alcune emozioni primarie: i risultati mostrano che quando osserviamo negli altri una manifestazione di dolore o di disgusto si attiva il medesimo substrato neuronale collegato alla percezione in prima persona dello stesso tipo di emozione. La scoperta dei neuroni specchio potrebbe offrire una spiegazione biologica per almeno alcune forme di autismo, come, ad esempio, la sindrome di Asperger: in effetti, gli esperimenti in tal senso finora condotti sembrerebbero indicare un ridotto funzionamento di questo tipo di neuroni nei bambini autistici. Fine 44