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LE VIE DISCENDENTI DEL SISTEMA NERVOSO (dottoressa Sabrina Zampini)

Proporre un approccio neurobiologico per lo studio dei disturbi dello spettro autistico significa, innanzitutto, interpretare la clinica osservata nei termini biologici, ovvero, facendo riferimento all’anatomia ed alla fisiologia del Sistema Nervoso. Per questo motivo, nel corso del master biennale sulla Metodologia Delacato, risulta fondamentale lo studio dell’anatomia del cervello.

LE VIE DISCENDENTI (paper della dottoressa Sabrina Zampini, osteopata, iscritta al primo anno del master).

Per una migliore comprensione si usa descrivere separatamente le vie ascendenti e le vie discendenti, come se si trattasse di due sistemi differenti. Nella realtà questi due sistemi sono interdipendenti e non separabili, per almeno due ragioni.

Prima di tutto le vie discendenti, che originano nelle aree premotorie del neocortex e terminano nel motoneurone del corno anteriore del midollo, hanno bisogno, per eseguire un’azione, delle informazioni sensitive, provenienti da 5 sensi ben definiti (gusto, tatto, olfatto, udito e vista), che permettono di aprire delle “finestre” sul mondo esterno e ricevere informazioni da esso. E parlo di “finestre”, per sottolineare che i nostri sistemi sensoriali sono in grado di elaborare solo una parte delle informazioni presenti nell’ambiente (ogni specie ha le proprie capacità sensoriali).

Le informazioni sensoriali provenienti dal corpo e dirette al cervello lo influenzano, cambiandone a livello neuronale la forma e la funzione con la creazione di nuovi circuiti, e a sua volta il cervello invia segnali al corpo per influenzarlo tramite segnali discendenti motori.

In secondo luogo, nel cervello la distinzione tra percezione (vie ascendenti) e azione (vie discendenti) non è così netta come si penserebbe. Esistono infatti, soprattutto nelle aree premotorie frontali, due tipologie di neuroni che scaricano indipendentemente dalla programmazione effettiva di un atto motorio. Si tratta dei neuroni canonici e dei neuroni specchio. I neuroni canonici scaricano alla sola vista di un oggetto, come se analizzassero una caratteristica dell’oggetto che è stata definita afferrabilità o affordance, che non ha attinenza con le caratteristiche visive dell’oggetto stesso (forma, grandezza, colore, posizione, ecc), ma riguarda le opportunità pratiche che l’oggetto presenta per l’osservatore, per cui un oggetto potrà essere utilizzato nel modo canonico o in modo non convenzionale. I neuroni specchio invece scaricano durante l’esecuzione di atti motori specifici, ma anche quando il soggetto vede un altro animale o persona eseguire un atto motorio (non si attivano invece alla sola vista di un oggetto), e questo permette al soggetto, tra le altre cose, di capire le intenzioni dell’altro, di imitarlo e di apprendere attraverso l’imitazione. L’attivazione di tali neuroni non viene trasformata in atto motorio in modo automatico per la presenza di circuiti inibitori a partenza dai lobi frontali.

Organizzazione delle vie discendenti

I sistemi motori sono organizzati secondo una gerarchia funzionale, e ogni livello si occupa di un compito differente. I livelli più alti (corteccia prefrontale) si occupano di decidere se avviare un movimento o no: sono in grado di operare una distinzione tra le proprietà fisiche di un oggetto e la sua rilevanza dal punto di vista comportamentale, per cui lo stesso oggetto in momenti diversi determinerà o no un’azione motoria. Il livello successivo si occupa della programmazione del movimento, e coinvolge la corteccia parietale posteriore e le aree premotorie. Il movimento viene pianificato nelle sue linee generali (dei dettagli si occuperanno i livelli inferiori), in modo da garantire una grande flessibilità di azione: la stessa attività particolare, per esempio scrivere, può essere eseguita in modi differenti ma con risultati simili, e questo è possibile perché i movimenti diretti a quello scopo sono rappresentati in forma astratta e non in dettaglio.

Al livello più basso troviamo infine le aree motorie, che ordinano l’esecuzione del movimento e inviano impulsi ai motoneuroni delle corna anteriori del midollo spinale.

Un’organizzazione di questo tipo è funzionale, perché semplifica i processi di elaborazione, in quanto ogni livello si occupa di un compito specifico, e solo di quello: una volta che l’ordine motorio è partito, la corteccia non ha bisogno di occuparsi delle azioni risolvibili dai circuiti inferiori, per quanto continui a ricevere afferenze dai livelli inferiori per verificare la corretta esecuzione del programma motorio ed eventualmente riprogrammarlo.

La corteccia motoria.

L’area della corteccia deputata alla codificazione degli impulsi motori si trova nel giro precentrale

(rostralmente alla scissura di Rolando) e prende il nome di area 6 di Brodmann, a sua volta suddivisa in due aree principali: area 4 (porzione caudale) e area 6 (porzione rostrale).

L’area 4, detta corteccia motoria primaria (o area F1) è in grado di generare movimenti semplici.

L’area 6, inizialmente definita come corteccia premotoria, è attualmente suddivisa in 6 sotto aree (F2, F3, F4, F5, F6, F7), tutte funzionalmente distinte e connesse tra loro e con l’area somatosensitiva e l’area associativa parietale. I neuroni di queste sotto aree sono in grado di selezionare, pianificare e generare azioni motorie appropriate al contesto interno ed esterno in cui vengono effettuate.

Le informazioni scendono dalla corteccia motoria al midollo spinale attraverso le vie piramidali (o sistema cortico-spinale). Questo sistema trasporta informazioni relative alla motricità del corpo e delle estremità, ma soprattutto movimenti frazionati necessari per abilità specifiche. Impulsi a partenza dalla corteccia motoria primaria, da altre aree della corteccia premotoria e dalla corteccia parietale vengono trasportati da fibre che si portano in profondità decorrendo nella corona radiata, dirigono al peduncolo cerebrale e raggiungono il tronco encefalico, dove formano due rigonfiamenti detti piramidi bulbari; a questo livello la maggior parte delle fibre decussa, cioè attraversa la linea mediana e scende, nei cordoni anteriori e laterali del midollo, fino a contattare il neurone del corno anteriore. Una piccola parte delle fibre non decussa a livello delle piramidi bulbari e prosegue omolateralmente, andando a costituire il fascio piramidale anteriore o diretto, anche detto corticospinale ventrale, che decussa più caudalmente.

Fa parte di questo sistema anche il fascio cortico-bulbare o fascio genicolato, diretto ai nuclei di nervi motori dei nervi cranici.

Le vie extrapiramidali

Al midollo spinale non arrivano solo le informazioni originate dalle cortecce motorie, ma anche informazioni provenienti da altre strutture. Le vie che partono da tali strutture prendono il nome di extrapiramidali, semplicemente perché non originano dalle cellule piramidali giganti del V strato, ma dal cervelletto, dai nuclei della base, dalla formazione reticolare del tronco encefalico, dal tetto del mesencefalo, dai nuclei vestibolari, strutture che sono comunque connesse alla corteccia:

  • Fascicolo uncinato – origina dalla corteccia del verme cerebellare e dirige ai nuclei del tetto del cervelletto; le sue fibre decussano in alta percentuale a livello della commessura cerebellare e terminano nel tronco encefalico, a livello dei nuclei vestibolari e della formazione reticolare.
  • Fascio reticolo-spinale – origina dalla formazione reticolare del tronco encefalico e si trova per tutta l’estensione dei cordoni antero-laterali; conduce impulsi eccitatori per i neuroni  e ; comprende vie che terminano su neuroni visceroeffettori.
  • Fascio vestibolo-spinale, laterale e mediale – origina dai nuclei vestibolari e termina soprattutto a livello dei due rigonfiamenti, cervicale e lombare.
  • Fascio tetto-spinale – origina dai tubercoli quadrigemelli superiori del mesencefalo, le sue fibre decussano e seguono il percorso del fascicolo longiutdinale mediale nel bulbo e nel ponte, andando ad occupare i cordoni anteriori nel midollo spinale; termina a livello cervicale; integra informazioni provenienti dalla corteccia e svolge funzioni relative a riflessi posturali riflessi in risposta a stimoli visivi.
  • Fascio longitudinale mediale – è un sistema associativo fondamentale del tronco encefalico, che riunisce i nuclei dei nervi cranici interessati ai movimenti coniugati degli occhi e della testa in risposta a stimoli sensitivi e sensoriali (visivi, acustici, vestibolari). Termina in gran parte a livello cervicale, ma alcune fibre arrivano a livello lombare.

Midollo spinale

Il livello spino-muscolare o dell’unità motoria è il più basso dell’organizzazione delle vie discendenti, ed è a questo livello che il sistema nervoso interagisce con i muscoli perché si attivino con la forza necessaria ad eseguire un particolare movimento. Questo livello, isolato dai centri superiori, è in grado di produrre solo risposte riflesse e schemi motori stereotipati.

I riflessi spinali sono movimenti stereotipati evocati dall’attivazione di recettori muscolari, articolari e cutanei, e i circuiti che mediano le risposte motorie si trovano interamente all’interno del midollo spinale. Esiste un certo grado di adattabilità dei riflessi spinali, dovuto all’integrazione di comandi discendenti in arrivo dai livelli gerarchicamente superiori.

I riflessi puramente spinali sono il riflesso di stiramento, il riflesso di evitamento e il riflesso di estensione crociata.

Il caso più semplice del riflesso di stiramento è l’arco riflesso, che prevede una sola sinapsi. Il recettore periferico in questo caso è il fuso neuromuscolare, una formazione posta in parallelo alle fibre muscolari, che raccoglie informazioni da piccoli gruppi di fibre e reagisce allo stiramento. Se il muscolo si allunga improvvisamente, il fuso scarica attraverso le sue fibre Ia, a partenza dalla zona equatoriale del fuso, che entrano nel midollo spinale dalle corna posteriori e da lì entrano in contatto direttamente con il motoneurone  del muscolo in questione. Il muscolo si contrae e il fuso si accorcia e smette di scaricare. La maggior parte dei riflessi va a coinvolgere più sinapsi, come nel caso del riflesso nocicettivo di evitamento dell’arto inferiore. In questo caso lo stiramento dei fusi provoca l’eccitazione dei motoneuroni  dei muscoli agonisti e l’inibizione di quelli dei muscoli antagonisti (inibizione reciproca).

I fusi neuromuscolari, oltre ad essere recettori, funzionano anche da effettori, ricevendo efferenze dai motoneuroni : nella contrazione muscolare attiva volontaria, la scarica del motoneurone  provoca la contrazione delle fibre muscolari, e la scarica contemporanea del motoneurone  provoca l’attivazione del fuso neuromuscolare, e questo permette un’esecuzione armonica del movimento, con attivazione di un agonista e inibizione del suo antagonista in modo automatico, senza che la corteccia si debba occupare di inviare ulteriori comandi motori, e risulta pertanto economico per l’intero sistema.

Un altro sistema di controllo è rappresentato dai recettori tendinei del Golgi, sensibili alla tensione del muscolo. Quando sollecitati, inviano informazioni al midollo spinale attraverso fibre Ib, e contattano un interneurone, il quale scarica poi sul motoneurone  del muscolo agonista con effetto inibitorio.

Un ulteriore sistema di controllo è rappresentato dalle cellule di Renshaw, che si trovano nelle corna anteriori del midollo, in prossimità dei motoneuroni . Tali cellule fanno parte di un circuito a funzione inibitorie che prende il nome di inibizione ricorrente: l’assone del motoneurone  emette un ramo collaterale all’adiacente cellula di Renshaw, che invia a sua volta una assone al motoneurone  con funzione inibitoria. Tale meccanismo entra in azione quando la frequenza di scarica del motoneurone  supera una certa soglia.

bibliografia:

Kandel, Principi di Neuroscienze, Casa Editrice Ambrosiana

Fazio-Loebb, Neurologia, Ed. Sei

AAVV, Anatomia Umana, Ed. Ermes

Doidge Norman, Le guarigioni del cervello, Ed. Ponte Alle Grazie

Ramarchandran Vilayanur S., L’uomo che credeva di essere morto, Ed. Mondadori

Mullis Kary, Ballando nudi nel campo della mente, Ed. Baldini e Castoldi

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