05.12.11 il cervelletto, Appunti di Anatomia

Scarica 05.12.11 il cervelletto e più Appunti in PDF di Anatomia solo su Docsity! Cervelletto Riprendiamo il discorso da dove ci siamo fermati l'altro giorno che riguardava la corteccia cerebellare: vi avevo mostrato come l’istologia della corteccia cerebellare sia simile in ogni sua parte, a differenza di quella cerebrale che invece ha delle variazioni regionali, ed è costituita da tre strati: a) uno strato esterno molecolare, poco cellulare e pieno di fibre, cioè di assoni; b) un mono strato costituito dalle cellule del Purkinje; c) uno strato piuttosto spesso e ad alta cellularità che è lo strato granulare. Avevo anche detto che nella sostanza bianca, al centro degli emisferi cerebellari, si trovano affondati i nuclei del tetto, globoso, emboliforme e dentato: • il più mediale è il nucleo del tetto • poi ci sono i due piccoli nucletti emboriformi e globoso • e poi, il più grosso e laterale, a forma di una lamina pieghettata è il nucleo dentato. Questi sono nuclei intracerebellari e sono molto importanti perché lavorano in coordinamento con l’attività neuronale della corteccia. Cosa sappiamo noi fino a adesso del cervelletto? sappiamo che ha delle afferenze, sono i 1. fasci spino cerebellari, ventrale e dorsale: • quello dorsale è diretto alla colonna di Clarke; • quello ventrale è crociato e origina da neuroni dei corni posteriori del midollo. Tutti e due trasportano informazioni di tipo propriocettivo incosciente, che provengono dal tronco e dagli arti inferiori. 2. Fascio spinocerebellare rostrale; stesso significato per l’arto superiore. 3. Fascio trigemino cerbellare dal nucleo mesencefalico del trigemino, che è quello destinato alla raccolta della propriocettività al cervelletto. Poi sappiamo un’altra cosa che vi avevo accennato parlando dei nuclei basilare del ponte che vi ho detto che ricevono afferenze dalle aree motorie e soprattutto premotorie della corteccia cerebrale: • questi fasci discendenti si fermano su questi nucleetti • fanno sinapsi • e questi nucletti in via cento per cento crociata tramite i peduncoli cerebellari medi proiettano tutti indietro verso cervelletto. quindi sappiamo anche in termini di afferenze che riceve un importante afferenza dalle aree motorie e premotorie della corteccia cerebrale. Vi ho detto delle 3 porzioni del cervelletto: • porzione centrale, lobo anteriore davanti al solco primario, • lobo posteriore che è il più grande • e visto dal davanti lobo flocculonodulare. Questa è una suddivisione prettamente anatomica. Corrisponde anche con buona approssimazione ad una sequenza filogenetica di insorgenza del cervelletto: • la più vecchia porzione cerebellare in senso filogenetico che si ritrova nei pesci è il lobulo flocculonodulare. • La seconda fase di sviluppo filogenetico del cervelletto, diciamo con l’acquisizione dell’andatura quadrupedale terrestre è il lobo anteriore. • Con l’acquisizione della statura eretta e il grande sviluppo telencefalico si sviluppa tutto il lobo posteriore:. i 4 nuclei presenti nella sostanza bianca cerebellare sono associati. •..1 quindi il lobo flocculo nodulare anatomicamente dal punto di vista filogenetico è il più vecchio, per cui viene anche detto archicerebello, lato e l’archicerebello (seconda me paleocerebello) riproietta tramite il nucleo globoso ed emboliforme verso la sostanza reticolare del tronco dell’encefalo. Adesso torno indietro: neo-cerebello. corteccia telencefalica dell’area motoria o premotoria F 0E 0 nuclei basilari del ponte F 0 E 0 peduncolo cerebellare medio F 0 E 0 lobo posteriore neocerebellare del cervelletto. questo fa il suo mestiere a livello corticale proietta verso il suo nucleo di riferimento che è il nucleo dentato e questo tramite peduncolo cerebellare superiore!!! proietta indietro verso la corteccia, lo fa con un importantissima stazione talamica quindi l’efferenza neocerebellare è verso il talamo e dal talamo verso la corteccia. Qua si chiude un circuito che è cortico-ponto-cerebello–talamo-corticale. Questo è un circuito riverberante che parte dalla corteccia e tramite delle stazioni ritorna verso la corteccia telencefalica. Due osservazioni: 1. ci sono fibre, e in questo l’archicerebello costituisce un eccezione, perché non accade che per il paleo e per il neo, ci sono fibre vestibolari che saltano la stazione dei nuclei vestibolari e vanno direttamente all’archicerebello. In ogni caso poi l’archi-cerebello, o con la mediazione dei nuclei vestibolari o senza questa mediazione elabora impulsi di natura vestibolare inerenti alla posizione della testa nello spazio proietta attraverso il nucleo del tetto verso i nuclei vestibolari, e i nuclei vestibolari cosa se ne fanno dell’informazione che gli arriva rielaborata dal cervelletto? Dobbiamo cioè chiederci questi nuclei vestibolari dove proiettano: • una proiezione rilevante dei nuclei vestibolari in particolare del nucleo vestibolare laterale è verso il midollo spinale. • L’altra importante efferenza dei nuclei vestibolari che deriva sostanzialmente dagli altri tre nuclei vestibolari è un efferenza che si piazza in un fascio che si chiama “fascicolo longitudinale mediale”, che altro non è che una specie di autostrada che decorre nel tronco dell’encefalo e discende un po’ anche nel midollo, occupata da varie componenti: •..i una componente molto importante è costituita dalla componente efferente vestibolare che utilizza, a prescindere da quella spinale che ha il suo fascio, le altre efferenze sono ospitate dentro questo fascio che decorre nel tronco dell’encefalo e ospita fibre destinate a varie destinazioni tronco encefaliche: una destinazione molto rilevante di queste fibre vestibolari contenute nel fascicolo longitudinale mediale è quella verso i nuclei dei nervi oculomotori, somatomotori del terzo del quarto e del sesto nervo cranico ESEMPIO: Vi ho mai raccontato della mosca cieca? Come si gioca a mosca cieca? Prendete uno gli bendate gli occhi lo fate girare poi lo fermate e approfittando dei secondi di squilibrio che questa persona ha gli date delle pacche e quello li deve tentare di beccarvi. Guardate che come tante cose che si stratificano negli anni e nei secoli questa faccenda è abbastanza furba. Dunque cosa fanno i bambini innanzitutto mettono una benda al malcapitato cioè lo deafferentano dal punto di vista visivo, perchè è evidente che se faccio ruotare una persona per un po’ e quello ha gli occhi aperti è sempre squilibrato, però recupera molto più velocemente l’equilibrio e l’orientamento perché può puntare un oggetto qualsiasi del campo visivo, se io gli metto una benda prolungo un po’ il periodo di squilibrio. Quanto tempo lo fate girare? Se lo fate girare mezzo secondo non è sufficiente. L’obbiettivo è quello di confonderlo il più possibile in modo da picchiarlo e non essere beccati. Se condividiamo tutti l’obbiettivo della faccenda quanto lo faccio girare? Allora tutti condividiamo che non serve farlo girare dieci minuti e che se però lo faccio girare troppo poco questa finestra temporale, cioè c’è un massimo dopo un po’questa finestra temporale non si allunga più però lo devo raggiungere quel plateaux di efficacia. In realtà i canali semi-circolarci dell’orecchio interno che sono orientati lungo i tre assi dello spazio x,y e z, sono pieni di endolinfa che ha una densità maggiore del plasma. se io sono fermo e resto fermo con il corpo e con la testa l’endolinfa è ferma, se io accelero o decelero cosa succede? succede che siccome il liquido contenuto nei canali semicircolari è più denso, ha un certo grado di inerzia, cioè lui si mette in moto, inizia a circolare sotto la spinta di un movimento, ma lo fa con un certo ritardo rispetto all’esecuzione del movimento stesso, per cui stimola questo ritardo inerziale dell’avvio o dell’arresto del moto dell’endolinfa dentro i canali semicircolari stimola i recettori dei canali semi circolari e quindi stimola le afferenze vestibolari. Allora, io inizio a far girare il bambino quindi inizia a girare anche l’endolinfa dei suoi canali semicircolari ma più lentamente dell’effettiva rotazione del corpo. Quand’è che raggiungo il plateaux? quando in definitiva la velocita di rotazione dell’endolinfa diventa pari alla velocita di rotazione effettiva della persona. A questo punto la persona non è squilibrata tutt’al più io posso giocare d’astuzia e farlo girare non per più tempo ma più velocemente, quindi da generare una velocita di rotazione dell’endolinfa più elevata a questo punto cosa faccio? Lo faccio rallentare piano? E no! perché nella decelerazione la finestra che voglio sfruttare è quella generata dall’inerzia in decelerazione dell’endolinfa, quindi il bimbo lo blocca di botto, e in quella manciata di secondi senza saperlo cerca di fargli raggiungere la massima velocità e la massima velocità di rotazione dell’endolinfa. Poi cosa fa? lo ferma di botto a questo punto succede il rovescio: la persona si ferma,la sua muscolatura si ferma assume una posizione statica, ma la sua endolinfa continua a ruotare, questo è il momento di picchiare, perché le afferenze vestibolari inganni di fatto il vestibolo, cioè gli fai mandare delle sollecitazioni tramite il nervo vestibolare ai nuclei vestibolari e all’archicerebello che non corrispondono alla realtà, diciamo che l’endolinfa si comporta come se ci fosse ancora uno stato rotazionale in atto che invece è stato interrotto bruscamente, quindi si crea un’incoerenza tra la situazione muscolare periferica che è tipica di una postura statica e quindi dal punto di vista muscolare si esigerebbe una regolazione del tono posturale che mantiene una postura in stazione eretta immobile. Questa è la richiesta periferica, il vestibolo “crede” come se la persona stesse ruotando, questa è una delle basi delle vertigini. Allora voi bloccate il bimbo e il cervelletto è come ingannato riceve informazioni incoerenti non riesce più a matchare l’informazione periferica con l’informazione labirintica, questa incoerenza genera una sensazione di squilibrio, e in effetti la persona oscilla e allarga la base d’appoggio per tentare di allargare la base di caduta, Quindi attenzione, gli organi sovrassiali e soprattutto il cervelletto non genera il tono muscolare. il tono muscolare si genera a partenza dai fusi e a ritorno sulle fibre extrafusali del muscolo stesso quindi fa: fuso che sta nel muscolo F 0E 0 midollo F 0 E 0 extrafusali. La presenza dei gamma motoneuroni mette a disposizione del cervelletto uno strumento per regolare non generare questo riflesso potenziandolo o depotenziandolo e soprattutto orchestrandolo nei diversi tempi dell’esecuzione di un movimento. Dunque il cervelletto tramite i fasci di proiezione che sono indiretti, discendenti, che si chiamano • vestibolo spinale per l’archi-cerebello, originato dal nucleo vestibolare laterale, in connessione con il vestibolo, rispetto alle informazioni posizionali e acceleratorie della testa nello spazio, • e il paleocerebello che riceve le informazioni afferenti di natura propriocettiva spinale-trigeminale, le rielabora e risponde via fascio reticolo- spinale. Esistono fasci spinocerebellari? non esistono fasci cerebello-spinali. Il cervelletto risponde sulle vie discendenti in maniera indiretta e lo fa tramite il vestibolo spinale per quanto attiene le informazioni vestibolari, e tramite reticolo spinale giù verso i gamma motoneuroni del midollo, per quanto attiene alla regolazione posturale basata sulle informazioni propriocettive incoscienti, ascendenti dal sistema muscolo scheletrico stesso. La risposta sui gamma motoneuroni fa si che venga potenziato o depotenziato il riflesso miotattico tonico, che continua ad esistere e ad essere generato per conto suo ma viene soltanto regolato dal cervelletto. In realtà nessuno di questi fasci è inibitorio, ma in realtà sono eccitatori, il vestibolo spinale soprattutto sui gruppi muscolari estensori anti-gravitari e il reticolo spinale soprattutto sui flessori. ESEMPIO: Se voi prendete un gatto e gli tagliate i peduncoli cerebellari inferiori, cioè interrompete la proiezione dell’archicerebello sopra il nucleo vestibolare laterale, lasciate passare lo shock post operatorio e poi osservate prendete il gatto in braccio ed è apparentemente normalissimo, poi lo poggiate sul tavolo appena appena, sostenendolo, e osserverete un riflesso esagerato da iper-estensione degli arti. Voi stamattina vi siete alzati, poi toccate con i piedi a terra vi tirate su e man a mano che vi tirate su aumenta il tono della muscolatura anti-gravitaria, senno caschereste giù. Allora in quel momento le afferenze sensoriali della pianta del piede più tutte le afferenze proprioccettive della muscolatura man a mano vi tirate su, adesso io sono appoggiato qua il mio baricentro è fuori dalla base d’appoggio se voglio stare dritto devo darmi una spinta e caricare nel momento in cui carico cambia l’assetto del mio tono muscolare sennò cado e cosa aumenta? i muscoli anti-gravitari, che negli arti inferiori sono sostanzialmente il compartimento estensorio della muscolatura, perchè è anti-gravitario. Allora se uno mentre siete a letto vi sfiora pianta del piede, voi non avete una reazione da iperestensione della muscolatura anti-gravitaria, avviene in mantiene molto più modulare, progressiva e regolata se vi tirate su dalla sedia che c’è veramente una richiesta funzionale di reggervi in piedi, ma se uno ha una lesione della proiezione dall’archicerebello verso il nucleo vestibolare laterale, nn è più in grado di modulare, ad un semplice sfioramento della pianta del piede, avremo una reazione esagerata di iperestensione di significato anti-gravitario, de-regolata che è quello che succede al gatto. Allora sorge un tema vado a vedere questa proiezione archicerebellare verso il nucleo vestibolare laterale di che natura è? trovo che in realtà è una proiezione di tipo inibitorio. L’elaborazione archicerebellare dell’informazione vestibolare, diretta al nucleo vestibolare laterale, e poi diretta in maniera discendente verso i gamma motoneuroni tramite il fascio vestibolo spinale, è un informazione di tipo inibitorio. cioè la corteccia archicerebellare proietta al nucleo vestibolare, moderandone l’attività; allora uno si chiede: allora il nucleo vestibolare laterale quando proietta giù col vestibolo spinale cosa fa? Fa proprio questo, potenzia il riflesso estensorio della muscolatura (soprattutto negli arti) anti-gravitazionale. Per cui se io libero l’attività del nucleo vestibolare laterale dal controllo inibitorio esercitato dalla corteccia archi cerebellare, in realtà lascio che il nucleo vestibolare laterale spari giù in maniera assolutamente esagerata, lungo il fascio vestibolo spinale informazioni di tipo eccitatorio che potenzia l’attività gamma motoneuronale della muscolatura esterna degli arti. Quindi il fatto che uno nel mantenimento della staziona eretta non si irrigidisca in una sorta di spasticità iper-estensoria, ma riesca a modulare correttamente l’attività estensoria della muscolatura degli arti tanto da tenermi in piedi ma non irrigidirmi in maniera spastica, è dovuto all’attività del nucleo vestibolare laterale, tramite i suoi fasci discendenti che costantemente potenzia il riflesso miotattico degli estensori, moderato e reso adeguato alla situazione di carico e anche cinematica nel caso in cui non stia fermo ma mi voglia muovere, dalle inibizioni del lobo flocculonodulare, il quale è informato della situazione motoria o statica, rispetto alle informazioni vestibolari. quindi il vestibolo informa l’archicerebello che mi sto muovendo in avanti, l’archicerebello agisce sparando sul nucleo vestibolare laterale, lui funziona come un treno e genera ipertono estensorio. il problema è che non va lasciato libero di fare una cosa del genere, perchè non riesce a modularlo, l'aumenta è basta in maniera incondizionata. Viene moderato dalla proiezione inibitoria, che su questo gli va addosso dalla rielaborazione archicerebellare dell’informazione vestibolare stessa: quindi il vestibolo informa il cervelletto che mi sto muovendo in una certa direzione lo faccio con determinati carichi, con una determinata velocità e cosi via e io, cervelletto adeguo la mia inibizione, è lo stesso eccitare o inibire, ho un sistema che funziona continuamente e lo tengo a bada, con la proiezione sul nucleo vestibolare laterale. Questo è il paleocerebello e qui non andiamo più a vedere qual è la posizione della testa nello spazio e rispondere adeguatamente, qui andiamo a chiedere alla muscolatura periferica qual è lo stato tensionale a cui è assoggettata nel suo complesso. Spinocerebellari e trigemino cerebellare tutto questo va al paleocerebello cioè lobo anteriore, questo proietta verso i suoi nuclei globoso ed emboliforme, i quali proiettano fuori alla sostanza reticolare F 0E 0fascio reticolo spinale. • se il vestibolo spinale promuove il riflesso sugli estensori, • il reticolo spinale promuove prevalentemente il riflesso miotattico dei gruppi flessori. Dall’altra parte riceve tutte le informazioni periferiche e anticipa l’aggiustamento posturale della muscolatura agonista e antagonista interessata al movimento programmato, di modo che quando gli arriva giù alfa motoneuroni, cioè sistema rapido, se volete un po’ brutale, di esecuzione del movimento, però molto efficace e non più modulabile, questo movimento va cadere su una muscolatura che è gia pretensionata, ottimizzata in senso posturale, in maniera da far avere successo a quell’atto motorio. Non si limita al preaggiustamento ma in realtà l’atto motorio può essere suddiviso in infinite fasi dell’atto stesso, il cervelletto corre assieme al movimento, quindi questo è un processo dinamico, che avviene continuamente durante tutta l’esecuzione del movimento, quindi il cervelletto aggiusta il ritmo e la cronologia della contrazione e decontrazione muscolare, in modo che il movimento risulti fluido efficace e misurato, perchè ad esempio se io voglio prendere questo telecomando che è qua inquadro telecomando con gli occhi: devo estendere il gomito, muovere la mano e agguantarlo. è evidente che ho bisogno di afferenze visive, programmo l’attività motoria, il cervelletto precondiziona il programma motorio in modo che sia finalizzato a afferrare il telecomando, e parte il mio programma motorio che prevede la contrazione del tricipite, inibisco il riflesso miotattico dei flessori e muovo velocemente la mano. Vi prego di notare che quando noi prendiamo un oggetto le velocità sono molto variabili: mi muovo velocemente e mi fermo molto rapidamente ma in progressione, cioè non ci sbatto contro, mi fermo esattamente alla distanza tale per cui la chiusura delle dita afferra il telecomando. Guardate che questa è una regolazione motoria di estrema raffinatezza, perché il mio movimento è completamente fluido ed è perfettamente di misura rispetto al mio scopo. Se voi pigliate un paziente con alterazione cerebellare, non riesce a calibrare in questo modo questo movimento, perché l’arresto movimento a una determinata distanza è funzione dell’integrazione cerebellare che ha programmato il movimento: innanzitutto preprogramma il movimento, poi lo segue nell’azione, lo lascia accelerare finché sono in questa fase e poi frena, ma cosa vuol dire frena? mi aveva lasciato distendere il bicipite brachiale finché ero lontano dal telecomando, man a mano che mi avvicino aumenta il tono degli antagonisti e quindi mi fa frenare il movimento, e lo fa in maniera fluida ed equipara il tono degli agonisti ed antagonisti nel momento in cui decide che il movimento è terminato e solo alla calibrazione giusta di distanza si ferma. Allora guardate questo esperimento: questo signore ha un vincolo con una molla che lo tiene giù: uno mette un elettromiografia ai flessori dell’avambraccio e ai flessori plantari del piede, se voi dite al signore “afferra: questa maniglia e tira” siccome c’è la molla la maniglia viene, ma la molla richiama, allora se lui tira, un po’ la maniglia viene, ma muscolo si lascia trascinare in avanti. Se voi fate l’elettromiografia di questi gruppi muscolari direste: è chiaro che si contraggono i flessori dell’avambraccio. In realtà la contrazione involontaria del gastrocnemio è anticipata di alcuni millisecondi rispetto alla contrazione volontaria dei muscolo flessori dell’avambraccio. Allora è evidente che questa non è volontaria non ve ne accorgete neanche, ma voi volete mantenere la stazione eretta mentre fate trazione sulla molla, e per mantenere la stazione eretta dovete opporre resistenza alla trazione del vincolo, e lo fate per esempio, contraendo la muscolatura del gastrocnemio. Questo fenomeno fa parte del pacchetto motorio “tira la molla” solo che mentre la parte volontaria dell’atto è la trazione della molla, in realtà il pacchetto è molto più complesso per cui se mi dicono “prendi il telecomando” io volontariamente prendo il telecomando ma cosa vuol dire volontariamente prendere il telecomando? vuol dire quello che intuitivamente chiunque potrebbe capire cioè estensione dell’avambraccio, ma in realtà c’è una grande quantità di aggiustamenti non pertinenti direttamente al tricipite, ma che sono necessari per avere successo in quel compito che è stato assegnato. La regolazione di tutto questo che è completamente involontaria, è di natura cerebellare. Il cervelletto come fa a fare tutto questo lavoro? Parliamo un po’ di istologia ci sono tre strati: • nello strato granulare ci sono neuroni piccoli detti granuli; • in cima ci sono tante cellule e pochi neuroni; • in mezzo c’è monostrato di cellule del Purkinje che sono molto grosse. Se uno guarda le fibre che transitano nella sostanza bianca e guarda le fibre che entrano nel cervelletto: ci sono solo due modalità di entrata delle fibre. Parliamo di quello meno rappresentato: vi ricordate nel bulbo? lì c’è l’oliva bulbare che è un nucleo definibile precerebellare. Le efferenze olivari (intendendosi oliva bulbare) sono tutte dirette verso il cervelletto, vi entrano tramite il peduncolo cerebellare inferiore (quindi fascio olivo-cerebellare) e si comportano in un modo particolare, tutto loro (tutte le altre fibre in ingresso nel cervelletto si comportano nell’altro modo): esclusivamente le fibre di origine olivare F 0E 0 entrano nel cervelletto tramite il peduncolo cerebellare inferiore F 0E 0 attraversano indisturbate lo strato granulare profondo della corteccia F 0E 0 attraversano anche il sottile strato delle cellule del Purkinje e arrivano a fare sinapsi sui dendriti delle cellule del Purkinje che sono grosse. il corpo cellulare forma il sottostante strato delle cellule del Purkinje ma il ciuffo di dendriti che si stacca da queste cellule è tutto nello strato sovrastante molecolare. Le fibre rampicanti si attorcigliano intorno all’albero dendritico delle cellule del Purkinje nello strato più superficiale della corteccia cerebellare. Queste le mettiamo un attimo da parte. Tutte le altre fibre si comportano in un altro modo (qualunque sia la provenienza): entrano attraverso la sostanza bianca nello strato dei granuli qui si arrestano facendo una sinapsi eccitatoria con i denditi della cellula dei granuli. Allora questa sinapsi è eccitata. dunque io stimolo una fibra di qualunque natura essa sia e passa l’eccitazione alle cellule dei granuli. Cosa fa l’assone della cellula dei granuli? Parte e si superficializza, va nello strato molecolare e qui si biforca e decorre lungo l’asse della lamella cerebellare: si biforca in 2 branche che si estendono per un po’ lungo l’asse trasversale della lamella, per questo motivo prendono il nome di fibre parallele perchè sono parallele alla lamella. Perché questo fatto è importante? perché nello strato sottostante, cioè quello delle cellule del Purkinje, questi neuroni sono grossi e i dendriti delle cellule del Purkinje sono tanti, ma hanno un precisissimo orientamento spaziale, sono apicali quindi si trovano tutti nello strato superficiale molecolare e sono orientati in direzione ortogonale rispetto all’asse