Sistema Nervoso: Controllo del Movimento e Vie Motorie Discendenti, Schemi e mappe concettuali di Neuroscienze

Scarica Sistema Nervoso: Controllo del Movimento e Vie Motorie Discendenti e più Schemi e mappe concettuali in PDF di Neuroscienze solo su Docsity! CONTROLLO CEREBRALE DEL MOVIMENTO sabato 27 novembre 2021 17:01 Sistema nervoso organizzato in modo gerarchico Gerarchia del sistema motorio Strategia Neocorteccia associativa e gangli della base ‘Tattica Corteccia motoria e cervelletto Esecuzione Tronco encefalico e midollo Nella corteccia ci sono delle regioni specializzate nel controllo del movimento = esperimenti dove si va a stimolare con elettrodi la corteccia degli animali. Le aree principali sono : area 4 di Brodmann /M1 e l'area 6 ( si divide in area premotoria e SMA= pianifica movimento) Come fa il cervello a comunicare con i motoneuroni del midollo spinale? Il cervello comunica con i motoneuroni del midollo spinale attraverso due vie MOTORIE DISCENDENTI 0 discendono dal cervello fino ad arrivare al midollo spinale : VIA LATERALE e VIA VENTROMEDIALE FAFAP Pagina 1 Tratti spinali discendenti Vie motorie discendenti e *———T___—_ Via LATERALE Via VENTROMEDIALE colonna laterale del midollo spinale colonna ventromediale del midollo spina “Tratto cortico-spinale (piramidale, * ‘Tratto vestibolo-spinale ponente principale) * Tratto tetto-spinale «tto rubro-spinale » * Tratto reticolo-spinale E gi d rato J cina ì Via laterale £ | dato ° 5 a iatrtepnaie nat DS reo totcspne Sa, Tuo sile © scam (pag.509) VIA LETERALE= Controlla movimento volontario: (movimenti diretti ad uno scopo) della muscolatura distale (movimenti fini specialmente degli arti superiori e delle mani) Influenzano i motoneuroni che controllano i muscoli distali degli arti * Dipende dal controllo diretto della CORTECCIA È la via più cospicua , è un fascio costituito da moltissime fibre, e la corteccia motoria controlla direttamente i motoneuroni spinali grazie a questo fascio. | tratti cortico-spinali agiscono sui motoneuroni e innervano muscoli degli arti TRATTO CORTICO-SPINALE Corteccia motoria primaria (BA4) * Area premotoria (BA6) premotoria * Aree sensoriali * Capsula interna * Peduncolo cerebrale (mesencefalo) * Ponte (non visibile nella figura) * Bulbo Decussazione delle piramidi bulbari * Tratto corticospinale laterale Controlla movimenti sia prossimali sia distali ma è fondamentale per i movimenti fini-distali FAFAP Pagina 2 Tratti reticolospinali pontino (mediale) e bulbare (laterale) Cervelletto Formazione reticolare pontina Formazione reticolare bulbare Tratti reticolospinali Midollo spinale ‘Tratto reticolospinale pontino * Facilita i riflessi antigravitari del midollo spinale in modo da mantenere la postura eretta grazie alla facilitazione dei muscoli estensori degli arti inferiori ‘Tratto reticolospinale bulbare * Libera i muscoli antigravitari dal controllo der riflessi. L'attività di entrambi i tratti e controllata dalla corteccia Come fa il cervello a comunicare con i motoneuroni del midollo spinale? reticolari e nuclei Corteccia COME FA IL CERVELLO A COMUNICARE CON | MOTONEURONI SPINALI? FAFAP Pagina 5 La corteccia motoria Le attività motorie controllate a livello corticale sono in gran parte movimenti volontari (non sono attività che avvengono a livello subcosciente come quelle integrate a livello del midollo spinale) Corteccia cerebrale: livello gerarchicamente più elevato dei sistemi di controllo motorio Corteccia motoria Le arce della corteccia più direttamente interessate al movimento sono: 1. Corteccia motoria primaria, o area 4 di Brodmann (M1) 2. Corteccia premotoria, o arca 6 di Brodmann: - area premotoria: unità motorie prossimali - SMA: unità motorie distali Aree Ara _ ARL 1,8,9: Consoda nr parietale MI. centrale S1) posteriore corteccia AS È 4 prefrontale cosa vuol dire organizzazione somatotopica? all'interno della corteccia motoria primaria esiste una sorta di mappa nella quale vengono rappresentate le diverse parti del nostro corpo. Queste mappe sono delle mappe motorie, che presentano una rappresentazione distorta del nostro corpo. Cosa vuol dire distorta nel nostro corpo? che il modo in cui vengono rappresentate le diverse parti del corpo non è proporzionale: ci sono delle parti del corpo che sono più rappresentate e altre meno. Ad esempio le aree FAFAP Pagina 6 della mano e le aree del volto sono maggiormente rappresentate, quindi, benché non vi sia un rapporto proporzionale, quello che si osserva all'interno di queste mappe è che esiste un rapporto tra la raffinatezza del movimento e la grandezza della rappresentazione all'interno della mappa sensoriale, per cui ad esempio, l'area della mano che è sicuramente l'arto che ci permette di svolgere i movimenti estremamente fini è molto grande e quindi meglio rappresentata. Questo perché? Perché la nostra corteccia motoria ha bisogno di una rappresentazione più grande per poter ‘andare a controllare dei movimenti che sono più fini e quindi più complessi. Parliamo di HOMUNCULS MOTORIO L'stensioni della rappresentazione di ciascun segmento corporeo dipende dal numero dei neuroni dedicati alla innervazione di questo determinato segmento corporeo. Organizzazione somatotopica Homunculus motorio pocho Da dove arrivano le informazioni che partono dalla corteccia? Un'altra area corticale molto importante per il movimento è l'area 6, che viene definita anche area premotoria e che è un'area cerebrale nella quale hanno origine i progetti motori e quindi viene definita corteccia motoria, associativa o appunto corteccia premotoria. Sono quei neuroni che si attivano nel momento in cui noi prepariamo l'esecuzione di un movimento. l'area 6 comprende una parte più laterale che è l' area premotoria propriamente detta e una parte più mediale e più dorsale che è l'area motoria supplementare ( in alto), mentre l'area premotoria va ad innervare principalmente i neuroni reticolo spinali che poi innervano le unità motorie prossimale. SMA, il nervo maggiormente, le unità motorie distali, quindi, come abbiamo già detto, quelle che si occupano primariamente dei movimenti più fini. Ciascuna di queste aree, quindi l'area premotoria e l'area motoria supplementare, partecipano alla gestione del movimento, quindi alla programmazione e poi all'esecuzione del movimento dei movimenti volontari. E generalmente, la stimolazione elettrica di queste aree. Va infatti a produrre movimenti piuttosto complessi, spesso anche bilaterali, cioè di entrambi gli arti. Infatti oggi si sa grazie alla risonanza magnetica funzionale, ad esempio, che l'area SMA è un'area che è particolarmente attivata quando noi dobbiamo svolgere dei comportamenti di manuali, quindi, delle azioni che coinvolgono contemporaneamente l'utilizzo di entrambe le mani, che non sono soltanto movimenti complessi, sono proprio movimenti che implicano un'organizzazione cerebrale diversa da quella che è coinvolta nell'organizzazione dei movimenti unilaterali. Oltre al a queste aree l’area M1 e l'area premotoria. Abbiamo poi altre regioni che non sono implicate in maniera specifica nella pianificazione del movimento, ma che contribuiscono comunque all'organizzazione dei movimenti e che sono la feccia parietale posteriore e la corteccia prefrontale. Quando noi dobbiamo svolgere un'azione molto semplice quindi ad esempio afferrare un bicchiere con l'intento di bere per poter eseguire correttamente il movimento. Noi dobbiamo ricevere diversi tipi di informazioni, ad esempio dobbiamo avere delle informazioni sulla posizione del corpo e la posizione dei nostri arti prima di compiere l’azione FAFAP Pagina 7 I gangli della base (basal ganglia) o nuclei della base IENA: NI p aL; È At Nucleo caudato Nuclei sottocorticali * Corpostriato + p, È Putamen GP esterno (GPe) * Globus pallidus (GP; fonte dell’output verso il talamo) I di GP interno (GPi) pars compacta * Substantia nigra (sostanza nera) 1 *. Nucleo subtalamico pars reticulata Il circuito motorio che opera attraverso queste strutture comprende una via diretta e una indiretta - DIRETTA= facilita avvio del movimento - INDIRETTA = inibisce il movimento VIA DIRETTA ATTIVA IL MOVIMENTO Comprende : la corteccia motoria, il nucleo striata , il globo pallido interno e il talamo. 1. Connessione eccitatoria tra la corteccia e le cellule del putamen 2. Sinapsi inibitorie tra i neuroni del putamen e i neuroni del globo pallido interno 3. Sinapsi inibitorie tra i neuroni del globo pallido e i neuroni di VL 4. Connessione eccitatoria tra VL e SMA ES inibizione Neo FAFAP Pagina 10 Attivazione corticale della via diretta | Resi Aumento di attività dei | Re Diminuisce l’attività dei neuroni del GPi na Diminuisce l’attività inibitoria sul talamo na Aumenta l’attività dei neuroni del talamo nel momento in cui l'attività che sta iniziando nel SMA raggiunge una certa soglia, grazie all'attività dei gangli della base, viene dato il comando di iniziare il movimento ed è per questo che si dice che la via diretta va ad attivare il movimento. neuroni Aumento di inibizione sul GPi ecci VIA INDIRETTA INIBISCE IL MOVIMENTO Funziona con l'entrata in gioco di una struttura: nucleo subtalamico ( fa parte di un circuito interno ai gangli della base che attraverso l'eccitazione del globo pallido ha un effetto INIBITORIO sui neuroni della corteccia. L'equilibrio tra effetti inibitori e eccitatori libera e coordina i movimenti desiderati Ha un effetto opposto alla via diretta. Le stazioni sono uguali : FAFAP Pagina 11 [55 eccitazione Aumento di attività dei neuroni del putamen Aumento di inibizione sul GPe Diminuisce l’attività dei neuroni del GPi Aumento di attività (perché diminuisce l'inibizione). Le due vie permettono il complesso di situazioni che ci permettono di iniziare o inibire il movimento in base al contesto se è appropriato o meno. Aumento di inil ne del talamo Diminuzione dell’attività dei neuroni del talamo Minore attività eccitatoria su M1 Loop motorio: circuito per la si *. selezione e l’inizio (avvio) dei movimenti Corex + Inibizione dei movimenti l'info si muove in maniera complessa ‘Talamo Tra le aree cerebrali Nucleo Ventrale Laterale (VI) Rod Petite. Superior colta clou cli. and vesta nuciei = Pe FAFAP Pagina 12 IL CERVELLETTO Nuclei cerebellari profondi 4 pontini Si trova nella parte posteriore del cervello sotto il lobo occipitale, formato da due emisferi collegati dal verme del cervelletto. Esso è unito al resto del cervello grazie ai cordoni di assoni= peduncoli cerebellari Le diverse fessure lo dividono in 10 lobuli , poi vi sono dei nuclei cerebellari profondi dove passano le principali info di output che vanno in direzione del tronco dell'encefalo. Piccolo ma struttura complessa. * Cellule dei granuli (piccoli neuroni eccitatori) * Cellule di Purkinje (inibitorie) Circuito motorio attraverso il cervelletto Arca 4 Arca 6 SMA Arce somatosensoriali Arce parictali A cosa serve il cervelletto? * Correzioni degli errori in diretta necessarie a produrre movimenti specializzati e coordinati in modo fluido; * Esecuzione dei movimenti poliarticolari, complessi e pianificati; ® Riceve l'intenzione di movimento ed invia alla corteccia informazioni circa la direzione, la sincronizzazione e la forza del movimento; * Centro fondamentale per l'apprendimento motorio FAFAP Pagina 15 Plasticità della corteccia mototia La corteccia cerebrale dell'animale e dell’uomo va incontro a processi di riorganizzazione significativi in risposta ai cambiamenti ambientali “Plasticity is not an occasional state, but the normal ongoing state throughout the lifespan“ (Pascual-Leone et al., 2005) Esempi di neuroplasticità: *Riorganizzazione corticale in seguito a lesioni cerebrali *Riorganizzazione neuronale conseguente a deprivazione sensoriale *Fenomeni di neuroplasticità che si verificano con l'apprendimento ES Regione mappata della M1 del ratto Superficie dorsalo del carvello di ratto Corteccia motoria in un ratto normale Mediale — Coordina alrale (mm) 5 45 la anteriore (mm) Arti antorioni Vibrisse Zone perioculari Ablazione nel nervo che permette il movimento dei baffi. Le regioni che prima evocavano il 95 movimento dei baffi (viola) ora causano movimenti delle zampe anteriori o della zona perioculare. ©1565 05 15 35 35 45 Posteriore — Coordinata anteriore (mm) € Mediale— Coordina leale (mm) FAFAP Pagina 16