Controllo del Movimento: Sistema Muscolare e Neuromuscolare - Prof. Argiro', Sintesi del corso di Statistica Inferenziale

Scarica Controllo del Movimento: Sistema Muscolare e Neuromuscolare - Prof. Argiro' e più Sintesi del corso in PDF di Statistica Inferenziale solo su Docsity! NEUROFISIOLOGIA _______ IL CONTROLLO DEL MOVIMENTO UniPD Scienze psicologiche, cognitive e psicobiologiche AA 2018-2019 – Prof Chiara Begliomini & Dott. Nicola Cellini  «tutto ciò che l’uomo può fare è muovere le cose, sia che si debba bisbigliare una sillaba, sia che si debba abbattere una foresta» (Charles Sherrington)  «non c’è altra ragione che spieghi il fatto che siamo dotati di cervello se non per compiere movimenti adattivi e complessi» (Daniel Wolpert)  https://www.ted.com/talks/daniel_wolpert_the_real_reason_for_brains/transcript?language=en#t- 29606 IL CONTROLLO DEL MOVIMENTO VISIONE D'INSIEME _——_cl SISTEMA NERVOSO CENTRALE (encefalo e midollo spinale) Elaborazione (e delle informazioni I Informazioni motorie Recettori per la sensibilità speciale (olfatto, gusto, vista, udito, equilibrio) e sensibilità tattile, termica e dolorifica) Recettori per la sensibilità viscerale (organi interni, compresi gli apparati ‘cardiovascolare, respiratorio, digerente e uro-genitale) RECETTORI Di cosa si occupa il sistema motorio SOMATICO  TONO MUSCOLARE  Grado di contrazione del muscolo in stato di riposo  POSTURA  Posizione del corpo nello spazio  Posizione che le parti del corpo assumono rispetto alle altre  EQUILIBRIO  Controllo della posizione e dello spostamento del corpo nello spazio  MOVIMENTO  Modifica della posizione del corpo e/o di parti di esso I MUSCOLI www.realbodies.it I MUSCOLI  Il muscolo è formato da fasci di fibre muscolari  Ogni fibra contiene MIOFIBRILLE ◼ La miofibrilla a sua volta è formata da filamenti di MIOSINA (filamento spesso) e ACTINA (filamento sottile) disposti in modo ordinato (SARCOMERI)  La componente di contrazione del muscolo è il SARCOMERO I MUSCOLI  MIOSINA: ancorata a zona Z  ACTINA: ancorata a zona M  Durante la contrazione i filamenti si SOVRAPPONGONO tramite un meccanismo chiamato ‘SLIDING’, cioè scorrimento ◼ Durante la contrazione quindi i filamenti NON si accorciano, ma si sovrappongono semplicemente I MUSCOLI  Durante la contrazione, all’interno del sarcomero, i filamenti di actina scivolano nella zona occupata da quelli di miosina.  La contrazione è un meccanismo «tutto o niente», ogni fibra si contrae o non si contrae.  La forza della contrazione dipende dalla frequenza dello stimolo nervoso e dal numero di fibre coinvolte.  Giunzione neuromuscolare  BERSAGLIO: muscolatura scheletrica RECETTORI COLINERGICI: DOVE nel SNP L’acetilcolina si lega ai recettori NICOTINICI sulla superficie del muscolo e ‘inizializza’ la contrazione muscolare RECETTORI COLINERGICI: DOVE nel SNP  Neuroni pre e post-gangliari simpatici e parasimpatici  BERSAGLIO: cuore, muscolatura liscia  L’accorciamento/allungamento delle fibre muscolari è innescato dall’attività dei motoneuroni α, che provengono dalle corna VENTRALI del midollo spinale  Ogni motoneurone proietta ad un singolo muscolo, del quale innerva una porzione di fibre I MUSCOLI  Muscoli STRIATI  Muscolatura scheletrica ◼ movimenti volontari e riflessi ◼ Deve il suo nome alla presenza di 2 tipi di fibre: ◼ ROSSE = LENTE ◼ Presenza di mioglobina che lega l’ossigeno e funge da riserva muscolare ◼ Metabolismo aerobico e mantenimento postura ◼ Contrazioni muscolari prolungate (es. maratona) ◼ BIANCHE = VELOCI ◼ Metabolismo anaerobico e movimenti fini ◼ Contrazioni muscolari di breve durata ma intense (es. scatto)  ECCEZIONE: il cuore è un muscolo striato ma si muove in modo involontario e ritmico (autocontrattilità) I MUSCOLI  Muscoli LISCI  Motilità degli organi interni  Innervazione AUTONOMA  composto da fibre muscolari molto più piccole rispetto alle fibre del muscolo scheletrico ◼ non ci sono sarcomeri e contiene filamenti sia di actina sia di miosina ma in quantità differenti  La contrazione è più lenta e lunga. ◼ PERISTALSI: progressione del cibo nell’intestino, ad opera della muscolatura liscia ◼ BULBO PILIFERO: muscolo liscio isolato I MUSCOLI I MUSCOLI | tre tipi di tessuto muscolare Tessuto muscolare Tessuto muscolare Tessuto muscolare liscio cardiaco scheletrico Muscoli STRIATI Recettori del sistema motorio  Fusi neuromuscolari  Stiramento del muscolo  Si trovano all’interno del muscolo  Paralleli alla disposizione delle fibre muscolari  Avvolti da fibre intrafusali  Fibre afferenti PRIMARIE: grande diametro ed elevata velocità di conduzione ◼ Parte centrale del fuso  Fibre afferenti SECONDARIE: diametro medio e velocità di conduzione media ◼ Estremità del fuso Recettori del sistema motorio  Fusi neuromuscolari  Quando il muscolo si STIRA si verifica una deformazione MECCANICA del fuso, che provoca l’attivazione delle fibre SENSITIVE ◼ Le fibre primarie codificano stiramenti rapidi e di breve durata ◼ Le fibre secondarie reagiscono scaricando in maniera proporzionale all’allungamento del muscolo  Le terminazioni fusimotorie dei motoneuroni γ (estremità del fuso) non danno contributo all’attività contrattile del muscolo ma modulano la sensibilità del recettore a seconda del grado di stiramento/contrazione del muscolo, ad opera dei motoneuroni α ◼ Coattivazione α - γ Recettori del sistema motorio  Organi tendinei di Golgi  Costituito da neuroni sensoriali intrecciati alle fibre di collagene che formano il tendine  Se le fibre del tendine vengono stirate (durante la contrazione del muscolo) i neuroni sensoriali vengono ‘schiacciati’ e innescano la reazione del recettore  Le informazioni fornite da organi tendinei del Golgi e fusi neuromuscolari sono complementari e sono utilizzate dal SNC per determinare le posizioni relative dei vari segmenti degli arti e per la corretta esecuzione dei vari atti motori. Il riflesso miotatico Richiede:  Informazione sensoriale in ENTRATA  Corna DORSALI del midollo ◼ Stimolo sul tendine (organo di Golgi e fusi neuromuscolari)  Comando motorio in USCITA  Corna VENTRALI del midollo ◼ Componente eccitatoria ◼ Muscolo AGONISTA (quadricipite femorale) si contrae ◼ Componente inibitoria ◼ Muscolo ANTAGONISTA (flessore) rimane rilasciato Innervazione RECIPROCA Il riflesso miotatico  FASICO  Riflesso patellare classico  TONICO  Aggiustamenti posturali Il riflesso miotatico INVERSO  Se la tensione muscolare diviene eccessiva, i recettori segnalano una situazione ‘insostenibile’ e il muscolo viene rilasciato  Organo tendineo di Golgi convoglia informazioni al midollo dove ha luogo una reano sinapsi con interneuroni INIBITORI, la cui azione provoca il rilascio del muscolo IL SEGNO DI BABINSKI  Nel neonato, passare una punta smussata lungo la pianta del piede provoca l’allargamento delle dita  Dai 2 anni in poi, lo stesso stimolo provoca la chiusura delle dita del piede  Il segno di Babinski è considerato un test neurologico di integrità anatomo- funzionale del tratto cortico-spinale  Nell’adulto, lesioni alla corteccia motoria ed alcune patologie neurodegenerative (es: sclerosi multipla) provocano una reazione simile Central Pattern Generators  Rete di neuroni relativamente piccola, in grado di produrre pattern ritmici anche in assenza di feedback sensoriali o di segnali provenienti dal sistema nervoso centrale  Geneticamente determinati (NON appresi), hanno un ruolo fondamentale per molte funzioni vitali ‘ritmiche’ come:  locomozione, nuotata, respirazione, masticazione  Il ‘programma’ seleziona quali muscoli devono essere attivati, quanto intensamente e per quanto tempo  Nei vertebrati, i CPG sono posizionati principalmente a livello spinale  Se midollo spinale e tronco encefalico vengono disconnessi, il pattern motorio codificato dai CPG può manifestarsi comunque, anche se in maniera non del tutto flessibile ◼ Feedback sensoriale di tipo riflesso permane, ma non attività di controllo più sofisiticate operate dalla corteccia (ES: decisione) ◼ ESEMPIO: locomozione negli esperimenti di Graham Brown  Una lesione al motoneurone che innerva un dato gruppo di fibre produce IPOTONIA  Deafferentazione produce in realtà IPERTONIA  Esacerbazione del riflesso a carico dei muscoli estensori ◼ Questo perché la corteccia in realtà esercita un’azione inibitoria su questo riflesso ◼ Se l’azione della corteccia viene meno, il riflesso di estensione non è più modulato a seconda delle necessità ma è esasperato (rigidità)  Gli effetti della deafferentazione dimostrano che:  I sistemi spinali sono regolati da efferenze CORTICALI di tipo inibitorio  La componente eccitatoria è operata per lo più dalle strutture del TRONCO ENCEFALICO ◼ Se la deafferentazione viene praticata a livello più caudale (unitamente a quella a livello mesencefalico), il fenomeno della rigidità sparisce MODULAZIONE SOVRASPINALE