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STRUTTURA GENERALE DEL SISTEMA NERVOSO E COMPORTAMENTO

Corpo e mente non vengono più considerati separati

per la consapevolezza che ogni comportamento è il risultato di una funzione cerebrale, quindi la mente è considerata una serie di operazioni eseguite dal cervello. Da ciò ne consegue che i disturbi del comportamento (che caratterizzano le malattie psichiatriche) sono alterazioni delle funzioni cerebrali.

Compito delle neuroscienze è quello di spiegare il comportamento umano in termini di attività cerebrale.

L’attuale visione, processo derivante da numerosi studi nel corso dei secoli e ancora in divenire, ha evidenziato l’organizzazione cerebrale in specifiche aree funzionalmente distinte, costituite dai relativi gruppi neuronali funzionalmente specializzati, messe in comunicazioni da altri gruppi specifici di neuroni interconnessi con regioni cerebrali particolari.

Un po’ di storia e curiosità

Per spiegare le relazioni tra comportamento e cervello sono state proposte, nel tempo, diverse teorie.

Cartesio

Cartesio, filoso e matematico francese, nel XVII secolo, ipotizzò la distinzione del cervello e della mente come operanti su piani diversi: al cervello spettava la sede dei processi elementari, come il movimento, la memoria, il desiderio, le passioni (funzionamenti appartenenti anche agli “animali inferiori”), mentre la consapevolezza spettava alla mente, risiedente non nel cervello-corpo, ma nell’anima, comunicante con il cervello attraverso la ghiandola pineale.

Nel XVIII secolo gli empiristi sostenevano che il cervello, alla nascita, fosse un contenuto vuoto (tabula rasa) che via via si andasse arricchendo in base alle esperienze sensoriali, mentre gli idealisti sostenevano che il cervello possedesse delle strutture innate per percepire il mondo.

Gall

Verso gli inizi dell’ottocento Gall, medico tedesco, invalidò la distinzione cartesiana, ritenendo invece che il cervello fosse la sede della mente e che tutte le funzioni emanassero da essa. Sostenne, inoltre, che la corteccia cerebrale non funzionasse come organo unitario ma che comprendesse numerose sedi ognuna con una funzione specifica. La sua teoria non si basava sull’osservazione clinica ponendo in correlazione le alterazioni di una facoltà mentale con la regione anatomica colpita in seguito a una malattia, bensì sulla credenza popolare che associava un tratto fisiognomico a un’evidenza caratteriale. Con questa concezione fondò la frenologia (oggi abbandonata).

Florens

Florens, fisiologo francese, sostituì tale ipotesi nel secondo decennio del XIX secolo con quella dei campi associati cerebrali, secondo cui una lesione in un’area cerebrale influisce su tutte le funzioni superiori di quell’area.

La teoria del connessionismo cellulare

Verso la metà del XIX secolo i neurologi Broca e Wernike e successivamente Sherrintong e Cajal elaborarono la teoria del connessionismo cellulare, in base alla quale i singoli neuroni sono responsabili dei messaggi del sistema nervoso e quindi manifestazioni diverse del comportamento sono mediate da regioni cerebrali diverse, interconnesse tra di loro.

Questo breve excursus storico serve a mettere in evidenza che, nella ricerca di capire il funzionamento umano, pur riprendendo, confutando o estendendo le ipotesi precedenti, in realtà ogni Ricercatore ha apportato il proprio contributo vedendo una parte del funzionamento complessivo che, peraltro, ancora è in larga misura sconosciuto, nonostante gli enormi progressi fatti.

È curioso che la visione riduzionista, intesa come scomposizione in parti del cervello (in questo caso) sia stata contrapposta a quella unitaria, per poi comprendere attualmente che singole aree hanno funzioni specifiche ma che devono essere interconnesse alle altre per determinare un atto compiuta.

La ghiandola pineale

Perfino in Cartesio, con la sua ipotesi, ad oggi considerata ridicola, della sede dell’anima nella ghiandola pineale come ente di comunicazione tra lo spirito e il cervello, possiamo individuare un intuito. Cartesio rimase colpito dal fatto che questa zona fosse l’unica del corpo che non avesse il suo duplicato (ognuna ha il suo duplicato controlaterale o presenta una parte desta e sinistra analoga). Poiché è inoltre posta al centro del cervello per lui non poteva che essere il punto in cui avveniva la centralizzazione e la riunificazione di tutti gli stimoli esterni, così da poter ricavare un’informazione unitaria dell’oggetto in esame. All’epoca inoltre si riteneva che i ventricoli cerebrali (posti vicino a questa ghiandola) fossero riempiti da un fluido vaporoso spirituale (oggi sappiamo che contengono il liquor cefalo-rachidiano).  La funzione della ghiandola pineale attualmente è riconosciuta nella regolazione del ritmo circadiano sonno-veglia, attraverso la produzione di melatonina, sensibile alle variazioni di luce. Per produrre melatonina è necessaria la serotonina (detto ormone del buon umore). La ghiandola pineale produce inoltre DMT (dimetiltriptamina), sostanza psichedelica in grado si alterare la percezione dello spazio-tempo e delle cose, prodotta soprattutto durante la fase REM.

Ma, già nell’antico Egitto veniva raffigurata come terzo occhio (o sesto chakra secondo altre tradizioni mistiche), al centro delle sopracciglia e ad essa venivano attribuiti poteri speciali, come il poter percepire cose che i due occhi non potevano vedere, migliorare l’intuizione su se stessi, connettendosi con la parte spirituale. Per molte Tradizioni, quindi, è fondamentale mantenere attivo il funzionamento di questa ghiandola, attraverso la sua stimolazione con tecniche meditative. Sembra inoltre che vada incontro a calcificazione con l’età, altro motivo per cui secondo alcuni è necessario stimolarla.

Quindi, per quanto le osservazioni di Cartesio fossero inadeguate, aveva comunque intuito una funzione “superiore” per utilizzare un suo termine, di questa zona del cervello. Funzione, per altro, tutt’ora utilizzata anche se in altri termini.

Possiamo quindi notare che, come sempre, l’interpretazione stessa di funzionamenti cosiddetti scientifici risentono della formazione personale dei Ricercatori, dell’epoca storica e sociale in cui vengono analizzati.

Struttura del sistema nervoso

Il sistema nervoso è costituito dal sistema nervoso centrale (SNC), composto dal cervello e dal midollo spinale, e dal sistema nervoso periferico (SNP).

Il Sistema Nervoso Periferico

È costituito dai nervi che fuoriescono dal midollo spinale e dall’encefalo e che inviano i vari messaggi dall’esterno e dagli organi interni, che vengono elaborati dal SNC. I nervi sono denominati in base al luogo d’origine: spinali se originano dal midollo spinale, cranici se dall’encefalo. Possono essere

  • motori o efferenti: se trasportano impulsi motori dal centro (SNC) alla periferia (intendendo per periferia tutto ciò, muscoli e organi, che si trovano all’esterno del SNC)
  • sensori o afferenti: se trasportano impulsi di tipo sensitivo dalla periferia (intendendo oltre ai muscoli e agli organi, i recettori cutanei) al centro
  • misti.

Il SNP si suddivide in

  • sistema nervoso somatico, o volontario, e comprende quindi le innervazioni verso o da (efferenti e afferenti) il sistema muscolo-scheletrico, determinando il movimento volontario
  • sistema nervoso autonomo o neurovegetativo. È costituito da porzioni antagoniste: il sistema simpatico e il parasimpatico che innervano la muscolatura liscia di vasi, organi viscerali, il cuore e le ghiandole, perciò regola le funzioni neurovegetative, quindi involontarie, del corpo.

Il Sistema Nervoso Centrale.

È una struttura bilaterale non del tutto simmetrica.

Il midollo spinale è all’interno delle vertebre e si suddivide in: cervicale (sono 8 vertebre cervicali), toracico (12) e lombare (5), in base alla sede interessata. Si ferma alla prima o seconda vertebra lombare (L1/L2) alle quali seguono altre 5 vertebre sacrali.

Il cervello è suddiviso in sette aree principali:

  • il tronco encefalico, posizionato sopra alla prima vertebra cervicale e suddiviso in sequenza ascendente in bulbo, ponte e mesencefalo
  • il cervelletto, ancorato dietro il tronco encefalico
  • il diencefalo, posizionato al di sopra del tronco encefalico
  • gli emisferi (destro e sinistro)
  • il corpo calloso, posizionato tra i due emisferi.

La materia grigia

La cosiddetta materia grigia è la principale sostanza tissutale del SNC, ad alta concentrazione di corpi neuronali, ed è ad essa attribuita la maggior parte delle facoltà cognitive.

A livello dell’encefalo è caratterizzata da numerose circonvoluzioni, le cui sporgenze vengono denominate giri e le infossature scissure. Questa particolare conformazione è sicuramente funzionale ad ospitare il maggior numero di cellule possibili in uno spazio limitato, probabilmente individuabile come mezzo escogitato dal processo evolutivo.

Aree cerebrali

Ogni area cerebrale viene denominata lobo, in base alla corrispondenza dell’osso cranico dov’è situata, quindi possiamo suddividere il cervello in

  1. lobo frontale (zona anteriore), individuabile come sede motoria, in parte della memoria a breve termine e della pianificazione delle azioni future
  2. lobo parietale (zona superiore), che presiede alle sensazioni somatiche, concorre alla formazione di immagini corporee che poi colloca in uno spazio extracorporeo
  3. lobo occipitale (zona posteriore), che concorre ai processi visivi
  4. lobo temporale (zona laterale), responsabile dei processi uditivi, di apprendimento, mnemonici e degli stati emotivi.

Al centro del lobo parietale troviamo la scissura centrale, o di Rolando, che separa il giro precentrale da quello postcentrale, il primo delimita un’area detta corteccia motoria in quando deputata alla funzione motoria, mentre il secondo un’area detta corteccia somatosensitiva, imputata alla ricezione degli stimoli sensoriali. La corteccia motoria si suddivide in primaria, che controlla direttamente l’esecuzione dei movimenti, secondaria, che controlla l’organizzazione dei movimenti, tenendo conto della direzione e degli stimoli esterni, e supplementare, che coordina e pianifica i movimenti complessi. Allo stesso modo l’area somatosensitiva si suddivide in primaria, secondaria e posteriore, implicate nelle funzioni sensoriali di tatto, udito, gusto, olfatto, e vista, ognuna con una diversa funzione in merito al riconoscimento globale di un oggetto, della forma, della superficie, ecc.

Da dove scaturiscono le funzioni umane

L’individuazione molto generica indicata della funzionalità di tali lobi è data dalla connessione con le altre strutture nervose. Vedremo infatti che ogni funzione scaturisce dalla connessione delle varie aree. A tal fine, prendiamo ad esempio la funzione del linguaggio che è stata il primo oggetto di studio a mettere in luce questa modalità di funzionamento generale.

Il neurologo francese Broca, nel XIX secolo, descrisse il caso di un paziente che in seguito a un ictus non era in grado di parlare, pur capendo il senso del linguaggio. Poteva pronunciare parole isolate, fischiare o cantare ma non sapeva organizzare grammaticalmente un discorso. All’esame autoptico (a cui seguirono altri casi) Broca rilevò che la zona colpita era nell’area posteriore del lobo frontale, area che porta il suo nome. In successivi esperimenti sul Cane, si mise in evidenza che alla stimolazione elettrica di determinate aree del giro precentrale alla scissura di Rolando, corrispondeva il movimento della zampa. Si mise in evidenza anche che, in qualunque caso, la zona del corpo azionata fosse controlaterale all’area cerebrale stimolata, da ciò la conoscenza che l’emisfero sinistro (cioè quello del linguaggio individuato) controlla l’emisoma destro e viceversa.

Circa quindici anni dopo la scoperta di Broca, lo psichiatra e neurologo Wernike studiò un altro disturbo del linguaggio, per cui il paziente non aveva problemi ad articolare un discorso ma non ne capiva il senso, l’area lesionata risultò essere nella parte posteriore del lobo temporale, nella zona contigua a quello parietale ed occipitale (area a cui è stato dato il suo nome). Era quindi un disturbo più ricettivo che motorio.

Da ciò ne dedusse che né la frenologia che attribuiva ad ogni singola area una funzione, né la teoria dei campi associati, per la quale le funzioni mentali erano distribuite uniformemente sulla corteccia cerebrali, potessero essere esaustive.

Elaborò quindi il concetto di analisi distribuita che ad oggi è il riferimento per le neuroscienze. Tale concezione prevede l’attivazione di aree ben circoscritte per le funzioni motorie e percettive semplici, mentre le interconnessioni tra le diverse aree specializzate rendono possibili le funzioni più complesse. La comprensione e l’espressione del linguaggio scritto e parlato dipendono quindi principalmente dall’interconnessione funzionante di questi centri e dalle loro connessioni con altre aree. In generale,

l’analisi di informazioni complesse implica l’attività di numerose aree (corticali e sottocorticali), distinte ma reciprocamente interconnesse.

Aree cerebrali attivate in quattro azioni diverse: leggere parole, ascoltare parole, pronunciare parole, pensare parole
Principi di neuroscenze, quarta edizione italiana; E.R.Kandel, J:H:Schwartz, T. M. Jessel, S.A. Siegelbaum, A.J.Hudspeth. Casa Editrice Ambrosiana.

Gli stati emotivi

Ulteriori approfondimenti sullo studio del linguaggio hanno messo in evidenza le caratteristiche emotive del linguaggio, come l’intonazione (prosodia), queste aree sono state individuate nell’emisfero destro, contigue alle zone di Broca e Wernike dell’emisfero sinistro, possedendo le stesse caratteristiche ma applicate ai tratti affettivi del linguaggio, quindi a un disturbo nell’area di Broca dell’emisfero destro corrisponde una difficoltà nell’espressione emotiva del linguaggio, mentre a una lesione nell’emisfero destro omologa all’area di Wernike corrisponde una un deficit di comprensione emotiva del linguaggio, come il saper valutare un’intonazione, o se l’interlocutore sta parlando di argomenti tristi o allegri.

Sebbene gli stati emotivi non siano stati localizzati altrettanto precisamente rispetto alle funzioni motorie, sensitive e cognitive, è stato possibile individuare alcune aree che, stimolate elettricamente, hanno prodotto particolari sensazioni emotive, quali ad esempio il talamo e l’amigdala[1].

Il fatto che i processi mentali siano i prodotti finali delle interazioni fra unità elementari di analisi localizzate in aree specifiche ha permesso di evidenziare che una lesione in un’area specifica non comporta necessariamente la perdita totale di quella funzione

(come si pensava in precedenza), infatti, oggi sappiamo che se anche un comportamento va inizialmente perduto in seguito a una lesione, esso può ricomparire via via che le parti non danneggiate riorganizzano le loro connessioni. Queste sono disposte in serie e in parallelo, quindi, un deficit di funzionamento su una singola via non compromette il funzionamento dell’intero sistema perché le altre vie possono implementare le proprie prestazioni o costruire nuovi percorsi, per supplire alla lesione.

Questa modalità di funzionamento, arricchita da continui studi, ha messo in evidenza anche che l’unitarietà con ci sembra di percepire un oggetto, l’altro, perfino noi stessi, è la risultante di una scomposizione di dettagli esaminati singolarmente e processati in maniera tale da darci la visione complessiva, unitaria, dell’ente che stiamo osservano.

Il neurologo Kandel afferma: “il più sorprendente esempio della struttura modulare delle rappresentazioni mentali è l’osservazione che perfino la coscienza di noi stessi come esseri unitari, in una parola la somma di tutto ciò che intendiamo quando diciamo “Io”, dipende dalle connessioni nervose esistenti tra una serie di circuiti indipendenti, che hanno sede in emisferi cerebrali diversi e ciascuno dotato di un proprio senso di autocoscienza”. La scoperta fondamentale che perfino la coscienza non è un processo unitario fu fatta da R. Sperry, M. Gazzaniga e J. Bogen, nel corso degli studi su pazienti epilettici nei quali veniva praticato il taglio terapeutico del corpo calloso, che è il principale fascio di connessione tra i due emisferi. (…) Osservarono che ogni emisfero possedeva un proprio stato di coscienza in grado di funzionare indipendentemente da quello dell’altro emisfero[2].

E prosegue con la descrizione di uno dei pazienti (sovra menzionati), che teneva in mano un libro con la mano sinistra, governata dall’emisfero destro, ma poiché tale emisfero non sottende alla comprensione delle parole e si e occupa di altri aspetti, ordinava alla mano sinistra di mettere via il libro. Da ciò ne deducono che “ogni emisfero possiede una propria mente” e che quindi non sempre l’emisfero dominante, pur esprimendo giudizi sulle prestazioni di quello non dominante, sia in grado di trovale soluzioni, in quanto le informazioni sono state proiettate esclusivamente sull’emisfero non dominante.

La coscienza

La localizzazione della coscienza nel cervello è ancora oggi oggetto di studi, per la complessità anatomica del cervello stesso e la non conoscenza completa del suo funzionamento, ma anche probabilmente, aggiungo io, perché l’approccio continua ad essere prevalentemente in direzione della scomposizione dei singoli elementi.


Note…

[1] Alcuni recenti studi hanno rilevato che la stimolazione elettrica del nucleo subtalamico (che è una componente del sistema motorio), è in grado di migliorare il tremore caratteristico del morbo di Parkinson, ma la stimolazione di quest’area induce amplifica alcuni stati emotivi determinando euforia, senso di divertimento, aumento della libido, scoppi di risa e ilarità contagiosa, stati notevolmente depressi del M. di Parkinson. Un paziente affetto da questa patologia, gravemente depresso e con pensieri suicidi, sottoposto a tale stimolazione, ridivenne ricco di idee e iniziative, acquistò un’auto sportiva ricominciò a corteggiare le donne, abbandonando qualsiasi intento suicida.

[2] Cit. pag.18 del testo Principi di neuroscenze, quarta edizione italiana; E.R.Kandel, J:H:Schwartz, T. M. Jessel, S.A. Siegelbaum, A.J.Hudspeth. Casa Editrice Ambrosiana.

Testo di riferimento: Principi di neuroscenze, quarta edizione italiana; E.R.Kandel, J:H:Schwartz, T. M. Jessel, S.A. Siegelbaum, A.J.Hudspeth. Casa Editrice Ambrosiana.


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