Neurobiologia delle funzioni linguistiche

Franz Joseph Gall

frenologia

Paul Broca (1824-1880)

Leborgne TAN

Carl Wernicke (1848-1905)

neuroni

Struttura del neurone

sinapsi

Sinapsi chimica

Sistema talamo-corticale

• sistema talamocorticale, una rete in cui sono presenti connessioni rientranti tra gruppi neuronali talamici e corticali, distanti ma funzionalmente simili; ad un livello superiore si ha rientro quando aree corticali distinte funzionalmente presentano connessioni reciproche: questo rende possibile l’integrazione delle funzioni cerebrali senza il bisogno di un elaboratore centrale, allo scopo di fornire risposte unificate;

• Il rientro favorisce la sincronizzazione di attività di gruppi neuronali appartenenti ad aree cerebrali diverse.

Sistema talamo-corticale

Sistema limbico

• il secondo sistema è costituito da canali paralleli che collegano la corteccia a strutture quali il cervelletto (riceve proiezioni dalla corteccia in microzone parallele, e le ritrasmette attraverso il talamo), i gangli della base e l’ippocampo (riceve da diverse aree corticali, e le ritrasmette direttamente): il principio organizzativo sono lunghe vie in parallelo, spesso unidirezionali e non reciproche, con poche interazioni orizzontali. Ciò garantisce la precisione e la velocità di complesse operazioni motorie e cognitive automatiche

Gangli della base

Gangli della base

• sistemi di valore, che originano dal tronco cerebrale e dall’ipotalamo. Ruolo principale: segnalano la presenza di eventi salienti per l’intero organismo.

• segnalano all’intero sistema un evento saliente e causano la variazione della forza sinaptica

Locus ceruleus

Nucleo del rafe

Edelman Tononi

• Queste caratteristiche portano a ritenere che il cervello presenti caratteri organizzativi e funzionali che non sono compatibili con la teoria che il cervello esegua computazioni.

• La capacità del sistema nervoso di effettuare la categorizzazione percettiva di segnali differenti – visivi, sonori, ecc – suddividendoli in classi coerenti senza un codice preorganizzato, è speciale e ineguagliata dai computer. Probabilmente tale categorizzazione scaturisce dalla selezione di specifiche configurazioni di attività neurale distribuita, quando il cervello interagisce con il corpo e con l’ambiente.

Il rientro

• Il rientro dipende da cicli di segnalazione nella trama talamocorticale e in altre reti; si tratta di uno scambio in atto, ricorsivo, di segnali in parallelo tra aree cerebrali reciprocamente connesse, uno scambio che coordina incessantemente nello spazio e nel tempo le attività delle loro mappe. Il rientro, a differenza della retroazione, implica molte vie in parallelo e non possiede associata una funzione istruttiva di errore.

rientro

• La conseguenza del rientro è la diffusa sincronizzazione dell’attività di gruppi differenti di neuroni attivi e distribuiti in molte aree cerebrali differenti e specializzate. Questa scarica sincronica di neuroni distanti e connessi dal rientro è a fondamento dell’integrazione dei processi percettivi e motori. Il rientro rende possibile l’unità, altrimenti impossibile, della percezione e del comportamento, in quanto nel cervello non esiste un elaboratore centrale capace di coordinare aree funzionalmente separate.

Afasia di Broca

Biscotti……dolce….biscotti biscotti….lui….giù…Questo è tutto. Ragazza….scorre acqua….acqua…..e danneggia…..molto da fare……sua…..fa pulizie…..piatti….lassù

Afasia di Wernicke

Afasia di conduzione •Linguaggio comprensibile e fluente •Comprensione buona •Difficoltà nel ripetere alcune parole pronunciate dall’esaminatore

Esaminatore: bicicletta Paziente: bicicletta Esaminatore: ippopotamo Paziente: ippopotamo Esaminatore: rescolle Paziente: non so dirlo Esaminatore: casa Paziente: abitazione Esaminatore: sedia Paziente: seduto

• Il sistema nervoso è costituito da un numero enorme di neuroni, si parla di 100.000.000.000 nel cervello che sono tra loro correlati funzionalmente.

• La zona di contatto tra due neuroni, a livello della quale passa l’impulso nervoso, si chiama SINAPSI: esistono sinapsi eccitatorie e sinapsi inibitorie, che bloccano la trasmissione dell’impulso.

• Le connessioni possono stabiliri tra un assone e un dendrite (sinapsi asso-dendritica) oppure tra l’assone e il corpo cellulare (asso-somatica) o tra i dendriti (dendro- dendritica)

• La sinapsi è una struttura polarizzata perché permette il passaggio dell’impulso solo in un unico senso da un neurone presinaptico ad un postsinaptico.

Sinapsi chimiche

• Nelle sinapsi chimiche il passaggio dell’impulso nervoso avviene grazie all’azione di un mediatore chimico.

• Le molecole più importanti che svolgono questo compito sono l’acetilcolina che è il neurotrasmettitore delle sinapsi neuro-muscolari, la noradrenalina che è il mediatore chimico delle terminazioni postgangliari della muscolatura liscia e poi varie altre molecole che il GABA e l’acido glutammico.

• Nelle sinapsi chimiche si osserva un piccolo ritardo nella conduzione dell’impulso e tale ritardo è dovuto al tempo necessario per i processi di esocitosi.

• Esistono in alcune regioni del sistema nervoso dei mammiferi le sinapsi elettriche in cui l’impulso nervoso passa da un neurone all’altro senza il neurotrasmettitore, queste sinapsi sono sempre di natura eccitatoria.

Conduzione dell’impulso nervoso

• I fenomeni nervosi sono di natura elettrica, in particolare la membrana plasmatica del neurone come quella di tutte le cellule è polarizzata cioè presenta una certa differenza di potenziale tra il lato esterno (+) e quello interno (-).

• Impulso nervoso • Apertura dei canali del sodio ed entrata dello ione in cellula • Depolarizzazione della membrana e insorgenza del potenziale

d’azione • La depolarizzazione si propaga nelle zone vicine e cosi lungo tutta la

fibra • Via via che l’onda di depolarizzazione procede la membrana si

ripolarizza e torna al suo stato di riposo per effetto degli ioni potassio che fuoriescono dalla cellula e permettono il ristabilirsi del potenziale negativo all’interno.

Conduzione impulso nervoso

Fascicolo arcuato

Segmento anteriore (VERDE) connette B e G Segmento posteriore (GIALLO) connette W e G

Segmento diretto (ROSSO) connette B e W

Fascicolo arcuato B-W

• Il tracciato indiretto pare correlarsi a funzioni linguistiche di tipo semantico (come comprensione uditiva e vocalizzazione di contenuto semantico ), mentre il tracciato diretto si correla a funzioni di tipo fonologico to phonologically based language functions (come la ripetizione automatica).