Fisiologia II

Sistema Nervoso

14/03/16

I principali elementi che lo compongono sono:

Cellule gliali: fungono da supporto per tutte le altre cellule, come per gli astrociti. Mantengono giusto l’equilibrio ionico e sono necessarie per la corretta trasmissione dei neurotrasmettitori (riciclo neurotrasmettitori). Formano la barriera ematocefalica, inoltre rilasciano dei fattori di crescita. Sono necessari per la comunicazione tra neuroni e per la mielinizzazione degli assoni. Hanno un importante ruolo nello sviluppodel SNC, ed intervengono in casi di danni cerebrali. Si parla di:

Macroglia: astrociti, oligodendrociti e cellule di Schwann. -Oligodendrociti e Schwann: partecipano alla formazione della guaina. Le prime nel SNC, ed una cellula va a formare la mielina di più assoni, mentre le altre nel SNP, in questo caso una cellula forma la mielina di un unico assone. Glia sta percolla.-Astrociti: (ramificazioni a stella), avvolgono le terminazioni presinaptiche sincronizzando le attività elettriche. Riciclano i NT. Fanno da sostegno e rilasciano i fattori di crescita. Contribuiscono alla formazione della barriera ematocefalica.

Microglia: macrofagi che intervengono se c’è un danno.

Però l’elemento cellulare che caratterizza il sistema nervoso è il neurone: costituito da un corpo o pirenoforo, da cui si formano i dendriti ed un assone. Il punto in cui l’assoneemerge viene detto cono d’emergenza. Poi a livello del bottone sinaptico ci sono vescicole con il neurotrasmettitore. Il cono viene anche chiamato zona trigger ed è il punto in cui nasce il potenziale di azione.

I neuroni possono essere classificati per la loro morfologia:

-Pseudounipolare: ha un assone che appena nato si divide a T, lo troviamo nei gangli sensitivi dei nervi cranici, vestibolari di scarpa, nel ganglio di corti (neuroni sensitivi primari della via acustica).-Bipolare: assone parte da due lati opposti del corpo cellulare sono localizzati nella retina. Tra recettori visivi e le cellule gangliari (neuroni sensitivi primari), inoltre si trovano nella mucosa olfattiva ma non molto presenti. -Multipolare: un unico assone con tanti dendriti, è quello più diffuso nell’organismo umano. (motoneurone spinale, cellula piramidale dell’ippocampo, cellula del Purkinje del cervelletto).-Unipolare: solo negli invertebrati.

Oppure per la loro funzione: Neuroni sensitivi: afferenti (dalla periferia verso centro). Si trovano nei gangli

annessi alle radici dorsali del midollo spinale (pseudounipolari), nei gangli dei nervi cranici, nelle corna dorsali del midollo spinale, trasportano sensibilità dello stimolo spinotalamico, che media sensibilità termica dolorifica, tattile e grossolana. Inoltre:Nel Bulbo-nei nuclei di goll e burdach fascicoli gracile e cuneato. Questi sono intercalati lungo il sistema lemniscale: trasportano sensibilità tattile fine (epicritica) e articolare.

-nel bulbo troviamo la sostanza reticolare: che contiene neuroni intercalati lungo la via spino-talamica. Nel PonteLi troviamo nei nuclei vestibolari (che sono 4): contengono neuroni sensitivi, che centrano con la funzione vestibolare.Nel talamoTroviamo neuroni sensitivi che proiettano: -Specificatamente nella corteccia sensitiva sono i nuclei del talamo:ventro-posteromediale e ventro-postero-laterale.-oppure proiezioni diffuse sula corteccia sensitiva sono i nuclei intralaminariNella corteccia sensitivaNelle aree 1,2,3 di Brodman(dietro la scissura di Rolando, lobo parietale).

Interneuroni: tra neuroni sensitivi e i motori. Fanno da ponte tra la via sensitiva e motoria. Con effetto inibitorio oppure eccitatorio.

Neuroni motori: rappresentano via efferente: info escono dal sistema nervoso centrale. Li troviamo:-NEL MIDOLLO SPINALE: Nelle corna anteriori: motoneuroni alfa e gamma(che hanno azioni diverse).

Motoneuroni alfa: innervano il muscolo scheletricoMotoneuroni gamma: innervano le fibre intrafusali dei fusi neuromuscolari.Si parla di lesione del motoneurone primario e secondario: Il motoneurone secondario: è quello del ms mentre il motoneurone primario: è quello della corteccia motrice (coincide con le aree 4,6,8 di Brodman(davanti scissura di Rolando, nel lobo frontale).

Il neurone è una cellula eccitabile, questa caratteristica si spiega grazie al fatto che i neuroni hanno un potenziale di membrana a riposo. Il potenziale a riposo: -70 mV. Valore soglia è -40mV. Nella genesi del potenziale di membrana a riposo è molto importante l’esistenza di una diversa concentrazione di ioni Na e K tra esterno ed interno. Sodio più concentrato all’esterno, K all’interno. Inoltre a causare il pot di membrana a riposo c’è la diversa permeabilità di membrana ai due ioni, è più permeabile al potassio (25 volte in più). Il potenziale può essere misurato mettendo la cellula in una soluzione elettrolitica, mettendo due elettrodi collegati ad un voltmetro, viene misurata la differenza di potenziale tra esterno e interno. Si parte dalla condizione teorica, secondo cui cellula sia permeabile solo ad uno dei due ioni, tipo K, in questo caso K tenderebbe ad uscire per gradiente di concentrazione, a furia di uscire l’interno della cellula diventa sempre più negativo perché rimangono dentro gli anioni che sarebbero le proteine. Ad un certo punto K che esce tende a rientrare per gradiente elettrico, nella condizione di equilibrio: (quando la quantità di K uscita è uguale a quella che entra) si trova valore di -90 mV, stesso discorso fatto per il Na, il pot di equilibrio è di -60/65 mV. Equazione di Nernst tiene conto della temperatura assoluta, della costante dei gas, della costante di faraday, della valenza dello ione z e del gradiente di conc (Ce, concentrazione all’esterno, Ci concentrazione all’esterno). E sta per il potenziale di equilibrio:

E=61z

logCeCi

Se calcolato con i valori di Na e K, il potenziale all’equilibrio è di 60 mV. Quindi il Pot di

membrana a riposo è un valore intermedio tra le conc di K e Na. Non è però esattamente un valore medio (dovrebbe essere-15 ??), invece è -70 mV, perché pot di membrana è più vicino al K, perché la cellula è più permeabile a quest’ultimo.

Il pot di membrana può variare grazie a potenziali graduati o con l’insorgenza di pot d’azione. Sono due cose diverse, nascono in zone diverse tramite apertura di canali diversi.

Potenziali Graduati: sono proporzionali all’intensità dello stimolo, il potenziale d’azione no, segue legge del tutto o del nulla. Ha sempre la stessa ampiezza, graduati invece no. I graduati si dissolvono, si riduce la loro propagazione.

Graduati: variazioni del pot di membrana a riposo del neurone, che insorgono nei dendriti e nel soma, tramite sinapsi assodendritiche o assosomatiche. Causati dall’apertura di canali, grazie a stimoli meccanici o chimici, i canali sono non selettivi per gli ioni si muove sodio potassio, cloro, ecc. Se non c’è selettività non vuol dire che non ci sia una preferenza per il movimento dello ione, può prevalere l’ingresso di sodioo potassio, o uscita di Cl. Variazioni saranno intese come depolarizzazione o iperpolarizzazione. Depolarizzazione: quando sodio si muove di più, si chiama potenziale postsinaptico eccitatorio, PPSE. Se prevale cloro o pot ci sarà una iperpolarizzazione e il pot sarà negativo, potenziale postsinaptico inibitorio PPSI. In un caso ci sarà stimolazione della cellula, nell’altro sarà più difficile stimolarla perché si allontana dal valore soglia.

Caratteristiche: sono graduati perché la loro ampiezza dipende dall’intensità dello stimolo che li ha causati, sono proporzionali a questa. I pot graduali vengono condotti con decremento, l’ampiezza progressivamente si riduce, si dissolvono. Si ha una dispersione di cariche attraverso la membrana. E’ un segnale che dura poco, si riduce al 36% della sua ampiezza iniziale dopo una distanza uguale alla costante di spazio, valore tipico per ogni neurone a seconda delle sue caratteristiche. Quindi il problema èche potrebbe arrivare alla zona trigger con una intensità insufficiente a far partire lo stimolo. Ma ci sono dei sistemi che fanno si che questa problematica venga ovviata, i pot graduati si possono sommare: sommazione spaziale e temporale dei potenziali graduati. Spaziale: prevede che ci sia la convergenza di più fibre sullo stesso neurone, arrivano più fibre, anche centinaia, sullo stesso neurone, ognuna delle quali provoca l’insorgenza di un pot graduato, si propagano e nella zona trigger si sommano tra di loro. Quindi anche se si riducono siccome possono sommarsi superano il valore soglia e parte lo stimolo. La sommatoria prevede che ci siano dei segnali inibitori: ci sono fibre inibitorie ed eccitatori. Con una intensità totale che dipende dal numero di fibre diogni tipo.

Temporale: sommazione nel tempo di più pot graduati (PPSE o PPSI) generati dalla stessa fibra sullo stesso neurone. Ognuna di queste fibre non causa un unico pot graduato ma molti, e quindi si possono sommare anche quelli provenienti da una sola fibra. A condizione che arrivino con una giusta tempistica e con una giusta frequenza. Tutte e due le sommazioni avvengono insieme.

Potenziale d’azione Segnali che arrivano alla zona trigger servono a far partire il pot d’azione che nasce proprio qui. Nasce solo a livello di questa zona, perché solo qui ci sono i canali del sodio voltaggio dipendente. Diversi da quelli che si usano peri pot graduati (chimici non selettivi), quelli del voltaggio dipendenti sono selettivi. Si aprono e si chiudono al variare del potenziale di membrana. Se l’entità della depolarizzazione causata dall’arrivo dei pot graduati nella zona trigger supera il valore soglia si avrà la partenza del pda. L’ampiezza del pda non è proporzionale all’intensità dello stimolo, si parla sempre di legge del tutto o del nulla. Propagazione avviene senza decremento e con autorigenerazione. Non è possibile la sommazione die potenziali.

Il pda di un neurone presenta due fasi: depolarizzazione e ripolarizzazione. Quando arriva un pot graduato nella zona trigger il pot da -70 mV viene spostano a -50 mV (valore soglia), i canali del sodio si aprono e siamo nella fase quattro. Sodio più concentrato entra e il pot di membrana si porta verso valori positivi supera di poco lo 0 (fase chiamata di overshoot o eccedenza). Si aprono i canali del potassio, siamo nella fase sei, di ripolarizzazione. Non torna al valore di membrana ma diventa un pochino più negativo perché i canali del K sono lenti e se ne aprono tanti si parla di iperpolarizzazione tardiva. Poi si chiudono e torniamo alla fase 8, con pot -70. Nella fase otto, le condizioni della cellula NON sono uguali a quella della fase uno. Perché il sodio è più concentrato dentro e il K lo è fuori. La concentrazione di ioni è invertita. Interviene la pompa sodio-potassio ATPasi per ristabilire le conc iniziali altrimenti non riparte il pot d’azione. Il pot d’azione dura circa1 ms. Periodo refrattario: assoluto e relativo. Nell’assoluto il neurone non risponde a nessuno stimolo (durata 1ms), in quello relativo risponde a stimoli di intensità maggiore. Pot d’azione in un secondo: 1000, non di più perché c’è periodo refrattario. Pot non arriva a più di 60 mV perché i canali del sodio si chiudono. Questo canale è fatto a due porte: una di attivazione una di inattivazione. Queste porte a riposo sono parzialmente chiuse (porta di attivazione è chiusa, quella di inattivazione è un po’ aperta). Quando pot si trova al valore soglia la porta di inattivazione comincia ad aprirsi, man mano che il valore diventa più positivo la porta si apre sempre di più, ma quella di inattivazione si chiude. Quindi sodio non può più passare, il pot non arriva a 60 mV. Questo non succede grazie alla cinetica della porta di inattivazione. Nella fase di ripolarizzazione le porte rimangono chiuse fino a quado non si torna alla posizione dipartenza. Il canale del potassio che è sempre voltaggio dipendete, è parzialmente aperto a riposo: K passa, ma poco. Man mano che il pot si sposta verso valori positivi il canale siapre di più e il K esce. Siamo nella fase di ripolarizzazione. Pot d’azione della cellula del miocardio di lavoro durava 300 ms, perché c’è fase di plateau, qui non c’è. Il pot d’azione è causato dall’ingresso di sodio, questo trasforma le zone limitrofe facendole diventare positive all’interno e si creano correnti elettrotoniche, che si trasmettono alle zone contigue, nella zona immediatamente vicina c’è apertura degli altri canali voltaggio dipendenti che fa entrare sodio e in questo modo si propaga il pda. Abbiamo infatti Autogenerazione del pot d’azione che avviene grazie a queste

correnti che si trasmettono. Non possono trasmettersi verso il corpo cellulare perché i canali del sodio della zona precedente sono in periodo refrattario.

Tossine che bloccano il canale del Sodio: -Tetradotossina.-Veleni: tossine dello scorpione, DDT. Causano un blocco della cinetica di inattivazione del canale del sodio. Prolungamento della durata di pda.-Cocaina e derivati (procaina e lidocaina). Usati come anestetici locali e come antiaritmici ventricolari.

La conduzione del potenziale d’azione dipende da: Diametro dell’assone: conducono più velocemente quelli grossi (motori, alpha

motoneuroni, i più veloci); Dalla presenza della mielina: aumenta la resistenza di membrana quindi cariche

viaggiano tutte all’interno del citosol senza dispersione e quindi pot d’azione viaggia più velocemente. Aumenta la costante di spazio.

Dal numero di nodi di Ranvier: dove non c’è mielina ci sono canali del voltaggio, quindi la conduzione salta da un nodo all’altro. Viene trasmesso in modo veloce e con risparmio di energia. Il potenziale viene ristabilito solo dove non c’è mielina. (Conduzione saltatoria).

Alterazioni della velocità di conduzione:-Sclerosi multipla-Diabete mellito: alterazioni vascolari che interessano le estremità degli arti, rene, occhio, coronarie. E problemi neurologici. Interessa la sensibilità di piedi e mani. Presenti delle variazioni della potassemia che bisogna mantenere sempre sotto controllo. Infatti potrebbe annullarsi il potenziale di membrana a riposo, perché il K continua ad entrare e quindi si arriva all’arresto cardiaco. Infatti variazioni della kalemia possono comportare alterazioni dell’attività elettrica. In casi di Ipokalemia: iperpolarizzazione, astenia muscolare. In casi di Iperkalemia: pot di membrana più vicino alla soglia quindi c’è un aumento dell’eccitabilità.

17/03/2016Sinapsi: collegamento tra neurone e neurone oppure neurone e un’altra cellula (muscolare o ghiandola). Permette la trasmissione del segnale elettrico dall’elemento presinaptico a quello postsinaptico.

Asso-somatica, tra assone e corpo cellulare di un neurone. In genere inibitorie (alla base dell’inibizione post-sinaptica: GLY). Provocano apertura dei canali Cl-, che entrando nella cellula la rende più negativa, si iperpolarizza e si allontana dal valore sigla, spiegando l’azione inibitoria. Inoltre provoca riduzione della corrente eccitatoria che arriva alla zona trigger.

Asso-assonica: funzione modulatoria. Regolano la quantità di NT liberato attraversola modulazione dell’ingresso di Ca nella terminazione sinaptica). Alla base della facilitazione (SER) o inibizione presinaptica (GABAa e GABAb).

Asso-dendritica: eccitatorie o inibitorie. Sul tronco o sulle spine dendritiche.

Quindi possono essere eccitatorie o inibitorie, dipende dal tipo di NT rilasciato ma anche dal flusso di ioni, cioè dal tipo di recettore a cui si lega il NT. Ad esempio, acetilcolina può avere diversi effetti a seconda del recettore, sul cuore ha un effetto inibitorio, nel muscolo scheletrico e sull’app digerente è eccitatorio. (Il parasimaptico libera acetilcolina).

Nelle sinapsi elettriche non esiste pre e post, potrebbe avvenire in entrambe le direzioni;-sono bidirezionali;-molto rapide;-in contatto diretto con l’elemento post o pre tramite le gap junction (strutture transmembrana). -si trovano nella retina, nel nucleo olivare inferiore, nel talamo, ippocampo.L’apertura o la chiusura del connessone è regolata da diversi fattori come l’interazionedel ph cellulare, variazioni del calcio, presenza di neurotrasmettitori. Inoltre passano atp, adenosina. Consentono la sincronizzazione di popolazioni di neuroni. Presenti nel muscolo liscio e cardiaco. Attraverso i pori passano sostanze piccole, peso inferiori a 1500.

Sinapsi chimiche: presenza di vescicole;-l’elemento postsinaptico contiene recettori, non c’è un contatto diretto tra elemento post e presinaptico (presenza dello spazio sinaptico);-unidirezionale;-lento (ritardo sinaptico= 0.5ms), avviene così lentamente perché è necessaria una serie di diversi fattori che avvengano per riuscire a rilasciare il NT e l’attivazione dei recettori. -sono sensibili ai farmaci, che potranno anestetizzare l’effetto del NT oppure facilitare l’interazione o l’effetto del neurotrasmettitore;-possono essere eccitatorie o inbitorie;-sono le più diffuse. Nell’elemento presinaptico, arriva il pot d’azione, insorto a livello della zona trigger, si propaga con caratteristiche di autorigenerazione, con velocità che dipende dal diametro delle fibre, dal numero dei nodi di ranvier. Nel bottone causa movimento di ioni, ingresso del sodio quindi depolarizzazione. Questo fa aprire i canali voltaggio dipendenti del calcio, a livello della terminazione. Il calcio entra e causa una complessa serie di reazioni che portano all’esocitosi del NT che si trova nelle vescicole (rilascio quantale). Queste possono essere diverse: vi è un pool di rilascio, cioè piccole vescicole di esocitosi più vicine alla zona attiva, punto in cui si fondono, e liberano NT nello spazio. Vi è inoltre un pool di riserva ancorato a proteine del citoscheletro. Infatti l’ingresso del calcio fa in modo che quello vicino alla zona attiva si fonda con la membrana plasmatica e venga rilasciato, inoltre il pool di riserva si stacca da proteine del citoscheletro e si dirige alla zona attiva. Dopo che il NT è stato liberato nello spaziopresinaptico le vescicole vengono recuperate, e avviene endocitosi delle vescicole che si riformano e tornano all’interno della cellula presinaptica per venire ricaricate. Kiss and run.

Intanto il NT nello spazio sinaptico entra in contatto con la terminazione postsinaptica causano modificazione del potenziale elettrico di membrana (PPSE nelle sinapsi eccitatori, PPSI in quelle inibitorie) con eventuale partenza del potenziale d’azione nella zona trigger. Nessuna sinapsi fa insorgere pot d’azione ma fanno partire pot graduati, che poi si sommano e nella zona trigger fanno partire il pot d’azione.

In assenza del segnale può esserci un po’ di liberazione di NT perché alcune vescicole possono fondersi lo stesso (correnti in miniatura grazie ad Ach nella placca motrice). Ogni vescicola rilascia un tot di NT. Dopo dovrà essere eliminato, possibili sistemi di eliminazione del NT:-sistema enzimatico, che si trovano nello spazio e degradano il NT (come acetilcolina degradata da acetilcolnesterasi).-MAO

-Ricaptazione-Recupero da parte degli astrociti -Diffusione nel liquido extracellulare. Sostanze come farmaci e veleni possono avere effetti su pre o post.

Giunzione neuromuscolare: sinapsi tra assoni e fibre muscolo scheletrico. Qui il NT è l’Acetilcolina, infatti nella parte postsinaptica ci sono recettori che sono di tipo nicotinico. La zona del muscolo in cui si trovano questi recettori è la placca motrice. Una volta trasmesso il segnale interviene l’Acetilcolinesterasi che degrada l’acetilcolina, i prodotti di degradazione (colina e acetato) possono essere riutilizzati per formare altra acetilcolina (in particolare la colina). Per quanto riguarda la trasmissione ci sono gli stessi eventi anche qui. Propagazione, a livello della placca insorge un potenziale di placca e ho depolarizzazione. Non è potenziale d’azione. Non insorge a livello della placca ma ai lati.

Neurotrasmettitori Criteri di definizione: -Sostanze normalmente presenti nell’elemento presinaptico (ci sono gli enzimi per la sintesi).-Sostanze rilasciate in risposta a depolarizzazione presinaptica e rilascio di Ca-dipendente (fa entrare Ca).-Agisce attraverso recettori specifici presenti nell’elemento postsinaptico, (essendo specifici uso di agonisti ed antagonisti, uso anticorpi marcato)-Sull’elemento postsinaptico causa variazione del pot di membrana (PPSE, PPSI), fa insorgere potenziali graduati che possono essere di questi due tipi, eccitatori o inibitori.-Azione locale (differenza rispetto agli ormoni); micron. -Alcuni NT agiscono da ormoni (noradrenalina) e alcuni ormoni agiscono anche da NT (VIP, gastrina, secretina, somatostatina, ormoni ipotalamo-ipofisari, ecc)

Neuropeptidi, formati da 3-36 aa. Sintetizzati nel corpo cellulare (prepropeptide, propeptide, peptide) e trasportati nella sinapsi tramite trasporto assonico rapido (400 mm al giorno) lungo i microtubuli (elementi del citoscheletro). Encefaline, endorfine, neurochine, ormoni ipotalamo-ipofisari, ormoni gastrointestinali.

Amine Biogene: serotonina, istamina, catecolammine (adrenalina, noradrenalina dopamina). Sintetizzate nel terminale sinaptico.

NT a basso peso molecolare: sono i secondi più usati. Glutammato e aspartato: eccitatori; e glicina e GABA inibitori (GABA SNC, glicina SNP, ma in realtà non è proprio vero). Sintetizzati nel terminale sinaptico; gli enzimi sono trasportati lì per trasporto assonico lento (0.5-5mm al giorno).

Acetilcolina, sintetizzata nella terminazione sinaptica dove sono presenti gli enzimi necessari. Si lega a recettori nicotinici e muscarinici (cinque sottoclassi, M1 M2 M3 M4, a livello ghiandolare, M5). Secondo messaggero.

NO, gas diffonde facilmente. Purine

SegnalazioneAcetilcolina: si lega a due classi di recettori, nicotinici e muscarinici (sono cinque sottoclassi M1, M2, M3, M4, M5). M2: cardio M4: ghiandole. Ci saranno dei recettori che agiscono attraverso la liberazione dei secondi messaggeri, e altri no, ma che agiscono direttamente causando l’apertura o la chiusura di canali ionici (per esempio ilrecettore nicotinico dell’acetilcolina, i recettori muscarinici invece agiscono tramite AMPc e fosfolipasi C-> in alcuni casi abbiamo diminuzione di AMPc-> dunque effetti inibitori, per esempio sul cuore. In altri casi aumenta IP3 e DAG-> effetti eccitatori, peresempio a livello del sistema digerente, agiva aumentando il Ca++). Dopamina: 5 classi di recettori legati o ad un aumento di AMPc o diminuzione. Noradrenalina: recettori adrenergici (alfa 1, 2, 3. Beta 1-> muscolo cardiaco, 2-> vasi, il cuore li ha entrambi). Glutammato: recettore metabotropo (secondi messaggeri), ionotropo (no secondi messaggeri), come il GABA. I recettori a cui si legano i neurotrasmettitori possono quindi essere ionotropi o metabotropi.

Recettore Ionotropo È un recettore formato da molte sub transmembrana che delimitano un poro per il passaggio di ioni (canali non selettivi, fanno passare ioni diversi come Na K Cl, però di solito c’è una preferenza). Il legame del NT causa una modificazione con una conseguente apertura/chiusura di questo recettore, causando o una depolarizzazione ouna iperpolarizzazione. La prima viene chiamata potenziale postsinaptico eccitatorio (PPSE), la seconda potenziale postsinaptico inibitorio (PPSI). Gli effetti sono rapidi (pochi millisecondi).Esempi:

Recettore nicotinico di Ach (localizzato nel SNC e SNP e a livello della placca motrice), è un recettore con effetto eccitatorio. L’interazione tra Ach e i canali nicotinici determina l’apertura di un poro NON selettivo per Na e K, tra i due ioni prevale l’ingresso del Na, che fa depolarizzare la placca motrice (la dep è detta Potenziale di Placca). Il potenziale di placca si propaga con decremento ai lati della placca motrice dove sono localizzati i canali del Na voltaggio dipendenti. Se viene superato il valore soglia i canali del Na si aprono e parte il potenziale d’azione che quindi nasce ai lati della placca motrice. Il pda si propaga lungo i tubuli T e induce l’apertura delle cisterne terminali del reticolo sarcoplasmatico. In questo modo il calcio viene rilasciato nel citosol e media la contrazione muscolare legandosi alla troponina C. (Curaro crea paralisi flaccida, la tossina tetanica invece spastica, cioè rigida).

Recettori NMDA (N-metil-D-aspartato) e non-NMDA (di due tipi, recettori per AMPA(quisqualato) e per l’acido kainico) del GLU. Non selettivi per Na, K e Ca (NMDA). Eccitatori, infatti sono i principali mediatori della trasmissione eccitatoria nel SNC. Essi mediano la Long Term Potentiation (LTP), importante nei processi di apprendimento e memoria. Ai recettori NMDA è legato il magnesio, questi lasciano passare gli ioni quando il magnesio si stacca (quando la cellula si depolarizza, quando è legato non permette l’ingresso del Ca). Facendo entrare il Ca sono anche recettori metabotropi perché il Ca agisce da secondo messaggero. Sono quindi a metà tra ionotropi e metabotropi.Eccitotossicità: nelle cellule cerebrali ischemiche si verifica un grane aumento dellaconcentrazione di Ca libero, che innesca una serie di meccanismi tossici (attivazione delle proteasi, formazione di radicali tossici, danno mitocondriale) che portano alla morte cellulare. L’aumento di Ca è dovuto principalmente all’attivazione dei recettori del glu. L’aumento di Ca inoltre determina un aumento del rilascio di Glu, aumentando ulteriormente il rilascio di Ca. Quindi mediano il danno. Gli antagonisti del Glu, riducono il danno ischemico nei modelli animali, ma non sono risultati efficaci in clinica.Un’alterazione della trasmissione eccitatoria mediata dal Glu potrebbe essere coinvolta anche nell’eziologia dell’epilessia. Tuttavia anche in questo caso gli antagonisti del Glu non sono risultati efficaci.

Recettori GABAa e GABAc. Fanno passare il Cl. Inibitori, causano iperpolarizzazione, (i GABAa mediano l’inibizione presinaptica così come i GABAb, che però sono metabotropi). Si legano anche i barbiturici e le benzodiazepine. Le BDZ hanno effetto ansiolitico, ipnotico e anticonvulsivante. I barbiturici sono usati come anticonvulsivanti (fenobarbital) e anestetici generali, mentre non sono più usati come ipnotici per la loro tossicità. GABAa aumenta conduttanza per il Cl. GABAc presenti solo nella retina.

L’inibizione presinaptica sarebbe l’inibizione esercitata tra due neuroni da parte di un terzo neurone con una sinapsi asso-assonica. Il GABA rilasciato dal neurone 3 interagisce con recettori (GABAa e GABAb) localizzati sull’assone del neurone 1. La stimolazione dei recettori per GABA nel neurone 1 determina o l’apertura dei canalidel cloro o del K, con conseguente riduzione del segnale depolarizzante in arrivo lungo il neurone 1 e riduzione dell’ingresso di calcio. Si riduce l’esocitosi del neurotrasmettitore dalla parte del neurone 1. La sinapsi tra 1 e 2 è inibita. (Effetto è quindi che a livello della terminazione presinaptica il potenziale sarà più negativo PPSI, quindi quando arriva pot d’azione si trova un valore magari di -90 mV invece di -70, quindi sarà ostacolata apertura dei canali del calcio voltaggio dipendenti e quindi anche il rilascio del neurotrasmettitore.)

Recettori di SER (5 HT3). Determinano la chiusura dei canali K. Eccitatori, sono infatti responsabili della facilitazione presinaptica, che utilizza sempre una sinapsi asso-assonica

La SER rilasciata dal neurone 3 interagisce con recettori messi sull’assone del neurone 1. La stimolazione dei recettori per SER nel neurone 1 determina la chiusura dei canali K con conseguente aumento del segnale depolarizzante (fa diventare meno negativo il potenziale di membrana, facilitando il raggiungimento del valore soglia) in arrivo lungo il neurone 1 e aumento dell’ingresso di calcio. Aumenta l’esocitosi.

Recettori della GLY. Fanno passare il Cl. Inibitori infatti mediano l’inibizione postsinaptica, tramite una sinapsi asso-somatica.

La GLY rilasciata dal neurone 3 interagisce con recettori messi sul soma del neurone 2. La stimolazione dei recettori GLY nel neurone 2 determina l’apertura di canali del cloro con conseguente riduzione dell’ampiezza del potenziale graduato (PPSE) innescato sul neurone 2 dal neurone 1. Può capitare quindi che l’ampiezza del PPSE che arriva alla zona trigger del neurone 2 NON sia sufficiente a far partire ipda. E‘ una sorta di sommazione, il valore sarà meno positivo di quello che sarebbese ci fosse solo PPSE (generato dal neurone 1), il segnale che arriva alla zona trigger verrà indebolito (dal PPSI generato dal neurone 3) e magari non riuscirà a raggiungere la zona trigger.

18/03/16 Recettore MetabotropoProteine di membrana costituiti in genere da una sola subunità transmembrana collegata con G protein (ad esempio adenilato ciclasi, fosfatidil inositolo). Caratterizzate da risposte lente (centinaia di millisec o minuti). Si ha aumento di produzione di secondi messaggeri. Attivazione/inibizione di particolari enzimi. Apertura/chiusura di canali ionici che poi fanno passare ioni, con successiva dep o iperpol. La fine è uguale. Quindi i recettori ionotropi sono più rapidi ma i metabotropi possono amplificare molto la risposta aumentandola grazie alla maggiore presenza di secondi messaggeri.

Recettori GABAb. Regolano l’apertura/chiusura dei canali del K. Inibitori (inibizione presinaptica). Gabab agisce aumentando la conduttanza al potassio.

Recettori metabotropi del GLU. Accoppiato a G protein. Attiva la via della PLC (DAG e IP3). I recettori metabotropi, che possono essere pre- o post-sinaptici, svolgono un ruolo modulatorio della trasmissione.

Recettori muscarinici Ach. Eccitatori ed inibitori. Questi mediano i principali effetti funzionali del Ach nel SNC: apprendimento e memoria a breve termine; statodi veglia/allerta; modulazione del controllo dei movimenti.

Recettori di SER. Recettori delle catecolammine. (Queste agiscono solo su recettori metabotropi).

-Adrenergici: si trovano ovunque ma soprattutto nel tronco dell’encefalo (ponte e bulbo), strutture del sistema limbico, cervelletto ecc. Il ruolo di questi è il mantenimento di veglia e stato di allerta, controllo dell’umore, pressione. Diversi antidepressivi potenziano la trasmissione noradrenergica (inibitori della ricaptazione, inibitori della MAO).Recettori per A e NA, sono α (1 e 2) e β (1, 2, 3)-Dopamina: strutturalmente simile alla noradrenalina ed ha le stesse caratteristichedella trasmissione. Ci sono 5 tipi di recettori (D1-D5), divisi in due famiglie (D1 e D5; D2, D3, D4), tutti legati a G protein. Formano tre sistemi principali nel SNC: Via nigro-striatale: controllo motorio.

Via mesolimbico/mesocorticale: origina dal mesencefalo e raggiunge il sistema limbico e la corteccia, coinvolta nella sfera emotiva e dell’appagamento.Sistema tubero-infundibulare: neuroni ipotalamici proiettano sull’ipofisi, partecipando alla regolazione della secrezione degli ormoni ipofisari. Molte sostanze (morfina, alcol, cocaina) e comportamenti (mangiare, fumare, attività sessuale) provocano il rilascio di dopamina nel sistema limbico, dando sensazione di appagamento. Meccanismo alla basa delle dipendenze.Gli antagonisti dopaminergici (soprattutto anti-D2) sono utilizzati come antipsicotici. Il precursore della dopamina, levodopa, e gli agonisti D2 sono utilizzatinel morbo di Parkinson. D1> attiva prot Gs > aumenta cAMP.D2> attiva prot Gi >riduce cAMP.

Patologie: -Miastenia di Lambert Eaton (anticorpi anti canali Ca, riduzione del rilascio di Ach, debolezza musc).-Riduzione del n o del diametro delle vescicole di NT.-Anticorpi anti recettore per Ach (miastenia gravis). -Curaro, alphabungarotossina, neurotossina: blocco del recettore nicotinico Ach, paralisi flaccida.

Classificazioni delle fibre nervoseDue tipi di classificazioni. Erlanger-Gasser e Loyd.Erlanger-Gasser

Gruppo A (mieliniche): α= fibre da alphamotoneuroni, da fusi neuromuscolari. β: fibre tattili e pressorie.γ: fibre da gamma motoneuroni.δ: fibre termiche e dolorifiche. b sono mieliniche, c amieliniche.

Gruppo B (mieliniche): fibre pregangliari sistema vegetativo. Gruppo C: fibre amieliniche dolorifiche.

Disposte in senso decrescente, le A sono le più grosse e sono quindi quelle che conducono di più.

Loyd (solo sensitive)

Gruppo I (1a, 1b), fibre dai fusi neuromuscolari (dalle fibre intrafusali a sacchetto dinuclei, registrano velocità con cui si muove il muscolo, sono fasiche) e dai recettori tendinei del Golgi.

Gruppo II: fibre da fusi neuromuscolari (dalle fibre intrafusali a catena di nuclei, toniche, registrano la lunghezza del muscolo), fibre sensitive tattili e pressorie.

Gruppo III: fibre termiche e dolorifiche. Gruppo IV: fibre amieliniche dolorifiche (corrispondono al gruppo C).

Anche qui si va in senso di velocità decrescente, le 1a sono le più veloci. Velocità di conduzione, le più veloci sono le mieliniche alpha, che derivano da alpha motoneuroni. Le amieliniche sono invece le più lente.

Il sistema nervoso è costituito da una componente centrale e una periferica. Il centrale è formato da encefalo e midollo spinale, strutture sottocorticali: talamo, ipotalamo, tronco dell’encefalo, cervelletto nuclei della base. Periferico: costituito da nervi cranici e spinali, diviso in motore somatico (efferente), autonomo (vegetativo, sia

efferente che afferente) e sensitivo (afferente). Riflesso vago-vagale: la branca afferente è vagale, la branca efferente è vagale. Arco nervoso di barocettori: quelli aortici sono connessi al tronco dell’encefalo da fibre vagali-> branca afferente è vagale, la branca efferente->? (ripasso-> RIFLESSO BAROCETTORE: nell’arco aortico sono localizzati i barocettori, questi comunicano con nucleo del tratto solitario attraverso fibre afferenti che decorrono nel vago, il NTS è il CENTRO RIFLESSO-> dall’NTS partono delle fibre efferenti-> da un lato comunica con il nucleo motore dorsale del vago, che contiene i neuroni pregangliari-> fibre pregangliari-> neurone post gangliare nel cuore. Questa è la parte parasimpatica del riflesso. Componente ortosimpatica: I neuroni pregangliari si trovano nel midollo, nella zona toraco-lombare-> fibre pre gangliari-> gangli paravertrebrali GANGLIO STELLATO-> fibre post gangliari-> arteriole pre capillari e vene. Come fa l’NTS regolare la IML? NTS-> attiva la CVLM, che inibisce la RVLM->ma RVLM ha un effetto di stimolo IML-> i barorecettori inibiscono l’ortosimpatico attraverso un sistema di un ATTIVAZIONE DELL’INIBIZIONE. In condizioni normali i barorecettori attivano il vago e inibiscono l’ortosimpatico, se aumenta la P, aumenta di più la stimolazione del vago e si inibisce di più l’ortosimpatico. Se la P diminuisce, diminuisce la stimolazione del vago e viene meno l’inibizione dell’ortosimpatico), sensitivo (parte afferente). Sistema nervoso vegetativo:a riposo-> parasimpatico. In condizione di stress-> ortosimpatico.

Livelli di controllo del movimentoCi sono tanti tipi di movimento: questi vengono regolati da centri localizzati in zone diverse del SN, che hanno un’organizzazione gerarchica e parallela, cioè ogni centro è controllato da quelli subito sopra. (CORTECCIA- TRONCO DELL’ENCEFALO- MIDOLLO SPINALE). Corollari: cervelletto e nuclei della base. Vi è una organizzazione somatotopica, corrispondenza tra aree neuronali e parti periferiche. Raggiunge il massimo della potenzialità a livello della corteccia, humunculus (sia funzione sensitiva che motoria).

Tipi di movimento:Movimenti riflessi: il riflesso è una risposta stereotipata a uno stimolo qualunque. Movimenti volontari: intenzionali, finalizzati e complessi. Tra i due si possono inserire le attività motorie ritmiche (masticazione, deambulazione,in genere iniziano e finiscono con uno stimolo volontario e si completano in modo involontario). E’ sempre necessario che arrivi uno stimolo sensitivo: all’interno della corteccia viene creato uno schema motorio essenziale per il movimento. Questa via sensitiva invia continuamente segnali durante il movimento di “correzione” del movimento, segnali feedback e feedforward.RIFLESSI: arco nervoso riflesso. Formato da recettore afferente, centro riflesso, parte efferente e recettore. I riflessi possono essere integrati o a livello del midollo spinale o a livello del tronco dell’encefalo. I più studiati e utilizzati sono i riflessi spinali, questi hanno schemi alla base di tutti i tipi di movimenti. Sono gli stessi che vengono utilizzati per esecuzione dei movimenti volontari, importanti per il mantenimento della postura, soprattutto quello miotatico, anche di tipo protettivo. I riflessi spinali vengonousati per fare diagnosi e seguire i follow-up, per vedere se migliora nel tempo. Il riflesso bicipitale oppure quelli tricipitale. Stiloradiale oppure stilocubitale, riflesso patellare.

Midollo SpinaleNell’ambito del controllo del movimento occupa il livello più basso. Contiene i circuiti nervosi dei meccanismi riflessi, sottoposti al controllo dei centri superiori, e che sono reclutati anche durante i movimenti volontari.

Corna dorsali (neuroni sensitivi) e corna ventrali (neuroni motori-> alfamotoneuroni, reclutati in caso di movimento dalla corteccia. Se voglio avere un movimento, sia volontario che riflesso, devo comunque passare da loro->VIA FINALE COMUNE). LE RADICI SI TROVANO ALL’ESTERNO DEL CANALE. Sistema lemniscale spino-talamico fibre mieliniche ascendenti, sostanza bianca, fascio piramidale sono invece fibre discendenti che provengono dalla corteccia, sistema extrapiramidale di fibre discendenti che provengono da zone sottocorticali.L’organizzazione somatotopica è presente anche a livello delle corna ventrali: tronco e arti (muscoli prossimali) sono più mediali (nuclei motori mediali), le zone dei muscoli distali (dita, centrano più che altro con attività fine) sono in zone più laterali (nuclei motori laterali). Esiste anche un’organizzazione in base al tipo di movimento (flessori oestensori), infatti vi è una disposizione ventrodorsale dei motoneuroni che controllano imuscoli estensori e flessori. Nucleo motore: insieme degli alfamotoneuroni che innervano un muscolo (localizzati inpiù segmenti continui). Fanno parte dei circuiti riflessi ma vengono usati anche dalla corteccia motoria in caso di movimento volontario. Gli alpha sono la via finale comune,perché sia con riflesso che con movimento volontario ci passo.

Riflessi spinali: elementi dell’arco riflessoI riflessi possono essere classificati in base agli elementi del centro riflesso, a seconda del recettore.

Recettore: fusi neuromuscolari (riflesso patellare, riflesso miotatico), recettori tendini del Golgi (riflesso del coltello a serramanico), recettori tattili (riflesso plantare), recettori articolari (reazione positiva di sostegno, riflesso del piazzamento), recettori dolorifici (riflesso nocicettivo flessorio), recettori viscerali.

Branca afferente: parte da questi recettori e arriva al midollo spinale tramite varie fibre di tipo 1°,1b, di tipo II). Entrano tramite la radice dorsale, hanno i nuclei a livello del ganglio della radice dorsale. La fibra centrale dei neuroni a T, pseudounipolari, entra nel midollo spinale (corna posteriore). [Il riflesso Barocettore è un riflesso sovraspinale]

Centro riflesso: centralina che elabora le informazioni, localizzata nel midollo spinale; ruolo nella coordinazione motoria.A seconda del numero di sinapsi interessate si parla di:-Riflessi monosinaptici (unico esempio: riflesso miotatico);-Riflessi polisinaptici (interposizione dei interneuroni eccitatori e inibitori).

Branca efferente: origina dal midollo e esce attraverso la radice anteriore-> effettore. A seconda del tipo di branca e di effettore: -Riflessi viscerali (risposta vegetativa, branca efferente: SNA, effettore: ghiandole, muscolo liscio, cuore);-Riflessi somatici (risposta motoria, branca efferente: fibre di alfamotoneuroni. Effettori: muscoli scheletrici). I riflessi somatici vengono studiati di più perché sono i più evidenti. Seguono due vie: via privata, via afferente formata da fibre di tipo 2 che collegano i recettori dei fusi neuromuscolari a catena di nucleo con il midollo spinale, e via finale comune, alfa motoneuroni, arrivano fibre dalla corteccia-> contrazione volontaria, sia riflessa. Arrivano fibre che provengono anche dalla corteccia, attraverso il sistema piramidale. Tra la branca afferente e i motoneuroni sono interposti gli interneuroni: inibitori 1 a, 1 b, cellule di Renshaw.

Che cos’è il nervo motore? Insieme di fibre derivanti dagli alphamotoneuroni appartenenti allo stesso nucleo motore (che comprende più segmenti del midollo spinale), dirette ad un muscolo.

Sherrintong uno dei primi a studiare i riflessi spinali, usa la rana perché ha una corteccia inesistente, è molto piccola, è come se ci fosse solo il midollo spinale. Asportando la testa e applicando un disco di acido acetico (irritante) su una delle quattro zampe della rana, vedeva che le zampe si allontanavano dallo stimolo, tutte e quattro non solo quella con lo stimolo. Riflesso flessorio di allontanamento e così comprende che anche nel midollo ci sono circuiti che permettono il trasferimento di quegli stimoli anche al resto, si parla di irradiamento del riflesso. Ci sono quindi circuitiche collegano gli alfamotoneuroni dell’arto colpito dalla sostanza e quelli che innervano gli altri arti.

21/03/16 Interneuroni

Inibitori di tipo 1 A: nel riflesso da stiramento (miotatico) mediano l’inibizione o innervazione reciproca= contrazione muscoli alleati e contemporaneo rilasciamento degli antagonisti. Localizzati in parallelo con le fibre, attraverso una fibra afferente entra nelle corna posteriori. Un collaterale della fibra attiva un interneurone di tipo a, essendo inibitorio va ad inibire gli alfamotoneuroni del muscolo antagonista. Quindi contemporaneamente abbiamo estensione e rilasciamento degli antagonisti è detto inibizione reciproca. Mediata da questi interneuroni. Arrivano anche fibre discendenti provenienti dalla corteccia. Ruolo anche nel riflesso flessorio.

Inibitori di tipo 1B: ricevono afferenze dai recettori tendinei del golgi, afferenze tattili ed articolari, dai centri superiore (controllo fine del movimento esplorativo). Queste fibre afferenti avranno corpo cellulare localizzato nel ganglio annesso alla radice dorsale, il neurone è di tipo pseudounipolare, ed invia prolungamenti all’interno del midollo spinale e stimola interneurone inibitorio 1B, che inibisce neuroni del muscolo nel cui tendine si trovano i recettori tendinei del Golgi (il recettore che è stato stimolato), il muscolo si rilassa. Più delle volte ci sono più sinapsi, in questo caso. Quindi l’azione riflessa evocata dalla stimolazione dell’organo tendineo è opposta a quella che si ottiene per stimolazione del fuso neuromuscolare. Arrivano anche delle fibre che provengono da centri superiori, sono discendenti. I centri sup quindi sfruttano circuiti spianali per regolare il movimento. Sono in gradodi compiere movimenti fini tramite queste vie.

Inoltre ci sono le cellule di Renshaw (interneurone inibitorio), si trovano nelle corna ventrali, sparse tra gli alpha motoneuroni. Vengono stimolate da alphamotoneurone, che invia assone che si divide (un prolungamento in periferia,

l’altro va a stimolare Renshaw, che a sua voltainibisce l’alphamotoneurone da cui ha ricevuto lostimolo (inibizione ricorrente, meccanismo diregolazione a feedback) e inoltre altri neuroni(interneuroni inibitori 1A dei muscoli antagonisti).Quindi non inibisce solo questi alphamot ma anchequelli del muscolo agonista e del muscoloantagonista, quindi in questo modo si verifica unamodulazione dell’inibizione del muscoloantagonista. Quindi vi è un lavoro complessivo.Queste cellule liberano glicina, NT inibitorio,possono essere antagonizzate da stricnina che è unveleno, blocca queste cellule ed inibisce questimecc di modulazione. Su queste cellule arrivanoanche fibre dai centri superiori.

Tutti questi interneuroni sono controllati anche dai centri superiori.

Proprietà dei riflessi spinaliSommazione temporale, reclutamento, scarica postuma, sommazione spaziale, occlusione

Sommazione temporale: è dovuta alle proprietà del neurone e alla possibile sommazione dei pot graduati, postsinaptici, dati dalla stimolazione dei nervi sensitivi. IPPSE indotti sull’alphamotoneurone dalla ripetuta stimolazione di un nervo sensitivo si possono infatti sommare se i pda arrivano alla sinapsi tra fibra sensitiva e motoneurone alla frequenza ottimale (tale per cui i PPSE indotti da ciascun pda iniziano quando il precedente non si è ancora annullato). Grazie a questa possiamo avere nascita del pda anche stimolando il neurone con stimoli sotto soglia, cioè subliminali.

Reclutamento e scarica postuma: si studiano costruendo un miogramma isometrico in cui si confronta la tensione muscolare indotta dalla stimolazione nel nervo motore e del nervo sensitivo. (Definizione nervo motore).Vediamo il midollo spinale con un nervo sensitivo, le palline nere sono corpi cellulari, neuroni pseudounipolari, poi vediamo il nervo motoneurone (insieme di assoni degli motoneuroni nel m. spinale).

Se registriamo la contrazione del muscolo scheletrico, può esserci una registrazione della tensione sviluppata dal muscolo nel caso in cui la contrazione fosse isometrica (senza variazioni della lunghezza, non dire MAI che non si allunga, semmai non si accorcia), tramite un post-carico molto elevato quindi il muscolo non lo solleva non si accorcia, si misura il miogramma isometrico. Muscolo sviluppa tensione ma non si accorcia. (Oppure posso andare a misurare un miogramma isotonico, il muscolo si accorcia, ne misura la velocità con cui si accorcia, tra i due è più comodo usare la tensione). Questa contrazione che possiamo causare sul muscolo potrà essere indotta da elettrodi stimolatori, vado a stimolare il nervo sensitivo elettricamente oppure quello motore, quindi causa contrazione del muscolo, nel primo sarà riflessa nel secondo semplicemente tramite la stimolazione del nervo motore. Causata anche dalla corteccia, quella del motore, può avvenire sia riflessa che volontaria.Si ha un reclutamento progressivo delle fibre, le fibre non si rilasciano tutte insieme e ho la scarica postuma.

Il reclutamento dipende dal fatto che, quando si evoca una contrazione muscolare in via riflessa (per stimolazione del nervo sensitivo), non tutte le fibre muscolari si contraggono insieme ma vengono via via reclutate nuove fibre, finché tutte entrano in contrazione. Questo si spiega perché dipende dal numero di sinapsi che ci sono nel midollo spinale, tante più sinapsi tra fibra afferente e alphamotoneuroni tanto più tardi avviene la contrazione delle fibre muscolari innervate da alphamotoneuroni. La condizione ottimale sarebbe quella secondo cui la fibra sensitiva va subito su alphamotoneurone che verrebbe stimolato subito. Le fibre del motoneurone sarebbero le ultime a contrarsi. Per ogni sinapsi c’è ritardo di 0.5 ms. Inoltre il reclutamento dipende dal diverso grado di eccitabilità dei neuroni del midollo spinale, non hanno tutti lo stesso grado di eccitabilità. Quando arriva lo stimolo saranno stimolati prima gli alphamotoneuroni più eccitabili (quelli con potenziale di membrana meno negativo). Quindi si spiega la diversa tempistica. Le fibre che smettono di contrarsi per prime saranno quelle che erano collegate con minor numero di sinapsi e quelle più eccitabili, quindi quelle che si sono stimolate per prime. Gli alphamotoneuroni che sono meno eccitabili sono quelli con un potenziale di membrana più negativo, tuttavia questi rispondono agli stimoli in arrivo aumentando la loro eccitabilità, ed entrando nella cosiddetta “frangia subliminare”.

La scarica postuma è dovuta al fatto che le fibre muscolari non cessano di contrarsi tutte assieme quando cessa la stimolazione del nervo sensitivo, ma progressivamente un numero via via maggiore di fibre smette di contrarsi fino a tornare al tono basale.Smettono di contrarsi per prime le fibre muscolari che si erano contratte per prime (a causa della maggior eccitabilità). Nei circuiti dove esiste un maggior numeri di sinapsi l’ultimo stimolo arriverà, a causa del ritardo sinaptico, quando la stimolazione è già cessata. Quindi cesseranno di

contrarsi per prime le fibre muscolari i cui motoneuroni sono collegati colminor numero di sinapsi con il nervo sensitivo.Alcuni motoneuroni possono scaricare più potenziali d’azione in risposta ad un singolo stimolo (quando smettono di arrivare impulsi al motoneurone può quindi permanere per un po’ la scarica di pda che mantengono la contrazione muscolare). Esistono nel midollo dei circuiti riverberanti che permettono la riattivazione dei motoneuroni e quindi la partenza di altri pda (anche quando è cessata la stimolazione).Quindi reclutamento: diverso numero di sinapsi, e diversa eccitabilità deineuroni. C’è la salita lenta della contrazione. Scarica postuma: stesse

due motivazioni ma anche grazie ai circuiti e diversa frequenza di scarica, che però può essere mantenuta.

La tensione nel miogramma non è la stessa, a seconda de tipo di stimolo. Nel caso dello stimolo riflesso (cioè per stimolo di un nervo sensitivo) la contrazione ricavata non è massima, più bassa di quella ottenuta tramite un nervo motore. Il nervo sensitivo non innerva tutto il nucleo motore di un muscolo, perché i neuroni sono in piùsegmenti, mentre il nervo sensitivo ne innerva un unico gruppo di alphaneuroni, e quindi la contrazione è minore. Quello motore invece raccoglie tutti gli assoni di tutti gli alpha che innervano il muscolo, quindi li stimola tutti.

Sommazione spaziale e occlusione: si basano sulla convergenza anatomica di più fibre sensitive sullo stesso alphamotoneurone; una quota di alphamotoneuroni innervati da una fibra afferente (nervo sensitivo 1) è anche innervata da un’altra fibra afferente (nervo sensitivo 2).Quindi la sommazione spaziale sarebbe la sommazione dei pot post sinaptici che si hanno dalla stimolazione di più fibre sugli alpha neuroni. Se ho due nervi sensitivi che innervano diversi neuroni, ma con ad esempio due in comune ci sono quindi due nervi che convergono (convergenza anatomica) su due alphamotoneuroni. Se immagino di stimolarli con stimoli sotto soglia, separatamente, osservo che non succede niente. Se stimolo con la stessa scarica (subliminare) entrambi i nervi contemporaneamente in questo caso il muscolo un po’ si contrae perché nei due alphamotoneuroni si ha sommazione spaziale dei PPSE. Quindi con questi stimoli c’è stimolazione. (Tramite due neuroni). Se stimolo il n 1 con stimoli sopra soglia il muscolo si contrare perché stimolo quattro alphamotoneuroni. Se stimolo anche il 2 con stimoli soprasoglia si ha sempre contrazione muscolare, tramite 7 alphamotoneuroni. Se stimolo entrambi contemporaneamente ho una contrazione da 9 neuroni, perché i due in comune vengono stimolati una volta sola, questo è il fenomeno dell’occlusione.

La convergenza di vie private afferenti diverse sulla stessa via finale comune efferenteporta quindi alla sommazione spaziale se le vie private sono stimolate in maniera subliminare, mentre porta all’occlusione se le due vie private sono stimolate in maniera sopraliminare. Se le due fibre sensitive sono la branca afferente di due riflessidiversi, i due riflessi, alleati per stimoli subliminari (si aiutano tra loro), diventano antagonisti (si contrastano tra loro) con stimoli sopraliminari e uno dei due è preponderante sull’altro; il riflesso che prevale è detto prepotente.La lotta tra due riflessi antagonisti (si contrastano tra loro) con stimoli sopraliminari e uno dei due è preponderante sull’altro; il riflesso che prevale è detto prepotente. La lotta tra due riflessi antagonisti (flessori/estensori) è generalmente risolta a livello centrale, cioè le fibre afferente del riflesso prepotente inviano rami collaterali che agiscono con effetto inibitorio sulla via centrale dell’altro riflesso antagonista, attraverso l’innervazione reciproca (ruolo degli interneuroni Ia).

Midollo spinale isolatoCon una sezione trasversa separo il midollo dal resto del SNC. In questo caso ci sono alterazioni irreversibili, alcune reversibili. Tra quelle irreversibili:-Paralisi, si perde il controllo del movimento (controllo volontario), si vanno a lesionare fibre discendenti dei centri superiori, Più grave quanto più è alta la lesione, sopra il rigonfiamento cervicale si ha tetraplegia. Più si scende più vengono risparmiati gli arti.-Si ha perdita della sensibilità, anestesia cutanea e viscerale, lesionate vie sensitive. Compromessa l’attività respiratoria, sopra C3, si ha il massimo della gravità perché c’èemergenza del nervo frenico che innerva diaframma e questo non funziona. Deficit respiratorio. Tra le reversibili ci sono:-Alterazioni cardiovascolari, con sezione sopra a T1, soprattutto ipotensione. Questo a livello del midollo toracico perché viene meno il controllo ortosimpatico, fibre di tipo eccitatorio vengono inviate al midollo da parte del rostral medulla??,e quindi i neuroni postgangliari ortosimpatici avranno una attività depressa, si ha perdita del tono ortosimpatico con riduzione della pressione arteriosa, queste sono reversibili perché nel tempo riacquisiscono eccitabilità e il tono aumenta. Quello che scompare è il controllo esercitato dai barorecettori.-Shock spinale: scomparsa transitoria dei riflessi spinali accompagnata da atonia muscolare cioè scomparsa del tono muscolare. Quindi questi poi possono essere reversibili, possono riapparire in un periodo di tempo variabile a seconda del grado di encefalizzazione. Nella rana questo shock dura due min, ricompaiono subito i riflessi. Man mano che sale l’encefalizzazione diventa di più la durata, nel gatto un paio di giorni, nell’uomo più tempo ed alcuni riflessi non ricompaiono più perché è necessario il controllo dei centri superiori. I primi a ricomparire sono i flessori, prima distali e poi prossimali. Successivamente gli estensori, ad esempio il patellare. Quello miotatico no,è necessaria il controllo dei centri superiori per questo riflesso. Non compare quello

cremasterico e nemmeno quello addominale. Quello patellare compare ma devo aumentare la forza con cui colpisco. Compare un riflesso patologico che sarebbe quello di Babinski. Ariflessia e atonia: shock spinale, perché manca azione facilitante dei centri superiori sui neuroni spinali. Dopo un po’ si passa ad un quadro spastico, cioè iperriflessia e ipertono, causati dal fatto che i neuroni aumentano la loro eccitabilità.

Riflessi spinali somatici: la branca efferente usa gli alphamotoneuroni e come effettore il muscolo scheletrico. Divisi in flessori ed estensori. I Flessori sono:

Riflesso flessore da retrazione: causato da stimoli nocivi, che agiscono su recettori dolorifici. Anche evocabile dalla stimolazione dei recettori tattili nel preparato spinale. Influenze inibitorie, proveniente dai centri superiori localizzati nella sostanza reticolaredi bulbo-ponte, fanno in modo che questo riflesso possa essere stimolato dal dolore, mentre in condizioni normali è inibito. Il riflesso funziona tramite uno stimolo dolorifico al piede, i recettori dolorifici tramite la loro branca efferente comunicano con il midollo, il neurone sensitivo sarà nei gangli annessi alle radici dorsali. Viene osservata una triplice flessione della caviglia, ginocchio e anca. Segno locale (si contraggono più intensamente i muscoli dell’articolazione più prossima al punto di stimolazione).

Nel midollo il riflesso è polisinaptico, le fibre sono di tipo dolorifico mielinico, tra quella afferente e gli alphamotoneuroni sono presenti più interneuroni, le afferenti attivano alphamotoneuroni del muscolo flessore della gamba e contemporaneamente le fibre attivano l’interneurone inibitorio 1 a che inibisce gli alphamotoneuroni del muscolo antagonista (innervazione reciproca, cioè contrazione dei flessori e rilasciamento degli estensori). Se questa avviene in una gamba, ad esempio nella dx, nella sx avviene il contrario: inibizione dei flessori e contrazione degli estensori grazia ad interneuroni eccitatori ed inibitori (di tipo Ia). Questo serve a mantenere la postura: riflesso di estensione crociata. Riguarda tutte le articolazioni di un arto,il massimo riguarda i muscoli più vicini allo stimolo: segno locale. Solo evocabile da recettori dolorifici, questo stimolo

sarebbe infatti di solito inibito da stimoli del centro superiore, il dolore fa in modo che questo stimolo venga superato e parta il riflesso. La sua entità è proporzionale (anche come durata) alla intensità dello stimolo.(Implicato anche nel movimento volontario). Riflesso del grattamento: volto a rimuovere uno stimolo fastidioso, irritante.Anche questo si associa al riflesso di estensione crociata, non a livello superiore. Più è fastidioso lo stimolo più dura la grattata. (A seconda degli stimoli cambia la latenza, la forza, il numero di contrazione e la durata).Persiste anche dopo la sezione del midollo cervicale (i centri superiori non sono fondamentali). Se seziono le radici posteriori ho ancora il riflesso ma è meno coordinato e preciso. Riflesso patellare: evocato da recettori tattili della pianta del piede, in condizioni normali causa flessione ventrale delle dita. I recettori tattili inviano fibre che salgono almidollo, le quali stimolano sia alphamotoneuroni di muscoli estensori che dei flessori. Prevale la flessione perché arrivano influenze dal fascio corticospinale, detto anche piramidale, che influisce sul neurone. Questo fascio inibisce gli alphamotoneuroni che

mediano estensione delle dita. Quindi in condizione normali ho contrazione dei muscoliflessori. Se ho lesione non c’è più inibizione sugli estensori e quindi questo caso causa flessione dorsale delle dita con sventagliamento, riflesso di Babinski. Si vede anche nelneonato perché non c’è adeguata maturazione del sistema nervoso, ma è parafisiologica. Nell’adulto ho lesione almotoneurone superiore, cioè primario, cioè dellacorteccia ad esempio.

Riflessi Estensori:Riflesso miotatico: Consiste nella contrazioneriflessa dei muscoli antigravitari in risposta allastimolazione dei fusi neuromuscolari indotta dallaforza di gravità. Recettori: fusi neuromuscolari,sono strutture capsulate, localizzate nei muscoliantigravitari. Un fuso è infatti costituito da unacapsula connettivale che contiene alcune fibremuscolari modificate (le fibre intrafusali) e alcuneterminazioni nervose sensoriali sensibili allostiramento. I fusi neuromuscolari sonopropriocettori. (Nel caso del respiratorio si trovano negli intercostali esterni).Le fibre Intrafusali possono essere di due tipi: fibre intrafusali a catena di nuclei, sono più piccole e avranno i nuclei disposti sull’asse longitudinale. Oppure fibre intrafusali a sacchetto di nuclei dove i nuclei si trovano disposti nella parte centrale equatoriale. All’interno de fusi si trovano entrambi questi tipi di fibre, non esistono fusi formati da un unico tipo di fibra, sono mischiati. Sono disposte in parallelo alle fibre muscolari scheletriche dei muscoli antigravitari.Le fibre vengono stimolate dall’allungamento del muscolo antigravitario, nell’uomo sono i muscoli flessori per gli arti superiori, sono estensori negli arti inferiori. La differenza di risposta tra le fibre a sacchetto e a catena è che le prime sono la parte fasica dinamica dei fusi, rispondono alla velocità con cui avviene l’allungamento del muscolo; quella a catena di nuclei invece rappresentano la parte statica dei fusi neuromuscolari, rispondono soprattutto all’allungamento del muscolo. Il Riflesso miotatico vero e proprio è innescato dalla stimolazione delle fibre intrafusali ed è trasportato da fibre di tipo II.

Branca Afferente dai Fusi Neuromuscolari:Fibre di tipo Ia:-Portano impulsi soprattutto dai fusi a sacchetto di nuclei dinamici. -Formano terminazioni primari o anulo-spirali.-Sensibili alla variazione della velocità di allungamento.

Fibre di tipo II:-Portano impulsi dai fusi a catena di nuclei e a sacchetto di nuclei statici.-Formano terminazioni secondarie a fiorame.-Sensibili all’allungamento.

Le fibre afferenti contraggono sinapsi con: -Alphamotoneuroni del muscolo dove sono localizzati i fusi stimolati (riflesso miotatico).-Alphamotoneuroni dei muscoli agonisti.-Interneuroni inibitori (IA) dei muscoli antagonisti (esempio di innervazione ed inibizione reciproca).

Branca efferente: assoni degli alphamotoneuroni.Effettore: muscolo scheletrico.

Quando vengono stimolati vi sono pot d’azione? Le fibre sensitive, attraverso le corna dorsali si portano direttamente alle corna ventrali, dove fa sinapsi sul soma del motoneurone. Questo è l’unico esempio di riflesso monosinaptico.Lo stimolo che in condizioni fisiologiche causa grado di allungamento dei muscoli antigravitari è la forza di gravità. Va a stimolare continuamente le fibre intrafusali a catena di nuclei che in via riflessa causano contrazione del muscolo scheletrico antigravitario dove sono contenuti i fusi antigravitari. Questo vuol dire che l’afferenza proviene dallo stesso muscolo al quale arriverà il comando successivamente. Meccanismo di inibizione o innervazione reciproca, la fibra nel midollo oltre ad andare direttamente su alphamotoneuroni va a stimolare l’interneurone inibitorio Ia che inibisce alphamotoneuroni del muscolo antagonista, quindi negli arti inferiori abbiamo inibizione dei flessori in quelli superiori abbiamo rilasciamento degli estensori. Alphamotoneuroni rappresentano la branca efferente dei fusi neuromuscolari? NO, perché questi innervano il muscolo scheletrico, le fibre intrafusali sono innervate da gamma motoneuroni, che rappresentano l’innervazione efferente. Nella parte terminale del fuso troviamo fibre muscolari modificate, innervate dai gammamotoneuroni, che causano quindi la contrazione, fanno contrarre questa estremità delle fibre intrafusali, e così la parte centrale del fuso viene stirata e lo stiramento viene visto dal fuso come una sorta di stimolo, come se il muscolo fosse più allungato, e il ruolo del gamma è quello di aumentare eccitabilità delle fibre intrafusali. Indispensabile affinché il riflesso miotatico si manifesti, senza gamma il riflesso non è più evocabile, perché l’eccitabilità delle fibre intrafusali diminuisce. In questo caso per stimolare queste fibre bisognerebbe applicare una forza di gravità maggiore. Se si abolisce tono gamma scompare il riflesso miotatico. Gammamotoneuroni, localizzati nelle corna ventrali (gammamotoneuroni statici che innervano i fusi a catena di nuclei e a sacchetto di statici; gamma motoneuroni dinamici che innervano i fusi a catena di nuclei dinamici). Quindi come abbiamo detto, innervano le estremità del fuso facendole contrarre. In tal modo la parte centrale si stira e attiva le terminazioni Ia e II. Nel caso del respiratorio la loro regolazione è particolare, effettuata da parte dei centri respiratori, che attivano sia questi che gli alphamotoneuroni. Quindi i fusi a catena di nuclei hanno un ruolo nel mantenimento della postura, attivando il riflesso miotatico. I fusi a sacchetto di nuclei sono responsabili del rilesso patellare, che rappresenta la versione dinamica della risposta dei fusi. Si evoca colpendo il tendine del quadricipite femorale (antigravitario), i fusi sono in parallelo alle fibre, queste vengono stimolate e così anche i fusi che misurano la velocità (il martelletto causa un transitorio allungamento del muscolo che causa stimolazione delle fibre intrafusali a sacchetto di nuclei), la fibra afferente è di tipo 1 a. Il resto del riflesso è uguale a quello miotatico:La fibra entra nel midollo e poi causa contrazione del quadricipite causando estensione della gamba e contemporaneamente c’è inibizione degli antagonisti con interneurone 1a. Anche per queste vale il discorso dei gamma ma la differenza è che iltono gammico non è indispensabile per l’insorgenza del riflesso patellare, perché lo possono provocare anche se c’è riduzione del tono gamma, aumentando l’intensità dello stimolo. In clinica il riflesso da informazioni riguardo al tono gamma, se devo aumentare stimolo il soggetto avrà problemi nel midollo.

Recettori tendinei del Golgi: capsulati, posti nella giunzione tra tendine e muscolo, formati da fascetti di fibre disposti in serie conle fibre nel muscolo (non in parallelo come le intrafusali), sono propriocettori, misurano la tensione applicata al tendine. Questo è in tensione quando il muscolo si contrae e quando il muscolo si allunga. Principalmente stimolati dalla contrazione e solo secondariamente

dall’allungamento perché hanno una soglia più alta rispetto a quelli intrafusali. La stimolazione di questi recettori induce in via riflessa il rilasciamento del muscolo nelcui tendine sono localizzati i recettori tendinei (riflesso miotatico inverso).

Branca afferente: nella giunzione tra tendine e muscolo sono localizzati recettori che comunicano con il midollo attraverso fibre di tipo 1B, fibra entra tramite corna dorsali del midollo, e in questo caso è un riflesso polisinaptico, la fibra contrae sinapsi con interneurone inibitorio 1b che andrà ad inibire alphamotoneuroni che innervano il muscolo a cui appartiene il tendine i cui recettori del Golgi sono stimolati, quindi alla fine ho il rilasciamento del muscolo. Si parla di riflesso miotatico inverso. Fibre che entrano andranno a contrarre attraverso interneuroni eccitatori il muscolo antagonista.I recettori tendinei del Golgi non sono innervati dal SNC, non ci sono gammamotoneuroni. Non hanno innervazione efferente.

Questi recettori causano anche il riflesso del coltello a serramanico: si evidenzia inun preparato decerebrato, non tanto in condizioni normali. Questo preparato presenta rigidità (nell’uomo iperflessione degli arti superiori ed iperestensione degli arti inferiori). Se cerco di far flettere una zampa a questo preparato all’inizio non ci riesco, questo perché ho ipertono gamma, che implica l’aumento dell’eccitabilità dei fusi, che sono ipereccitabili e sono quindi ipercontratti, non riesco a piegarli. A furia di cercare di flettere gli arti, ad un certo punto arrivo a stimolare recettori tendinei del golgi, che sono stimolati anche dall’allungamento ma con una soglia più alta rispetto ai fusi. Quindi vengono stimolati dopo che ho superato valore soglia, una volta che li stimoli questi causano in via riflessa il brusco rilasciamento e quindi flessione degli arti (inferiore) o estensione degli arti superiori.

Altri riflessi sono:Riflesso Stilo-radiale o supinatore: si ottiene percuotendo sull’apofisi stiloide del radio ed arto semiflesso ed in posizione intermedia tra pronazione e supinazione: determina flessione dell’avambraccio.Riflesso stilo-cubitale: percuotendo sull’apofisi stiloide dell’ulna, mantenendo l’arto come per il precedente riflesso, si ottiene una lieve pronazione dell’avambraccio e della mano.Riflesso Bicipitale: si ottiene percuotendo il tendine del muscolo bicipitale alla piega del gomito, a braccio lievemente flesso. In condizoni normali si ottiene la flessione dell’avambraccio.

Riflesso Tricipitale: si provoca percuotendo, al gomito, il tendine del muscolo tricipite, subito sopra l’olecrano, ad arto semiflesso. In condizioni normali si ottiene l’estensionedell’avambraccio. Riflesso Achilleo: si provoca percuotendo sul tendine di Achille, mentre il paziente si trova in ginocchio sul letto in modo che i piedi sporgano dalla sponda, oppure in posizione supina con l’arto inferiore semiflesso e tenendo, con la mano libera, il piede in stato di leggera flessione. In condizioni normali si ottiene l’estensione del piede sullagamba.

E’ stato dimostrato che nel midollo ci sono centri detti generatori di schema motorio che comandano ad esempio il cammino (se ad un gatto alla nascita, prima che ci sianocontatti anatomici tra corteccia midollo, vengono tagliati questi possibili contatti, si nota però che il gatto cammina comunque). I generatori di schema motorio funzionanoquindi indipendentemente dal controllo da parte dei centri superiori. I generatori di schemi motori degli arti funzionano in modo coordinato e controllano le fasi di oscillazione e di appoggio che caratterizzano il cammino.

Tono GammaI gamma motoneuroni hanno una attività elettrica di base: confluenza di segnali inibitori ed eccitatori che originano da centri superiori. Infatti questo riflesso non è più presente dopo una lesione al midollo. Per identificare l’origine di questi centri sono stati fatti molti esperimenti. (Questi però dipendono dal grado di encefalizzazione, nel gatto questo controllo c’è, nell’uomo, dove raggiunge il massimo sviluppo tutte le aeree che controllano l’attività dei gamma motoneuroni sono localizzate nella corteccia (aerea 4 e 6), si esplicheranno sui gamma attraverso fibre del fascio piramidale.

Preparati Sperimentali: Gatto decerebrato: con sezione precollicolare (al di sopra del tubercolo dei gemelli? Sopra mesencefalo) intercollicolare e postcollicolare. Gatto decapitato: con sezione a livello del C1.

Decerebrato: in questo caso si manifesta con una rigidità estensoria, zampe ipercontratte, definita rigidità estensoria di tipo gamma (ipercontrazione riflessa dei muscoli antigravitari che si osserva in un preparato decerebrato, causata da ipertono gamma, viene esaltato il riflesso miotatico). Spiegato grazie alla sezione di fibre dirette ai gamma motoneuroni, queste originavano in parte dalla corteccia in parte da strutture sovramesencefaliche, come dal nucleo rosso. Queste strutture esplicavano un controllo di tipo inibitorio, nel gatto quindi le aree inibitorie sul tono gamma sono nel nucleo rosso e nella corteccia. In via riflessa ottengo quindi ipercontrazione e rigidità estensoria. Se nel preparato il tono gamma aumenta questo significa che sui gamma motoneuroni ci sono influenze anche di tipo eccitatorio. Grazie al preparato decapitato è stato compreso che l’eccitabilità scompare e le zampe diventano flaccide quindi tra queste due ci sono delle strutture che facilitano il tono gamma. Si è scopertoche si trovano nel nucleo vestibolare laterale di Deiters e nella sostanza reticolare discendente, entrambe localizzate nel tronco dell’encefalo. In condizioni fisiologiche il tono gamma è la risultante algebrica di queste influenze inibitorie ed eccitatorie. Se si asporta anche il cervelletto si ottiene il massimo della rigidità estensoria, infatti quest’ultimo inibisce i nuclei vestibolari. Con una sezione del cervelletto aumenta l’attività dei nuclei vestibolari e l’attività dei alfamotoneuroni degli estensori. Quindi il cervelletto esplica un controllo inibitorio sul tono posturale.

Nel preparato decerebrato ho solo quelle eccitatorie, nel decapitato invece taglio tutte le fibre e il tono gamma scende a livelli molto bassi, scompare il tono gamma e compare flaccidità.Ci sono quindi aree inibitorie e facilitatorie sull’attività dei gammamotoneuroni. Nell’uomo tutte le aree sono nella corteccia (fascio piramidale), c’è il massimo grado di encefalizzazione. Nei vertebrati inferiori: corteccia, diencefalo, nucleo rosso (fascio rubrospinale), questesono aree inibitorie. Le aree facilitatorie si trovano nella sostanza reticolare ascendente (fascio reticolo spinale), nucleo vestibolare laterale di Deiters (fascio vestibolospinale).La rigidità di tipo gamma può essere eliminata tramite sezionamento delle radici posteriori, perché in questo modo perdo la branca afferente del riflesso miotatico, i fusi vengono stimolati ma la comunicazione con il midollo viene bloccata. Non ho una risposta allo stimolo. Dopo questa sezione l’animale si presenta flaccido ed il tono gamma sarà sempre alto, il preparato è flaccido, ma essendoci decerebrazione il tono rimane sempre alto. Interrotto l’arco riflesso non lo stimolo sui gamma motoneuroni, che mantengono alto il tono gamma.

Rigidità estensoria di tipo alphaE’ sempre una ipercontrazione dei muscoli antigravitari ma causata primitivamente daun ipertono alpha. Nell’ipertono gamma ho una iperattivazione degli alphamotoneuroni: SI, altrimenti non ho ipercontrazione. In questo caso è causato da fibre afferenti che arrivano ai fusi, causata da ipereccitablità dei fusi causata da ipertono gamma. Ma in questo caso NON è legata ad ipertono gamma. Primitivamente invece è l’esaltazione di un riflesso innescato dalla stimolazione dei recettori vestibolari (delle macule otolitiche dell’utricolo e del sacculo) con influenza diretta sugli alphamotoneuroni die muscoli antigravitari (tramite il fascio vestibolospinale). Il controllo inibitorio è esercitato dal cervelletto e dal midollo.Per studiarlo devo eliminare il ruolo dei gamma motoneuroni altrimenti non so se influenzano o no. Non posso fare sezione C1 perché verrebbero tagliate tutte le fibre, non vedo nemmeno la rigidità di tipo alpha, quindi quello che faccio è sezione delle radici dorsali, in questo modo gamma motoneuroni non influenzano perché anche se attivati lo stimolo non arriva al midollo. L’animale si presenta quindi flaccido. Se è flaccido vuol dire che gli alphamotoneuroni vengono inibiti da qualcosa, ci sono infatti aeree inibitorie localizzate nel cervelletto e nel midollo lombosacrale, queste inibiscono gli alphamotoneuroni. Una lesione del cervelletto e del midollo lombosacrale comporta la comparsa di una rigidità, una ipercontrazione dei muscoli antigravitari, causato NON dai gamma, e quindi questa sarà primitivamente causata da un ipertono degli alpha indipendente dai gamma. Questa iperattivazione è causata dai recettori vestibolari che agiscono sugli alpha motoneuroni con effetto stimolatorio. Si capisce che sono questi ad essere implicati nel riflesso perché scompare se seziono l’ottavo paio dei nervi cranici.

4/04/16Postura Mantenimento dell’orientamento del corpo e dei suoi segmenti corporei nello spazio in condizioni sia statiche che dinamiche.Il primo requisito per mantenere la posizione del corpo è la capacità di sviluppare una contrazione tonica della muscolatura, cioè un tono posturale che contrasti la forza di gravità (aspetto statico del controllo della postura). Occorre, inoltre, essere in grado di correggere le deviazioni della posizione iniziale (Come recuperare la stazione eretta perduta), aspetto dinamico del controllo della postura. Per svolgere tale funzione è

indispensabile l’azione dei sistemi sensoriali che segnalano tali deviazioni e generano una risposta muscolare riflessa (riflessi posturali) in grado di mantenere o ripristinare la posizione originaria. Infine è necessario mantenere l’equilibrio generando forze agenti sul baricentro che neutralizzino gli effetti destabilizzanti delle altre forze agenti sul corpo (come la gravità) e del movimento volontario. Il Controllo è di tipo multisensoriale, essendo effettuato da molte strutture sensoriali, le cui informazioni sono integrate tra loro ai fini del mantenimento della postura. Recettori come quelli dei fusi neuromuscolari, recettori vestibolari (macule sacculo ecc), un controllo più fine è fatto dal cervelletto, con recettori come …, inoltre i meccanismi riflessi hanno il compito di mantenere tono posturale. Il mantenimento dell’orientamento posturale e dell’equilibrio vengono realizzati mettendo in opera strategie posturali mirate al raggiungimento di obiettivi specifici. Nel controllo della posizione del corpo nello spazio la strategia posturale tende a stabilire una gerarchia tra vari obiettivi, alcuni dei quali diventano in certi casi secondari e possono venire sacrificati (ad esempio a favore dell’equilibrio). Gli obiettivi posturali vengono raggiunti in maniera largamente involontaria attraverso risposte riflesse. Il tono posturale è la contrazione continua dei muscoli che devono mantenere una data posizione (la stazione eretta soprattutto, oppure quella seduta o postura orizzontale) contrastando la forza di gravità. I principali muscoli posturali sono infatti i muscoli antigravitari (nell’uomo estensori degli arti inferiori e flessori di quelli superiori, negli animali quadrupedi sempre gli estensori). Il tono posturale non è normalmente molto elevato, perché la componente più rilevante della forza di gravità (peso corporeo) è scaricata a terra dallo scheletro osseo, i cui segmenti sono allineati. Per questo motivo i muscoli antigravitari sono composti da un numero ridotto di fibre, lente e resistenti alla fatica con metabolismo prevalentemente anaerobico, fibre bianche. Quindi il controllo posturale serve a: -vincere la forza di gravità (anche durante il movimento);-correggere lo spostamento del baricentro;-recuperare la stazione eretta perduta;-fornire un punto fisso per articolare il movimento dei segmenti corporei.

Mantenimento statico della posturaIl controllo è accurato, osservando un soggetto in piedi si nota che questo non è fermoma presenta movimenti anteroposteriori e laterali. Si evidenziano mettendo il soggettosu una pedana dove si stabiliscono i movimenti del baricentro (pedane stabilometriche). Questo aumenta quando il soggetto ha gli occhi chiusi.

Meccanismi di controllo della postura

Tramite riflessi integrati a vario livello: a livello del midollo spinale con fusi neuromuscolari responsabili del riflesso miotatico. Quest’ultimo durante il movimento limita l’ampiezza delle escursioni degli angoli articolari ripristinando la posizione articolare. (Sperimentalmente ischemizzo un arto gonfiando un manicotto di gomma sopra il ginocchio, in questo modo arresto la conduzione delle fibre sensitive, ma non dei motoneuroni. Blocco quindi la branca afferente del riflesso miotatico. Nel soggetto in stazione eretta e a occhi chiusi bendati si osservano ampi movimenti dei muscoli estensori e flessori della caviglia, contrazioni alterne sproporzionate causate dal sistema vestibolare. Quindi il controllo vestibolare è meno fine. Ho contrazioni esagerate che fanno si che ci siano movimenti molto ampi).

Riflesso estensorio crociato: accompagna quello di allontanamento. Nell’arto controlaterale si ha una estensione mediata da interneuroni eccitatori o inibitori che fanno in modo che capiti il contrario rispetto all’altro arto.Reazione positiva di sostegno: avviene quando si appoggia il piede, sarebbe infattiun rinforzo estensorio di un arto in risposta alla pressione sul cuscinetto plantare. Nel cane o nel gatto sollevato da terra (preso in braccio) la stimolazione dei recettori tattilicutanei e muscolo-articolari della zampa causa in via riflessa l’estensione della zampa e l’irrigidimento dei muscoli del dorso, cosa che si osserva anche stimolando a livello locale altre regioni della cute (come quella dell’addome). La stimolazione dei recettori muscolari e cutanei infatti causa la contrazione della muscolatura al di sotto della superfice cutanea. (Se faccio appoggiare la zampa su una superficie rigida, questa si allunga).Reazione di piazzamento: quando gamba tocca una superficie avviene una estensione e successiva flessione della gamba: scavalca l’ostacolo. Ci sono inoltre i riflessi che interessano la stimolazione dei recettori articolari e muscolari del collo. Possono esserci due riflessi: simmetrici (la forza applicata ha la stessa direzione della forza di gravità: o dall’alto al basso o dal basso all’alto) o asimmetrici (la forza ha una direzione diversa rispetto a quella di gravità). In particolare studiati nel gatto decerebrato che ha gambe iperestese. Se privato dei labirinti, quindi senza recettori vestibolari (macule e dell’utricolo e sacculo), i recettori del collo agiscono in questo modo:

-La flessione dorsale della testa causa aumento del tono estensorio delle zampe anteriori e riduzione di quelle posteriori, cioè si siede.

-Se il collo si flette si abbassa verso il basso ma non con le zampe posteriori.

-Se la testa si piega verso destra gli arti di sinistra si estendono quelli di destra si flettono.

Recettori vestibolari: controllo vestibolare, sono i recettoi delle macule e dell’utricolo e del sacculo. Opposti a quelli del collo. Per osservarli devo eliminari gli stimoli che provengono dal collo quindi o si disarticola la testa oppure si sezionano le radici dei nervi cervicali.

-Se la testa viene piegata verso l’alto il gatto si abbassa con le zampe davanti. -Se abbasso la testa il gatto si siede. -Se la testa viene ruotata verso destra gli arti di destra si estendono e quelli di sinistra si piegano e viceversa.

Controllo visivo: dato dalla stimolazione dei recettori visivi, è un sistema più fine. Questi vengono stimolati dalla variazione della visualizzazione sulla retina di punti che sono presi come punti di riferimento. Spostamenti delle immagini sulla retina fanno partire il riflesso, questo parte solo quando questi superano certi valori. Nel soggetto in stazione retta a occhi aperti si osservano

oscillazioni laterali e anterpost. Della testa minime che aumentano ad occhi chiusi. Il controllo fine è determinato dagli spostamenti laterali dell’immagine dell’oggetto che costituisce un riferimento stazionario sulla retina o dalle variazioni delle sue dimensioni. Il valore soglia da superare è di 20’ di grado. Si scatenano riflessi di tipo visuoposturali, atti a riportare l’immagine sulla retina nella posizione di partenza. La muscolatura riceve comandi per opporsi al movimento e ristabilire la postura.Il superamento di questa soglia dipende dalla lontananza dell’oggetto rispetto al soggetto. Se è posto a meno di 5 m, la soglia si supera per spostamenti della testa piccoli, sotto ai due cm. Più l’oggetto si allontana più i movimenti dovranno essere grandi per far partire i riflessi. Se supera il 5 m dovrei avere spostamenti maggiori di due cm per superare la soglia. In questo caso però subentrano i riflessi spinali e vestibolari; situazione simile a quando ho gli occhi chiusi. Quindi la vista è utile quando l’oggetto si trova a meno di 5 m. I riflessi visuoposturali si innescano anche quando è il campo visivo che si muove, mentre la testa è ferma. Se immaginiamo un soggetto che fissa uno schermo che si muove, ad esempio il movimento rotatorio dello schermo verso destra induce la contrazione dei muscoli antigravitari inferiori di sinistra e il corpo si inchina verso destra. Se è tutto il campo visivo che si muove il soggetto ha l’impressione di movimento soggettivo. Se si muove solo una parte del campo visivo la percezione di movimento è oggettiva.Nei casi in cui le stimolazioni tra recettori visivi e vestibolari non sono concordanti: partenza di vertigini e cinecitosi. In entrambi i casi il vestibolo dice al soggetto che si sta muovendo mentre la vista dice il contrario.

Recettori VestibolariL’apparato vestibolare rileva informazioni relative alla posizione ed al movimento dellatesta e del corpo nello spazio. Quindi le sue funzioni sono: mantenere la postura e la stazione eretta; coordinare le risposte motorie; coordinare il movimento degli occhi con quello della testa. In generale i recettori sono strutture in grado di recepire uno stimolo e trasformarlo in un segnale di tipo elettrico. Tutti i recettori sono trasduttori di segnali biologici (meccanici, chimici, termici ect..). I recettori vestibolari trasducono un segnale meccanico in elettrico. Esistono 3 tipi di recettori: 1) parte terminale dell’assone del neurone sensitivo primario (perde la guaina mielinica e diventa recettori) es termici, tattili, olfattivi… 2) ad esempio i recettori vestibolari: sono cellule specializzate che contraggono sinapsi con il neurone sensitivo primario (in questo caso localizzato nel ganglio di scarpa). I recettori vestibolari trasmetteranno il segnale attraverso il rilasciodi neurotrasmettitori (altri esempi: recettori acustici e gustativi). 3) una cellula non è

in contatto diretto con il neurone sensitivo primario, ma con un’altra cellula (es recettori visivi che vedono interposizione delle cellule bipolari).I recettori vestibolari sono posti nel labirinto vestibolare, nella rocca del temporale in stretto contatto con il labirinto acustico (collegati dal dotto reuniens). Il sistema vestibolare è formato da tre canali semicircolari e l’utricolo a il sacculo (collegato attraverso il dotto endolinfatico). I recettori vestibolari sono localizzati in dilatazioni (creste ampollari) dei canali semicircolari e nella macula otolitica dell’utricolo e il sacculo.Sono recettori del II tipo: cioè sono cellule specializzate che contraggono sinapsi con l’assone del neurone sensitivo primario posto nel ganglio di Scarpa.All’interno dei canali semicircolari e delle macule otolitiche non c’è aria ma liquido, di due tipi. Endolinfa e Perilinfa (presente tra superficie ossea e le membrane dei canali). L’endolinfa è interna, ha una composizione particolare ed è prodotta dalla stria vascolare localizzata a livello della coclea, da qui attraverso il dotto arriva al labirinto vestibolare e attraverso il dotto endolinfatico arriva al sacco endolinfatico dove viene riassorbita.

I recettori vestibolari sono dotati di stereociglia che salgono a scala verso un chinociglio laterale. Questo rappresenta il vero elemento trasduttore, senza i recettori vestibolari non funzionano più. Le ciglia non sono libere di muoversi ma sono inglobate in una sostanza gelatinosa detta cupola per i recettori delle creste ampollari e membrana otolitica (presenti gli otoliti) per i recettori delle macule. Sono dotati di innervazione afferente ed efferente. A seconda di come la fibra afferente avvolge il recettore avremo duesottotipi di recettori: I tipo e II tipo.Nel primario l’assone avvolge tutto il recettore, lo avvolge a coppa (quindi la fibra efferente esercita un’inibizione postsinaptica: Ach).Nel recettore vestibolare di tipo due invece l’assone

avvolge solo una parte del recettore e non tutto come nel primo. (le fibre efferenti esercitano un’inibizione presinaptica: Ach).Il neurone sensitivo primario è localizzato nel Gaglio di Scarpa.Il Neurone ha un assone che si divide a T, la parte centrale dell’assone va a finire in una serie di strutture nervose che rappresentano la base fisiologica dell’effetto delle stimolazioni. Si porta infatti ai nuclei vestibolari del bulbo e del ponte dove saranno localizzati i neuroni sensitivi secondari. Sono quattro: superiore, inferiore, mediale e laterale (di Deiters). Dai nuclei partono fibre dirette al midollo spinale: -Via Vestibolo spinale mediale: fibre dirette ad alfamotoneuroni del collo. Coordinazione movimenti testa/occhi.-Via Vestibolo spinale laterale (dal nucleo di Deiters): fibre dirette a tutto il midollo. Effetto eccitatorio diretto e indiretto (mediato dai gammamotoneuroni) sugli alfamotoneuroni die muscoli antigravitari (controllo facilitatorio sul tono posturale, rigidità alfa e gamma).Inoltre partono fibre dirette:-alla sostanza reticolare (fibre reticolospinali);-al cervelletto (dai recettori vestibolari o dai nuclei vestibolari mediali e inferiori);- ai nuclei oculomotori del ponte e del mesencefalo (fascicolo longitudinale mediale; via di trasmissione del riflesso vestibolo-oculare).

Recettori vestibolari delle creste ampollari dei canali semicircolari

Il canale semicircolare è orizzontale, anteriore e posteriore. Il canale orizzontale è disposto sul piano trasversale e leggermente sollevato di 25-30 gradi, i canali orizzontali di dx e sx sono complanari. I canali anteriori e posteriori di un lato giacciono sullo stesso piano di quelli del lato opposto. Sono tutti perpendicolari tra di loro. In ogni canale i recettori vestibolari hanno tutti il chinociglio diretto nella stessa direzione, si dice che i recettori vestibolari e il canale semicircolare sono polarizzati. Seconfrontiamo i canali dei due lati notiamo che sono speculari: i chinocigli dell’altro lato guardano in direzione opposta. Questo ci dice che io se stimolo i recettori di un lato, andrò ad inibire quelli del lato opposto. Grazie a tutte queste disposizioni sarà possibile percepire tutte le possibili posizioni della testa nello spazioIl labirinto è bagnato da:Perilinfa: simile a plasma, alto contenuto di sodio ma basso di K.Endolinfa: invece è molto ricca di K, basso Na e bassissimo Ca. Prodotta continuamente dalle cellule della stria vascolare nella coclea dove gira e poi passa nel sistema vestibolare e dopo viene riassorbita a livello del sacco endolinfatico. Prodotta anche dalle dark cells del vestibolo. All’esterno dei recettori vestibolari c’è endolinfa quindi molto potassio, l’ambiente extracellulare è quindi ricco di K. Ciò che funziona come con vero e proprio recettore sono le stereociglia, collegate fra di loro da una serie di proteine dette LINKS, diversi tipi, le più importanti sono le tip links, che uniscono l’apice di uno stereociglio a quello vicino. A condizioni di riposo questi sono già un pochino stirati e permettono l’aperturadei canali del potassio che entra nel recettore vestibolare e lo depolarizza. Questo ingresso di K aumenta o diminuisce quanto più sono stirati i tip links, queste si stirano tanto quando le stereociglia si piegano verso il chinociglio. Se lo stereociglio si piega indirezione contraria questo vuol dire che i canali si chiudono. Maggiore o minore apertura dei canali e quindi maggiore o minore rilascio di NT (GABA o GLU). Es. se la membrana si depolarizza viene rilasciato più glutammato.Quindi i tip links collegano stereociglia di file adiacenti e fungono da molle che trasmettono l’energia meccanica di flessione delle stereociglia ai canali di meccanotrasduzione. La distruzione o assenza dei tip links elimina la meccanosensitività delle cellule ciliate. A riposo: i tips-link non sono completamente rilasciati: canali sono in parte aperti c’è quindi una depolarizzazione basale di attività. Abbiamo rilascio di neurotrasmettitore (GLU) anche minimo in condizioni di riposo.Stiramento verso chinociglio: depolarizzazione e aumento della frequenza di scarica.Stiramento nel verso opposto: iperpolarizzazione e diminuzione di scarica.

Quindi questi recettori sono prevalentemente fasici, ka stimolazione viene data dal movimento (accelerazione angolare). Se la velocità diventa costante i recettori non vengono stimolati, la velocità deve aumentare o deve ridursi. L’endolinfa è dotata di inerzia, inizialmente con un movimento l’endolinfa rimane ferma, è come se si muovesse in direzione contraria e quindi fa piegare le stereociglia verso il chinociglio e in direzione contraria a seconda di come sono messi i recettori. Quindi da un lato ci sarà inibizione mentre nell’altro ci sarà stimolazione (sono dispostiin modo opposto). Quindi durante ogni rotazione i recettori di un lato sono attivati e glialtri sono inibiti. La differenza tra le scariche dei potenziali d’azione provenienti da recettori omologhi dei due lati origina a livello centrale risposte riflesse (nistagmo.)Se avviene una rotazione del capo e si muove da dx a sx, all’inizio del movimento l’endolinfa rimane ferma ed è come se ruotasse da sx a dx, questo comporta che il canale di sx avrà i chinocigli rivolto verso destra, nell’altro lato verso sx. L’endolinfa fa piegare a sinistra le stereociglia verso il chinociglio, a dx invece le fa piegare in direzione contraria. Aumenta scarica a sx mentre si riduce a dx. Se tolgo un labirinto ho un’asimmetria nelle afferenze die due lati interpretata come segnale di attivazione con conseguente vertigine e nistagmo anche in assenza di stimolazione. Canali semicircolari possono essere attivati anche da stimoli termici oppure variando la densità della cupola gelatinosa ad esempio a causa dell’alcool, che si accumula nella cupola e ne abbassa la densità quindi anche senza movimento questa si sposta, questo provoca vertigini, vomito ecc.

Recettori vestibolari delle macule dell’utricolo e sacculoStimolati dalla posizione della testa nello spazio, si parla di componente tonica. Viene stimolata cioè dall’accelerazione lineare. Dato dalla presenza degli otoliti (sali di calcio) che per effetto della gravità tendono a cadere continuamente su ciglia e quindi per questo sono recettori tonici, importanti per il controllo della postura equilibrio ecc.Recettori delle macule dell’utricolo: sono disposti sul piano orizzontale e rilevano i movimenti lineari della testa sul piano orizzontale, cioè avanti e indietro.Recettori delle macule del sacculo: posti sul piano verticale, rilevano l’accelerazione dall’alto al basso. Le macule hanno disposizione simmetrica nell’orecchio dx e sx: il movimento verso una direzione eccita le cellule cigliate di un lato ed inibisce quelle dell’altro. Questi recettori segnalano anche la posizione della testa nello spazio in ogni movimento

grazie alla presenza degli otoliti. Per trazione continua esercitata dalla forza di gravità sul capo le membrane otolitiche sono spostate rispetto alla macula; questo determina la deflessione tonica delle ciglia. Quindi questi sono recettori sia fasici che tonici. Otolitiasi, vertigini, alterazioni dell’equilibrio. Importante, perché?

Riflessi evocati dai recettori vestibolari: somatici e viscerali

Somatici: branca efferente è il nervo motore ed effettore è il muscolo scheletrico. Questi ultimi si dividono in statici e cinetici. Gli statici sono riflessi di posizione e di raddrizzamento, considerati statici perché permettono di riacquistare la posizione persa, integrati in zone diverse (ponte i primi, mentre i secondi nel mesencefalo), con significato posturale.Viscerali: Cinecitosi. La via efferente è contenuta nel sistema nervoso vegetativo e l’effettore è rappresentato da ghiandole, muscolo liscio. Questi se non trattati causanoad esempio mal d’auto?

Somatici evocati dai canali semicircolari-Statici: riflessi vestibolo-cervicali, determinano la contrazione dei muscoli del collo,riflessi di posizione.-Cinetici: evocati da recettori delle creste ampollari dei canali semicircolari: riflessi vestibolo-oculari. Nistagmo vestibolare, si ha quando soggetto è sottoposto a movimento circolare a velocità variabile (crescente e decrescente). E’ un movimento riflesso degli occhi (componente lenta e rapida) di origine vestibolare. Quando il soggetto è sottoposto a un’accelerazione positiva (movimento rotatorio con velocità crescente) il movimento lento degli occhi (origine vestibolare) ha direzione opposta a quella del movimento, mentre la componente rapida del movimento (movimento saccadico) ha la stessa direzione del movimento (nistagmopre-rotatorio).Quando il soggetto è sottoposto a un’accelerazione negativa (decrescente) il movimento lento degli occhi ha la stessa direzione del movimento, mentre il movimento rapido (saccadico) ha direzione opposta (nistagmo post-rotatorio). Il movimento lento è volto a mantenere un punto di fissazione, quando l’occhio arriva alla massima possibilità di fissazione si ha il movimento saccadico volto a riacquistare un nuovo punto di fissazione.NB: solo il movimento lento ha origine vestibolare. Per definire la direzione del nistagmo ci si basa sul movimento saccadico che però non ha origine vestibolare. Quindi si dice che il nistagmo pre-rotatorio ha la stessa direzione del movimento, mentre il nistagmo post-rotatorio ha direzione opposta.

Somatici evocati dai recettori maculariImplicati nel controllo della postura, sono riflessi:-Vestibolo-spinali simmetriciI riflessi simmetrici si hanno se la forza che agisce ha la stessa direzione della forzadi gravità. Si avrà una modificazione omogenea e simmetrica dell’attività deimuscoli antigravitari. -Riflessi causati da accelerazione lineare: gatto lasciato cadere dall’alto, estende lezampe.-Riflessi causati dalla posizione della testa nello spazio. Il ruolo dei recettorivestibolari nel controllo posturale è evidenziabile in un preparato decerebrato dovela flessione del capo in avanti p indietro modifica il tono posturale (riflesso staticodi posizione).La flessione del capo in avanti in un preparato decerebrato (con ipertonoestensore) aumenta il tono estensore arti anteriori e riduce il tono estensore artiposteriori fino alla flessione.

La flessione dorsale del capo in un preparato decerebrato aumenta il tonoestensore degli arti posteriori e riduce il tono estensore arti anteriori fino allaflessione. (Anche la rigidità alpha evidenzia il ruolo dei recettori vestibolari nel controllo deltono posturale).NB: si hanno risposte opposte a quelle evocate dalla stimolazione dei recettoriarticolari e muscolari del collo. Per evidenziarli dovrei o sezionare le radiciposteriori dei nervi cervicali o disarticolare le articolazioni cervicali.

-Vestibolo-spinali asimmetriciI riflessi asimmetrici si hanno se la forza applicata ha direzione diversa rispetto alla

forza di gravità (la risultante delle forse ha direzioneobliqua). Si osserva una modificazione non omogeneadell’attività dei muscoli antigravitari. Sono riflessi diraddrizzamento: la rotazione della testa col collo fermo (odopo sezione radici posteriori segmenti cervicali) in sensoorario (da sx a dx) determina la flessione degli arti a dx el’estensione degli arti a sx. Sono riflessi opposti a quelli dei

recettori muscolo-articolari.

Componenti Extralabirintiche nel controllo della posturaEvocati dalla stimolazione di recettori tattili, articolari e muscolari. Esempi: riflesso miotatico, reazione positiva di sostegno, reazione di piazzamento. Sono tutti riflessi integrati nel midollo toraco-lombare. Tra questi ci sono i Riflessi cervicospinali di posizione e di raddrizzamento. Evidenziabili in assenza di labirinto o disarticolando le articolazioni.

Riflessi cervicospinali di posizione simmetrici: in un preparato decerebrato la flessione dorsale della testa aumenta il tono estensore degli arti anteriori e riduce quello degli arti posteriori. Componenti: recettori articolari e muscolari del collo. (Opposti ai vestibolari).

Riflesso cervicospinali di raddrizzamento simmetrici: si evidenzia in un coniglio bendano, senza labirinto appoggiato su di un piano. Il coniglio solleva prima la testa (riflesso del corpo sul capo), poi il treno anteriore e quindi quello posteriore. (Riflesso del corpo sul corpo). Se appoggio un asse sull’altro lato del corpo il coniglio non si muove. Il sollevamento della testa p causato dall’asimmetrica stimolazione dei recettori tattili; la conseguente stimolazione dei recettori articolari e muscolari del collo determina il sollevamento del treno anteriore; la stimolazione dei recettori articolari e muscolari della schiena causa il sollevamento del treno posteriore. Componenti: recettori tattili, articolari e muscolari.

Riflesso cervicospinali di raddrizzamento asimmetrici: visibili in assenza di labirinto o effettuando rotazioni del collo a testa ferma. Esempio: rotazione del collo da sx a dx induce l’estensione degli arti di dx e la flessione di quelli di sx. Componenti: recettori articolari e muscolari del collo.

Quindi anche i recettori tattili intervengono nel controllo del tono posturale. Un altro riflesso evidenzia la sola componente tattile: Riflesso del magnete. Se un cane viene messo sul dorso, sfiorando il polpastrello della zampa del cane e poi allontanando il dito, la zampa segue il dito.

Interazione tra recettori vestibolari e articolari

Controllo del Movimento

Per regolare i rapporti spaziali tra il corpo e l’ambiente esterno e la posizione del corponello spazio sono importanti le informazioni sensoriali (vista, udito, tatto, propriocettori, recettori vestibolari).

Alphamotoneuroni sono la via finale comune, ci passo sia con riflesso che con movimento volontario.

Tronco dell’encefaloCi sono i nuclei dei neuroni che controllano i nervi cranici quindi il movimento di testa ed occhi. Il tronco integra tutte le afferenze sensitive, vestibolari, propriocettive e somatosensitive implicate nel controllo della postura. Contiene inoltre: centri respiratori, cardiovascolari, centri di controllo della deglutizione.Da qui originano le vie che fanno parte de sistema extrapiramidale, via mediale e laterale.

Via mediale: origina da neuroni posti centralmente nel tronco e termina sui neuroni midollari mediali. -Tratto vestibolospinale, mediale e laterale (origina dai nuclei vestibolari del ponte).Controlla l’equilibrio e la postura (vedi nucleo vestibolare di Deiters). -Tratto reticolospinale mediale e laterale, (origina dalla sostanza reticolare di bulbo e ponte. Ipsilaterale e bilaterale. Controlla la postura). Subisce controllo dalla corteccia.-Tratto tettospinale, origina dal mesencefalo (dal collicolo superiore) e subisce un incrociamento. SI porta al midollo cervicale dove coordina il movimento di occhi e capo.

Via laterale: origina da neuroni posti lateralmente nel tronco e termina sui neuroni più laterale midollari.-Tratto rubrospinale. Nel gatto ha un ruolo inibitorio su controllo postura. Nell’uomo questo controllo non è esplicato dal tronco ma soprattutto dalla corteccia, quindi il nucleo non ha tanta importanza nel controllo della postura ma invece finisce sul alphamotoneuroni laterali che controllano dita. Nell’uomo interviene nel controllo sui muscoli distali degli arti controlaterali. In caso di lesione del fascio piramidale il tratto rubrospinale può vicariarne in parte la funzione.

Dal tronco origina anche un sistema aminergico che comprende fasci che nascono dal ceruleus e nucleo del rafe. (sistema ceruleo-spinale e rafe spinale). Modula eccitabilità dei motoneuroni spinali. Le proiezioni sono estese a tutto il midollo.

Il sistema piramidale a un certo punto va a fondersi con il sistema extrapiramidale, è difficile avere una distinzione netta. Alcune fibre del fascio piramidale si fermano al nucleo rosso, o alla sostanza reticolare, da dove partono le fibre extrapiramidali. Il 20%delle fibre del piramidale va a contrarre sinapsi con motoneuroni mediali e solo questaquota va ad influire sulla postura. In caso di lesione del sistema piramidale il fascio rubrospinale può in parte andare a gestire alcune delle funzioni del piramidale.

Aree Motrici della CortecciaIdentificate le aree motorie grazie ad esperimenti di osservazione durante interventi chirurgici sul cervello. Se si andava a stimolare (tramite stimolazione elettrica) determinate aree della corteccia si osservava che le parti corrispondenti controlaterali si contraevano. Ci sono quindi zone specializzate localizzate in aree specifiche. Inoltre possono essere utilizzate tecniche di misurazione del flusso ematico alle varie aree e consumo di ossigeno: se faccio fare un movimento e poi misuro il flusso ematico noto che questo aumenta nelle zone che governano questi movimenti. Quindi:

Le stimolazioni elettriche di aree di corteccia abbinate alla registrazione di attività elettrica di alphamotoneuroni o alla evidenza di comparsa di contrazioni muscolari nel lato opposto hanno permesso di identificare: -L’esistenza di aree della corteccia deputate al controllo del movimento (corteccia motrice primaria e secondaria);-Un’organizzazione somatotopica della corteccia motrice: homunculus motorio (di Penfield);-L’organizzazione colonnare della corteccia motrice: i neuroni che controllano lo stesso muscolo o pochi muscoli sinergici sono localizzati in colonne poste perpendicolarmente alla superficie cerebrale.

La registrazione dell’attività elettrica di neuroni della corteccia abbinata all’esecuzione di un movimento ha permesso di identificare: -La diversa attività elettrica di neuroni grandi (bassa frequenza di scarica a riposo eaumento della frequenza di scarica in corso di movimento) e piccoli (alta frequenzadi scarica a riposo e riduzione della frequenza di scarica in corso di movimento).

L’analisi del flusso di sangue e del consumo di ossigeno nella corteccia motrice abbinata a un movimento ha permesso di identificare:-Le diverse funzioni delle aree motorie.

Le lesioni della via cortico-spinale hanno permesso di identificare il ruolo delle variearee della corteccia motrice.

La corteccia motoria primari presenta organizzazione somatotopica, e raggiunge massima espressione a livello della corteccia motoria dove esiste l’homunculus. Rappresentazione delle parti periferiche a livello della corteccia motoria quindi a livellodel lobo frontale. La periferia motoria si presenta in modo NON proporzionale alla grandezza corporea ma alla complessità e alla finezza del movimento. Inoltre la corteccia motoria è capovolta. Le parti alte del corpo sono rappresentate nella parte bassa della corteccia motoria e viceversa. Esiste anche un homunculus sensitivo anche lì capovolto e non proporzionale alle dimensioni corporee ma alla sensibilità. Nella corteccia la rappresentazione somatotopica è ai massimi livelli infatti c’è una organizzazione colonnare con neuroni impilati che comandano lo stesso muscolo oppure muscoli sinergici. Presente anche per tutti gli altri tipi di corteccia (sensitiva, visiva). Due tipi di strutture neuronali diverse, neuroni grandi con bassa frequenza di scarica a riposo e la aumentano quando il soggetto compie un movimento. Quelli piccoli invece hanno alta scarica a riposo mentre questa si riduce o sparisce quando soggetto compie un movimento.

7/04/2016Aree Motrici-Corteccia Motrice Primaria (M1 : area 4 di Brodmann) e secondaria (M2) o area promotoria (area 6 di B; comprende la corteccia motrice supplementare e la corteccia premotoria). -Area 8 (campo oculare frontale: interviene nel controllo dei movimenti oculari volontari).-Area 1, 2, 3, classificate anche loro come sensitive. Qui durante l’esecuzione del movimento si crea l’immagine sensoriale del movimento. Questi neuroni hanno attivitàelettrica in corrispondenza dei neuroni delle aree corporee che si muovono, con il compito di rendere il più funzionale possibile il movimento.

Corteccia Primaria (precentrale), AREA 4

Nel lobo frontale davanti alla scissura di Rolando. E’ formata da 5 strati manca il 4, detta corteccia agranulare. Nel 5 ci sono cellule gigantopiramidali di Betz (neuroni piramidali) i cui assoni entrano a far parte del Fascio piramidale o Corticospinale. Sono circa 30000 neuroni e rappresentano quindi neuroni in uscita. Area 4 si pensava che rappresentasse un punto decisionale del movimento. Grazie a tecniche di registrazione dell’attività elettrica si vede che la sede decisionale sono delle aree nel lobo parietale (si attivano circa 0,8 secondi prima, mentre nell’A4 inizia solo durante il movimento). Quindi A4 codifica per la forza del movimento e la direzione del movimento. In particolare la scelta della direzione del movimento viene operata da una popolazione di neuroni e non da un singolo neurone. Per ogni direzionedel movimento viene reclutata un’intera popolazione di neuroni tra i quali alcuni scaricano massimalmente per quella data direzione. La popolazione di neuroni che codifica per quella direzione del movimento genera un vettore di popolazione (somma vettoriale dei singoli neuroni) la cui direzioni identifica la direzione del movimento. L’area 4 contrine una mappa motoria (homunculus motorio di Penfield: la periferia motoria è rappresentata in ciascun emisfero cerebrale in maniera somatotopica e capovolta). Le parti del corpo coi movimenti più fini hanno rappresentazione maggiore.L’A4 interviene nel controllo dei muscoli distali. Presenta una organizzazione colonnare(anche nella corteccia sensitiva e visiva). I neuroni che controllano lo stesso muscolo opochi muscoli agonisti sono localizzati in colonne. Le colonne di neuroni= unità operative elementari.

Afferenze alla Corteccia Motrice Primaria

Dal Talamo VA e VL (cui proiettano il cervelletto e i nuclei della base), corteccia somatosensitiva, area 6. Da queste aree giungono informazioni provenienti dalla periferia sensitiva e dai propriocettori (recettori articolari, muscolari) riguardanti la posizione dei segmenti corporei nello spazio e la velocità del movimento. Dall’ara 6arrivano informazioni circa la strategia motoria.

Dalle aree associative del lobo parietale posteriore (area 5, 7) che ricevono informazioni sensitive, visive, uditive. Le informazioni inviate all’area 4 dalle aree 5 e 7 riguardano la posizione del corpo nello spazio, la strategia motoria e l’avvio del movimento.

Efferenze dalla Corteccia Motrice PrimariaGrazie al sistema piramidale A4 comanda muscoli più distali. Il sistema piramidale è costituito da 1 milione di fibre. Siccome i neuroni piramidali di Betz sono 30000, le piramidali originano anche da altre parti (neuroni dell’area 6,5 7, corteccia sensitiva 1, 2, 3 ).

Origina dall’area 4 di Brodmann, dall’area 6, dalle aree associative del lobo parietale, 5 e 7 e da aree sensitive ( 1, 2, 3, di Brodmann).

Si incrocia nelle piramidi bulbari per il 75-80% formando il tratto corticospinale laterale (decorre nel cordone laterale controlaterale). Contatto con i neuroni più laterali del midollo.

La restante quota di fibre scende direttamente nel midollo formando il tratto corticospinale ventrale (decorre nel cordone anteriore ipsilaterale). Contatti con i neuroni più mediale del midollo.

Nell’uomo c’è connessione sia diretta che indiretta con alphamotoneuroni. Influenza anche sui gamma motoneuroni (eccitatorio ed inibitorio). E inoltre questa via va a finire su interneuroni ( 1 a, 1b, renshaw) Aree inibitorio sul tono gamma nell’uomo: localizzate nelle aree 4 e 6.

Nei mammiferi c’è una connessione solo indiretta con gli alpha, mediata da interneuroni (ad esempio inibitori IA). Eccezione nei primati per i muscoli ditali degliarti.

Tratto CorticobulbareLe fibre che originano nella corteccia motoria finiscono nei nuclei dei nervi cranici (sia sensitivi che motori) Altre fibre terminano nel corpo striato (ruolo nell’avvio del movimento e nella regolazione del tono posturale), nucleo rosso (via corticorubre: ulteriore controllo dei muscoli distali attraverso il sistema extrapiramidale, sostanza reticolare (vie corticoreticolari: controllo del tono posturale); cervelletto (neocerebello; informazioni circa la strategia motoria e l’esecuzione del movimento rispetto al piano del movimento stesso).

Aree Premotorie, Area 6Localizzata nel lobo frontale davanti al 4. Aree simili a quella primaria, queste zone a differenza della primaria comandano più le articolazioni regolano attività più complesse. Richiedono quindi la stimolazione intensa e ripetuta di queste aree. Contiene una mappa somatotopica, non ha il IV strato e invia assoni che entrano a far parte del Fascio Piramidale.Controlla:-L’ideazione del movimento (corteccia premotoria).- Interviene nella programmazione e strategia motoria (corteccia premotoria e motrice supplementare)- Ha il ruolo di mantenimento della postura durante l’esecuzione del movimento. Cioè il controllo degli adattamenti posturali 8area motrice supplementare).-Ruolo nell’apprendimento di movimenti complessi (corteccia Premotoria) anche in relazione a stimoli sensitivi (associazione tra stimoli visivi e risposta motoria: es. col semaforo rosso non passo, col verde si).

Connessioni Aree Premotorie: Riceve afferenze dalla corteccia parietale posteriore (aree 5 e 7), dal talamo, dall’area 4. In efferente: all’A4, alla corteccia parietale posteriore, al tronco da cui partono le vie mediali e laterali (sistema extrapiramidale). Collegano inoltre al fascio piramidale.

Aree AssociativeAree 5 e 7: elaborano le informazioni che provengono dal mondo esterno e quelle relative alla posizione del corpo nello spazio (schema corporeo). Generano la strategia motoria. Importanti per l’avvio del movimento.All’area 5 arrivano afferenze: -da aree 1, 2, 3 (posizione degli arti nello spazio);-da recettori vestibolari (posizione del capo nello spazio);-da area 6 (piano de movimento);In quest’area ci sono neuroni implicati nel processo di avvia del movimento.All’area 7 arrivano afferenze:-visive;-dall’area 5;-uditive.

Queste aree inviano efferenze all’area 4 e 6, al cervelletto e ai nuclei della base.

Movimento volontario: avviene in due fasi, la prima strategica la seconda tattica-esecutiva.

Fase Strategica: identificazione dell’obiettivo da raggiungere e della strategia più adatta. Questo viene fatto dalle aree associative 5 e 7, e premotorie dell’area 6, che collaborano tra di loro per creare la strategia motoria, integrando le info sensoriali e spaziali. Si pensa che creino più strategia motorie, tra queste poi il cervelletto seleziona quella più adatta, per il tipo di obiettivo da raggiungere. Questo lo si dimostra in caso di lesione, soggetto presenta aprassia ideomotoria, cioè non è in grado di compiere un movimento perché non riesce ad idearlo, non a causa di problemi motori. Quindi non sono queste aree che controllano le aree motrici primario ma c’è l’intervento del cervelletto e dei nuclei della base.Fase Tattica: raggiungimento dell’obiettivo. E’ implicata l’area motrice primaria, 4. Se ho lesione a livello dei collegamenti tra 4 e 5 6 7, avrò paralisi.Durante il movimento è fondamentale la postura che deve essere mantenuta (importante il ruolo del cervelletto e di A6, corteccia motrice supplementare). Inoltre è importante la creazione di un’immagine sensoriale del movimento, a livello della corteccia sensitiva, nelle aree di rappresentazione della zona che si muove e si crea uno schema sensoriale per riuscire a compiere il movimento in modo corretto. Ma è necessario un continuo controllo, con due feedback: Feed-back negativo che origina da recettori articolari, muscolari, vestibolari, cutanei, visivi, che continuamente inviano segnali a corteccia e al cervelletto e dicono come viene compiuto il movimento. Il cervelletto, in particolare il paleocerebello, compara leinformazioni con la strategia motoria selezionata, se c’è discrepanza il cervelletto segnala l’errore e corregge il movimento. Sono risposte molto rapide e stereotipate (simili ai riflessi) che si osservano durante l’esecuzione del movimento, conta però l’esperienza, migliorano con l’esercizio. Sono continuamente attivi. Vengono paragonati a segnali di riferimento (dal cervelletto). In pratica c’è che fanno è far nascere segnali di correzione.Feed-forward, anticipatori, con info preprogrammate, prima di compiere un movimentoviene attuata una anticipazione regolatoria per fare in modo che il movimento sia fattoin modo corretto. Sono rapidi e funzionano in modo intermittente, richiedono però un modello interno.

Tecniche di studio: Lesioni della via cortico-spinaleLesioni della capsula interna e peduncolo cerebrale determinano comparsa della Sindrome Piramidale: paralisi controlaterale, caratterizzata da un’iniziale atonia a ipertono (spiega come il fascio piramidale ha un effetto inibitorio sul tono gamma), quadro di shock spinale (scomparsa transitoria di riflessi spinali), riflesso di Babinski.Lesioni solo dell’area 4: quadro simile a quello della sindrome piramidale.Lesioni dell’area 6: nell’uomo si osserva ipotonia, nei primati paralisi flaccida. Comparsa del riflesso di prensione involontaria.

Lesione del Primo Motoneurone (sindrome piramidale):-Paresi ed ipertono spastico-Ipostenia ed aumento dei ROT nel lato colpito-Segno Babinski (altri metodi per provocare l’estensione dell’alluce sono: Chaddock (strisciamento con punta smussa intorno al malleolo esterno), Schaefer (compressionedigitale del tendine di Achille), Gordon (compressione delle masse muscolari del polpaccio)).-Altri segni di liberazione piramidale sono il segno di Hoffmann( flessione delle dita della mano provocata dallo loro brusca tensione: in pratica si stringe la seconda falange del dito medio così da immobilizzarlo, poi si pizzica, come una corda di chitarra, la terza f/lange dello stesso dito; il riflesso è positivo quando si ha la flessione

delle altre dita e la rapida flessione e adduzione del pollice) e il segno di Rossolino (l’alluce o tutte le dita del piedi si muovono dopo aver subito una leggera e contemporanea percussione della superficie plantare delle dita).

Sistema ExtrapiramidaleFascio rubrospinale, tettospinale, vestibolo spinale e reticolospinale. Richiede una stimolazione ripetuta. Sommazione temporale.Movimenti di massa.

Nuclei della Base

Nucleo caudato e putamen (neostriato): Corpo Striato. Formato da interneuroni e neuroni di proiezione. Mediatore: Ach(interneuroni), GABA, Sost P, endorfina (Neuroni di Proiezione), GABA, encefalina (Neuroni di Proiezione). Circuiti locali tra neuroni di proiezioni e interneuroni, i neuroni di proiezioni daranno origine alle fibre in uscita. Quelli di proiezione liberano diversi tipi di NT, (GABA, Sost P ed endorfina) e neuroni che liberano GABA ed encefalina. Separati in questi due tipi di popolazioni neuronali che fanno parte di due sistemi diversi nel controllo de movimento.Rappresenta la parte più giovane.

Globo Pallido (paleostriato), formato dal segmento interno ed esterno. Mediatore rilasciato: GABA.

Nucleo Subtalamico (Corpo di Luys; mediatore= GLU). Si trova tra talamo e mesencefalo.

Substantia Nigra (nel mesencefalo), formata da una pars reticulata (ventrale, mediatore= GABA) e pars compacta (dorsale, con neuroni dopaminergici, pigmentonero)

Altre aree: claustro, zona incerta.

Nuclei in ingresso: caudato e putamen. Afferenze da tutta la corteccia, da nuclei intralaminari del talamo e dalla pars compatta della sostanza nera.Nuclei in uscita sono: pars reticulata della sostanza nera e dal segmento interno del globo pallido. Tutte le altre parti sono sistemi di regolazione interna: nucleo Luys, segmento esterno del globo pallido, pars compacta substantia nigra.

ElettrofisiologiaI neuroni di proiezione del corpo striato hanno attività elettrica:-Down: quando il soggetto non si muove, a riposo, cioè con bassa attività elettrica, quasi assente.-Up: quando arriva lo stimolo durante il movimento o nella fase preparatoria. Durante questa fase hanno attività di scarica fasica. Sono organizzati in striosomi (accumuli di neuroni a bassa attività acetilcolinesterasica) e matrice (accumuli di neuroni ad alta attività acetilcolinesterasica).Gli interneuroni colinergici del copro striato hanno attività di scarica tonica interrotta inrisposta ad uno stimolo sensoriale a compiere un movimento. Ruolo dei neuroni colinergici: mantenere lo stato up o down dei neuroni di proiezione. Nel Parkinson c’è alterazione di questo sistema che spiega in parte il tremore (i pazienti prendono dopo ma anche farmaci che agiscono sul sistema colinergico). I neuroni del globo pallido del nucleo subtalamico hanno attività tonica alta e burst di attività. La scarica si modifica durante l’esecuzione di un movimento. I neuroni della

pars compacta della substatia nigra hanno attività di scarica di base bassa che aumenta in relazione alla ricompensa legata a un dato movimento.

Afferenze-Arrivano al corpo striato, caudato e putamen, da tutta la corteccia (motoria, sensitiva,associativa e limbica, campi oculari frontali). Inviano fibre corticostriate con organizzazione topografica attivatorie al corpo striato. Se arrivano al putamen dipendedalla provenienza (quasi tutte quelle che riguardano il controllo del movimento in generale), invece se arrivano dal cingolo e da lì vengono dirette al caudato, riguardanoil controllo di movimenti oculari e delle funzioni cognitive, emotive. Tutte le proiezioni arrivano con organizzazione topografica precisa. Inoltre alcune fibre della corteccia arrivano direttamente al nucleo subtalamico.Mediatore= GLU. Recettori: ionotropi e metabotropi.-Altre fibre arrivano dai nuclei intralaminari del talamo dirette al putamen. -Vi sono anche fibre che arrivano dalla pars compatta della sostanza nera, con un ruolomodulatorio sulle afferenze corticali e talamiche.

EfferenzeOriginano dal segmento interno del globo pallido e dalla pars reticulata della subst. Nigra. Le efferenze arrivano al talamo: nuclei ventrale anteriore, ventrale laterale e dorsomediale. Queste zone proiettano:-alla corteccia motrice primaria, premotoria, associativa del lobo parietale posteriore (5 e 7). (chiudendo il circuito quindi).-al collicolo superiore e ai campi oculari frontali: controllo movimenti oculari.-alla corteccia orbitofrontale.-al sistema limbico (giro del cingolo).I nuclei della base quindi c’entrano con movimento (circuito motorio), sistema limbico, emozioni, memoria, parte legata ad aspetti psicologici. Emotività, comportamento collegamenti con corteccia orbitofrontale, che è legata al comportamento, al seguire regole sociali ecc. Inoltre alla base del regolamento dei movimenti saccadici, forse c’entrano nuclei della base. Connessioni intranucleari -Via Striatopallidale, (diretta ed indiretta): Collegamento tra striato e globo pallido, mediato dal segmento interno del globo pallido. -Via Striatonigrale: tra corpo striato e substantia nigra (reciproca). E’ una proiezione dopaminergica, e la perdita di queste connessioni provoca la comparsa del Parkinson.-Al nucleo subtalamico arrivano proiezioni dal globo pallido esterno, da sost nigra compacta e dalla corteccia motrice. Invia efferenze organizzate topograficamente la globo pallido (segmento interno ed esterno) ed alla substatia nigra (reticulata).

Circuiti-Organizzazione FunzionaleCircuito motorio: corteccia motrice primaria, premotoria, supplementare e sensitiva. Putamen-globopallido/subst nigra-talamo-corteccia motrice supplementare e premotoria che proiettano alla corteccia motrice primaria. Organizzato topografica delle fibre afferente. A seconda del tipo di connessione tra corpo striato e globo pallido si distingue una via striato pallidale diretta e una via striato pallidale indiretta. Recentemente individuata anche una via iperdiretta che collega direttamente la corteccia al nucleo subtalamico. Funzioni: regolazione della programmazione del movimento; avvio di un movimento programmato. Esecuzione di un movimento in relazione al bersaglio, regolazione dell’ampiezza e della velocità e direzione del movimento. Integrazione posturocinetica.

Via Striato Pallidale Diretta: Corteccia- (fibre glutammatergiche) - corpo striato – fibre GABAenergiche (e sost. P)- segmento interno globo pallido e pars reticulata sost. Nigra- fibre GABAenergiche dirette al talamo (VA, VL) – corteccia.Quindi nella via diretta le fibre provenienti dalla corteccia inibiscono l’inibizione dei nuclei talamici esercitata dai nuclei della base. In pratica attivano i nuclei talamici che aumentano l’eccitabilità dei neuroni corticali su cui proiettano. Aumento dell’eccitabilità delle zone corticali connesse. Ruolo: contributo all’avvio del movimento 8devono però esserci anche altri segnali in arrivo alla corteccia motrice). Effetto di riduzione del tono posturale. La via diretta potenzia il pattern motorio corticale attivo.

Via Striato Pallidale Indiretta: Corteccia- (fibre glutammatergiche) - corpo striato – fibre GABAenergiche (ed encefalina)- segmento esterno globo pallido – fibre GABAenergiche- nucleo subtalamico – fibre GLUtammatergiche – segmentointerno globo pallido e pars reticulata subst. Nigra- fibre GABAenergiche- talamo(VA, VL)- corteccia. NB: il nucleo subtalamico proietta a ritroso al segmento esterno del globo pallido (fibre glutammatergiche attivatorie). Quindi nella via indiretta le fibre provenienti dalla corteccia motrice attivano l’inibizione dei nuclei talamici esercitata dai nuclei della base. Cioè inibiscono il talamo. Riduzione dell’eccitabilità delle zone corticali collegate. La via indiretta fa da freno sulla via diretta. Ruolo: inibizione dell’avio del movimento (la via indiretta determina la soppressione di pattern motori corticali in conflitto col pattern motorio in esecuzione). Aumento del tono posturale.

Via Iperdiretta o Veloce: dalla corteccia motrice e premotoria- nucleo subtalamico-globo pallido interno e subst. nigra reticulata- talamo- corteccia.Via inibitoria sull’attività talamica.Ruolo: contribuisce con la via indiretta alla eliminazione dei pattern motori “sbagliati”.

Circuito Motorio Oculomotore: da campi oculari frontali al caudato-globo pallido interno- pars reticulata subs nigra- talamo –collicolo superiore e campi oculari frontali. Controllo dei movimenti oculari saccadici.

Circuito con la corteccia orbitofrontale: corteccia orbitofrontale-caudato- globo pallido interno-talamo-corteccia. Capacità di socializzare, capacità di obbedire a regolecomportamentali.

Circuito con la corteccia prefrontale dorsolaterale (circuito esecutivo): le fibredi portano al nucleo caudato-talamo-corteccia prefrontale. Implicato nella memoria relativa all’orientamento nello spazio, ruolo nella pianificazione.

Circuito Limbico: da giro del cingolo allo striato ventrale (caudato)- globo pallido-nucleo talamico dorsomediale – giro del cingolo. Comportamento emotivo, motivazione del comportamento. Un danno: non c’è più iniziativa. Alterazioni a questo circuito: ansia, depressione, schizofrenia, sindromi ossessivo-compulsive.

Ruolo della via Dopaminergica, Connessioni nigrostriateLa pars compatta della s. nigra invia fibre dopaminergiche allo striato. La dopamina attiva i neuroni che utilizzano GABA e sost. P (recettori D1) ed inibisce i neuroni che utilizzano GABA ed encefalina (recettori D2). In pratica la dopamina attiva la via direttaed inibisce la via indiretta. Quindi la dopamina attiva i nuclei talamici determinando l’aumentata eccitabilità dei neuroni corticali. L’azione della dopamina è antagonizzata da Ach degli interneuroni di corpo striato, che mantengono lo stato DOWN dei neuroni di proiezione in assenza di movimento. Tuttavia quando viene rilevato uno stimolo per l’avvio del movimento i neuroni dopaminergici della s. nigra inibiscono gli interneuroni

colinergici che smettono di mantenere lo stato DOWN. Si ha quindi il passaggio da DOWN a UP dell’attività dei neuroni di proiezione del corpo striato.FunzioneI neuroni inibitori del globo pallido mediale e della parte reticolata della sostanza nera (centro efferente dei gangli della base) scaricano potenziali d’azione in modo tonico adalta frequenza, inibendo tonicamente il talamo e la corteccia premotoria. Quando inputs eccitatori corticali (proiezioni cortico-striatali glutammatergiche) attivano in modo transitorio la via diretta che collega il centro afferente con quello efferente del sistema, i neuroni inibitori del centro efferente, tonicamente attivi, vengono momentaneamente inibiti, permettendo così al talamo di attivare la cortecciafrontale e dando origine al movimento volontario. Invece, l’attivazione fasica della via indiretta (sempre ad opera delle proiezioni cortico-striatali eccitatorie) attiva i neuroni del centro efferente, inibendo così l’attivazione talamo-corticale e del movimento stesso. Le proiezioni dopaminergiche nigro-striatali, aumentando la sensibilità della viadiretta ed inibendo quella della via indiretta, regolano il sistema in modo da favorire la genesi del movimento.

Malattie dei Gangli della BasePrincipalmente caratterizzate, sul piano clinico, dalla compromissione della funzione motoria che può spaziare dalla riduzione del movimento (acinesia), accompagnata da un aumento del tono muscolare (rigidità), sino alla comparsa di movimenti involontari patologici (ipercinesie).

Malattie ipocineticheMorbo di Parkinson: degenerazione via striatonigrale. Conseguenze: iperattivazione delle efferenze inibitorie sul talamo e sulla corteccia. Attivazione della via indiretta. Degenerazione anche di neuroni del locus coeruleus (noradrenalina) e del nucleo del rafe (serotonina). Aumento Ach nel corpo striato (i neuroni del corpo striato restano nella fase down). Risultato: difficoltà ad iniziare il movimento (acinesia, ipocinesia, bradicinesia) e aumento del tono posturale. Oltre a questo difficoltà vi è tremore a riposo che aumenta con le emozioni e scompare col sonno, aumento del tono muscolare o rigidità (a ruota dentata), problemi cognitivi, alterazioni dell’umore, perdita della mimica facciale. Terapia: L-DOPA che è il precursore della dopamina (perché la dopamina NON attraversa l BEE) + anticolinergici. Interventi chirurgici (pallidotomia), stimolazione elettrica. NB: sintomi analoghi a quelli del Parkinson si possono notare durante i trattamenti conantidopaminergici.

Malattie ipercinetiche (corea, ballismo, emiballismo, tic). Alterazioni tra striato e globo pallido esterno o livello del nucleo subtalamico di Luys (nell’emiballismo). Anche il trattamento con agonisti dopaminergici può determinare l’insorgenza di analoghi disturbi motori. Corea di Huntington: alterazioni a livello delle connessioni tra striato e segmento esterno del globo pallido (alterazione della via indiretta). Ho ipoattivazione delle efferenze inibitorie sul talamo e sulla corteccia. Attivazione via diretta. Malattia ipercinetica. Sintomi: movimenti involontari a scatto violenti a carico del tratto distale degli arti e della faccia (smorfie, movimenti della lingua) sia a riposo che durante i movimenti volontari. I movimenti coreici possono associarsi a movimenti lenti atetosici.

Ballismo ed emiballismo: movimenti involontari violenti delle parti prossimali degli arti.Il paziente scalcia, proietta le braccia, si contorce. Movimenti inarrestabili (scompaionosolo con il sonno). Si possono associare a movimenti coreici.

8/04/2016

Cervelletto

E’ il centro della coordinazione e della regolazione delle attività motorie. E’ posto sulla faccia posteriore del tronco cerebrale al quale è collegato da tre paia di peduncoli. Possiede una corteccia grigia superficiale che ricopre la sostanza bianca dentro cui sono dispersi i nuclei di sostanza grigia. E’ costituito da 2 emisferi uniti dal verme comprendenti una corteccia cerebellare, ripiegata in pliche, e la sostanza bianca. Nella sostanza bianca si trovano i nuclei profondi (del tetto, interposito, dentato) che ricevono fibre dalla corteccia cerebellare e originane le efferenze.Suddivisione anatomica: Nella corteccia si trovano 2 grandi fessure trasversali (primaria e posterolaterale) che la dividono in-Lobo anteriore-Lobo posteriore-Lobo flocculonodulareOgni lobo è suddiviso in lobuli.Due solchi longitudinali suddividono il cervelletto in: verme (che proietta ai nuclei del tetto) ed emisferi cerebellari.I 2 emisferi cerebellari si suddividono in 2 settori:

-zona intermedia (invia fibre al nucleo interposito, cioè globoso ed emboliforme)-zona laterale (invia fibre al nucleo dentato)

Suddivisione Filogenetica e Funzionale

La parte più vecchia del cervelletto è l’Archicerebello o vestibolocerebello, che comprende le zone del lobo flocculonodulare, collegato con fibre afferenti ai recettori vestibolari e nuclei vestibolari, infatti l’archicerebello viene detto anche vestibolocerebello. Queste fibre vanno ai nuclei vestibolari e per lo più sono fibre dirette. Il compito di archicerebello è quello di influenzare il controllo dell’equilibrio e del movimento degli occhi in relazione con i movimenti della testa, coordinazione movimenti occhi-testa.

Paleocerebello o SpinocerebelloOrigine meno anticaComprende il verme e la parte intermedia degli emisferi (sia del lobo anteriore che posteriore). Riceve fibre afferenti dalla corteccia motoria e sensitiva e dal midollo spinale (attraverso i fasci spinocerebellari, che provengono da recettori muscolari, fusi neuromuscolari, recettori articolari (propriocettori), recettori tattili). Riceve anche afferenze vestibolari, uditive e visive (verme). Rappresentazione somatotopica della periferia. Le fibre ascendenti al paleocerebello portano informazioni sulla posizione delcorpo oppure info sull’esecuzione del movimento. Riceve info anche dalla corteccia motoria e sensitiva, da recettori dei nuclei vestibolari, dal sistema visivo e dal sistema uditivo. La maggior parte di queste info arrivano al verme, quelle dalla corteccia sono dirette alla parte intermedia.Invia proiezioni efferenti al midollo spinale (sistemi discendenti mediali e laterali), ai nuclei vestibolari, alla sostanza reticolare, al nucleo rosso e alla corteccia (tramite nuclei talamici). Le efferenze passano tutte dai nuclei profondi (nucleo del tetto (verme) e nucleo interposito (zona intermedia emisferi cerebellari). Proiezioni che vanno verso la corteccia passano dal talamo, si crea una sorta di circuito.Funzioni: controllo esecuzione movimento (effettua il controllo tra come il movimentoè eseguito e come dovrebbe essere eseguito secondo il modello creato). Ruolo nella generazione di degnali di feedback e feed-forward:-Controllo muscoli distali;-Controllo Tono Posturale (effetto inibitorio sul tono posturale; in preparato decerebratose stimolo il verme ho scomparsa rigidità. Se tolgo il cervelletto in un preparato decerebrato ho aumento dell’ipertono estensore e comparsa di opistotono. Il paleocervelletto attiva i neuroni inibitori sul tono gamma e inibisce il nucleo di Deiters e la sost reticolare. Quindi inibisce il tono gamma. Inoltre esplica un controllo inibitorio sugli alfa motoneuroni.)

Ad esempio: Preparato decerebratoEscludo il tono gamma, seziono le radici dorsali, l’animale si presenta flaccido, a questo punto si toglie il cervelletto, in questo modo il tono posturale aumenta e compare epistotono (iperestensione della testa), stimolando il cervelletto la rigidità scompare. Il Cervelletto quindi ha un controllo inibitorio su alphamotoneuroni. Effetto inibitorio è anche secondario al tono gamma. Il cervelletto lo inibisce non agendo direttamente su gamma motoneuroni, ma agisce su nuclei vestibolari, inibendo quello di L, che esercita un tono facilitatorio su gamma. Inibendo L inibisce tono gamma. Va anche a stimolare il nucleo rosso, tono posturale. Funzioni del paleo anche andare a confrontare il movimento eseguito (midollo) con quello che era il programma (corteccia). Reso possibili dal tipo di connessioni che ha.

Neocerebello o Cerebrocerebello E’ la parte laterale degli emisferi cerebellari. È la parte più recente.Riceve afferenze dalla corteccia motoria, sensitiva e associativa (attraverso i nuclei delponte, non sono collegamenti diretti). Dal cervelletto partono fibre dirette ai nuclei profondi. Proietta al nucleo dentato che invia efferenze alla corteccia motrice passando attraverso il talamo (VL).Effetto sulla corteccia: facilitante (effetto Rossi: effetto facilitante che ha il neocerebello quando proietta sulla corteccia tramite il talamo).Funzioni: controllo sinergia movimento, avvio del movimento e pianificazione. Apprendimento e memorizzazione di movimenti nuovi. Controllo articolazione del linguaggio. Funzioni cognitive, non riguardano solo la sfera motoria ma anche le

funzioni legate alla soluzione di problemi: info che arrivano al neocerebello dalla corteccia, riguardo strategie motorie (il cervelletto seleziona quella più adatta).Nucleo del tetto: postura ed equilibrio.Nucleo??: controllo movimento.Nucleo dentato: pianificazione movimento e funzioni cognitive.

Corteccia Cerebellare

Costituita da tre strati: -Molecolare (esterno)-Cellule del Purkinje (intermedio)-Granuli (interno) Strato Molecolare: Comprende i dendriti delle

cellule del Purkinje e del Golgi e le fibre parallele.Contiene le cellule stellate e a canestro. Le fibreparallele sono gli assoni dei neuroni localizzati nellostrato dei granuli. Questi assoni salgono verso lostrato molecolare e si dividono a T. Decorrono poiparallelamente rispetto all’asse maggiore dellaplica. Ogni fibra parallela contrae molte sinapsi coidendriti delle cellule del P. che sono attivati. Ognicellule di P. riceve più fibre parallele (grandeconvergenza), e ogni parallela innerva più cellule P(grande divergenza), attivano P tramite GLU. Quindieffetto dei granuli su P sarà risultante dellasommazione spaziale e temporale dei potenzialicausati da fibre parallele. Le fibre parallele attivanoanche le cellule del Golgi, interneuroni inibitori cheinibiscono le cellule dei granuli.

Le fibre parallele attivano anche le cellule stellate ecellule a canestro (neuroni inibitori). Attivano quinditutto lo strato molecolare. Le cellule stellate sono eccitate dalle fibre parallele edalle fibre muscoidi e contraggono sinapsi coi dendritidelle cellule P, che inibiscono. Le cellule a canestrosono eccitate dalle fibre parallele e dalle fibre muscoidie inviano assoni che contraggono sinapsi col corpocellulare delle cellule di P. Entrambe i neuroniinibiscono le cellule di P. Si crea una sorta di modulazione dell’effetto delle cellule dei granuli su P. Tutte vengono attivate dalle cellule dei granuli. Cellule di golgi inibiscono quelle dei granuli quindi c’è meccanismo a feedback. Strato delle Cellule di Purkinje: Strato più importante. Neuroni molto grossi

posti in un unico strato affiancati. I loro dendriti sono localizzati nello strato molecolare. I loro assoni proiettano ai nuclei profondi. Funzione inibitoria, liberano GABA. Unica via d’uscita dalla corteccia del cervelletto. Attivati dalle fibre parallele e dalle fibre rampicanti. Tutti i neuroni al di fuori di P, servono a modulare il controllo inibitorio esercitato da P sui nuclei profondi, si creano dei circuiti che vanno ad aumentare o inibire il controllo di queste cellule.

Strato dei Granuli: Cellule dei granuli (ECCITATORIE: GLU) e del Golgi. Le cellule dei granuli sono stimolate dalle fibre muscoidi. Le cellule del Golgi sono attivate dalle cellule dei granuli, dalle fibre parallele e dalle fibre muscoidi. Inibiscono le cellule dei granuli. Le cellule die granuli sono le uniche attivatorie, tutte le altre sono inibitorie.

Fibre Afferenti: Muscoidi e Rampicanti

Fibre Muscoidi: Fibre eccitatorie (GLU; recettori NMDA) che portano informazioni dal midollo spinale (tratti spinocerebellari), dai nuclei vestibolari, dalla corteccia cerebrale. Attivano i neuroni dei granuli, che attivano le cellule diP (grande divergenza e convergenza di più fibre sulla stessa cellula di Purkinje).

Attivano anche le cellule stellate e a canestro e le cellule di Golgi che inibiscono le cellule di P. Inviano fibre ai nuclei profondi attivandoli.

EFFETTO SU CELLULE DI PURKINJE= sommazione dei PPSE che determina l’insorgenza di POTENZIALI D’AZIONE SEMPLICI in cellula di P (entra il sodio). Quindi sono fibre provenienti dal midollo spianale oppure dalla corteccia. Trasportano info riguardo posizione corpo nello spazio, relative all’esecuzione del movimento ecc. Le fibre muscoidi arrivano allo strato granulare, stimolano cellule dei granuli. Effetto: sarà risultante della sommazione spaziale e temporale. Insorgenza di quelli detti potenziali d’azione semplici (effetto di muscoidi su P). Esistono anche potenziali d’azione complessi: fibre rampicanti li causano, questi originano da nucleo inferiore del bulbo (tronco dell’encefalo). Le muscoidi liberano glutammato e causano apertura dei canali NMDA (dove non c’è rapporto con il Ca).

Fibre Rampicanti: Originano dal bulbo (dal nucleo olivare inferiore cui arrivanoafferenze da corteccia premotoria e motoria supplementare, dal midollo spinale,dal nucleo rosso). Oltrepassano lo strato dei granuli e arrivano allo stratomolecolare dove contraggono sinapsi coi dendriti delle cellule di P. Effettoeccitatorio (GLU; recettori non NMDA). Diffusione meno accentuata dellemuscoidi. Rapporto 1: 1 con cellule di P.

EFFETTO SU CELLULE DI PURKINJE= No sommazione PPSE. INSORGENZA DIPOTENZIALI D’AZIONE COMPLESSI in cellula di P (entra il calcio). Normalmente sono 1-3 al secondo.Ruolo nell’apprendimento motorio (trasportano i segnali di errore al cervelletto).Inviano fibre ai nuclei profondi attivandoli.Rappresentano la gran parte delle fibre che arrivano dalla corteccia. (alcune un pochino dal midollo). Queste poi si arrampicano su corpi cellulari delle cellule del P, e raggiungono i dendriti delle cellule del P stimolandoli. Diversa da muscoide perché queste hanno una mediazione tramite cellule dei granuli qui invece è diretta. Inoltre in questo caso c’è un rapporto 1 a 1 (una fibra rampicante va a innervare una sola cellulaP), causano insorgenza di un pot d’azione complesso.Cellule dei granuli attivate in modo diverso: Perché a differenza di prima in questo caso nella depolarizzazione entra anche il calcio. Tutte e due le fibre liberano glutammato, però in questo caso i recettori sono Non-NMDA (che possono essere NMDA o Non-NMDA), che erano quelli che lasciavano entrare il ca, vengono stimolati dalle fibre.

Funzioni del Cervelletto Integra varie forme di informazioni sensoriali per rendere armonico ed accurato

il movimento volontario (generazione di segnali feedback e feedforward che presuppongono la creazione di un modello interno del movimento).

Modula il comando motorio e controlla la velocità e traiettoria di un movimento (feedback e feedforward, come sopra).

Controlla il tono muscolare, la postura e l’equilibrio. Controlla la produzione verbale. E’ necessario per alcune forme di apprendimento motorio Funzioni cognitive.

Ruolo nell’Apprendimento motorio

L’apprendimento di un nuovo movimento avviene per tentativi. Questo presuppone che nel cervelletto vengano memorizzati tutti i tentativi che vengono fatti, e si crede che questo lo facciano i granuli. Si pensa che durante l’apprendimento ci sia una variazione delle sinapsi tra fibre parallele e P, e a fare questo sembra siano le cellule rampicanti, che trasportano al cervelletto info sul programma motorio e anche i segnali di errore. Vi è la creazione di un modello interno continuamente modificabile inbase all’esperienza. Bisogna tenere conto: del movimento comandato, del contesto e dell’esito del movimento. Si pensa che quando un soggetto compie un movimento nuovo le info sono estremamente discordanti. Vengono generati dei segnali di errore a livello del cervelletto che sono portati da fibre rampicanti che inviano pot d’azione complessi: troppo ingresso di Ca nella cellula causa una depressione tra fibre parallele e del P. Quindi P è meno in grado di inviare potenziali d’azione semplici perché la sinapsi tra fibre parallele e P è inibita. Arrivano meno segnali inibitori e quindi è come se il cervelletto modificasse il movimento. Se il movimento è nuovo viene corretto dal cervelletto, modificazione che è attuata dalla disinibizione dei nuclei profondi causata da inibizione dei P delle fibre rampicanti. Quando il movimento si ripete, questo diventa sempre più simile a quello del programma motorio. Meno segnali di errori. C’è potenziamento fra sinapsi tra fibre parallele e cellule del P. (scompaiono i potenziali

d’azione complessi, mentre i semplici riescono ad inibire i nuclei profondi) P vanno ad inibire nuclei profondi e cervello non interviene più nel controllo del movimento. Se il movimento non corrisponde a quello della strategia il cervelletto fa partire segnaliche vanno alla corteccia e tornano al cervelletto tramite le fibre rampicanti. Quindi:

Durante l’esecuzione di un movimento il cervelletto viene informato dalla periferia (attraverso le fibre muscoidi) su come viene fatto il movimento. Il cervelletto confrontail movimento eseguito col modello creato. Se c’è differenza il cervelletto informa la corteccia, tramite la generazione di un segnale di errore: input da corteccia motoria al cervelletto attraverso le fibre rampicanti. Si ha la partenza di più pot azione complessi che inducono una downregolazione dei recettori NMDA del GLU= DEPRESSIONE A LUNGO TERMINE DELLA SINPSI FIBRA PARALLELA-CELLULA DI P.Conseguenza: i potenziali d’azione semplici generati dalla cellula di P. dalle fibre muscoidi si riducono e aumenta la scarica del potenziale d’azione in uscita dai nuclei profondi del cervelletto che, quindi, interviene controllando il movimento. Con l’apprendimento motorio non ho più segnali di errore e ho il miglioramento dell’efficienza sinaptica tra fibre parallele e cellule del Purkinje (POTENZIAMENTO DELLA SINAPSI TRA LE FIBRE PARALLELE E LE CELLULE DI PURKINJE) con partenza di pochi potenziali d’azione semplici. Quindi i segnali convogliati dalle fibre rampicanti modificherebbero, in periodi di tempolunghi, le risposte dei neuroni di P. rispetto ai segnali che arrivano attraverso le fibre muscoidi.

Funzioni CognitiveIl cervelletto ha anche funzioni cognitive, associazioni delle parole, riconosce suoni lunghi e corti. Questo soprattutto nel neocerebello. Il ruolo del neocervelletto nei processi cognitivi (visto con tecniche di imaging). Con deficit del cervelletto il soggettonon distingue un suono lungo da uno breve, la diversa velocità di due oggetti; non impara associazioni di parole; non riconosce un oggetto con la manipolazione. Le funzioni non motorie del cervelletto sono implicate in malattie dal forte impatto sociale, come l’autismo, il cervelletto ha infatti un ruolo nell’interazione interpersonale, nel controllo e nella modulazione dell’affettività. Inoltre grazie al cervelletto ho elaborazione di algoritmi per soluzione di problemi, pianificare azioni (funzioni esecutive).

Lesioni CerebellariNel cane• Lesioni lobo flocculo-nodulare: alter. equilibrio, nistagmo• Lesione lobo anteriore: ipertono estensore e opistotono (rigidità nucale)• Cerebellectomia totale: sindrome paleocerebellare caratterizzata da tre fasi

(evidenziate da Luciani): -fase dinamica (dopo 1 settimana): rigidità estensoria e opistotono -fase di deficienza (1 mese): atonia -fase di compensazione: parziale recupero motorio ma con deficit motori quali

atonia, astenia (riduzione della forza muscolare), astasia (tremore del capo durante i movimenti), dismetria (errata quantificazione del movimento).Nell’uomo le lesioni cerebellari si accompagnano a• Atassia (difficoltà a compiere i movimenti volontari, tremori)

-del cammino, con andamento a gambe larghe- adiadococinesia (difficoltà a compiere movimenti alternati, non si riesce a toccarsi il naso ad occhi chiusi.)

-dismetria: errata quantificazione del movimento-parola scandita

-segno del rimbalzo• Atonia-ipotonia (con astenia)• Tremore intenzionale (causato dal tentativo di correzione degli errori motori)• Vertigini, nausea vomito, nistagmo• Deficit di apprendimento e problemi cognitivi11/04/2016Lezione con Aluffi, otorinolaringoiatra.Orecchio composto da tre sezioni. Orecchio interno composto da una porzione anteriore cocleare uditiva, e da una posteriore che è il labirinto vero e proprio e sarebbe la parte vestibolare. Recettori vestibolari: due tipi. Con funzione di riconoscimento e trasferimento di uno stimolo in potenziali di azione al cervello. Recettori dei canali vestibolari riconoscono accelerazione angolare. Quelli della macula l’acc lineare. I primi si trovano nelle ampolle dei canali semicircolari. Ce ne sono tre, disposti nei vari piani dello spazio, riescono a percepire spostamenti angolari in qualsiasi direzione.In questo modo il cervello viene costantemente informato della posizione del capo e del suo movimento nello spazio. I recettori ampollari sono nella struttura gelatinosa detta ampolla che determina lo stimolo se c’è spostamento tra il liquido dei canali semicircolari e l’ampolla.Recettori vestibolari:Costituiscono una v, su piano verticale e circolare?Recettori vestibolari/maculari hanno funzione statica e dinamica. Hanno una funzione di base che può essere inibita o eccitata, fondamentale se consideriamo il fatto che abbiamo due strutture labirintiche, che devono essere in grado di comportarsi in modosincrono (se i vestibolari di un lato vengono eccitati, quelli dall’altra parte devono essere inibiti, cosi che ci sia un eq dinamico).Funzioni: avere eq statico e dinamico, poterci muovere senza cadere, coordinando in modo ottimale tutti i vari movimenti. (non solo del corpo ma ad esempio i movimenti dell’occhio, in modo da riuscire a tenere la visione su un determinato punto). Se cammino al buio, grazie a particolari recettori sono comunque capace di muovermi.Vista ha una funzione anticipatoria, ci indica come compensare l’eq nel caso in cui l’individuo si trovi in movimento. Vertigine: erronea sensazione di movimento, sensazione di assenza, sensazioni aspecifiche della vista(vista annebbiata).Sensazione di rotazione. Vertigine periferica legata all’alterazione di varia natura, vertigine oggettiva: tutto gira attorno al soggetto.Vertigine periferica, se è violenta ha nausea e spesso vomita. Può in alcuni casi avere disturbi dell’udito, ipocusia. Vertigine centrale: è una v che non è legata a malattie del labirinto ma un mal funzionamento di un apparato centrale. E’ più aspecifica, non dà sensazione di rotazione ma di disequilibrio. Vertigine centrale: nistagmo, movimento involontario per lo più ritmico degli occhi, spesso è rapido con direzione ben precisa, entrambi si muovono nella stessa direzione.Quello della malattia vestibolare ha una fase rapida e una lenta. Si ha nistagmo in condizioni normali se ci sono aff vestibolo oculari che sono simmetriche. In un pazientea testa ferma le due afferenze sono integre e simmetriche, quindi occhi sono fermi. Se ho deficit di funzionamento di uno dei due labirinti c’è prevalenza dell’aff dall’altro lato, quindi viene meno l’eq, c’è fase di scivolamento dell’occhio lenta e una rapida. Se occhi sono slivellati è un segno di danno centrale. Se ho paziente con un disturbo dell’eq, che quindi potrebbe avere malattia dell’orecchio.Nistagmo spontaneo: con testa ferma c’è movimento (involontario assolutamente). Tende ad esaurirsi, dopo che è finita la crisi vertiginosa e dopo anche nistagmo si

ferma. C’è anche il nistagmo provocato con delle manovre: se faccio stare in piedi un paziente con gli occhi chiusi, in caso di patologia, il p cade dalla parte in cui c’è un problema. (deficit a sinistra cade a sx).Vertigine rotatoria con nausea se si mette in una particolare posizione. Dovuta allo spostamento degli otoliti della macula. Quando si trova in questa posizione compare il nistagmo. Si parla di NY di posizionamento. Labirintite: non corretto abbinare vertigine a lab, perché la labirintite è una patologiama è rara, è un’infiammazione del labirinto, si può verificare con otite, quando si propaga l’infiammazione da orecchio interno ad esterno. La più frequente è la neurite vestibolare, infiammazione del nervo vestibolare. Infiammazione probabilmente virale, che provoca vertigine periferica (se si gira su latopatologico sta ancora peggio), c’è un nistagmo diretto verso il lato sano. Vertigine che dura parecchie ore. Si fa terapia antivertigine, se è antiemetica (si aspetta che vertigine guarisca), patologia tende a guarire, ma certe volte rimane una ferita. Non viene mantenuto il compenso vestibolare: se c’è una lesione di uno dei due labirinti, si attuano meccanismi compensatori che vanno ad influenzare l’altro labirinto e tutte le vie vestibolari. Questo compenso vestibolare richiede del tempo per attuarsi, è in parte spontaneo in parte può essere aiutato da esercizi: rieducazione vestibolare. Vertigine parossistica posizionale (VPP) cupolo-canalolitiiasi. Nella macula ci sono gli otoliti che sono corpuscoli di carbonato di calcio, che permettono spostamento delle ciglia e attivazione della cellula stessa. In alcuni casi questi si depositano oppure a causa d’infiammazioni, virus ecc che ne determinano il distacco e questi si depositano spesso nel canale semicircolare posteriore, quindi il paziente quando assume una determinata posizione, ha una violenta vertigine rotatoria.Nistagmo geotropo: batte verso il basso.Nistagmo parossistico: se portiamo paziente nella posizione critica si ha periodo di latenza, compare nis, raggiunge un plateau, e poi sparisce. Devo fare in modo che otoliti si allontanino da questa posizione. Malattia di MenièreSintomi: vertigine, ipoacusia monolaterale e acufeni. Idrope labirintica: accumulo e aumento della pressione del liquidi del labirinto, in particolare dell’endolinfa. Si può avere in app stimolazione. In questo caso non c’è un unico episodio, ma qui si ripete, malattia cronica recidivante.

Sistema sensoriale Recettori: percezione dello stimolo. I recettori sono trasduttori biologici, cioè trasformano uno stimolo di qualche tipo in un segnale elettrico. Tutti i recettori possono rispondere un ampio range di stimoli. Ma è anche vero che ci sarà uno stimolopreferenziale per ogni recettore. I recettori rivelano una determinata forma di energia e trasducono un segnale di stimolo in un segnale elettrico.

Classificazione dei recettori a seconda del tipo di stimolo applicato:-Chemocettori: rispondono a stimoli chimici (recettori gustativi, olfattivi);-Meccanocettori: stimoli di tipo meccanico (vestibolari, acustici, articolari e muscolari, tattili);-Termocettori: stimolo termico (caldo o freddo);-Fotocettori: coni e bastoncelli;-Nocicettori: lo stimolo dolorifico è un qualunque stimolo che se lasciato agire provoca un danno irreversibile del tessuto.

Classificazione sulla modalità di contatto sinaptico

-Recettori del primo tipo: formati dalla parte terminale dell’assone del neurone sensitivo primario, che perde la guaina mielinica e funge da recettore, sia come terminazione libera che incapsulata (tattili, dolorifici, muscolari, articolari, olfattivi, termici). Quindi il recettore è la parte finale dell’assone:

-Recettori del secondo tipo: il recettore è una vera e propria cellula specializzata che contrae sinapsi con il neurone sensitivo primario (vestibolari, acustici, gustativi).

-Recettori del terzo tipo: coni e bastoncelli, abbiamo l’interposizione di un’altra cellula (cellule bipolare).

Recettori classificati in base alla sede

-Esterocettori: tattili cutanei, organi di senso;-Enterocettori: recettori viscerali.

Traduzione SensorialeConversione dello stimolo applicato (meccanico, chimico, luminoso ecc) in uno stimolo elettricoI recettori sono trasduttori biologici.

Legge delle energie specifiche di Muller (una delle leggi della PSICOFISICA): il tipodi percezione dipende solo dal recettore e non dallo stimolo applicato. Il tipo di percezione è legato al recettore e non allo stimolo. Ho la percezione visiva perché stimolo i recettori visivi, ecc.Per ogni recettore esiste un range di stimolazioni possibili. I recettori, cioè, rispondono a vari tipi di stimolo, tuttavia per ogni recettore ci sarà uno stimolo che più facilmente lo stimola. Questo stimolo è detto stimolo adeguato. Lo stimolo adeguato è lo stimolo che stimola più facilmente il recettore, cioè lo stimolo che deve avere il contenuto di energia minore per stimolare il recettore; è lo stimolo per il quale il recettore ha la soglia più bassa. Tutti gli altri stimoli fuori da quello adeguato dovrannoessere applicati con maggiore forza per stimolare recettore. Il recettore risponde a tanti stimoli, stimolo adeguato è quello che lo stimola di più (i visivi più facilmente alla luce ma possono essere stimolati ad esempio con stimolo meccanico ma con una intensità alta). Ma ho sempre la percezione di tipo visiva. Soglia dei recettori= minima intensità dello stimolo necessaria per attivare un recettore. La soglia varia a seconda dello stimolo. Differenza con la soglia di percezione, in genere per avere una percezione devo aumentare l’intensità dello stimolo oltre il livello soglia dei recettori. Soglia di stimolazione è rappresentata dal tipo di recettore. Per avere una percezione bisogna applicare stimolo con una sensibilità più alta. Affinché i segnali arrivino alla corteccia lo stimolo deve essere tale da andare superaretutti i sistemi di filtro (di inibizione), questi servono per non avere un iperafflusso di info per cose che possono anche non essere importanti.

L’applicazione dello stimolo sul recettore ne induce la variazione del potenziale di membrana a riposo. Tale variazione di potenziale di membrana a riposo è detta potenziale generatore (per i recettori del primo tipo) o potenziale di recettore (per i recettori del secondo tipo e terzo tipo) che è graduato in base all’entità dello stimolo (E’ UN POTENZIALE GRADUATO che avrà le stesse caratteristiche di tutti i potenziali graduati!). La variazione del potenziale di membrana (in genere una depolarizzazione) induce:

Il rilascio di mediatore chimico dai recettori del II e III tipo. Il mediatore chimico rilasciato agirà sull’assone del neurone sensitivo primario innescando, se in quantità sufficiente, la partenza dei potenziali d’azione. Nei recettori di II tipo, il potenziale di recettore induce il rilascio del neurotrasmettitore da parte del recettore (rilascio regolato dal pdr). Il NT innesca il pda nell’assone del neurone sensitivo primario.

La diretta partenza di potenziali d’azione nei recettori del I tipo (se viene superata la soglia nella zona trigger). Il potenziale generatore genera direttamente il pda

In tutti i casi i potenziali d’azione innescati percorreranno la via sensitiva verso i centri superiori (neurone sensitivo primario, secondario, terziario ecc.)Le vie sensitive sono polineuronali.

Esempio: Corpuscolo di Pacini, stimolo di tipo meccanico (vibratorio), questo arriva a colpire il recettore causando una variazione del potenziale di membrana a riposo (aprecanali non selettivi per il sodio, entra Na ma può entrare anche Cl, con preferenza di movimento di uno ione rispetto all’altro. Insorgenza di una depolarizzazione. Quindi c’èun prevalente ingresso del sodio. Questa variazione di pot di membrana viene classificato come potenziale graduato (perché tanto più grande quanto maggiore è la intensità dello stimolo applicato, è possibile la sommazione spaziale e temporale, si

conduce con decremento). Potenziale generatore. Con recettore di secondo tipo o terzo si parla di potenziale di recettore.Quindi lo stimolo apre un certo numero di canali ionici a livello del recettore (per aumentata/ridotta produzione di secondi messaggeri). Le correnti ioniche generano unpotenziale generatore o di recettore che: Nei recettori di I tipo: viene codificato in una scarica di pda che viaggiano lungo l’assone fino a SNC.Nei recettori di II tipo: evoca il rilascio di NT che genera potenziali postsinaptici nel neurone afferente primario. I potenziali postsinaptici vengono codificati in una scarica di potenziali d’azione che viaggiano lungo l’assone fino al SNC.Il contenuto d’informazione insito nello stimolo deve poter essere trasmesso fedelmente ai centri nervosi sotto forma di scariche di potenziali d’azione. Ciò richiede due operazioni successive: La trasduzione del segnale: sua conversione in una variazione del potenziale di membrana (potenziale del recettore); La codificazione del segnale: conversione del potenziale del recettore in una scarica di potenziali d’azione.

Recettore primario: ha tante stazione intermedie. Il prolungamento centrale dell’assone del neurone ha le possibilità di contrarre sinapsi con un altro neurone sensitivo direttamente nel midollo spinale, secondario, oppure l’assone del neurone sensitivo primario potrà salire direttamente nel nucleo gracile cuneato nel bulbo e contrare sinapsi con il neurone sensitivo secondario. Il neurone sensitivo secondario della via sensitiva (sensibilità generale, quindi tattile, termica, dolorifica, articolare), potrà essere localizzato nel midollo o nel bulbo.Possono esserci vie intercalate tra neurone sensitivo primario e secondario, quindi il contatto non è diretto. Le vie possono decussare (il neurone secondario), sia nel bulbo che nel midollo. Proprietà dello stimolo: modalità, sede, intensità e durata

Modalità: Definisce il tipo di percezione (gustativa, visiva, acustica, tattile ecc);Potrò avere anche delle sottomodalità (esempio: dolce, salato, amaro, acido). La modalità viene codificata dalla legge delle energie specifiche di Muller che dice che il tipo di percezione dipende dal tipo di recettore. I recettori cioè sono specifici. Esiste tuttavia un range di stimolazione possibile per ogni recettore (i recettori rispondono a vari stimoli chimici, meccanici ecc) ed uno stimolo adeguato (es. i recettori retinici). Stimolo adeguato: lo stimolo che attiva il recettore più facilmente. E’ quello stimolo che deve avere l’energia più bassa per stimolare il recettore.

Sede: Definisce il punto di applicazione dello stimoloSi basa su:- Organizzazione somatotopica della periferia sensitiva: humunculus sensitivo e organizzazione colonnare della corteccia sensitiva. Nella corteccia sensitiva le varie parti del corpo sono rappresentate in maniera somatotopica capovolta. L’estensione delle varie aree di corteccia è proporzionale alla diversa sensibilità della zona rappresentata, ovvero alla densità recettoriale. La corteccia sensitiva ha organizzazione colonnare. Neuroni deputati al controllo di una certa zona del corpo sono disposti in colonne. All’interno di ogni colonna si troveranno neuroni in rapporto con recettori ad adattamento diverso.

- Codice della linea marcata: Ogni recettore ha connessioni specifiche lungo la via sensitiva che si proiettano in zone specifiche della corteccia.- Inibizione laterale o inibizione afferente: L’applicazione di uno stimolo tattile stimola sempre un certo di recettori adiacenti. Uno di questi è più stimolato rispetto agli altri (per questioni di diversa eccitabilità). Tale recettore più stimolato invierà un maggior numero di potenziali d’azione lungo la propria via nervosa rispetto agli altri recettori meno stimolati. Inoltre, le vie nervose collegate al recettore più stimolato inibiscono lungo la via ascendente le vie nervose vicine, collegate coi recettori meno stimolati (INIBIZIONE LATERALE). Il recettore più stimolato inibisce lungo la via ascendente le vie nervose vicine, collegate coi recettori meno stimolati. A livello corticale i neuroni collegati col recettore più stimolato saranno maggiormente attivi e circondati da neuroni “depressi”. In questo modo si localizza esattamente il punto di stimolazione. Quindi in presenza di inibizione laterale il feedback inibitorio migliora la localizzazione del segnale a livello dei neuroni afferenti secondari.

Capacità discriminativa: Capacità di identificare come separati due punti di stimolazione (vedi esperimento col compasso).--Si basa sulle dimensioni dei campi recettivi e sulla loro maggiore o minore convergenza sul neurone sensitivo a monte--Si basa anche sulla densità recettoriale (maggiore è il numero di recettori maggiore èla capacità discriminativa) L’ampiezza del campo recettivo varia inversamente alla densità dei recettori. Un’alta densità recettoriale dà origine a piccoli campi recettivi, che generano una maggiore acuità o abilità discriminativa dell’input.

Campo recettivo: area periferica la cui stimolazione è in grado di modificare l’attivitàelettrica del neurone sensitivo posto a monte. Di solito hanno area circolare, questa capacità discriminativa è maggiore quanto meno convergono i campi recettivi. Più grandi sono i campi più facilmente andranno a convergere su uno stesso neurone. Se ogni campo va su neuroni diversi abbiamo percezione di due punti di stimolazione. Prova del compasso: ponendo le due punte sulla cute, a seconda del tipo di percezioneche ho so se c’è convergenza su un unico neurone o meno. Minore è la convergenza dipiù campi recettivi primari sul neurone sensitivo a monte e maggiore sarà la capacità discriminativa.

Intensità: l’intensità dello stimolo viene codificata come la frequenza dei pda nelle fibre nervose afferenti.-Codice spaziale (si basa sulla sommazione spaziale dei potenziali postsinaptici che prevede la convergenza anatomica di più fibre o recettori sullo stesso neurone). L’applicazione di uno stimolo più intenso stimola più recettori (o fibre nervose).

-Codice temporale (si basa sulla sommazione temporale dei potenziali postsinaptici). L’applicazione di uno stimolo più intenso stimola di più ogni singolo recettore (o fibra nervosa) che darà origine a più potenziali d’azione. (vedi immagine).In entrambi i casi aumenta la frequenza di scarica dei potenziali d’azione. Se aumenta l’intensità dello stimolo applicato aumenta la frequenza di scarica dei potenziali d’azione che percorrono le vie ascendenti per fenomeni di sommazione spaziale e

temporale dei potenziali postsinaptici

Durata: Adattamento dei recettori-Rapidissimo adattamento (corpuscoli di Pacini): fasici-Rapido adattamento (recettori di Meissner ecc): recettori fasici e tonici-Lento adattamento (recettori dolorifici): recettori tonici

La durata della percezione non coincide con la durata di applicazione dello stimolo.Questo si spiega con l’adattamento dei recettori: variazione della frequenza di scarica dei pot. azione che si osserva mantenendo inalterata l’intensità dello stimoloAvremo:- Recettori a rapidissimo adattamento (corpuscoli del Pacini): recettori fasici. Caratterizzati da un’alta frequenza di scarica dei potenziali d’azione al momento di applicazione dello stimolo e assenza di potenziali d’azione per tutta la durata di applicazione dello stimolo. Rispondono con un nuovo aumento della scarica dei potenziali d’azione quando si toglie lo stimolo.- Recettori a rapido adattamento (recettori tattili, termici ecc): recettori fasici e tonici. Caratterizzati da un’alta frequenza di scarica dei potenziali d’azione al momento di applicazione dello stimolo e riduzione della frequenza di scarica dei potenziali mantenendo inalterato lo stimolo applicato per tutta la durata di applicazione dello stesso. - Recettori a lento adattamento (recettori dolorifici): recettori tonici. Caratterizzati da una scarica costante di potenziali d’azione sempre uguale per tutta la durata di applicazione dello stimolo.

Psicofisica: Valutazione soggettiva della percezioneSi occupa della valutazione della modalità di percezione.LEGGE DI MULLER DELLE ENERGIE SPECIFICHE: il tipo di percezione dipende solo dal recettore e non dallo stimolo applicato.Si occupa della relazione tra variazione dell’intensità dello stimolo applicato e variazione di intensità di percezione.Come misurare l’intensità di percezione?Per prima cosa devo misurare la soglia assoluta di percezione (chiedo a un soggetto sevede o no se sente o no ecc. applicando uno stimolo con intensità crescente, sopra o sotto liminare). L’esperimento è stato fatto inizialmente applicando uno stimolo che determinava un infossamento della cute del polpastrello tra 5 e 20 micron (stimolazione dei pressocettori della cute). Si chiedeva ai soggetti quando iniziavano a sentire qualcosa. La soglia di percezione, cioè l’intensità dello stimolo che mi dà il 50% di risposte

positive, corrispondeva all’infossamento della cute di 12 micron. La soglia di percezione è diversa nelle diverse zone del corpo (più bassa a livello delle labbra, più alta a livello delle cosce).Una volta stabilita la soglia assoluta occorre definire la SOGLIA DIFFERENZIALE RELATIVA che è il minimo aumento dell’intensità dello stimolo che mi dà un aumento dell’intensità della percezione.Per la LEGGE DI WEBER, la SOGLIA DIFFERENZIALE RELATIVA (dS/S) è COSTANTE

dS/S=k dove dS= aumento dell’intensità dello stimolo; S= intensità soglia

Per avere un aumento della percezione devo quindi aumentare l’intensità dello stimoloapplicato di una frazione costante, k (che dipende dal tipo di modalità). Esperimenti fatti col sollevamento di pesi hanno ad esempio evidenziato che la variazione del pesodeve essere superiore al 3% del valore soglia per poter percepire una differenza nel peso sollevato (cioè per il peso, k è pari a 0.03).Esempio: peso standard 50 g. Di quanto lo devo aumentare per apprezzarne un aumento? 100: 3 = 50 : x; x=1.5 grammi.

Distribuzione della soglia differenziale relativaPongo la seguente domanda: Lo stimolo applicato (test) è più grande di quello soglia

(standard)? Valuto le risposte positive (corrette). Maggiore è la differenza positiva tra stimolo test e quello standard maggiore sarà la probabilità di avere risposte positive. Tale probabilità si riduce tanto più quanto più lo stimolo test è simile a quello standard (50% di risposte positive). Ad un certo punto si arriverà allo stimolo test appena più grande di quello standard in grado di essere percepito come diverso da quello standard (minima differenza percepibile). Se lo stimolo test è molto inferiore a quello standard la % di risposte positive tenderà ad essere 0. Lo stimolo test che

corrisponde alla soglia differenziale sarà quello che mi fa aumentare la % di risposte positive dal 50 al 75%.

LEGGE DI FECHNER: E=K LOG S/S0 dove E= intensità di percezione, S= stimolo applicato S0= stimolo soglia. Presuppone la validità della legge di Weber. Queste due leggi si basano sulla valutazione della soglia differenziale e valgono per intensità medio alte di stimolazione. Per avere un aumento unitario della percezione (cioè passare da 1 a 2 o da 2 a3 ecc) dovrò aumentare l’intensità dello stimolodi una frazione costante rispetto al valore raggiunto di volta in volta. L’andamento è esponenziale (dovrò aumentare lo stimolo sempre di più).

LEGGE DI STEVENS: E=K x Sn Non si basa sulla soglia differenziale relativa. Vale per tutte le intensità di stimolazione. n è un numero che dipende dalla modalità sensoriale. S= stimolo di riferimento.Si chiede a un soggetto quale tra una serie di stimoli quello che secondo lui ha intensità doppia o pari alla metà di uno stimolo di riferimento.Risultato: l’intensità della percezione cresce in proporzione all’intensità dello stimolo innalzato ad un esponente che varia a seconda della modalità. Se n=1 avrò una retta, se n>1 o <1 avrò una curva esponenziale.Se la modalità prevede un ambito di variazione di intensità dello stimolo molto grandi n è un numero piccolo (es. 0,3 nella visione). In questo caso si avranno variazioni di intensità della percezione piuttosto contenute.

Ad esempio, l’esponente relativo alla sensazione di intensità uditiva (loudness), misurato con un’onda sonora di 3000 Hz, è 0.67. Quello relativo alla sensazione di chiarezza (brightness), riferita ad un disco luminoso di 5 gradi di angolo visivo in una stanza buia, è 0.33. Esponenti minori di 1 producono funzioni psicofisiche corrispondenti a curve in cui la sensazione cresce velocemente all’inizio e poi sempre più lentamente (vedi Figura). Quindi queste curve, pur avendo forma diversa, esibiscono una “compressione” della dimensione psicologica al crescere di quella fisica proprio come

la funzione logaritmica di Weber-Fechner. Studiando altre forme di stimolazione, Stevens trovò tuttavia anche casi in cui l’esponente è maggiore di 1. Ad esempio, l’esponente per la sensazione di salato, misurata stimolando la lingua con una piccola quantità di cloruro di sodio, è 1.4. Quella per la sensazione associata ad uno shock elettrico, misurata con una corrente applicata alle dita, è addirittura 3.5. Esponenti maggiori di 1 producono curve molto diverse da quelle di Fechner, in cui l’intensità della sensazione cresce molto rapidamente al crescere dell’intensità fisica, ossia esibiscono una “espansione” della risposta.

13/04/2016Sistema somestesico

Trasporta impulsi da recettori sparsi sia profondi che superficiali. Modalità di percezione trasportate: esterocettiva (tattile, termica e dolorifica),

propriocettiva e cinestesica (senso di posizione, di movimento e senso di forza). Recettori del I tipo (tranne quelli di Merkel). Segno locale (capacità di localizzare a occhi chiusi il punto di applicazione dello

stimolo. Non vale per la percezione dolorifica profonda e viscerale). Suddivisione dermatomerica della periferia sensitiva= le fibre sensitive di ogni

radice posteriore innervano distretti cutanei distinti e parzialmente sovrapposti. La periferia sensitiva è divisa in dermatomeri. Sono spesso sovrapposti. (convergenza), ma inoltre essendo sovrapposti indica che ci sono zone di cute che sono innervate da più nervi. Quindi per togliere sensibilità devo sezionare anche fibre superiori e inferiori oltre a quella principale. Pertanto la sezione o la

disfunzione di una radice produce ipoestesia (diminuzione della sensibilità) e non anestesia (perdita totale della sensibilità), nella regione innervata prevalentementeda quel dermatomero. Quindi l’anestesia prevede il danneggiamento di tre radici posteriori. Corpo diviso in fasce e ciascuna è innervata da un nervo. (esempio: Fuoco di sant’antonio legato a riattivazione del virus della varicella, che rimane innervato nei gangli dei nuclei dorsali. Per motivi legati a stress questo virus si riattiva e dà luogo alla comparsa di lesioni vescicolari che ricordano quelle della varicella che seguono decorso del nervo nel cui ganglio si trova il virus della varicella. Si hanno quindi vescicole a fascia.)

Dermatomero = area cutanea innervata da una radice nervosa

Le informazioni trasportate dal sistema somestesico + vestibolare + visivo concorrono alla costruzione dello schema corporeo. Il sistema somestesico comprende il sistema lemniscale e il sistema spinotalamico.

Sistema Lemniscale o delle Colonno Dorsali

Trasporta la sensibilità tattile fine (epicritica) dai recettori tattili e propriocettiva dai propriocettoriDisposizione somatotopica delle fibre che entrano nel midollo spinale procedendo in senso caudo-craniale (nel midollo le fibre più caudali si dispongono medialmente e quelle più rostrali più lateralmente).

-Recettori tattili: corpuscoli del Pacini (profondi, rispondono a stimoli vibratori), corpuscoli di Meissner (più superficiali; posti nella punta delle dita, lingua, labbra), dischi di Merkel (superficiali; riconoscimento delle forme), terminazioni di Ruffini (profondi; sensibili allo stiramento della pelle), terminazione nervose libere e associateai follicoli piliferi.-Propriocettori: recettori articolari, fusi neuromuscolari, recettori tendinei di Golgi.-Neurone sensitivo primario localizzato nei gangli annessi alle radici posteriori del midollo spinale (nel ganglio di Gasser per la sensibilità della faccia).-Neurone sensitivo secondario localizzato nel bulbo (nuclei di Goll e Burdach; organizzazione somatotopica). Incrociamento della via a livello del tronco dell’encefalo.-Neurone terziario sensitivo localizzato nel talamo (VPM e VPL; organizzazione somatotopica).-Proiezioni alla corteccia sensitiva (aree S1 ed S2). Rappresentazione somatotopica e colonnare.

Il sistema lemniscale presenta organizzazione somatotopica, fibre si dispongo sempre più lateralmente nel midollo spinale. Il neurone primario è nel ganglio annesso alle radici dorsali, oppure nella faccia nel ganglio di Gasser. Sono neuroni a T. Prolungamento centrale dell’assone va a finire salendo nelle colonne dorsali e finisce acontrarre sinapsi con neurone secondario nel nucleo di Goll e di Burdach (midollo allungato). Il neurone sensitivo secondario decussa e si porta al talamo (nuclei venteropostero mediale e venteropostero laterale, nuclei talamici a proiezione specifica sulla corteccia sensitiva), dal talamo le proiezioni sono rivolte alla corteccia (S1 ed S2).

Recettori TattiliSono recettori del I tipo, a rapidissimo e rapido, adattamento (FA, fast adapting) o a lento adattamento (SA, slow adapting).

Superficiali e profondi. Campi recettivi piccoli (5-10 mm2) a margini netti o grandi (cm2) a margini sfumati.Connessi con fibre di tipo Aβ, fibre mieliniche abbastanza grosse.

Corpuscoli del Pacini: • Profondi (derma, sottocute, fasce muscolari, strutture articolari)• La terminazione dell’assone funge da recettore (recettori del I tipo) ed è

avvolta da lamelle di tessuto connettivo che conferiscono al recettore un aspetto a cipolla

• Rapidissimo adattamento (rispondono al momento di applicazione e rimozione dello stimolo e poi non rispondono per tutta la durata di applicazione dello stimolo; ruolo delle lamelle connettivali). Fasici

• Grandi campi recettivi a margini non netti• Rispondono a uno stimolo vibratorio ad alta frequenza (> 60 Hz. Ottimale tra

150-300 Hz)• Percezione pallestesica (vibratoria). Riconoscimento della superficie degli

oggetti• Fibre afferenti: Aβ

Corpuscoli di Ruffini:• Profondi (nel derma). Anche in legamenti e tendini• Fibre nervose che terminano in struttura capsulari• Grandi campi recettivi a margini non netti• Soglia di stimolazione alta• Rispondono a stimoli pressori piuttosto elevati e a scorrimento tangenziale

sulla cute• A lento adattamento. Tonici• Percezione tattile persistente • Fibre afferenti: Aβ

Corpuscoli di Meissner:• Superficiali, nelle papille dermiche (soprattutto nei polpastrelli, palmo delle

mani, pianta dei piedi)• Terminazioni nervose che si impilano a formare dischi sovrapposti• Piccoli campi recettivi a margini distinti• Bassa soglia di stimolazione• Rapido adattamento. Fasici e tonici• Rispondono a uno stimolo vibratorio a bassa frequenza (<60 Hz). Percezione

di contatto istantaneo, percezione della velocità e della direzione del movimento. Percezione vibratoria a bassa frequenza

• Fibre afferenti: Aβ

Dischi di Merkel:• Superficiali, giunzione dermo-epidermica (soprattutto dita e labbra)• Recettori del I o II tipo?• Piccolo campo recettivo• A lento adattamento. Tonici• Rispondono alla stimolazione statica della cute• Riconoscimento delle forme e margini degli oggetti• Fibre afferenti: Aβ,

Terminazioni libere:

• Localizzate nell’epidermide• Recettori tonici e fasici

• Rispondono al tatto superficiale e a stimoli pressori più intensi • Anche coinvolti nella percezione di solletico e prurito.• Fibre afferenti: Aδ e C • Impulsi trasportati anche da fibre di tipo amielinico, fasiche

Recettori dei follicoli piliferi:

• Terminazioni nervose libere• Rispondono al tatto superficiale legato al movimento dei peli• Sono fasici. • Fibre afferenti: Aβ

Propriocettori: fusi neuromuscolari, recettori tendinei di Golgi, recettori articolari

Recettori articolari:• Localizzati nelle capsule, nei ligamenti• Recettori del I tipo• Rapidissimo adattamento (Pacini) e lento adattamento (Ruffini). Anche

terminazioni nervose libere e altri recettori tattili• Funzione: rilevazione della posizione dei capi articolari (misurano l’angolo

articolare) e della variazione dell’angolo articolare

Acuità Tattile: Capacità di percepire some distinti due stimoli applicati sul corpo (prova compasso). E’ massima sulle labbra e a livello dei polpastrelli, legata alla densità recettoriale e alla dimensione e convergenza dei campi recettivi. L’acuità sulle labbra è di un millimetro.Acuità Articolare: capacità di distinguere l’angolo dei capi articolari. La massima acuità che si è corrisponde a quella della spalla, di un grado.

Corteccia Sensitiva-PRIMARIA (S1) Localizzata nel lobo parietaleAree 1 2 3a e 3b di Brodmann. Specificità sensoriale di ciascuna area, Homunculus sensitivo presente in ciascuna area.Organizzazione colonnare della corteccia sensitiva.L’estensione delle aree sensitive dipende dalla densità dei recettori,Stimolazione elettrica di area S1: percezioni tattili e articolari ben localizzate.La distruzione area S1 determina astereognosia=incapacità di riconoscere gli oggetti col tatto. Resta la percezione pallestesica. -SECONDARIA (S2): Nella profondità della scissura di Silvio. Ha una somatotopia più grossolana. Afferenze bilaterali. No informazioni cinestesiche. Percezione pallestesica.

S1 e SII sono collegate tra loro e sono collegate con le aree motorie.

AREA ASSOCIATIVA LOBO PARIETALE (AREA 5): in rapporto con S1 e S2. Ha il compito di dare un senso alla percezione. Lesione di questa area determina emisomatoagnosia= il soggetto si comporta come se la parte controlaterale del corpo non esistesse. Nel caso della percezione dolorifica il soggetto sente dolore ma non gli dà fastidio (asimbolia del dolore). Il soggetto non è in gradi di riconoscere un oggetto ad occhi chiusi senza l’associazione delle varie aree sensitive.

Organizzazione colonnare: corrisponde ad aree 1, 2, 3a e 3b. Aree implicate nel riconoscimento di diverse sensibilità del sistema somestesico. (vedi immagine a pag 79)Area 1, riceve afferenze dai recettori tattili FA.Area 3a, riceve aff. dai muscoli.Area 3b, riceve aff. dai recettori tattili FA e SA.Area 2, riceve afferenze articolari e muscolari.

Sistema Spinotalamico o Anterolaterale Trasporta la sensibilità termica (caldo e freddo), dolorifica e tattile grossolana (protopatica). Disposizione somatotopica delle fibre che entrano nel midollo spinale procedendo in senso caudo-craniale (nel midollo le fibre più caudali si dispongono lateralmente e quelle più rostrali più medialmente).I recettori sono del I tipo.-Neurone sensitivo primario localizzato nei gangli annessi alle radici posteriori del midollo spinale. Libera sost P, GLU, CGRP. -Neurone sensitivo secondario localizzato nel midollo spinale. Specifico (riceve soloafferenze dai recettori dolorifici) e non specifico o ad ampio spettro (afferenze anche da recettori tattili. Fibre Aβ. Substrato anatomo-funzionale della teoria del cancello e del dolore riferito). Influenze eccitatorie e inibitorie da centri superiori. Incrociamento della via a livello del midollo spinale.Possibile stazione intermedia nella sostanza reticolare del tronco dell’encefalo (manifestazioni vegetative).-Neurone terziario sensitivo localizzato nel talamo (VPM VPL, oppure nei nuclei intralaminari a proiezione diffusa).-Proiezioni alla corteccia.

• Neospinotalamico: Midollo, talamo (VPM, VPL), corteccia sensitiva. Sistema laterale. Alta capacità discriminativa dell’intensità e della durata dello stimolo.

• Paleospinotalamico: midollo, talamo (nuclei intralaminari), corteccia (Non SOLO SENSITIVA MA ANCHE ASSOCIATIVA, LIMBICA ECC). Sistema mediale. Bassa capacità discriminativa.

• Spinoreticolotalamico: midollo, sost reticolare (più sinapsi), talamo (nuclei intralaminari), corteccia (Non SOLO SENSITIVA MA ANCHE ASSOCIATIVA, LIMBICA ECC). Sistema mediale. Bassa capacità discriminativa.

2 e 3 sono responsabili della componente emotiva e affettiva che si accompagna al dolore (componente emotiva vegetativa). Fibre che arrivano nella sostanza grigia periacqueduttale, che rappresenta uno dei centri del controllo inibitorio del dolore. Esistono infatti sistemi antidolorifici endogeni, una di queste aree è la sost grigia che inibisce il sistema spinotalamico. Quindi viene modulato il controllo del dolore.Anche connessioni con mesencefalo e ipotalamo.

Sindrome di Brown SequardEmisezione del midollo spinale:

• Scomparsa della sensibilità tattile fine e articolare dallo stesso lato della sezione;

• Permanenza della sensibilità termica e dolorifica dallo stesso lato della sezione. Iperalgesia.

• Scomparsa della sensibilità termica e dolorifica dal lato opposto alla sezione.

Sindrome tipica causata dalla sifilide.

A destra taglieremo le lemniscali di destra, quindi sarà scomparsa la tattile epicritica, propriocettiva, vibratoria ect. Dopo viene anche sezionato lo spinotalamico di sx, a sx scompare la tattile grossolana, termica e dolorifica. Dallo stesso lato della lesione abbiamo iperalgesia: la sezione va a tagliare delle fibre inibitorie sul sistema spino talamico.

Recettori TermiciLocalizzati nella cute e nelle mucose del cavo orale e nasale.• Per il caldo: recettori del I tipo, a lento adattamento. Prevalentemente tonici. La

loro frequenza di scarica cresce se la temperatura sale da 30 °C fino a 45 °C. Curvadi risposta a campana (max della risposta per temperature tra 30 e 36 °C). Componente fasica (segnalano la velocità di variazione di temperatura) ± evidente a seconda della temperatura di partenza (più è alta la temperatura di partenza e maggiore è la componente fasica).

• Per il freddo: recettori del I tipo, a lento adattamento. Prevalentemente tonici. Sonosilenti per temperature > 40 °C. Tra 40-25°C la loro frequenza di scarica aumenta man mano che la temperatura diminuisce. Sotto i 25°C la loro risposta si riduce. Curva di risposta a campana. Componente fasica (segnalano la velocità di variazione di temperatura) ± evidente a seconda della temperatura di partenza (più è bassa la temperatura di partenza e maggiore è la componente fasica).Alcuni recettori del freddo scaricano per rapidi aumenti di temperatura > 45°C (freddo paradosso).

• Fibre afferenti: Aδ ( per i recettori del freddo) e C (per i recettori del caldo).

14/04/2016DoloreEsperienza sensoriale ed emotiva spiacevole, associata a un danno tissutale. Funzione:protettiva.Dolore nocicettivo: causato dalla stimolazione di recettori specifici definiti nocicettori. Dolore neurogeno o neuropatico: provocato da un danno a vari livelli del sistema nervoso. Esempio: emisezione del midollo spianale (sindrome di Brown Sequard), dallostesso lato della lesione ho iperalgesia, causato da sezione delle fibre lemniscali. Oppure fuoco di sant’Antonio. Diviso in tre tipi: Somatico superficiale (cutaneo); somatico profondo (ossa, muscoli, articolazioni); dolore viscerale (organi interni). Il dolore nocicettivo rappresenta lo stimolo adeguato per recettori dolorifici: qualunquestimolo che se lasciato agire causa danno irreversibile del tessuto (meccanici, quindi

meccanonocicettori, chimici cioè chemonocicettori, termici termonocicettori). Definizione data da Sherrington.

Recettori DolorificiNocicettori: localizzati sulla cute, mucose, cornea, timpano, polpa dentaria, dentina, strutture articolari, muscoli, tendini, parete dei vasi, periostio, meningi, membrane sierose.

• I TIPO (terminazioni nervose libere);• Stimolo dolorifico= qualunque stimolo (meccanico, chimico, termico; avremo

meccano-nocicettori, chemo-nocicettori, termo-nocicettori) che lasciato agire per un po’ determina un danno irreversibile del tessuto. I recettori dolorifici sono quindinocicettori, perché avvertono il SNC di uno stimolo potenzialmente nocivo.Lo stimolo nocivo determina la liberazione di fattori chimici (serotonina, ioni H, K, bradichinina, PG, leucotrieni, ecc) da parte del tessuto che eccitano la terminazionenervosa inducendo l’apertura di canali ionici e l’insorgenza di un potenziale generatore. Fattori di natura infiammatoria, che agiranno su terminazione del neurone sensitivo primario causando genesi del potenziale generatore. I nocicettorisono quindi chemocettori (eccezione per i termo-nocicettori). Importante sapere cosa causa il potenziale per decidere quali farmaci usare.

• No adattamento. Sono recettori di tipo tonico.

Questi recettori sono connessi con fibre afferenti Aδ e C che liberano GLU, sost. P, neurochinine, CGRP che stimolano i neuroni sensitivi secondari specifici e aspecifici con invio di proiezioni ai centri superiori (vedi sistema spinotalamico). Le fibre afferentipotranno anche agire, attraverso l’interposizione dei neuroni sensitivi secondari, sugli α motoneuroni (con insorgenza di riflessi spinali). Ruolo modulatorio (pre e postsinaptico) sulla trasmissione dell’informazione dai recettori dolorifici ai neuroni sensitivi secondari giocato da influenze discendenti e da interneuroni inibitori.

La stimolazione dei nocicettori può indurre la comparsa del riflesso assonale (funzione efferente della stimolazione dei nocicettori) che determina l’ulteriore prolungamento e aggravamento del danno tissutale. Infatti mentre parte potd’azione che entrano nel midollo attraverso, collaterali dell’assoneandranno a potenziare il rilascio di leucotrieni ecc. quindi il dannotessutale viene aumentato e quindi anche mantenuto nel tempo. Il riflesso assonale inducevasodilatazione e aumento della permeabilità vascolare con ulteriore passaggio di sostanze proinfiammatorie nell’interstizio

e conseguente prolungamento e aggravamento del danno tissutale e

della stimolazione dei nocicettori. Grazie al riflesso assonale continua la liberazione di questi fattori, quindi questo può essere una delle cause della cronicizzazione del dolore.

Dopo stimolazione prolungata e intensa è anche possibile l’insorgenza di fenomeni di sensibilizzazione periferica e centrale (abbassamento della soglia dei recettori e/o dei neuroni sensitivi secondari con comparsa di attività spontanea anche senza applicazione di stimoli). Quelli che succede è che i recettori dolorifici e sensitivi aumentano la loro eccitabilità. Quindi potrò avere l’abbassamento della soglia dei recettori dolorifici. Potranno comparire fenomeni di iperalgesia e allodinia. Anche possibile il prolungamento della percezione oltre la fine dello stimolo. La sensibilizzazione, l’iperalgesia e l’allodinia ( = percezione dolorifica per stimoli non dolorifici, ad esempio tattili) sono evidenze della plasticità dei neuroni della via dolorifica. Il dolore va quindi sempre trattato.

Il dolore è accompagnato da:

Risposte riflesse somatiche (riflesso flessorio di allontanamento) e vegetative che “servono” a limitare e/o prevenire il danno. Le fibre che entrano fanno parte del sistema spinotalamico. Oltre che andare a stimolare questi, le fibre creano collaterali che passano nelle corna anteriori con interposizioni di interneuroni, in questo modo c’èad esempio il riflesso flessorio di allontanamento. Sul neurone secondario agiscono fibre discendenti dei centri superiori. Target dell’industria farmaceutica per modulare ildolore.Alterazioni attività ortosimpatica, che causa aumento della respirazione. Viene inoltre attivato l’ipotalamo con conseguente aumento di livelli di ACTH, cortisolo, catecolamine ecc (vedi sistema endocrino)

Dolore superficiale-cutaneo

• Soglia del dolore superficiale: 45 °C. Esperimento: prendo soggetto, si depila zona di cute e la si annerisce per eliminare possibili differenze tra un soggetto ed un altro. Quando compare il dolore: temperatura cutanea, soglia del dolore è 45 gradi.

• No sommazione spaziale, cioè la soglia è sempre la stessa anche se allargo la zona di stimolazione.

• Il dolore superficiale è caratterizzato da una: -Componente precoce (dolore iniziale): dolore chiaro, pungente, ben localizzato. Privo di tonalità affettive. Trasportato da fibre afferenti di tipo Aδ. -Componente tardiva (dolore ritardato): dolore sordo, mal localizzato. Ricco di tonalità affettive. Fibre afferenti di tipo C (amieliniche).

Il dolore superficiale si associa al riflesso flessorio di allontanamento che compare a 45°C ed è presente anche con sezione midollo spinale (mentre la percezione del dolore scompare), in questo caso vale la sommazione spaziale. Questo riflesso rimane anche con sezione del midollo spinale, non sente dolore ma essendo un riflesso spinale questo permane. (E’ diverso il discorso per il riflesso miotatico perché qui è fondamentale il ruolo facilitatorio dei gamma motoneuroni).

Dolore Somatico Profondo e Viscerale• Da muscoli, ligamenti, visceri, sierose. Causato da traumi, infiammazione,

ischemia, distensione meccanica• Non ben localizzato, sordo. Ricco di tonalità affettive, manifestazioni vegetative

(aumento della frequenza cardiaca, pressione arteriosa, aumento della ventilazione, sudorazione, nausea, vomito ecc)

• Accompagnato da incrementi del tono dei muscoli adiacenti (vedi meningite, peritonite ecc). (contrazione di natura riflessa).

• Riferito alla cute (per la convergenza dei recettori dolorifici viscerali e cutanei sustesso neurone sensitivo IIario non specifico* del fascio spinotalamico)

* i neuroni sensitivi secondari della via dolorifica possono essere specifici e non specifici (ad ampio spettro). I neuroni non specifici sono innervati sia da fibre della via dolorifica (Aδ e C) che da fibre tattili (Aβ).

Controllo del dolore:Meccanismi spinali di modulazione del dolore, sistemi endogeni. TEORIA DEL CANCELLO. Fibre sensitive tattili (Aβ), nel midollo attivano interneuroni inibitori che inibiscono il neurone sens secondario attraverso il rilascio di encefalina edendorfina.Il cancello è quindi una sorta di circuito nervoso che se aperto lascia passare gli stimolidolorifici e se chiuso li blocca.La TENS si basa sulla teoria del cancello: stimolazione elettrica transcutanea. Questa tecnica va a stimolare fibre tattili, che poi inibiscono attraverso sistema del cancello la trasmissione degli impulsi. Infatti se ci facciamo male c’è la tendenza ad accarezzarsi, in questo modo viene inibito il sistema spinotalamico.

Il dolore può essere modulato da fattori stressanti, emozionali, cognitivi. Esiste quindi un controllo da parte dei centri superiori. Controllo dai centri superiori: Corteccia parietale e prefrontale, sist. limbico, ipotalamo agiscono su aree del tronco dell’encefalo (sost grigia periacqueduttale ecc) da cui parte il sistema di controllo discendente del dolore. La stimolazione elettrica di queste aree= effetto analgesico. Sono zone molto ricche di recettori per gli OPPIOIDI. La via discendente inibitoria del controllo del dolore agisce con l’intermediazione del nucleo del rafe magno (SEROTONINA) e del locus coeruleus (NORADRENALINA) che esercitano una inibizione presinaptica e postsinaptica sui neuroni secondari del midollo spinale.

Endorfine ed encefalina sono oppioidi endogeni, che vengono liberati dagli interneuroni del midollo che poi agiscono sui secondari. Questo Spiega perché il doloreviene percepito di più o di meno a seconda della posizione e delle condizioni psicologiche del soggetto. Gli oppioidi endogeni vengono prodotti:

• Da POMC (endorfine) propriomelanocortina, da questa si liberano endorfine che rientrano nella famiglia degli oppioidi endogeni. Si legano ai recettori degli oppioidi esogeni. Questi agiscono sia a livello delle strutture superiori, ma ancheazione nel midollo spinale agendo sul neurone sensitivo secondario.

• De proencefalina (met e leu encefalina)• Da prodinorfina (dinorfine)

Si legano ai recettori per gli oppioidi (µ, δ ecc) presenti nella sost. grigia periacqueduttale, sist. limbico e nel midollo spinale ecc. I loro effetti conseguono all’inibizione inibizione pre (minor rilascio di neurotrasmettitori da parte delle fibre afferenti C e Aδ) e postsinaptica del neurone sensitivo IIario. Questi effetti sono causatisia da un loro effetto diretto a livello del midollo spinale che alla attivazione del sistema discendente inibitorio

OLFATTOSensibilità filogeneticamente antica, più antica del gusto. I recettori olfattivi sono localizzati nei neuroni bipolari posti nella mucosa olfattiva (che ha un’estensione di circa 5 cm2). I neuroni bipolari possiedono espansioni dendritiche dotate di ciglia immerse nel muco che fungono da recettore e con un prolungamento centrale (assoneamielinico) che attraversa la lamina cribrosa dell’etmoide a arriva al bulbo olfattivo (oltre la lamina cribrosa dell’etmoide i vari assoni amielinici si riuniscono a formare il nervo olfattivo). Possono rigenerarsi (dalle cellule basali). I recettori sono localizzati a livello delle ciglia. Sono Recettori del I tipo. Stimolo adeguato: sostanza chimica che interagisce con le ciglia (eventuale ruolo di proteina di trasporto che facilita l’interazione con le ciglia?). Gli stimoli olfattivi possono raggiungere la mucosa olfattiva anche attraverso la rinofaringe. Sono chemocettori. Ogni neurone olfattivo bipolare possiede un solo tipo di recettore ma i recettori olfattivi rispondono a più stimoli con un diverso grado di risposta. Non esistono recettori olfattivi specifici e non esistono odori fondamentali. Ogni tipo di molecola odorosa attiva più recettori (e quindi più neuroni bipolari) diversi, ma con diverso grado di specificità. Ogni stimolo odoroso attiva un’unica combinazione di recettori olfattivi (e quindi di neuroni bipolari).I recettori olfattivi si ADATTANO: minor apertura dei canali del sodio e calcio. La trasduzione della percezione funziona tramite g protein, camp, e poi attraverso chinasi causa maggiore o minore apertura dei canali del sodio ed entra anche calcio. Meccanismo di tipo metabolico. Il neurone bipolare si depolarizza (potenziale generatore). Nasce a livello delle ciglia e si propaga con decremento fino all’assone, da lì parte potenziale d’azione. Ampiezza proporzionale allo stimolo. Percezione aumenta perché aumenta il potenziale generatore e quindi anche la frequenza di scarica dei potenziali d’azione che percorrono vie sensitive fino alla corteccia. Recettori olfattivi si adattano perché c’è alterazione nel grado di risposta e i canali del sodio che quindi si aprono di meno rispetto all’inizio. I neuroni sensitivi secondari si trovano nel bulbo olfattivo e sono le cellule mitrali e a pennacchio. Il contatto tra le fibre del nervo olfattivo e i neuroni sensitivi secondari si attua a livello dei glomeruli. Da qui ha origine la via nervosa che sale verso altre strutture. All’interno di queste oltre a queste cellule ci sono quelle granulari e quelle perigranulari. Nel bulbo olfattivo le cellule granulari e periglomerulari svolgono una

funzione inibitoria tipo inibizione laterale. Le cellule a pennacchio inviano i loro assoni anche al bulbo controlaterale. Quindi già nel bulbo ci sono inibitori, che inibiscono cellule m e p del bulbo. Su queste cellule arrivano anche fibre dei centri superiori sempre inibitorie.

Via sensitiva centraleBulbo olfattivo. I contatti sinaptici si attuano in strutture dette glomeruli. Le fibre afferenti contraggono sinapsi con le cellule mitrali e cellule a pennacchio= neuroni sens. secondari i cui assoni formano il tratto olfattivo. Sono anche presenti le cellule periglomerulari e granulari che inibiscono le cellule mitrali e a pennacchio (tipo inibizione laterale). Gli assoni delle cellule a pennacchio fanno da connessione tra i due bulbi (attraverso il nucleo olfattivo anteriore).Esiste una rappresentazione topografica della mucosa olfattiva a livello glomerulare. Ogni molecola odorosa attiva una certa combinazione di recettori della mucosa olfattiva e una certa combinazione di glomeruli nel bulbo olfattivo. Dalle cellule mitrali e a pennacchio parte il tratto olfattivo che si divide in stria olfattiva mediale, intermedia e laterale:

• La stria olfattiva mediale si porta ai nuclei del setto• La stria olfattiva intermedia si porta all’amigdala (componente affettiva),

ippocampo (componente affettiva; memoria), sostanza reticolare, talamo.• La stria olfattiva laterale si porta alla corteccia piriforme (anche corteccia

orbitofrontale per la percezione conscia) e all’area entorinale (sistema limbico).

Già a livello del bulbo sono possibili incrociamenti della via (attraverso il nucleo olfattivo anteriore).Amigdala e Ippocampo: emotivo, ricordo che si associa alla sfera olfattiva. Dal tubercolo si passa al talamo, e da qui si arriva alla corteccia orbitofrontale: base per avere percezione conscia della percezione odorifica. Qui arrivano le info anche da recettori gustativi, quindi questo spiega l’aroma: mix di stimolazione di recettori olfattivi e gustativi.Percezione dell’odore Esistono centinaia di recettori olfattivi e non esiste una vera specificità dei recettori olfattivi. NON E’ POSSIBILE DEFINIRE ODORI FONDAMENTALI. Ogni neurone bipolare della mucosa olfattiva risponde a molti stimoli. Ogni stimolo odoroso attiverà una popolazione di neuroni bipolari localizzati in punti diversi della mucosa olfattiva (con un diverso grado di stimolazione). Il tipo di stimolo odoroso viene codificato quindi dal profilo globale di risposta delle fibre afferenti che provengono dai diversi neuroni bipolari. Avviene anche grazie all’analisi della distribuzione spaziale dei neuroni attivati lungo la via nervosa. L’intensità viene percepita a seconda della sommazione spaziale e della sommazione temporale.

SOGLIA PSICOFISICA DI PERCEZIONE: 107- 1017 MOLECOLE PER CC ARIASi modifica a causa dell’ADATTAMENTO e causa di fattori ormonali che agiscono sull’ipotalamo). SOGLIA PSICOFISICA DI RICONOSCIMENTO: CONCENTRAZIONI 10 VOLTE SUP.DEFICIT DELLA FUNZIONE OLFATTIVA= ANOSMIA (es. per fratture della base cranica) O IPOSMIA

GUSTOSensibilità filogeneticamente antica. I recettori gustativi sono cellule specializzate ( recettori II tipo) localizzate nei bottoni gustativi del cavo orale (lingua, palato, faringe, epiglottide e tratto superiore dell’esofago). Nella lingua i bottoni gustativi sono

localizzati nelle papille gustative (filiformi, fungiformi, fogliate e circumvallate). Anche presenti altri elementi cellulari (cellule basali e di supporto).I recettori sono dotati di ciglia e sono chemocettori.INNERVAZIONE: VII, IX X paio dei nervi cranici .Anche ruolo delle fibre trigeminali relativamente alle informazioni circa la temperatura,piccantezza eccMODALITA GUSTATIVE: dolce, salato, amaro e acido (e umami dato dal glutammato. Meccanismo d’azione: Sicuramente metabotropo). Un recettore per il dolce può rispondere anche ad altri gusti ma che dovranno essere applicati con una intensità maggiore.

Polarizzazione del recettoreIn generale quello che succede è che la cellula si depolarizza, provocando l’ingresso di Ca e successivamente NT viene rilasciato. Quello che cambia nei recettori è la parte iniziale (a seconda dei gusti). Nel salato e nell’aspro ho semplicemente il coinvolgimento di canali ionici: NaCl, na

entra attraverso canali per il sodio, che causa depolarizzazione, e quindiesocitosi del neurotrasmettitore. Aspro: causano liberazioni di ioni H, che entra attraverso canali e causano chiusura dei canali del K, quindi il recettore si depolarizza, perché K non esce, si attivano secondi messaggeri.Dolce: monosaccaridi, glicina, legandosi a recettori di tipo 1R? agiscono attraverso G prot, CAMP fa chiudere canali potassio, quindi avviene la depolarizzazione, aumento calcio e rilascio di NT. Amaro: con recettori T2R, con pip3, che causa rilascio di Ca, e quindi si ha rilascio di NT.

Via Sensitiva Centrale -GANGLI DEI NERVI CRANICI (neurone sensitivo primario)-NUCLEO GUSTATIVO (NTS)-TALAMO (VPM in rapporto con le altre modalità sensitive della zona facciale e orale)-CORTECCIA SENSITIVA (AREA 3b DI BROADMANN nella zona di rappresentazione della lingua; CORTECCIA ORBITOFRONTALE= avviene l’integrazione tra informazioni gustative e olfattive che danno origine all’aroma di un cibo).Esistono connessioni anatomiche ai nuclei salivatori, al complesso parabrachiale, all’amigdala, all’ipotalamo, alla sostanza reticolare del tronco responsabili dell’insorgenza di riflessi e del comportamento affettivo-emotivo correlato all’assunzione del cibo. Anche connessioni con i centri della fame, della sazietà, della sete localizzati nell’ipotalamo.

Percezione del GustoTeoria delle vie specificheAnalisi del profilo globale di scarica della popolazione delle fibreIntensità: sommazione spaziale e temporale.

SOGLIA PSICOFISICA DI PERCEZIONE: 1014- 1020 MOLECOLE PER CC DI SOLVENTESOGLIA DI RICONOSCIMENTO: PIU’ ELEVATADEFICIT DELLA FUNZIONE GUSTATIVE= IPOGEUSIA, AGEUSIA, DISGEUSIA

15/04/2016ORECCHIOIl suono è dato da onde di compressione e rarefazione che si propagano in un mezzo (nel vuoto non c’è suono) in linea retta. Velocità di propagazione= dipende dal mezzo.Tono puro= suono puro di una data frequenza. Le oscillazioni pressorie hanno andamento sinusoidale. Usato come mezzo diagnostico.Suono = insieme di più toni semplici. Andamento ciclico di oscillazioni pressorie. Frequenza fondamentale (la + bassa) + armoniche (multipli della frequenza fondamentale).Rumore: assortimento di frequenze senza andamento periodico.Caratteristiche del suono: -FREQUENZA (n° cicli al secondo. Si misura in Hertz). Corrisponde alla tonalità (suoni acuti e gravi)Range di frequenze udibili= 20-20000 Hz-LUNGHEZZA D’ONDA: distanza tra i picchi (inverso della frequenza)-AMPIEZZA (corrisponde al contenuto di energia. Correlata all’intensità), grandezza di oscillazione pressoria.-INTENSITA’ ASSOLUTA: Ampiezza (cioè contenuto di energia) della vibrazione pressoria rispetto al valore medio di energia esistente nel mezzo. INTENSITA’: è correlata al contenuto di energia del suono. Possiamo avere due intensità: assoluta o relativa. Di solito si misura l’intensità relativa di un suono. Quella assoluta rappresentala quantità di energia contenuta in un suono rispetto al mezzo, ma non si considera.NB. Il contenuto di energia è proporzionale al quadrato di pressione

Intensità RelativaValuta di quanto il suono in esame (I) è + intenso rispetto all’intensità di un suono di riferimento (I0). Suono di riferimento (I0)= è un suono di 1000Hz . Il suono di 1000 Hz è quello che mi dà più facilmente percezione, che stimola più facilmente i recettori acustici. E’ lo stimolo soglia, quello che deve avere l’intensità (o energia) minore per dare percezioneL’intensità relativa si misura in decibel. Perché si misura in Decibel l’intensità relativa? Perché si usa una scala logaritmica? Perché devo andare a misurare un ampio range divalori.Decibel= 10 log I/Io oppure 10 log E/Eo Se mi riferisco alla pressione anziché all’intensità (o energia) del suono, avrò che il decibel è: Decibel=20 log P/P0

Intensità relativa di un suono di 1000 Hz: 0Il range di intensità relative varia da 0 a 130. Dire che un suono ha zero decibel, non significa dire che non c’è suono, è semplicemente l’intensità relativa di un suono di 1000 Hz.

Sistema UditivoLe onde di compressione e rarefazione arrivano all’orecchio esterno e vanno a impattare il timpano. Il timpano è una membrana elastica, che viene posto in vibrazione. La trasmissione del suono che arriva al timpano costituisce la VIA AREA della trasmissione del suono.

Valido per suoni di frequenza < 2000 Hz:-vibrazione del timpano-movimento degli ossicini dell’orecchio medio (martello, incudine e staffa). Protrusione della membrana della finestra ovale verso l’orecchio interno-movimento dei liquidi dell’orecchio interno (scala vestibolare, media e timpanica). Ruolo della finestra rotonda-vibrazione della membrana basilare localizzata nella scala media e attivazione dei recettori acustici

Nel passaggio da un mezzo all’altro lo stimolo sonoro perde energia. Ci sono sistemi atti ad ovviare questo problema:1) La membrana della finestra ovale è circa 16 volte più piccola della membrana del timpano (quindi l’energia che si trasmette alla membrana della finestra ovale è uguale, per unità di superficie, a quella in ingresso).2) Ruolo del sistema degli ossicini che funzionano come un sistema di leve che amplificano la vibrazione.

RIFLESSO TIMPANICO: protegge l’orecchio da suoni troppo intensi trasmessi per via aerea. Contrazione muscolo stapedio e tensore del timpano che, rispettivamente, esercitano una trazione sulla staffa e tendono il timpano. Il riflesso aumenta la rigidità del sistema timpano-ossiculare.

Deficit della parte recettoriale (timpano, catena degli ossicini, più l’orecchio medio), deficit dell’orecchio interno. Sono due tipi di deficit acustici che possono interessare la via trasmissiva o sensoriale. Il deficit trasmissivo possiamo averlo quando abbiamo OTITE MEDIA, oppure quando abbiamo rottura del timpano (traumi, otite stessa). Deficit neurosensoriale: è interessata la via acustica dall’orecchio interno in poi (patologie che interessano la coclea e le vie nervose), è quindi un deficit più grave. Ci sono dei test che possono essere utilizzati per discriminare i due deficit.Possono esserci deficit acustici che interessano la via area (deficit trasmissivo) e/o la via ossea (deficit neurosensoriale). Vedi i test di Weber e Rinne.Le prove di Weber e di Rinne consentono una diagnosi differenziale tra ipoacusia di tipo trasmissivo e neurosensoriale. Per questi test sono utilizzati diapason con frequenza di 256, 512, 1024 e 2048 Hz. Nel test di Weber si pone lo stelo di un diapason sulla linea mediana della testa del paziente, il quale deve indicare l'orecchio in cui il tono viene avvertito meglio. Un paziente con ipoacusia trasmissiva unilaterale lateralizza il tono nell'orecchio affetto, per ragioni ancora non chiare. Al contrario, un paziente con un'ipoacusia neurosensoriale unilaterale lateralizza il tono nell'orecchio normale, perché il diapason stimola in egual misura entrambi gli orecchi interni e il paziente percepisce lo stimolo con l'organo e il nervo più sensibili, cioè del lato sano.Il test di Rinne confronta l'udito per via aerea con quello per via ossea. Lo stelo del diapason vibrante viene appoggiato sul processo mastoideo (conduzione ossea), in seguito i rebbi del diapason ancora vibrante vengono avvicinati al padiglione auricolare (conduzione aerea) e al paziente viene chiesto di indicare quale stimolazione è stata percepita in maniera più forte. Normalmente lo stimolo risulta più intenso per conduzione aerea (CA) che ossea (CO), quindi la relazione è CA > CO. Nel caso di un'ipoacusia trasmissiva, questa relazione si inverte; lo stimolo per via ossea sarà percepito più forte rispetto allo stimolo per via aerea (CO > CA). Nel caso di un'ipoacusia neurosensoriale sia la percezione per via ossea che quella per via aerea sono ridotte, ma la relazione rimane la stessa come nell'udito normale (CA > CO).In condizioni normali si sente meglio per via aree che ossea.

Onde di compressione e rarefazione arrivano all’orecchio esterno vanno ad impattare il timpano, membrana elastica che inizia a vibrare. Staffa appoggia su membrana della finestra ovale: buco presente nell’osso che separa orecchio medio dall’interno. La vibrazione della membrana della finestra ovale fa oscillare liquidi all’interno della coclea, che è formata da tre rampe o scale: rampa vestibolare, media, timpanica. Vest e timpanica è presente perilinfa nella media invece endolinfa. Perilinfa nella scala

vestibolare viene fatta vibrare e oscillazione si trasmette alla scala timpanica, perché sono unite a livello dell’elicotrema. La vibrazione della perilinfa fa vibrare la scala media che è in mezzo. Quindi la protrusione della membrana della finestra ovale verso l’orecchio interno (causata dai movimenti della staffa) induce l’insorgenza di oscillazioni pressorie nei liquidi (perilinfa) della scala vestibolare e timpanica che, a loro volta, fanno oscillare la scala media, dove è localizzata la membrana basilare su cui appoggiano i recettori acustici. Al fine di avere le oscillazioni dei liquidi della scala vestibolare e timpanica (e quindi della membrana basilare) è fondamentale la presenza della finestra rotonda che si trova sotto la finestra ovale. La finestra rotonda ha sempre una membrana, e la fanno vibrare i movimenti della perilinfa. Questi saranno opposti rispetto a quelli della finestra ovale. Importante perché essendo i liquidi incompribili c’è bisogno del movimento affinché i liquidi si muovano e facciano muovere quello della scala media. Quando il suono passa dal timpano alla finestra ovale, c’è una dispersione dell’energia. Se non ci fossero sistemi che riequilibrano la perdita di energia non arriverebbe il suono. Infatti essendo cinque volte più piccola la membrana della finestra ovale viene colpita dalla stessa energia che colpisce il timpano, come se fossefocalizzata l’energia. Ossicini amplificano la trasmissione del segnale fungendo da leva. Trasmissione per via area avviene per frequenze sotto i 2000 HZ. Sopra si trasmette per via ossea, attraverso ossa della scatola cranica. Tuba eustachio, ruolo: equilibrare pressione tra orecchio medio e l’esterno. Recettori acusticiCellule cigliate esterne (13000) e interne (3500) localizzate sulla membrana basilare nella scala media (nell’organo di Corti), dotate di stereociglia che salgono a scala e si attaccano alla membrana tectoria. Innervazione afferente (fibre del nervo acustico) e efferente (dal nucleo olivare superiore).Le cellule cigliate interne sono i veri e propri recettori. Le cellule cigliate esterne svolgono una funzione di tipo modulatoria. Sono recettori del II tipo (vedi recettori vestibolari). Rec acustici essendo del secondo tipo sono in rapporto con assone del neurone sensitivo di primo tipo il cui corpo si trova nel nucleo di corti che si trova vicino alla coclea e contiene neuroni sensitivi primari che da una parte hanno contatti con cellule cigliate, e dall’altra il prolungamento centrale va alle strutture nervose superiori. MeccanocettoriTrasduzione meccanoelettrica del segnale acustico.-L’oscillazione della membrana basilare induce la flessione delle stereociglia unite da filamenti (tip links; vedi recettori vestibolari).

-Depolarizzazione/ripolarizzazione delle cellule cigliate (le variazioni del potenziale di membrana sono causate dai movimenti del K+ che è molto abbondante nell’endolinfa). Si tratterà di un potenziale di recettore.-Liberazione del neurotrasmettitore (GLU).-Insorgenza del potenziale d’azione negli assoni periferici dei neuroni sensitivi primari localizzati nel ganglio di Corti.-Propagazione dei pot. d’azione verso i centri superiori.

Trasduzione MeccanoelettricaL’oscillazione della membrana basilare induce la flessione delle stereociglia unite da filamenti (tip links; vedi recettori vestibolari).Depolarizzazione del recettore acustico (se le ciglia si piegano dalle più corte alle più lunghe) per aumentata apertura dei canali K+ che entra nella cellula perché è molto abbondante nell’endolinfa. Si tratta di un potenziale di recettore. La depolarizzazione fa aprire canali del calcio voltaggio dipendenti che determinano l’esocitosi del neurotrasmettitore. Lo ione K+ viene estruso dal lato basolaterale della cellula grazie all’apertura di canali del K+ Ca dipendenti. La ripolarizzazione causa la liberazione di NT che in questo caso è il GLU.

Caratteristiche elettrice: • Potenziale intracellulare= -60/-70 mV• Potenziale endococleare a riposo (differenza di potenziale tra esterno e interno dei

recettori acustici)= 150 mV (l’endolinfa ha 1 pot di 80 mV)• Risonanza elettrica: fluttuazione spontanea del pot. endococleare con frequenza

diversa nelle diverse zone della membrana basilare. La frequenza di oscillazione è sincronizzata con la risonanza meccanica (vedi dopo). Quindi l’interazione tra risonanza meccanica ed elettrica sintonizza il recettore su una data frequenza.Il potenziale microfonico cocleare= oscillazione del potenziale endococleare a riposo inrisposta all’applicazione di uno stimolo sonoro. E’ la somma dei potenziali di recettore dei recettori acustici. NON è la somma dei potenziali d’azione.Da non confondere con l’effetto microfonico (che si otteneva collegando la coclea di unanimale ad un altoparlante che riemetteva il suono applicato; l’effetto microfonico era la dimostrazione che l’orecchio effettua una trasduzione meccano elettrica del suono).Ganglio di corti: circa 30000 neuroni primari. Informano riguardo alla frequenza ed intensità del suono. Intensità a seconda della frequenza dei potenziali d’azione per fenomeni di sommazione di pot spaziale e temporali. Ogni cellula ciliata interna andrà a divergere su più neuroni del ganglio sensitivo del Corti (grande DIVERGENZA). In ogni neurone ci sarà una CONVERGENZA di recettori acustici. Il discorso è opposto per le cellule ciliate esterne: hanno grande CONVERGENZA sui neuroni. I neuroni hanno grande DIVERGENZA sulle cellule ciliate esterne. Il discorso è opposto se parliamo delle cellule cigliate esterne (13000-15000).

Discriminazione della frequenza sonora o tonotopicaL’orecchio umano è in grado di discriminare suoni con differenza di 1-3 Hz. Membrana basilare: non è uguale dalla base all’apice della coclea, alla base è stretta e rigida (come base si intende la parte della coclea che guarda verso l’orecchio medio), man mano che ci si allontana e si arriva all’apice: la membrana basilare diventa larga e flessibile. Quando applico un suono con una certa frequenza, questo mi porrà in vibrazione di TUTTA la membrana basilare, ma questa oscillazione avrà un massimo in zone diverse della membrana basilare a seconda della frequenza applicata. Se applico un suono di alta frequenza: avremo un massimo alla parte basale. Se applico un suonodi bassa frequenza: massimo all’apice.

Resa possibile da:-Caratteristiche della membrana basilare :Alla base è stretta e rigida (suoni acuti)All’apice è larga e flessibile (suoni gravi)

Quindi un suono farà vibrare tutta la membrana basilare (onda viaggiante), ma in particolar modo farà oscillare un punto specifico della membrana basilare a seconda della frequenza (TEORIA DELLA LOCALIZZAZIONE).- Caratteristiche meccaniche/elettriche dei recettori acustici1) Risonanza meccanica: i recettori della zona basale della membrana basilare sono più corti e con ciglia più rigide e spesse rispetto a quelli localizzati verso l’apice della membrana basilare che hanno ciglia più lunghe e sottili. I recettori della zona basale risponderanno meglio alle alte frequenze mentre quelli dell’apice alle basse frequenze 2) Risonanza elettrica: fluttuazione spontanea del pot. Endococleare (causata dai movimenti del potassio e del calcio) con frequenza diversa nelle diverse zone della membrana basilare. E’ sincronizzata con la risonanza meccanica e con le caratteristiche della membrana basilare:-Inibizione laterale (vedi sensibilità tattile). Il recettore acustico più stimolato inibirà lungo la via nervosa afferente le vie nervose vicine meno stimolate. -Ruolo delle efferenze dalla corteccia acustica (fascio olivo-cocleare: funzione inibitoriasia sulle cellule cigliate esterne che interne)-Ruolo delle cellule cigliate esterne (amplificazione della oscillazione della membrana basilare in relazione a una frequenza specifica). Sono dotate di ELETTROMOTILITÀ.

Caratteristiche della membrana basilareUn suono farà vibrare tutta la membrana basilare (onda viaggiante), ma in particolar modo farà oscillare un punto specifico della membrana basilare a seconda della frequenza (TEORIA DELLA LOCALIZZAZIONE). L’oscillazione della membrana basilare indotta da un suono assume l’aspetto di un’onda viaggiante, che parte dalla base dellacoclea e si dirige verso l’elicotrema, raggiungendo la sua massima ampiezza in corrispondenza della porzione della membrana basilare “accordata” sulla frequenza del suono applicato. Questo comportamento si spiega con le caratteristiche della membrana basilare che alla base è stretta e rigida e all’apice è larga e flessibile.

Elettromotilità delle Cellule Cigliate EsterneLe cellule cigliate esterne rispondono agli stimoli acustici contraendosi. Hanno un ruolomodulatorio. Anche queste cellule rispondono a frequenze caratteristiche a seconda della loro posizione sulla membrana basilare. La depolarizzazione le fa accorciare e la successiva ripolarizzazione le fa allungare. Le variazioni del potenziale di membrana vengono trasformate in variazioni della lunghezza della cellula.Dato che poggiano sulla membrana basilare e sulla membrana tectoria, ogni loro movimento induce un’amplificazione delle oscillazioni di tali membrane e quindi un’ulteriore attivazione delle cellule cigliate interne a loro vicine.L’attività meccanica delle cellule cigliate esterne produce, tra l’altro, delle oscillazioni che si propagano in maniera retrograda fino a raggiungere il timpano. Quando il timpano entra in oscillazione vengono prodotte le cosiddette “otoemissioni”,che negli ultimi anni sono state ampiamente utilizzate come metodo di screening.

Via Nervosa AfferenteI neuroni del ganglio di Corti (neuroni sensitivi primari; sono circa 30000*) inviano informazioni al SNC attraverso il nervo acustico relative a:-frequenza del suono: grazie alla rappresentazione e discriminazione tonotopica

-intensità: la frequenza di scarica dei neuroni è proporzionale all’intensità dello stimoloapplicato E’ presente nel ganglio di Corti una rappresentazione tonotopica della coclea.*Tra questi neuroni il 95% circa è in rapporto con le cellule cigliate interne. Ogni cellulacigliata interna è quindi in rapporto con più neuroni del ganglio di Corti. C’è quindi unanotevole divergenza delle cellule cigliate interne sul neurone sensitivo primario.Il restante 5% dei neuroni del ganglio di Corti è in rapporto con le cellule cigliate esterne. Più cellule cigliate esterne convergono sullo stesso neurone sensitivo primario. C’è quindi una notevole convergenza delle cellule cigliate esterne sul neurone sensitivo primario.

Vie Nervose CentraliDal ganglio del Corti verso:-Nuclei cocleari del ponte (antero-ventrale, postero-ventrale e dorsale) ipsilateraliOrganizzazione tonotopica, mantenuta a tutti i livelli. (la parte basale della membrana basilare proietta alle zone più profonde dei nuclei cocleari omolaterali e viceversa)-Nucleo olivare superiore (interazioni binaurali; importanza per la localizzazione della sorgente sonora)

• Mediale (localizzazione della sorgente sonora sulla base della differenza inter-aurale di tempo),

• Laterale (localizzazione della sorgente sonora sulla base della diversa intensità di arrivo del suono alle due orecchie).

- Nuclei del corpo trapezoide-Nuclei del lemnisco laterale-Collicolo inferiore (anche per riflessi acustici)-Corpo genicolato mediale-Corteccia uditiva primaria lobo temporaleEFFERENZE DALLA CORTECCIA UDITIVA AL NUCLEO OLIVARE SUPERIORE AI RECETTORIACUSTICI

Le cellule nervose delle vie superiori rispondono via via più specificamente a una data frequenza; alcune cellule rispondono solo all’inizio o alla fine dello stimolo, altre per tutta la durata dello stimolo; quasi tutte ricevono informazioni bilaterali. Esiste in ogni centro superiore una organizzazione tonotopica,

Corteccia UditivaGiro temporale superiore. Aree 41-42In ogni emisfero ci sono 3 aree acustiche “centrali”, A1, e due aree adiacenti (rostrale, R, e caudomediale, CM). Le aree A1 ed R ricevono afferenze da zone del talamo diverse da quelle che proiettano in CM (ci sono canali di collegamento paralleli). Connessioni callosali tra i due emisferi. Le afferenze arrivano ai neuroni del IV strato delle aree acustiche. Dai neuroni del V strato delle aree acustiche partono le efferenze (dirette al corpo genicolato mediale, collicolo inferiore, nucleo olivare superiore da cui partono fibre olivo-cocleari inibitorie dirette alle cellule cigliate interne e esterne) RUOLO DELLE AREE ACUSTICHE CENTRALI: riconoscimento dell’oggetto e localizzazione della sorgente sonora (SOPRATTUTTO L’AREA A1)RAPPRESENTAZIONE TONOTOPICA DI OGNI COCLEA IN CIASCUNA AREA (SOPRATTUTTOIN A1)Organizzazione colonnare di A1: colonne di sommazione (i neuroni sono eccitati da afferenze bilaterali) e colonne di soppressione (i neuroni sono eccitati dalle afferenze controlaterali e inibiti dalle afferenze ipsilaterali)

I neuroni di A1 sono importanti per la localizzazione della sorgente sonora che si basa sulla diversità di tempo e di intensità di arrivo degli stimoli acustici alle due orecchie.

Aree AssociativeRicevono afferenze acustiche non dà vie specifiche.Negli animali hanno un ruolo di riconoscimento dell’intensità dello stimolo sonoro Aree acustiche Iarie in animali: apprendimento legato a frequenze sonore. Nell’uomo la stimolazione di aree associative= memorie uditive.

PsicofisicaDeterminazione della soglia acustica: intensità minima che deve avere un suono per dare percezione (valutata con l’audiogramma)

• La soglia acustica varia con la frequenza; aumenta con l’età• Frequenza ottimale= 1000 Hz• La soglia differenziale relativa (I/I0) per un suono di 1000 Hz è= 1 dB• Ho percezione tattile e dolorifica se aumento l’intensità del suono• Con un suono di 1000 Hz per avere percezione di dolore devo avere 120 dB di

intensità

Audiogramma: curva che unisce le intensità che devono avere i suoni di varia frequenza per dare una percezione. Ha una forma grossomodo di campana rovesciata. 1000= suono base, di riferimento che deve avere l’intensità minima per avere una percezione. Infatti è il suono con intensità più bassa per dare percezione. Tutti gli altri suoni per dare percezione devono essere applicati con intensità maggiore. Soglia differenziale relativa: basta che il suono base di 1000 Hz aumenti di un decibel per

aumentare la percezione. Per tutti gli altri suoni dovrò aumentare l’intensità di più per avere la percezione. Se aumento l’intensità delsuono oltre certi valori avrò attivazione dei recettori tattili e dolorifici. Questa curva si sposta verso l’alto con l’età e con casi patologici. 1000Hz avrà soglia differenziale relativa più bassa: suono la cui variazione come intensità deve essere minore per percepirne la variazione, In questo caso si

parla di 1 dB. Zero valore standard, in questo caso si dice che essendo entrambe le curve più basse quindi il soggetto per sentire deve avere un aumento della intensità del suono. Si valuta su tutte le frequenze. Perché il deficit può essere diverso per frequenze diverse.

Audiometria: il soggetto ascolta suoni afrequenze diverse e si valuta sia la trasmissione aerea che ossea, in relazione a un valore standard. E’ importante vedere tutte le frequenze: perché un soggetto può avere un deficitper una frequenza ma non per un’altra. ISOFONE: curve che uniscono le intensità che devono avere suoni della stessa frequenza per dare percezione (che si misura in phon).

Localizzazione della sorgente sonoraEsperimento del suonatore di flautoApplicazione di scariche di un condensatore (click)

• Basata sull’audizione binauricolare (che inizia a partire dal nucleo olivare superiore in poi)

• Si basa su differenze nel tempo (latenza) di arrivo alle due orecchie dello stimolo sonoro. Max latenza percepibile= 10 µs

• Si basa su differenze di intensità dei suoni che arrivano alle due orecchie (parte del suono viene assorbito o riflesso dalla testa; quindi uno stimolo che arriva piùda un lato giunge un po’ più attenuato all’orecchio controlaterale)

Con frequenze basse conta di più la differenza di tempo di arrivoCon alte frequenze conta di più l’intensitàPiù efficace alle basse frequenze

18/04/2016Voce: deriva da vibrazione di strutture cordali a livello laringeo, ma non legata esclusivamente a questo ma anche ad un insieme di sistemi che si integrano tra di loro.Corde vocali hanno un epitelio di rivestimento di tipo squamoso, è epitelio respiratorio ma dà alle corde un aspetto biancastro. C’è una corneificazione dello strato superficiale. Nella voce intervengono anche l’apparato respiratorio e tutte le cavità di bocca e naso che danno il tono alla voce. Proprietà biomeccaniche delle corde vocali: devono avere particolare struttura, devono essere capaci di muoversi (altrimenti possono avere disfonia).Ci deve essere anche un corretto grado di umidificazione delle corde vocali, importante per un corretto funzionamento. Cover: vibra rispetto alle strutture sottostanti causando un movimento ondulatorio.

OCCHIOSTRUTTURA NEURORECETTORIALE: RETINA

MEZZI DIOTTRICI: CORNEA, CRISTALLINO, UMORE ACQUEO E VITREO. AVVOLTI DALLA SCLERA

• Cornea= trasparente, avascolare, potere diottrico= 41-45 diottrie. Nutrita dall’umore acqueo e dall’aria. Inumidita dalle lacrime (ruolo dell’ammiccamento). la cornea ->formata da tanti strati, è una struttura trasparente non vascolarizzata, l’ossigeno arriverà per diffusione dall’aria, vienenutrita anche dall’umor acqueo. Deve essere continuamente lubrificata, sennò abbiamo secchezza e ulcerazione. Vedi morbo di Basedow: esoftalmo, lagoftalmo, cioè paralisi della palpebra, anidrosi.

• Cristallino= struttura avascolare; formato dalla capsula + nucleo del cristallino. Trasparente ed elastico. Nutrito dall’umore acqueo. Mantenuto teso dalle fibre della zonula di Zinn (collegate al corpo ciliare). Potere diottrico= fino a 13-14 diottrie

• Umore acqueo= liquido trasparente prodotto dai processi cigliari del corpo cigliare della lamina corioidea della camera posteriore (la produzione avviene soprattutto con meccanismo attivo. Ruolo dell’anidrasi carbonica). Passaggio nella camera anteriore attraverso la pupilla e deflusso attraverso il canale di Schlemm.Funzioni: nutritizia, mantenimento della forma e volume oculare (PRESSIONE ENDOCULARE= 20 mmHg), sistema diottrico. Se aumenta la produzione di umore acqueo o si hanno problemi del deflusso compare il glaucoma (ad angoloaperto o chiuso). Anche l’umor acqueo partecipa al potere diottrico dell’occhio, mantiene il volume, la forma, la pressione endoculare (che è circa 20 mmHg). Perché è importante che la pressione endoculare non aumenti? Perché possono avere alterazioni della retina e del nervo ottico, per esempio nel glaucoma. Glaucoma può essere ad angolo aperto e ad angolo chiuso, in genere è legato ad alterazioni nel drenaggio dell’umor acqueo. Nel drenaggio gioca un ruolo importante il parasimpatico (farmaci: parasimpatico mimetici, favoriscono il deflusso dell’umor acqueo). Ci sono anche delle forme di glaucoma senza che cisia aumento della pressione endoculare.

• Umore vitreo= trasparente e gelatinoso. Localizzato nella camera vitrea. Contribuisce al potere diottrico dell’occhio

• Iride: organo muscolare (muscoli radiale e sfintere) con epitelio pigmentato.

IRIDESfintere dell’iride: COMPONENTE PARASIMPATICA (miosi)Radiale dell’iride: COMPONENTE ORTOSIMPATICA (midriasi) Zona cieca dell’occhio: non ci sono recettori, ma solo fibre nervose che escono.

OtticaL’occhio è un sistema ottico complesso.

• Lunghezza d’onda dello spettro visibile (λ)= 4000-7600 A• Frequenza=C/λ dove C= vel luce in un mezzo

Quando la luce passa da un mezzo a una certa densità (o dal vuoto) a un mezzo con densità diversa separati da una superficie piana viene rifratta e la velocità si riducen= indice di rifrazione (rapporto tra velocità della luce nel vuoto e in un mezzo trasparente) Per la legge di Snell: n=sen i/sen rQuando i due mezzi hanno densità diversan2/n1= sen i/sen r

Sistema ottico semplice (i due mezzi con indice di rifrazione diverso sono separati da una superficie sferica) e Sistema ottico complesso (più superficie sferiche separano più mezzi con indice di rifrazione diverso)SISTEMA OTTICO SEMPLICE• Luce che proviene da una sorgente remota (>

6 metri) Fuoco principale post e antIl fuoco principale posteriore (FPP) è il punto in cuiconvergono i raggi luminosi che provengono da distanza > 6 metri dopo la rifrazione. Esiste un solo FPP. Distanza focale: Dist tra fuoco principale posteriore e il centro della lente. Il fuoco principale anteriore è localizzato all’infinito. Le rette non convergono.

• Luce che proviene da una sorgente prossima(< 6 metri)

Fuoco coniugato post e ant Il fuoco coniugato posteriore (FCP) è il punto in cuiconvergono i raggi luminosi che provengono da distanza < 6 metri dopo la rifrazione. Esistono infiniti FCP. I FCP cadono sempre dietro l’FPP.

Distanza focale: Importante perché? Il potere diottrico di una lente che ha distanza focale di un metro: diottria. Diottrie sono diversamente correlate rispetto alla distanza focale. Diottria: 1/dist focale (in metri).

Diottria= potere di rifrazione di una lente con distanza focale* di 1 m.Il n° di diottrie è inversamente proporzionale alla distanza focale espressa in metri

Diottria= 1/F = 1/Fa (+ 1/Fp)* Distanza focale= distanza tra il FPP e il centro della lente

Se sorgente è ad una distanza di 6 m, raggi arrivano alla lente divergendo, vengono rifratti e poi convergono in un punto detto FCP: fuoco coniugato posteriore. Il FCP è spostato dietro rispetto al FPP. Esistono infiniti fuochi coniugati posteriori, perché le sorgenti luminose possono essere messe in infinite posizioni. Ogni FCP corrisponde ad FCA anteriore. Immagini possono essere reali o virtuali a seconda che si formino dalla stessa parte dell’osservatore o se si formano dalla parte opposta. Immagine reale, con lente convessa, oggetto localizzato molto oltre la distanza focale, e l’immagine si forma capovolta e rimpicciolita ed è una immagine reale. Se avvicino immagine al fuoco l’immagine virtuale capovolta è più grande. Quando l’oggetto si trova alla distanza focale non si forma immagine perchè i raggi sono paralleli. Se si trova a meno della distanza focale l’immagine che si forma è virtuale ed è più grande e dritta. Con lente concava ho immagine virtuale rimpicciolita e dritta.

L’occhio è un Sistema ottico complesso centrato (i centri di curvatura delle superficie sferiche si trovano sullo stesso asse) e abbiamo due tipi di rifrazione:• RIFRAZIONE STATICA: avviene passivamente, grazie ai mezzi diottrici dell’occhio.

No intervento attivo dell’occhio• RIFRAZIONE DINAMICA O ACCOMODAZIONE: intervento attivo dell’occhio (riflesso)

Rifrazione Statica: • Riguarda la visione di oggetti localizzati a distanza superiore a 6 metri (all’infinito)• Superfici di rifrazione: cornea, cristallino• In occhio emmetrope il FPP cade sulla retina; i FCP cadono dietro la retina

• L’occhio emmetrope vede bene con la sola rifrazione statica gli oggetti posti all’infinito.

• PUNTO REMOTO: punto che dà l’immagine sulla retina con la sola rifrazione statica.Nell’occhio emmetrope è all’infinito

Occhio emmetrope: I raggi luminosi che provengono dall’infinito arrivano all’occhio parallelamente. Dopo la rifrazione convergono nel FPP che cade sulla retina.Punto remoto: punto più lontano dall’occhio capace di formare immagini nitide con la sola rifrazione statica. Se sorgente è ad una distanza inferiore ai 6 metri. Dopo convergono in un punto che si chiama FCP. I raggi luminosi arrivano all’occhio divergendo. Dopo la rifrazione convergono nel FCP che cade dietro la retina. Per ogni fuoco coniugato anteriore esiste un fuoco coniugato posteriore posto più lontano dall’occhio quanto più è vicino il fuoco coniugato anteriore.Sempre dietro al FPP, quindi dietro la retina, quindi con la sola rifrazione statica non si vedono bene questi oggetti, quindi deve spostare FCP sulla retina attraverso la rifrazione dinamica, grazie all’accomodazione.

Accomodazione: • Riflesso che permette la visione di oggetti localizzati a distanza inferiore ai 6 metri• Riflesso che porta ad aumentare il potere di rifrazione, aumentare la curvatura e

ridurre il raggio di curvatura della superficie anteriore del cristallino (si dimostra con le immagini riflesse di Purkinje-Samson*; le uniche immagini riflesse che cambiano le dimensioni dopo l’accomodazione sono quelle causate dalla superficie anteriore del cristallino cosa che evidenzia che è la superficie anteriore del cristallino a intervenire nell’accomodazione)

ARCO NERVOSO RIFLESSO DELL’ACCOMODAZIONE-recettori: coni e bastoncelli-br. afferente: vie ottiche (nervo ottico, tratto ottico, radiazione ottica)-centro riflesso: corteccia visiva del lobo occipitale-br efferente: contenuta in fibre parasimpatiche del terzo paio dei nn. cranici (neuroni pregangliari nel ganglio di Edinger-Westphal e postgangliari nel ganglio ciliare)-effettore: muscolo ciliare (circolare)La contrazione del muscolo ciliare determina la de-tensione delle fibre del ligamento diZinn. In questo modo il cristallino aumenta la sua curvatura e riduce il raggio di curvatura e la distanza focale. Il muscolo ciliare quando è rilasciato fa si che il legamento dello zinn sia mantenuto in tensione, e quindi stira il cristallino. Durante l’accomodazione il muscolo ciliare si contrae-> l’incavo che prima era ampio si restringe-> le fibre del legamento di zinn si detengono-> il cristallino non viene più stirato e assume una forma più sferica (perché è dotato di fibre elastiche-> tende a portarsi alla sua condizione di equilibrio elastico). La superficie anteriore del cristallino si incurva di più e il suo raggio di curvatura si riduce. Riassunto: A riposo, quando il muscolo ciliare è rilasciato, il ligamento dello Zinn stira il cristallino. Quando il muscolociliare si contrae le fibre dello Zinn si rilasciano e il cristallino, essendo meno stirato, tende a portarsi alla sua posizione di equilibrio elastico.

Come varia la distanza focale? Si riduce. Cosa capita al FCP? Viene portato sulla retina.Quindi riusciamo a vedere gli oggetti posti a distanza inferiore ai sei metri. Aumenta il potere diottrico dell’occhio. Il FCP è spostato sulla retina* Una quota di raggi luminosi viene riflessa dalla cornea e dalla superficie anteriore e posteriore del cristallinoInizialmente si credeva che ad agire fosse cornea, ma in realtà è la superficie anterioredel cristallino che aumenta la sua curvatura e quindi il raggio di curvatura si riduce. Es distanza focale= 17. Potere diottrico di un occhio che guarda all’infinito? 1\distanza focale espressa in metri: 1\0.017, viene circa 59 diottrie. PUNTO PROSSIMO: punto più vicino all’occhio che forma l’immagine nitida con il massimo dell’accomodazione. Il punto prossimo di un neonato è circa 7 cm, e si allontana sempre di più. Il potere diottrico dell’occhio al massimo dell’accomodazione: 1\0.070 + 1\0.017= 73 diottrie. Al massimo l’occhio arriva a 73 diottrie. Da 59 a 73 diottrie? 14 diottrie, cioè quelle delcristallino. Si definisce ampiezza di accomodazione il passaggio da 59 a 73 diottrie. Ambito di accomodazione: distanza tra l’infinito e il punto prossimo (tra punto remoto e punto prossimo). L’ampiezza di accomodazione cambia quando il cristallino perde le fibre elastiche (capita nella PRESBIOPIA).

Occhio Miope• Più lungo del normale o con un

potere rifrattivo maggiore• FPP davanti alla retina• PUNTO REMOTO < 6 m• Esiste un FCA posto tanto più

vicino all’occhio quanto più è grave la miopia, in corrispondenzadel quale l’FCP cade sulla retina. In corrispondenza di questo puntoavrò visione nitida con la sola rifrazione statica

• PUNTO PROSSIMO: PIÙ VICINO• AMBITO DI ACCOMODAZIONE:

RIDOTTO• AMPIEZZA DI ACCOMODAZIONE:

NORMALE

A distanza infinita i raggi luminosi che arrivano paralleli vengono fatti convergere in unpunto che è il fuoco principale posteriore che cade davanti alla retina. Non vede bene da lontano. Se oggetto viene avvicinato all’occhio, l’oggetto ad un certo punto cadrà sulla retina. Il punto prossimo è più vicino all’occhio. Ma Ambito di accomodazione è ridotto. Ampiezza di accomodazione non cambia.

Occhio Ipermetrope• Più corto o con potere rifrattivo minore• Tutti i fuochi cadono dietro la retina• NO PUNTO REMOTO• PUNTO PROSSIMO: PIÙ LONTANO• AMBITO DI ACCOMODAZIONE?? Non se ne

può parlare• AMPIEZZA DI ACCOMODAZIONE=

NORMALE

A distanza infinita: non vedo bene, oggetto si forma dietro la retina, ancora peggio se è da vicino. Punto remoto: non c’è. Risolto con lente convessa.

Occhio Presbite • Perdita di elasticità delle fibre del cristallino e cristallino non è in grado di

accomodare• PUNTO PROSSIMO: più lontano• AMPIEZZA DI ACCOMODAZIONE: ridotta

All’accomodazione si accompagnano fenomeni di:

• Convergenza dei bulbi oculari: importante per avere visione unica e nitida dell’oggetto. Grazie alla convergenza dei bulbi oculari le immagini dell’oggetto si formano su parti corrispondenti delle due retine. I movimenti di convergenza sono movimenti disgiuntivi: occhi si muovono in direzioni opposte e serve a formare l’immagine dell’oggetto, altrimenti si ha immagine doppia detta anche diplopia.

• Miosi (costrizione pupillare): modifica la quantità di luce che entra nell’occhio, la profondità di campo e l’aberrazione sferica e cromatica.

ARCO NERVOSO RIFLESSO DELLA MIOSI-recettori: coni e bastoncelli-br. afferente: nervo ottico-centro riflesso: nuclei pretettali del mesencefalo-br efferente: fibre parasimpatiche (stessi neuroni pregangliari e postgangliari dell’accomodazione)-effettore: muscolo sfintere dell’iridePupilla di Argyll-Robertson: resta l’accomodazione e scompare la miosi (si osserva nel diabete e nella sifilide). Dimostra che i due riflessi sono integrati in centri diversi

Esiste miosi anche in corrispondenza dell’illuminazione: riflesso fotomotore. Riflessoche ha lo stesso arco nervoso della miosi che si accompagna all’accomodazione, ma evocato dall’illuminazione di un occhio (si verifica anche nell’altro occhio non illuminato= effetto fotico consensuale, questo indica che ad un certo punto c’è un incrociamento delle vie: incrocio di alcune fibre del nervo ottico a livello del chiasma e inoltre le vie di connessione tra nuclei pretettali e nuclei di Edinger-Westphal sono crociate). E’ una risposta fasica. Quindi:• Restringimento bilaterale della pupilla quando si proietta un fascio di luce di

sufficiente intensità in uno dei due occhi• L’intensità della contrazione pupillare ha la stessa ampiezza nei due occhi

• Questo riflesso è influenzato dall’età: nella prima infanzia o nell’età avanzata può essere meno intenso che nell’adolescenza e nell’età adulta

• La miosi indotta dalla stimolazione luminosa dei fotorecettori è sensibile all’entità della variazione dello stimolo fotico

Inoltre c’è una componente tonica: varia a seconda della luminosità: effetto fotico tonico. Cioè variazione del diametro pupillare col variare della luminosità ambientale. Al buio la pupilla è dilatata anche per azione inibitoria dell’ipotalamo posteriore sui neuroni pregangliari parasimpatici (il riflesso della miosi risulta in questo modo inibito al buio). Se il soggetto dorme si ha miosi.

Midriasi• Riflesso a branca efferente ortosimpatica che determina la dilatazione pupillare

(si attiva in situazioni di emergenza e stress).• Arco riflesso: retina-nervo ottico-ipotalamo-centro cilio-spinale anteriore-ganglio

cervicale superiore-muscolo radiale dell’iride (e muscolo di Muller). In realtà parlane non è giusto, perché essendo un riflesso che si attiva per emozioni è come se la parte iniziale non ci fosse, si parla partendo dall’ipotalamo che in condizioni diemozioni e stress si attiva e attiva via ortosimpatica efferente, che vede intervento di due neuroni diversi pregangliari: nel midollo spinale, nel centro cilio-spinale anteriore, parte di sostanza grigia intermedio laterale è presente nelle ultime vertebre cervicali e le prime toraciche. Neuroni postgangliari invece sono nei gangliparavertebrali, ganglio cervicale superiore. Da cui partono fibre dirette all’effettore che innervano il muscolo radiale dell’iride. Attiva via orto ma inibisce anche quella para.

• L’ipotalamo posteriore inibisce i neuroni pregangliari parasimpatici e attiva i neuroni pregangliari ortosimpatici del centro cilio-spinale anteriore che attivano i neuroni postgangliari ortosimpatici del ganglio cervicale sup. che innervano il muscolo radiale dell’iride (effettore)

Quindi La via efferente è mediata da 3 neuroni:1. Il primo (centrale) si trova nell’ipotalamo posteriore. Discende senza decussare

lungo il tronco encefalico e termina nel centro cilio-spinale (nel corno intermedio laterale del midollo spinale tra C8 e T2)

2. Il secondo (pregangliare) va dal centro cilio-spinale al ganglio cervicale superiore del collo. Durante questo tragitto è in stretta relazione con la pleura apicale

3. Il terzo (postgangliare) sale lungo l’arteria carotide interna ed entra nel seno cavernoso dove si unisce alla branca oftalmica del trigemino. Le fibre simpatiche raggiungono il dilatatore della pupilla attraverso nervi ciliari lunghi e, indirettamente, attraverso il ganglio ciliare e i nervi ciliari brevi. Alcune fibre si distribuiscono al muscolo di Muller

Possono esserci delle patologie a vari livelli che interferiscono con questo arco nervoso. Quindi ad esempio un soggetto con asimmetria nel grado di costrizione papillare: dalla parte della lesione la palpebra sarà abbassata, per influenza del para.

Paralisi oculosimpatica (sindrome di Claude-Bernard- Horner )• Espressione di una lesione a qualunque livello della via simpatica• CENTRALE (primo neurone): malattia del tronco encefalico (neoplastica, vascolare,

demielinizzante), siringomielia, sindrome midollare laterale (Wallenberg), tumori del midollo spinale, neuropatia autonomica diabetica

• PREGANGLIARE (secondo neurone): sindrome di Pancoast (tbc o adenocarcinoma dell’apice polmonare), patologia della succlavia, aneurismi/dissecazioni della carotide interna, lesioni a livello del collo (linfonodi, traumi, post-chirurgia)

• POSTGANGLIARE (terzo neurone): cefalea a grappolo, dissecazione carotide interna, tumore rinofaringeo, otite media, massa del seno cavernoso

È monolateraleCaratterizzata da:

• miosi (se c’è deficit del simpatico prevarrà il tono parasimpatico)• ptosi lieve e ipostenia del muscolo di Muller (componente liscia del muscolo

elevatore della palpebra)• enoftalmo in quanto il simpatico ha anche azione trofica sul grasso periorbitario

→ ipotrofia del grasso con retrazione del bulbo e riduzione della rima palpebrale

19/04/2016Movimenti oculari: regolati da muscolatura liscia.• Innervazione muscoli estrinseci: III, IV, VI paio nn cranici • I muscoli estrinseci hanno unità motorie piccole• I muscoli estrinseci hanno attività fasica e tonica (la componente tonica è

evidenziabile con la sezione di un tendine)• Attività fasica dei muscoli estrinseci: movimenti coniugati (movimenti saccadici e

lenti di inseguimento) e disgiuntivi (movimenti di convergenza bulbi oculari)• Movimenti volontari (area 8) e involontari (aree 17, 18, 19)

Movimenti oculari coniugati saccadici: • Volontari: si hanno quando entra un oggetto nel campo visivo. Movimento

volontario rapido di fissazione• Involontari: movimenti saccadici in miniatura. Quando si fissa un oggetto gli

occhi si muovono a destra e a sinistra rispetto a un punto di fissazione con velocità di 4 al sec (nistagmo fisiologico). I movimenti saccadici in miniatura permettono la visione nitida continua degli oggetti

I movimenti saccadici involontari fanno anche parte del nistagmo optocinetico, che è quello causato da stimolazione dei recettori retinici (quando c’è il campo visivo che si muove).

Movimenti oculari coniugati lenti di inseguimento:• Volontari: si hanno quando il soggetto segue con lo sguardo un oggetto che si

muove nel campo visivo• Involontari: nel nistagmo optocinetico

Nistagmo Optocinetico:Movimenti oculari lenti di inseguimento e rapidi saccadici che si osservano quando ruota il campo visivo.• Dato dalla stimolazione dei recettori retinici indotta dalla rotazione del campo

visivo. Serve a mantenere un punto di fissazione• Esperimento: cilindro rotante con strisce nere e bianche alternate. Si osservano

movimenti oculari lenti di inseguimento (si tende a fissare una linea) seguiti da movimenti rapidi saccadici (di ritorno a un nuovo punto di fissazione centrale)

• NON è presente al buio (a differenza del nistagmo vestibolare)• Coopera col riflesso vestibolare nel mantenere lo sguardo su un punto di fissazione

quando ruota la testa• Area di integrazione del nistagmo optocinetico: corteccia visiva (aree 17, 18 e 19)

RetinaSi trova nella parte posteriore dell’occhio, è formata da dieci strati. I coni e i bastoncelli si trovano nello strato più interno, al di sotto di questi troviamo l’epitelio pigmentato (pigmentato perché contiene melanina) che ha la funzione di ricircolo del pigmento visivo, cioè al buio risintetizza la rodopsina. Ha anche funzione di protezione:

impedisce che la luce si rifletta di nuovo sui recettori. Al di sotto dell’epitelio pigmentato troviamo la coroide (che nutre i coni e i bastoncelli). Lo strato più superficiale della retina è occupato dal nervo ottico, le cui fibre devono tornare indietro per i 10 strati per uscire dall’occhio, e raggiungere la zona cieca della retina. I bastoncelli sono più numerosi dei coni. I bastoncelli sono localizzati soprattutto nelle parti periferiche della retina, i coni invece soprattutto nella macula della retina (in particolare nella fovea). All’interno della fovea esiste una zona dove gli strati superficiali di retina sono spostati ai lati, dunque la luce arriva direttamente a colpire i coni, la zona di maggiore sensibilità della retina.

RecettoriConi e bastoncelliRecettori del III tipoAlta convergenza dei bastoncelli su cellule gangliari; bassa convergenza dei coni sulle cellule gangliariStimolo adeguato: stimolo luminoso (ha struttura discontinua; per ogni lunghezza d’onda esiste una quantità minima di energia, detta quanto o fotone, al di sotto della quale non si può andare. Il fotone= ν x h) STRUTTURA DEI RECETTORI VISIVI-Segmento esterno: contiene pigmenti visivi legati a proteine di membrana (ripiegata in dischi che ne aumentano la superficie). Il pigmento visivo è una sostanza che assorbe energia luminosa. Il pigmento visivo è foto labile, cioè la sua struttura si modifica quando assorbe energia. Il pigmento visivo è formato da una parte proteica (OPSINA) e da un’aldeide della vit. A (RETINALE). In carenza di vit. A si ha emeralopia (cecità notturna)Per i bastoncelli= rodopsina; per i coni= 3 tipi di pigmento (iodopsine; per il blu, il rosso e il verde. Si differenziano per la parte proteica). -Ciglio-Segmento interno (contiene gli organuli)-Terminazione sinaptica (che contiene il neurotrasmettitore: GLUTAMMATO)

Ci sono più bastoncelli (120 milioni, 130) mentre i coni sono 6 milioni. I bastoncelli si trovano soprattutto nelle parti periferiche della retina, i coni si trovano invece nella macula. In particolare nella fovea che fa parte della macula, zona a più alta densità di coni in tutta la retina. Esiste zona dove gli strati superficiali di retina sono spostati ai lati, e quindi la luce arriva a colpire direttamente i coni, è quindi la zona di maggiore sensibilità della retina.

Coni:6.5 milioni, si trovano nella Fovea centrale soprattutto. Responsabili della VISIONE FOTOPICA (diurna e dei colori). CARATTERISTICHE DELLA VISIONE FOTOPICA• Alta discriminazione e risoluzione temporale. Perché c’è poca convergenza sulle

cellule a monte (cellule gangliari) e alta velocità di risposta• Bassa sensibilità. Rispondono a luminosità ambientale* compresa tra 102-106

LUX (1 LUX corrisponde a 1 lumen su un'area di 1 m2. Il lumen equivale al flusso luminoso rilevabile in un angolo solido emesso da una sorgente isotropica con intensità luminosa di 1 candela). Perché hanno bassa sensibilità? Contengono meno pigmento e amplificano poco il segnale perché non c’è sommazione spaziale (occorre alto tanto assorbimento di fotoni per avere una stimolazione). Inoltre in queste condizioni di luminosità ambientale il sistema dei bastoncelli è inibito dai coni stessi

• Contengono tre tipi di pigmento per i tre colori fondamentali (tre opsine diverse)

*Ambito di luminosità ambientale cui sono sensibili i recettori visivi è compreso tra 10-5

e 10 6 LUX

Bastoncelli:

125 milioni, si trovano soprattutto nelle parti periferiche della retina. Responsabili dellaVISIONE SCOTOPICA (crepuscolare e in bianco e nero). CARATTERISTICHE DELLA VISIONE SCOTOPICA:• Bassa discriminazione e risoluzione temporale. Perché c’è alta convergenza sulle

cellule a monte (possibilità di sommare i PPSE, ma ridotta discriminazione). • Alta sensibilità. Rispondono a luminosità ambientale compresa tra 10-2-10-5 LUX.

Perché? Per la convergenza sulle cellule gangliari (quindi per la sommazione spaziale dei PPSE), per più alto contenuto di pigmento e maggiore capacità di amplificare il segnale.

• Pigmento dei bastoncelli: rodopsina (opsina + retinale).

Meccanismo della VisioneSEGMENTO ESTERNO: CANALI DEL NA, IN QUELLO INTERNO IN INVECE POTASSIO. Potassio: sempre aperti e quindi K esce, sodio possono essere aperti o chiusi a seconda di cGMP. Se è alto canali sodio sono aperti e quindi il sodio entra. Contemporaneamente il potassio esce e prevale l’ingresso del sodio, quindi il pot di membrana sarà meno negativo. Questo avviene al buio: Corrente al buio.La luce colpisce il retinale che da 11 cis si trasforma in tutto trans (la rodopsina diventa pre-lumirodopsina) Trasformazioni successive che portano al distacco della opsina dal retinale.N.B. solo la prima reazione è scatenata dalla luce. Tutte le altre reazioni sono di naturatermicaIl retinale tutto trans viene ritrasformato in 11 cis dall’epitelio pigmentato e utilizzato per la re-sintesi di nuovo pigmento al buioEventi successivi:-riduzione dei livelli di cGMP intracellulare dei recettori (per attivazione di una fosfodiesterasi da parte della trasducina)-variazione del potenziale di membrana dei recettori: iperpolarizzazione (per chiusura dei canali del Na+ del segmento esterno e contemporanea uscita di K+ dal segmento interno).-riduzione del rilascio di GLUTAMMATON.B. al buio ci sono alti livelli di cGMP intracellulare. Questo determina l’apertura dei canali del Na+ del segmento esterno con depolarizzazione del recettore (CORRENTE AL BUIO). Si ha un flusso di corrente, detta corrente al buio, tra segmento esterno e interno legato all’ingresso di Na+ nel segmento esterno e uscita di K+ dal segmento interno. La luce determina la riduzione dei livelli di cGMP e la conseguente chiusura dei canali del Na+, mentre quelli del K+ restano aperti. Il recettore visivo si iperpolarizza Il pot. membrana dei recettori al buio è di -40 mV (NON -60 mV!!!!!). Ho alta liberazione di GLUTAMMATO al buio.

Glu agisce con duplice effetto a seconda della cellula bipolare, a seconda del recettorea cui si lega. Alcune vengono stimolate, altre inibite. Le off attivano, le on invece sono inibite dal glu. Al buio sono attivate le bipolari off, alla luce le on. Queste a loro volta liberano più o meno glu che agisce su cellule gangliari che saranno anche loro di tipo on e off. LO STIMOLO LUMINOSO DETERMINERA’ QUINDI L’ATTIVAZIONE DELLE CELLULE BIPOLARI ON E L’INIBIZIONE DELLE CELLULE BIPOLARI OFF.

Cellule Gangliari

Neuroni sensitivi primari. Originano le fibre del nervo ottico che esce dall’occhio attraverso la papilla del nervo ottico. Rispondono alla luce variando la frequenza di scarica dei pot. d’azione. SONO DOTATE DI ATTIVITÀ ELETTRICA TONICA E FASICA:-ATTIVITA’ ELETTRICA TONICA (SCARICA DELL’OSCURITÀ= alta frequenza di scarica di potenziali d’azione delle cellule gangliari al buio che si riduce all’aumentare della luminosità ambientale. E’ correlata alla CORRENTE AL BUIO, cioè all’elevato rilascio di GLU da parte dei recettori visivi che si ha al buio).-ATTIVITÀ ELETTRICA FASICA (Serve a evidenziare i contrasti di luminosità, le differenzedi illuminazione. E’ fondamentale per la visione degli oggetti. Evidenziata utilizzando come stimolo il puntino luminoso). Per parlare dell’attività fasica occorre parlare dei campi recettivi delle cellule gangliari.Campo recettivo di una cellula gangliare= zona di retina, cioè l’insieme di recettori retinici, la cui stimolazione luminosa determina una variazione dell’attività elettrica della cellula gangliare. Il campo recettivo delle cellule gangliari:-Ha forma circolare, con due zone concentriche-Antagonismo centro-periferia delle due zone concentriche

Sulla base del campo recettivo si distinguono:

• Cell. gangliari a centro-on= hanno bassa attività di scarica al buio. Attivate quando la luce colpisce l’area centrale del campo recettivo (solo al momento dell’applicazione dello stimolo). Inibite quando la luce colpisce l’area periferica del campo recettivo (solo al momento dell’applicazione dello stimolo). Segnalano un aumento rapido dell’intensità della luce. In rapporto con cellule bipolari a centro-on. Il campo recettivo ha forma circolare con due zone concentriche. Se applico stimolo nella parte centrale del campo recettivo, la cellula gangliare risponde con alta frequenza di potenziali di azione. Stimolata da stimolo luminoso che colpisce area centrale del campo recettivo. Nel tempo cellula gangliare non risulta più stimolata. Se stimolo viene applicato nella zona periferica ho inibizione e torna a rispondere quando si toglie lo stimolo, sono tutte risposte fasiche.

• Cell. gangliari a centro-off= Inibite quando la luce colpisce l’area centrale delcampo recettivo (solo al momento dell’applicazione). Attivate quando la luce colpisce l’area periferica del campo recettivo. Segnalano una rapida riduzione della luminosità. Eccitate quando si spegne la luce. In rapporto con cellule bipolari centro-off

• Cell. gangliari a centro on o a centro off con una zona on-off: Sono cellule gangliari a centro on o a centro off, e in più tra l’area centrale e l’area periferica del campo recettivo esiste una zona on-off tale per cui la cellula gangliare viene stimolata sia quando lo stimolo luminoso colpisce tale area sia quando viene rimosso.

Ruolo dei movimenti saccadici in miniatura: fanno sì che i campi recettivi si trovino alternativamente in zone illuminate e non illuminate. Ho la visione continua dell’oggetto. Se si bloccano i movimenti saccadici si vede in modo nitido per un attimoe poi la visione si affievolisce fino a scomparire

Cellule Orizzontali• Concorrono alla TRASMISSIONE ORIZZONTALE del segnale visivo• Al buio sono depolarizzate per contatto sinaptico coi recettori visivi e inibiscono

i recettori visivi posti ai lati• Lo stimolo luminoso applicato in un punto della retina iperpolarizza i recettori

visivi che iperpolarizzano le cellule orizzontali ad essi collegati. Conseguenza: le cellule orizzontali smettono di inibire i recettori visivi posti ai lati della zona illuminata producendo in essi l’effetto opposto che si osserva nel punto di applicazione della luce

Concorrono quindi a definire l’antagonismo centro-periferia dei campi recettivi

Cellule GangliariLe cellule gangliari si distinguono in -cellule M

Molto grosse ed arborizzate. Hanno grandi campi recettivi con antagonismo centro/periferia (a centro one a centro off). Analizzano le caratteristiche globali degli stimoli (forma) e del movimento-cellule P (in figura)Piccole, più numerose. Hanno piccoli campi recettivi con antagonismo centro/periferia (a centro on e centrooff). Distinguono i colori ed i dettagli delle informazionivisive. Potremo avere:• Cellule gangliari a opponenza cromatica semplice

(ANTAGONISMO SEMPLICE VERDE-ROSSO). Ci saranno cellule gangliari stimolate dal verde (o dal rosso) applicato nell’area centrale del campo recettivo e inibite dal rosso (o dal verde) applicato nell’area periferica e cellule gangliari in cui capita ilcontrario

• Cellule gangliari concentriche a largo spettro (ANTAGONISMO BASATO SULLA COPPIA VERDE+ROSSO). Ci saranno cellule gangliari stimolate dalla coppia V-R applicato nell’area centrale del campo recettivo e inibite se la coppia V-R è applicato nell’area periferica e viceversa

• Cellule gangliari co-estensive a opponenza cromatica semplice (non hanno aree attivatorie ed inibitorie definite). ANTAGONISMO TRA BLU E COPPIA VERDE+ROSSO

-cellule nè P nè MPer intensità globale dell’illuminazione

21/04/16Vie visiveCellule gangliari-nervo ottico-chiasma ottico (incrociamento delle fibre dell’emiretina nasale)-tratto ottico-corpo genicolato laterale-corteccia visiva (17, 18, 19)ALTRE AREE-area pretettale mesencefalica (per la miosi)-ipotalamo (per la midriasi)

Corpo GenicolatoTratto ottico finisce nel corpo genicolato del talamo. Neuroni talamici hanno recettori con forma circolare e due aree concentriche. Il corpo genicolato laterale di un lato riceve le info del campo visivo del Lato opposto. Elabora le informazioni visive provenienti, attraverso il tratto ottico, dalla emiretina temporale omolaterale e nasale controlaterale. Rappresentazione visuotopica della parte controlaterale del campo visivo. La fovea (zona della retina con la più alta densità recettoriale) ha rappresentazione maggiore. Possiamo distinguere->NEURONI MAGNOCELLILARI: ricevono informazioni dalle cellule M, NEURONI PARVOCELLULARI: ricevono informazioni dalle cellule P. il corpo genicolato laterale riceve informazioni anche da altre aree del tronco dell’encefalo e della corteccia. Le fibre del corpo genicolato laterale si dispongono alternativamente una sopra all’altra. Da qui parte la radiazione ottica che finisce della corteccia visiva. Riceve informazioni anche dal tronco dell’encefalo e dalla corteccia.Organizzato in 6 strati

-2 strati magnocellulari (M)Ricevono afferenze dalle cellule gangliari MEffettuano l’analisi del movimento e della forma-4 strati parvicellulari (P)Ricevono afferenze dalle cellule gangliari PEffettuano l’analisi fine e la visione dei coloriNei 6 strati arrivano alternativamente fibre dirette (2, 3 e 5) e crociate (1,4,6)I campi recettivi delle cellule del corpo genicolato lat. sono concentrici con due zone concentriche e organizzati con l’antagonismo centro-periferia (cellule a centro-on e a centro-off).

CORTECCIA VISIVA PRIMARIA (STRIATA)- V1Area 17 Brodmann, nel lobo occipitaleRiceve informazioni dalla parte controlaterale del campo visivo.Organizzata in 6 strati (I-VI). Le afferenze arrivano al IV strato (soprattutto le informazioni relative a forma, movimento, orientamento, margini di contrasto; via M) eal II e III strato (soprattutto le informazioni relative a colori; via P)Nel IV strato si trovano cellule piramidali (eccitatorie; neuroni di proiezione) e non piramidali (spinose, eccitatorie e lisce, inibitorie; interneuroni)Le fibre della radiazione ottica che arrivano al IV strato contraggono sinapsi con le cellule spinose che stabiliscono contatti con in neuroni piramidali dell’area 17 che invieranno efferenze anche dirette alle altre aree visive (18 e 19). Verranno anche attivati circuiti locali inibitori.Le fibre della radiazione ottica che arrivano al II e III strato contraggono sinapsi con i blob e i neuroni interblob.Da corteccia visiva Iaria partono efferenze dirette a cortecce peristriate: area 18 (V2, V3 ) area 19 (V4 e V5 o MT).

Neuroni della Corteccia VisivaIdentificati utilizzando come stimolo il segmento luminoso1) NEURONI SEMPLICINello strato IVB, II e III (interblob) di V1. Hanno campi recettivi di forma rettangolare (con aree on off distinte) Attivati da orientamento del segmento luminoso (c’è un orientamento proiettato al centro del campo recettivo che le attiva max e uno a 90° che le inibisce). Disposti in colonne (colonne di orientamento)2) NEURONI COMPLESSINello strato IVB, II e III (interblob) di V1. Hanno campi recettivi più grandi senza aree eccitatorie ed inibitorie definite.Sono sensibili alla direzione del movimento del segmento luminoso oltre che all’orientamento del segmento luminoso. Localizzati nelle stesse colonne dei neuroni semplici3) NEURONI IPERCOMPLESSINella corteccia peristriata (V2) Sono sensibili alle dimensioni del segmento luminoso oltre all’orientamento e alla direzione del movimento.4) BLOB: accumuli di cellule cilindriche localizzate nel II e III strato di V1. Servono al riconoscimento dei colori. Hanno campi recettivi concentrici con antagonismo centro periferia a opponenza cromatica doppia (la stessa lunghezza d’onda li eccita al centro e li inibisce alla periferia, mentre un’altra lunghezza d’onda ha effetti opposti).

Campi Recettivi dei neuroni ad Opponenza Cromatica Doppia localizzati nei Blob

I neuroni stimolati dal verde applicato nell’area centrale del campo recettivo sono inibiti dal rosso applicato nell’area centrale. Nell’area periferica capita il contrario.

I neuroni stimolati dal rosso applicato nell’area centrale del campo recettivo sono inibiti dal verde nell’area centrale e viceversa nell’area periferica.I neuroni stimolati dal blu applicato nell’area centrale del campo recettivo sono inibiti dalla coppia V-R applicata o nell’area centrale. Nell’area periferica capita il contrario.I neuroni inibiti dal blu applicato nell’area centrale del campo recettivo sono stimolati dalla coppia V-R applicata o nell’area centrale. Nell’area periferica capita il contrario.

I neuroni della corteccia visiva sono organizzati in colonne• Colonne di orientamento= contengono neuroni semplici con lo stesso asse di

orientamento. Anche presenti neuroni complessi. Tra una colonna e l’altra l’asse di orientamento si sposta di 10°

• Colonne di dominanza oculare= ricevono l’informazione da uno o l’altro dei due occhi; servono per la percezione della profondità. Anche neuroni binoculari. Per la visione unica dell’oggetto

• Blob= accumuli di cellule cilindriche localizzate tra una colonna di orientamento e l’altra localizzate nel II e III strato. Servono al riconoscimento dei colori

IPERCOLONNA= modulo elementare di analisi della informazione visiva. Comprende le colonne di orientamento, i blob e le colonne di dominanza oculare.Le informazioni visive seguono canali paralleli e diversi a partire dalla retina fino alla corteccia. La via M trasporta le informazioni sul movimento e sulle caratteristiche generali degli stimoli. Retina-corpo genicolato- V1 ( IV strato)-V2-V3- V5- corteccia mediotemporale superiore, parietale (movimento).La via P trasporta le informazioni sul colore, sulle caratteristiche specifiche degli stimoli. Retina-corpo genicolato V1 ( II e III Strato= blob e interblob)- V2-V4 Corteccia inferotemporale (forme e colori).

Scimmia: hanno fatto vedere a una scimmia un pupazzo con forma di scimmia, poi hanno tolto pupazzo e hanno fatto vedere disegni che toglievano alcuni particolari del volto del pupazzo. Il massimo si ha con disegno stilizzato della faccia, necessito di tutte le info affinché funzioni bene. Lobo parietale: area 5 e 7, davano un significato alla percezione. Lesione all’area 5 emisomato agnosia: soggetto si comporta come se la parte controlaterale del corpo

non ci fosse. Dal punto di vista visivo causa eminegligenza del campo visivo opposto, quindi la stessa cosa.

PsicofisicaSoglia di eccitamento dei bastoncelli: 1 fotoneSoglia percettiva: richiede l’attivazione di 5-15 bastoncelli (quindi ho bisogno di 5-15 fotoni per avere percezione!!). In realtà la soglia percettiva è ancora più alta (almeno 50 fotoni devono colpire i bastoncelli).

Diagramma di sensibilità spettrale per coni e bastoncelli Per ogni lunghezza d’onda misuro la sensibilità o assorbanza (inverso della soglia) dei recettori. Misurola soglia che deve superarelo stimolo luminoso per eccitare i recettori. Uso lucimonocromatiche. Vediamo 4 curve che corrispondono al diagramma di sensibilità spettrale dei 3 tipi di coni edei bastoncelli. ASSORBANZA: quantità di energia assorbita, che dipende dalla lunghezza

d’onda e dal tipo di recettore visivo. I bastoncelli assorbono più energia per valori di lunghezze d’onda di circa 500 nm. Una lunghezza di 500 nm è quella che andrà a stimolare più facilmente i bastoncelli. A 600 nm l’assorbanza è minima, i bastoncelli infatti sono ciechi per il rosso. Perché? Perché la rodopsina è rossa, quindi riflettono la lunghezza d’onda del rosso. Per i coni abbiamo 3 diagrammi spettrali: uno che ha il massimo dell’assorbimento per la luce blu, uno il verde e l’altro il rosso. Quindi nel diagramma di sensibilità spettrale vado a misurare la SOGLIA di stimolazione dei recettori visivi. Al posto dell’assorbanza possonomettere la sensibilità (sulle ordinate). Parlareinfatti di assorbanza e sensibilità è la stessa cosa:sono infatti più sensibili a una certa soglia perchéin corrispondenza di quella lunghezza d’ondaassorbono più energia. Oppure possono metterela soglia: in questo caso la curva sarà invertita. Lasoglia dei coni in generale è più alta deibastoncelli, infatti hanno bassa sensibilità e sonotipici della visione diurna. PER I BASTONCELLI: max di sensibilità= con unaluce di 5000 A; minimo di sensibilità= lucecorrispondente al rosso. PER I CONI: Ho tre curvecon picco corrispondente al blu, verde e rosso

Adattamento dei Recettori Visivi

Sistema che permette di regolare la sensibilità del sistema visivo alle variazioni della luminosità ambientale. Spiega la costanza della percezione al variare dell’intensità dello stimolo luminoso. E’ legato a variazioni dell’eccitabilità dei recettori (?).

• Adattamento alla luce= riduzione dell’eccitabilità dei recettori (o meglio del sistema visivo) all’aumentare dell’intensità di illuminazione. Rapido (20-45 s). CAUSA= blocco del segnale esercitato da opsina a valle dei recettori (lungo le vie nervose).

• Adattamento al buio o all’oscurità= aumento dell’eccitabilità dei recettori (o meglio del sistema visivo) alla riduzione dell’intensità di illuminazione. Lento. CAUSA= rimozione della opsina (no inibizione della trasmissione del segnale lungo le vie nervose). E’ il contrario. Al soggetto al buio si applica una luce: ascisse-> tempo. Ordinate-> intensità soglia. La luce che applico potrà essere di diversa intensità, all’inizio quale intensità è in grado di stimolare la vista? L’intensità MASSIMA, quindi l’eccitabilità del sistema visivo è vicina a zero. Progressivamente l’eccitabilità aumenta (l’opsina non è più libera, comincia ad essere impacchettata a rodopsina), l’intensità soglia diventa sempre più bassa, questo mi dice che il sistema visivo si sta adattando. L’adattamento avviene in due fasi: fase iniziale rapida-> ADATTAMENTE DEI CONI. i bastoncelli invece si adattano molto lentamente. Ma come faccio a dimostrarlo? Possono usare una luce monocromaticaROSSA: con una luce rossa io vedo solo la prima parte del grafico, perché i bastoncelli sono ciechi al rosso, quindi so che sto sperimentando solo l’adattamento dei coni. Oppure: possono indirizzare la luce monocromatica sulla fovea. L’adattamento all’oscurità richiede 20-25 minuti.

Visione dei ColoriSPETTRO VISIBILE: TRA 400 E 700 nm, Colori fondamentali: blu, verde e rosso. Tre coni con tre pigmenti diversi (B, V, R). Ciascun pigmento assorbe energia luminosa per diverse lunghezze d’onda dello stimolo luminoso; il massimo di assorbimento lo si ha, tuttavia, in corrispondenza della sua lunghezza d’onda specifica (ciò vuol dire che ognicono può assorbire lunghezze d’onda diverse dalla sua specifica ma con minor assorbimento di energia; l’assorbanza massima corrisponde alla sua lunghezza d’ondacaratteristica).La visione dei colori richiede il confronto tra l’attività di coni diversi. Quindi se ho un solo tipo di cono non posso avere la visione dei colori. Ci vogliono almeno due tipi diversi di coni!Per la visione dei colori vale la TEORIA DELL’OPPONENZA CROMATICA. La visione dei colori nasce dal confronto tra tre tipi di coni diversi per i tre colori fondamentali che si distribuiscono in coppie di colori antagonisti tra di loro: verde-rosso, giallo-blu.

Ci potranno essere pazienti monocromatici, dicromatici e tricromatici anormali a seconda della presenza di 1 o 2 coni normalmente funzionanti o di 3 coni funzionanti in maniera anomala. La percezione di bianco nasce dalla mescolanza di coppie di colori complementari. Questo indica che l’occhio è incapace di compiere un’analisi fine delle frequenze.La percezione visiva è sintetica piuttosto che analitica: una luce rossa ed una luce verde che colpiscono insieme lo stesso punto avranno come percezione il giallo. Questo significa che l’informazione sulla lunghezza d’onda viene persa. Al suo posto rimane la misurazione dell’eccitazione suscitata, proporzionale sia all’intensità della luce incidente sia alla sensibilità del recettore in quella particolare zona.

Retina e Corpo Genicolato Laterale:Cellule a opponenza cromatica semplice: sono cellule P, hanno campi recettivi concentrici con antagonismo centro-periferia V-R.Cellule concentriche a largo spettro: campo recettivo concentrico con antagonismo centro-periferia di coppie di colori (V e R). Cellule coestensive a opponenza semplice: No campo recettivo differenziato. Ricevono afferenze dai coni B antagonizzate da V ed R insieme.

Corteccia Visiva: Le cellule deputate alla visione dei colori sono CELLULE A OPPONENZA CROMATICA DOPPIA (BLOB) localizzate nel II e III strato. Hanno campi recettivi concentrici con antagonismo centro-periferia (V-R oppure blu-giallo) tale per cui ogni colore agisce in modo opposto al centro e alla periferia del campo recettivo.

Soglie Psicofisiche Acuità visiva= min distanza che devono avere, sulla retina, 2 immagini di 2 sorgenti luminose per avere la percezione di 2 sorgenti luminose. Si considera l’angolo che sottende le due sorgenti luminose, che è detto ANGOLO VISIVO MINIMO= angolo che sottende le 2 sorgenti luminose. L’acuità visiva è maggiore nella fovea. Nella fovea l’angolo visivo minimo è di 1 minuto primo (massimo dell’acuità visiva). In questa condizione sulla fovea i due punti luminosi delle due immagini occupano due coni separati da un cono non eccitato. L’acuità visiva viene valutata mediante il riconoscimento degli ottotipi.Minimo visibile. Il più piccolo angolo visivo entro il quale l’occhio distingue o meno a presenza di un oggetto. Esperimento: Si allontana dal soggetto un foglio bianco su cui è disegnata una riga nera fino a che il soggetto non è più in grado di vedere la riga nera. A questo punto si riavvicina il foglio al soggetto fino a che dice di vedere la riga nera di nuovo; a questo punto si misura quindi l’angolo visivo che sottende l’immaginedella riga nera e che corrisponde al minimo visibile. Il minimo visibile è pari a 0,5 sec (sulla fovea viene occupato 1/60 della superficie di un cono).

Aspetti Spaziali della VisioneL’intensità di percezione dipende da ciò che circonda l’oggetto e quindi dipende dalle condizioni della retina circostanti le zone dove si forma l’immagine. Percezione vera di nero si ha solo su fondo bianco e viceversa (vedi dimostrazione di Hering: La percezione dipende da ciò che circonda l’oggetto). Reso possibile dai neuroni centro-on e centro-off della retina e dai movimenti saccadici in miniatura.

Aspetti temporali della VisioneImmagini postume positive: queste si possono sommare tra di loro. Immagini postume negativo: dipende dalle condizioni della retina dove si forma l’immagine. Esiste una latenza tra momento di applicazione dello stimolo e inizio della percezione e tra il momento di cessazione dello stimolo e fine della percezione. Applicando uno stimolo infatti, la percezione inizia dopo un certo periodo di tempo e al termine dell’applicazione dello stimolo sulla retina l’immagine non scompare subito ma resta per un po’ di tempo (l’immagine che resta per un po’ è detta immagine postuma positiva). Scegliendo bene la frequenza di invio degli stimoli (frequenza critica di fusione) è possibile ottenere la sommazione delle singole immagini postume positive. Nella fovea la frequenza critica di fusione raggiunge il max (si avrà la sommazione perfetta delle singole immagini postume positive).Esistono anche le immagini postume negative. Esperimento. La percezione dipende anche dalle condizioni della retina sui cui si forma l’immagine. Se un soggetto fissa per un certo periodo un disco rosso, si ha la stimolazione

soprattutto dei coni per il rosso; se il soggetto sposta lo sguardo su un foglio bianco il soggetto avrà la percezione di verde. Infatti il bianco riflette tutte le lunghezze d’onda che stimoleranno tutti i tipi di coni tranne quelli del rosso, la cui eccitabilità è la minore. Sarà invece maggiormente stimolato il cono per il verde che è il colore complementare del rosso, per cui il soggetto avrà la percezione di verde sul foglio bianco (immagine postuma negativa).

Campo VisivoParte dell’ambiente esterno che può essere visto dall’occhio in assenza di movimenti della testa. Si misura col perimetro. In ogni campo visivo di ognuno dei due occhi c’è una zona monoculare (semilune temporali), che forma l’immagine solo su quell’occhio,e una zona binoculare che forma le immagini sui due occhi (con sovrapposizione dei due campi visivi). La zona binoculare è fondamentale per avere la visione stereoscopica e per la fusione perfetta delle due immagini dell’oggetto. Le immagini che si formano sulle due retina che provengono da zone binoculari si formano su parti corrispondenti, se questo non funziona evidenziamo diplopia (la corteccia tende a sopprimere l’immagine che proviene dall’occhio malato, quindi si tappa l’occhio strabico). La fusione delle immagini si ha nei neuroni binoculari localizzati nella corteccia visiva

27/04/2016

Funzioni IntegrativeFunzioni in cui i centri nervosi regolano popolazioni diverse di neuroni. I centri nervosi regolatori sono localizzati nell’ipotalamo. Nelle funzioni integrative c’è una risposta fisiologica e una risposta comportamentale.Esempi di funzioni integrative: termoregolazione, controllo dell’assunzione del cibo, controllo dell’attività sessuale, controllo dell’osmolarità dei liquidi corporei, reazioni di difesa/offesa.

TermoregolazioneLa costanza della temperatura negli organismi omeotermi dipende dalla produzione (termogenesi) e dal consumo di calore (termodispersione). La termogenesi può avvenire con brivido o senza brivido. La termogenesi con brivido consegue alla contrazione involontaria dei muscoli scheletrici. La termogenesi senza brivido è in rapporto alle reazioni metaboliche dell’organismo e all’effetto di alcuni ormoni, come l’adrenalina e gli ormoni tiroidei, che hanno effetto calorigeno.La termogenesi può aumentare in ambiente freddo e contribuire alla difesa contro il freddo, ma non contribuisce alla difesa contro il caldo, perché il metabolismo non po’ scendere sotto un livello di base.La termodispersione è un fenomeno fisico che può difendere sia dal caldo che dal freddo, perché può aumentare o diminuire notevolmente.La termodispersione avviene attraverso la cute per conduzione, convezione e irraggiamentoPer la termoregolazione i centri nervosi ipotalamici di controllo sono due, il centro del riscaldamento, che controlla le reazioni in ambiente freddo, e il centro del raffreddamento, che interviene in ambiente caldo.FATTORI CHE ATTIVANO I CENTRI IPOTALAMICI:

FATTORE CENTRALE: la temperatura del sangue che irrora i centri del riscaldamentoe del raffreddamento ne condiziona la funzione. Se la temperatura del sangue è

bassa si attiva il centro del riscaldamento, se è alta si attiva quello del raffreddamento. Tuttavia, il sangue impiega molto tempo per cambiare la sua temperatura in risposta a variazioni esterne, perciò si tratta di un meccanismo lento.

FATTORE RIFLESSO: la temperatura ambientale stimola i recettori cutanei per il caldo e per il freddo. Vedi recettori termici. Il fattore riflesso e quello centrale hannoun’importanza diversa. Ciò si può osservare immergendo un soggetto in acqua calda; in questa situazione la termoregolazione può avvenire solo tramite la produzione di sudore a livello del volto. Si osserva che la produzione di sudore non avviene subito ma dopo un certo periodo di tempo; ciò significa che per l’attivazione del centro del raffreddamento è più importante il fattore centrale legato alla temperatura del sangue che impiega un po’ di tempo ad aumentare. Se a questo soggetto si fa mettere una mano in una bacinella piena di acqua fredda la sudorazione scompare immediatamente; ciò significa che l’attivazione del centro del riscaldamento avviene per lo più in via riflessa.

In ambiente freddo si attiva il centro del riscaldamento. Esso agisce a vari livelli:

Aumenta la produzione di calore nell’organismo (termogenesi). Tale processo nel neonato avviene grazie alla secrezione di ormoni tiroidei e catecolamine surrenaliche. Il centro del riscaldamento, infatti, attiva il centro ipotalamico dell’eminenza mediana deputato al controllo della secrezione di TRF, che agisce aumentando la secrezione delTSH, che stimola a sua volta la produzione di ormoni tiroidei. Contemporaneamente, l’ipotalamo attiva la secrezione di adrenalina dal surrene. Adrenalina e ormoni tiroidei agiscono sul tessuto adiposo bruno tipico del neonato, aumentando l’espressione dellaproteina termogenina. Questa proteina consente di disaccoppiare il catabolismo degli acidi grassi dalla sintesi di ATP liberando l’energia sotto forma di calore. Questo fenomeno del neonato è noto come termogenesi senza brivido.Nell’adulto, invece, manca il tessuto adiposo bruno, pertanto la termogenesi avviene prevalentemente con un altro meccanismo: termogenesi con brivido. Il centro del riscaldamento ipotalamico attiva gli α-motoneuroni che innervano i muscoli scheletrici la cui contrazione non produce lavoro ma solo calore. Questo meccanismo è particolarmente efficace, perché consente di aumentare la termogenesi di 5-6 volte rispetto alla condizione di riposo. La termogenesi con brivido avviene per contrazioni ritmiche di questi muscoli scheletrici, in cicli di circa 10-20 contrazioni al secondo. Può essere volontariamente influenzata dal comportamento.

Nell’adulto adattato al freddo si può osservare termogenesi senza brivido:

Riduzione della dispersione di calore. Il centro del riscaldamento attiva le fibre ortosimpatiche vasocostrittrici delle arteriole precapillari e delle anastomosi. Il flusso ematico cutaneo si riduce e il calore è trattenuto all’interno del corpo. Il sangue che proviene dal nucleo centrale del corpo ha temperatura di 37°C e quando arriva alla cute il calore viene eliminato per conduzione, convezione e irraggiamento. Se il flusso ematico cutaneo si riduce la termodispersione si riduce e il calore è trattenuto.

Attivazione delle fibre ortosimpatiche dirette ai muscoli pilo-erettori. Questo è più che altro un residuo evolutivo che negli animali con pelliccia consente di creare un cuscinetto di aria calda tra il pelo e la pelle, in modo da isolarla dal contatto con l’aria fredda. Nell’uomo, che è privo di pelliccia, la contrazione di muscoli pilo erettori produce la cosiddetta pelle d’oca”.

In ambiente caldo si attiva il centro del raffreddamento.

Esso agisce: Aumentando la dispersione di calore: inibisce il sistema ortosimpatico e aumenta il flusso ematico cutaneo (fino a 2-3 litri/min) e la dispersione del calore aumenta notevolmente. Attiva inoltre le fibre ortosimpatiche colinergiche dirette alle ghiandole sudoripare che vengono stimolate. L’evaporazione del sudore dipende dall’umidità dell’ambiente; se l’umidità è elevata l’evaporazione è ostacolata.La dispersione di calore richiede un gradiente di temperatura; se la temperatura esterna è maggiore della temperatura della cute il gradiente si inverte e l’organismo acquista calore. In questo caso l’evaporazione del sudore diventa fondamentale. Se però l’ambiente oltre ad essere caldo è anche umido, l’aria già satura di vapore acqueo non permette l’evaporazione: in questo caso al corpo non resta nessuna difesacontro il calore e la temperatura del nucleo interno può aumentare, causando il colpo di calore. Se la temperatura interna sale sopra i 44˚C, si possono verificare danni irreparabili soprattutto a livello nervoso. L’organismo ha una difesa migliore contro il freddo che contro il caldo.

A queste risposte fisiologiche si associa una risposta anche comportamentale

Reazione di difesa-offesa (gatto e cane)

Risposta comportamentale: inarcamento del dorso, abbassamento della testa, erezione dei peli, soffi ecc. Risposta fisiologica: tachicardia, aumento pressione, iperventilazione, vasodilatazione muscolare, midriasi.IL CENTRO CHE INTEGRA LA FUNZIONE INTEGRATIVA DI DIFESA-OFFESA: NELL’IPOTALAMO POSTERIORE (è un’espressione della sua attività fasica). L’ipotalamo posteriore attiva neuroni ortosimpatici che determinano midriasi, tachicardia e aumento resistenze periferiche; attiva fibre ortosimpatiche colinergiche che aumentano la secrezione di catecolamine, ecc. C’è percezione cosciente.Sul centro ipotalamico posteriore agiscono influenze eccitatorie e inibitorie che originano da aree diverse del SNC a seconda della specie. Nel gatto decorticato ho eccessi di rabbia anche senza stimoli. In questo caso non si ha percezione cosciente (siparla infatti di falsa rabbia dell’animale decorticato). Si è appurato che è il sistema limbico (ippocampo e amigdala) ad esercitare nel gatto un freno tonico inibitorio su ipotalamo post. Il resto della corteccia nel gatto esercita un controllo facilitatorio sull’ipotalamo posteriore Il centro ipotalamico posteriore oltre ad avere attività fasica ha anche attività tonica. Qual è il ruolo dell’attività tonica dell’ipotalamo posteriore? L’attività tonica dell’ipotalamo posteriore è implicata nel mantenimento della veglia, nell’attivazione basale della corteccia. Con una lesione dell’ipotalamo posteriore si osserva letargia (non coma). L’ipotalamo posteriore è uno dei centri della veglia

EEG

Registrazione dell’attività elettrica dei neuroni PIRAMIDALI. Questo perché questi sono disposti perpendicolarmente alla superficie (mentre i non piramidali sono paralleli). DIPOLO: due cariche di segno opposto separato da uno spazio minimo. Poniamo quindidegli elettrodi in posizioni standard: gli elettrodi posti a livello del cuoio capelluto possono essere organizzati in derivazioni UNIPOLARI e BIPOLARI. L’elettrodo a potenziale fisso viene messo al di sotto dell’encefalo: in una zona dove non c’entra con l’attività elettrica dei neuroni piramidali. Registreremo delle onde: che rappresentano la somma spaziale e temporale di tutti i dipoli elettrici.

Registriamo 4 onde: si differenziamo per ampiezza (delta le più ampie) e frequenza (beta più frequenti). Ai neuroni piramidali arrivano afferenze TALAMO CORTICALI e CORTICO CORTICALI. Le prime arrivano ai dendriti, parte prossimale (in caso di PPSE la corrente entra nel tratto prossimale e escono dal distale, le correnti ioniche dei PPS possono andare sia in un senso che nell’altro), le seconde alla parte distale. Per le afferenze CORTICO CORTICALI è l’inverso. L’EEG registra una corrente positiva quando questa va dall’interno all’esterno. RITMO SINCRONIZZATO: onde ampie ma poco frequenti, perché il ritmo sincronizzato va a misurare l’attività di neuroni sincronizzati (che hanno la stessa funzione) -> grande dipolo (sommatoria di tutti i dipoli) -> onda molto ampia. Onde: alfa-> ritmo di Berger, si ha nella veglia rilassata, cioè di un soggetto sveglio, ma che è rilassato. Abbiamo questo tipo di onde anche nel sonno NON REM. Teta-> i neuroni hanno direzioni diverse, le onde sono meno ampie, lo osserviamo della veglia attiva. Oppure quando abbiamo il passaggio da veglia rilassata a veglia attiva (reazione di arresto); ce l’abbiamo anche negli stadi REM del sonno. • Registrazione sul cuoio capelluto dei potenziali elettrici espressione dell’attività

elettrica della corteccia cerebrale• Misura la differenza di potenziale generata da correnti ioniche associate ai PPSE e

PPSI dei neuroni piramidali *(dipoli= due cariche opposte separate da uno spazio minimo dove il polo negativo è rappresentato dal punto di ingresso della corrente eil polo positivo il punto di uscita della corrente nel caso di un PPSE).

• Si potranno effettuare registrazioni unipolari e bipolari tramite (21) elettrodi di argento clorurati collocati sul cranio in posizioni standard collegati a un apparecchio elettroencefalografico a canali multipli

• Le onde dell’EEG rappresentano la media spaziale e temporale degli effetti di microdipoli contigui (dell’attività elettrica dei neuroni piramidali di una stessa regione)

• 4 bande o onde: delta (0.5- 4 Htz) teta (4-8 Htz) alfa (8-13 Htz) beta (13- 25 Htz)

Contano la frequenza e l’ampiezza (inversamente proporzionali) delle oscillazioni. Le onde delta hanno ampiezza maggiore, ma frequenza minore. Le beta hanno frequenza maggiore e ampiezza minore. Le onde Alpha si hanno nella veglia rilassata: un soggetto con occhi chiusi, non esegue processi mentali particolari. Detta anche di berger. Oppure anche nel sonno non rem o in stati patologici.

* I neuroni piramidali sono dispostiperpendicolarmente rispetto allasuperficie del cervello a differenza deineuroni non piramidali. Hanno dendritiapicali rivolti verso l’esterno. Se il PPSE ègenerato nel tratto distale dei dendritiapicali (nelle afferenze corticocorticali) lacorrente è diretta dall’esterno versol’interno del cranio. Se il PPSE è generatonel tratto prossimale dei dendriti (nelleafferenze talamocorticali) la corrente èdiretta dall’interno verso l’esterno delcranio. In caso di PPSI avviene ilcontrario.

Nell’EEG si distinguono:

• RITMO SINCRONIZZATO (onde delta, teta alfa): Caratterizzato da onde ampie e meno frequenti. Espressione di una sincronizzazione generale dei neuroni indipendentemente dalla loro funzione. Si osserva:-VEGLIA RILASSATA: nel soggetto sveglio a occhi chiusi e rilassato (si ha il cosiddetto ritmo alfa o di Berger)-STADI NREM DEL SONNO-STATI PATOLOGICI (anestesia generale, coma)

• RITMO DESINCRONIZZATO (onde beta): Caratterizzato da onde meno ampie e più frequenti. Espressione della sincronizzazione di neuroni con attività funzionale simile. Si osserva:

- VEGLIA ATTIVA- PASSAGGIO DA VEGLIA RILASSATA- APERTURA DEGLI OCCHI o esecuzione di processi mentali. Si ha il passaggio da ritmoalfa a ritmo beta, cioè da un ritmo sincronizzato a un ritmo desincronizzato. Questo passaggio è detto “reazione di arresto” o “di risveglio di Berger “che si osserva anche nella fase di risveglio

-STADIO REM DEL SONNO

Genesi delle onde dell’EEGE’ legata all’effetto stimolante esercitato sui neuroni piramidali dai nuclei talamici specifici e aspecifici (proiezioni talamocorticali; mediatore: GLU). Ai nuclei talamici giungono afferenze: -eccitatorie da periferia sensitiva, dal tronco encefalico (SOSTANZA RETICOLARE ASCENDENTE),dall’IPOTALAMO POSTERIORE, dalla corteccia, dal telencefalo basale. Vie di collegamento tra l’ipotalamo posteriore e la sostanza reticolare ascendente: colinergico, dopaminergico, istaminergico, glutammatergico, noradrenergico.- inibitorie da nucleo reticolare del talamo (attivatodagli stessi neuroni talamici, dai neuroni corticali edai sistemi attivanti del tronco dell’encefalo).

l talamo può avere un’attività di scarica tonica (continua scarica di potenziali d’azione)o ciclica (momenti di scarica di potenziali d’azione intervallati da fasi di riposo) a seconda dello stato di veglia/sonno del soggetto.

Meccanismi del sonno

• IPOTESI PASSIVA: Spontanea riduzione di attività dei neuroni dei sistemi attivanti del tronco dell’encefalo e dell’ipotalamo;• IPOTESI ATTIVA: Esistenza di aree ipnogene la cui attivazione spontanea o in

risposta a stimoli chimici endogeni (ormoni: GH, melatonina, glucocorticoidi; peptidi di origine batterica; ADENOSINA) o a variazioni della temperatura, induce l’inibizione delle aree della veglia (TRATTO ROSTRALE DELLA SOSTANZA

RETICOLARE ASCENDENTE E IPOTALAMO POSTERIORE). L’inibizione delle aree della veglia induce il passaggio dal ritmo tonico a quello ciclico di scarica dei potenziali d’azione dei neuroni talamici

QUALI SONO LE AREE IPNOGENE? Sono state evidenziate tramite utilizzo di preparati sperimentali:-PREPARATO DI ENCEFALO ISOLATO (SEZIONE C1): presenta un NORMALE RITMO SONNO-VEGLIA-PREPARATO DI CERVELLO ISOLATO (SEZIONE A INGRESSO 3° PAIO NERVI CRANICI): presenta COMA-PREPARATO MEDIO-PONTINO PRETRIGEMINALE: presenta INSONNIALe aree ipnogene sono quindi localizzate:

• TRATTO CAUDALE DELLA SOSTANZA RETICOLARE ASCENDENTE (evidenziato dalPREPARATO MEDIO PONTINO PRETRIGEMINALE)

• AREA PREOTTICA E SOPRACHIASMATICA DELL’IPOTALAMO• NTS • AREA POSTREMA

La stimolazione elettrica di queste aree determina addormentamento; la loro rimozione determina insonnia. Le aree della veglia e ipnogene sono controllate dal generatore del ritmo circadiano localizzato nel nucleo soprachiasmatico dell’ipotalamo.Con la luce il centro ipotalamico inibisce le aree ipnogene e attiva quelle della veglia, col buio attiva le aree ipnogene e inibisce quelle della veglia. Ruolo: concentrare il sonno durante la notte. Con una lesione del centro ipotalamico il sonno non è consolidato in un’unica fase ma si presenta in brevi periodi nelle 24 ore. • ADENOSINA: Fattore del sonno. Si accumula durante la veglia come prodotto del

metabolismo dei neuroni. Interagendo con recettori A1 determina inibizione delle aree attivatorie del tronco dell’encefalo. Attiva inoltre i neuroni dell’area preottica dell’ipotalamo.

NB la caffeina e la teofillina bloccano i recettori A1. Alcuni effetti sono mediati dalle citochine.

SonnoFormato da 4-5 cicli della durata di circa 90-100 min. Ogni ciclo comprende uno stadio complessivo NREM e uno stadio REM. Stadio NREM, formato da 4 stadi: Stadio 1= Passaggio da RITMO ALFA a TETA sull’EEG. Riduzione tono muscolare; Rallentamento movimenti oculari; contrazioni muscolari improvvise (scosse ipniche), brevi sogniStadio 2= comparsa dei fusi dell’addormentamento (oscillazioni di ampiezza crescentee decrescente del potenziale) e complessi K (grandi onde negative seguite da onde positive) sull’EEGUlteriore riduzione tono muscolare; ulteriore rallentamento movimenti oculariStadio 3 e 4= ONDE DELTA sull’EEG. SONNO A ONDE LENTE. SONNO PROFONDONo movimenti oculariDurante il sonno di ha una progressione degli stadi IN SENSO ASCENDENTE E DISCENDENTEALTRI FENOMENI CHE SI OSSERVANO DURANTE IL SONNO NREM: Riduzione frequenza respiratoria e cardiaca e pressione arteriosa (inibizione ortosimpatico e attivazione vago).

• Bulbi oculari ruotati verso l’alto, miosi• Assenza di movimenti somatici• Riduzione della temperatura

• Aumento della soglia per il risveglioAttività onirica

Stadio REM: Alla fine dello stadio 4 si passa allo stadio 3, allo stadio 2 e allo stadio 1 che, tuttavia, si differenzia dallo stadio 1 iniziale (NREM) per la presenza di salve di movimenti oculari rapidi (per questo motivo si parla di fase REM) intervallati da periodidi immobilità e da una soglia per il risveglio ancora più alta. Sull’EEG si osserva un ritmo desincronizzato, simile alla veglia attiva (si parla di sonno paradosso). I neuroni corticali sono tonicamente depolarizzati. Le informazioni sensoriali arrivano alla corteccia ma vengono ignorate. Perché le informazioni sensoriali vengono ignorate? Non ben noto. ALTRI FENOMENI CHE SI OSSERVANO DURANTE IL SONNO REM:

• Ulteriore riduzione di frequenza respiratoria cardiaca e pressione arteriosa. Si possono, tuttavia, osservare aumenti fasici di tali parametri in corrispondenza dei movimenti oculari. Inoltre, si può avere midriasi in corrispondenza dei movimenti oculari

• Attività onirica (soprattutto in associazione coi movimenti oculari)• Inibizione alfa motoneuroni spinali da parte aree troncoencefaliche (totale

assenza di movimenti somatici; atonia muscolare dei muscoli antigravitari)• Perdita della termoregolazione

Durante le fasi del sonno si hanno anche modificazioni della secrezione di ormoni (vediGH, PRL, ACTH ..) e si osserva l’aumentata espressione di geni implicati nel consolidamento delle sinapsi e nella depressione dell’attività sinaptica. Durante la veglia verrebbero maggiormente espressi geni coinvolti nel metabolismo energetico, nella trasmissione sinaptica, nello stress cellulare, nel potenziamento a lungo termine della efficacia sinaptica.

• Ogni stadio evolve dallo stadio che lo precede in senso ascendente o discendete(in senso ascendete lo stadio 2 evolve dallo stadio 3, il 3 dallo stadio 4).

• Gli stadi 3 e 4 scompaiono nella seconda metà del sonno. • Lo stadio REM che all'inizio dura pochi minuti tende a comparire più

frequentemente nella seconda metà del sonno e ad avere una lunghezza maggiore.• Il ciclo sonno veglia si modifica in funzione dell’età. La fase REM prevale nel feto

e nel neonato e tende poi a ridursi nell’arco della vita. Nel bambino la durata di ogni ciclo è di 45 min e il sonno ha andamento polifasico. Il passaggio da sonno da “polifasico” a “monofasico” avviene alla pubertà.

Con l’invecchiamento la durata totale del sonno si riduce e anche la fase 4 e la fase REM si riducono e aumentano i risvegli notturni.

Significato del Sonno• CONSERVAZIONE ENERGETICA. RICOSTITUZIONE DI METABOLITI CEREBRALI.

RECUPERO DELL’ATTIVITA’ MITOCONDRIALE, DELLA SINTESI PROTEICA, DELLE RISERVE DI CALCIO E GLUTAMMATO DELLE VESCICOLE

Nel sonno la termoregolazione è meno efficace • MATURAZIONE E CRESCITA DEL SISTEMA NERVOSO. UTILIZZO DI CIRCUITI

NERVOSI MENO UTILIZZATI. PLASTICITA’ DEL SN• CONTROLLO DELL’EFFICACIA SINAPTICA CON MANTENIMENTO DELL’OMEOSTASI

SINAPTICA BILANCIANDO GLI EFFETTI DELLA VEGLIA (down scaling dell’efficacia sinaptica che tornerebbe ai valori basali con risparmio energetico; eliminazione delle sinapsi deboli)

• MEMORIA. Facilitazione del consolidamento di memorie acquisite (grazie alla disconnessione sensoriale che potrebbe interferire col processo). Integrazione tra nuove memorie e memorie già consolidate (grazie all’attivazione graduale che si ha durante il sonno di circuiti nervosi implicati nell’apprendimento e grazie al processo di consolidamento delle sinapsi)

• NON SERVE A FAR RIPOSARE IL SNC FORSE SERVE AL RISTORO DEL SISTEMA AMINERGICO DEL TRONCO

LA PRIVAZIONE DEL SONNO PORTA A MORTE (esaurimento risposta ortosimpatico e perdita dell’omeostasi). Vedi insonnia familiare fatale.

28/04/2016Attività plastiche del SNC• Attività nervose innate= geneticamente determinate; prescindono da esperienza

del soggetto. Risultato interazione specie con ambiente (Lorentz). Es. riflesso dell’orientamento o “del che cosa è in risposta al suono del campanello, riflesso di secrezione salivare in risposta al cibo

• Attività nervose acquisite= risultato interazione individuo con ambiente. Modificazione permanente strutture nervose, caratterizzate da plasticità. Conta l’esperienza

Es: apprendimento= insieme di processi grazie ai quali l’organismo modifica il suo comportamento o acquisisce nuove modalità comportamentali come conseguenza delle sue interazioni con l’ambiente. Non necessariamente comporta una coscienza. Lamemoria permette di mantenere nel tempo e riutilizzare le conoscenze acquisite con l’apprendimento.Esempi di apprendimento= impronta (Lorentz e anatroccoli. Imprinting = forma di apprendimento tramite cui un organismo apprende a limitare la propria preferenza sociale a una classe specifica di oggetti, specie se in movimento), abitudine*, disabitudine, sensibilizzazione (aumento temporaneo della reattività agli stimoli fortemente disturbanti), condizionamento (classico e operativo)*ABITUDINE: diminuzione graduale fino alla scomparsa della risposta ad uno stimolo ripetitivo non nocivo, che si ritiene inutile ai fini dell’apprendimento.Esempio: dopo un po’ di volte il suono del campanello non induce più il riflesso di orientamento. La registrazione attività elettrica sost. reticolare ascendente nel gatto durante l’applicazione di un suono evidenzia che dopo un po’ di volte il suono non ne induce più la desincronizzazione Significato=risparmio energetico. E’ anche possibile la DISABITUDINE. Se vario o il tipo di stimolo o le sue caratteristichela risposta ricompare. La disabitudine è una forma di SENSIBILIZZAZIONE

Condizionamento Classico di Pavlov o di I tipoEs. secrezione salivare in un cane in risposta al suono di un campanello: Applico per un po’ di volte il suono del campanello fino a quando il riflesso di orientamento (riflesso innato) scompare (per l’abitudine). Quando il riflesso dell’orientamento è scomparso uso il suono del campanello per evocare un riflesso condizionato. Associo il suono del campanello alla somministrazione di cibo, che di per sé mi induce secrezione salivare tramite un riflesso innato, incondizionato. Associo, cioè, uno stimolo che di per sé non determina secrezione salivare (il suono di un campanello, che è lo stimolo condizionante) a un riflesso innato (secrezione salivare: riflesso incondizionato) evocato dalla somministrazione di cibo (stimolo incondizionato o rinforzo). Dopo un po’ di volte il solo suono del campanello determina secrezione salivare. Il suono del campanello diventa stimolo condizionato che determina il riflessocondizionato della salivazione.

VALE LA LEGGE DELLA CONTIGUITÀ: lo stimolo condizionante (suono del campanello) DEVE PRECEDERE O al massimo sovrapporsi allo stimolo incondizionato (cibo). A seconda dell’intervallo di tempo che intercorre tra la fine dello stimolo condizionante einizio dello stimolo incondizionato potrò avere:

• Condizionamento simultaneo= molto rapido. Lo stimolo condizionante inizia prima dell’incondizionato ma essi finiscono assieme

• Condizionamento ritardato= più lento. Lo stimolo condizionante finisce appena prima dell’inizio dell’incondizionato

• Condizionamento traccia= se passa tempo tra la fine dello stimolo condizionante e l’inizio dell’incondizionato

Per avere il condizionamento deve esserci l’attivazione di un centro motivazionale (CENTRO DELLA FAME)

Leggi del Condizionamento Classico di Pavlov• Legge della contiguità• Inibizione esterna: il riflesso condizionato è inibito da un riflesso innato evocato

contemporaneamente (es. se evoco il riflesso di orientamento assieme al riflesso disalivazione salivare condizionato NON ho più secrezione salivare). I riflessi innati sono prepotenti su quelli condizionati

• Generalizzazione: ad esempio, se ho indotto il condizionamento con una frequenza sonora di 1000 Hz l’applicazione di un suono di 900 Hz determina secrezione salivare

• Inibizione interna: è espressione di apprendimento, è esempio di attività plastica. Se associo il rinforzo SOLO al suono di 900 Hz l’altro suono (di 1000 Hz ad esempio) NON determina più secrezione salivare.

• Estinzione: se evoco il riflesso condizionato di salivazione SENZA dare il rinforzo dopo un po’ il riflesso si estingue. Posso farlo ricomparire evocando un riflesso innato (che inibisce l’estinzione). In ogni caso dopo un po’ il riflesso può ricomparire da solo (recupero spontaneo). Se dopo l’estinzione riutilizzo il procedimento iniziale per avere il condizionamento il tempo di ricomparsa del riflesso è più breve di quello che si aveva all’inizio (fenomeno del risparmio).

Condizionamento Strumentale o Operativo o di tipo II

4 delle leggi di Pavlov valgono anche per questo. Si prende un piccione, lo si mette in una gabbia che presenta due leve, una delle quali dà il cibo e l’altra con una leggera scossa elettrica. Dopo un po’ di volte il piccione andrà a beccare la leva del cibo. E’ sempre indispensabile l’attivazione di un centro della fame. E’ quindi lo stesso animaleche con il suo comportamento determina un riflesso. Quale legge vale? Vale la legge dell’effetto: Il comportamento dell’animale è volto o al raggiungimento di un effetto positivo (riduco la fame) o all’evitamento di un effetto negativo (evito un’azione nociva). Tra le molte azioni possibili l’organismo ripete quelle che sono accompagnate da soddisfazione o che sono volte a evitare stati di sofferenza o disagio. Valgono anchequi l’inibizione interna (se ci sono due leve nella cassetta e dò il rinforzo solo a una

delle due, l’animale non azionerà più quella senza cibo), esterna, la generalizzazione (se cambio la forma della leva o della cassetta osservo sempre il condizionamento) e l’estinzione (se non dò il cibo il condizionamento scompare). E’ possibile anche in questo caso un recupero spontaneo.

Asimmetrie Funzionali degli Emisferi Cerebrali

Tipica dell’uomo: Nei mammiferi inferiori i 2 emisferi sono identici dal punto di vista funzionale. Una lesione di un emisfero cerebrale altera le funzioni sensitive e motorie controlaterali, ma lascia inalterate le funzioni cognitive specifiche. Nell’uomo l’emisfero che contiene i centri del linguaggio (inteso sia come formulazione che comecomprensione) per convenzione si definisce dominante. Nei destrimani l’emisfero dominante per il linguaggio è localizzato a sx (95%). Emisfero sx è anche dominante per il controllo motorio degli arti. Nei mancini è localizzato a sx (70%) a destra (15%) ed è bilaterale (15%= no emisfero dominante). Il controllo motorio è a destra. DISTURBI DEL LINGUAGGIO causati da lesioni di aree cerebrali specifiche dell’emisfero dominante: AFASIE (disturbi della capacità di parlare, scrivere, leggere).AFASIA MOTORIA DI BROCA (area 44 lobo frontale): problema nell’espressione scritta overbale. La comprensione del linguaggio è normale. Soggetto sa cosa vuole dire ma non lo può dire. Utilizza parole automatiche. MANTENUTA LA COMPRENSIONE DEL LINGUAGGIO.AFASIA SENSORIALE DI WERNICKE (area 22 lobo temporale): problema nella comprensione del linguaggio scritto o parlato. L’area di Wernicke riceve le informazioni dalle aree acustiche e visive. L’area di WERNICKE invia informazioni all’area di BROCA che a sua volta invia informazioni alle aree motorie della corteccia coinvolte nella fonazione.Per identificare l’emisfero dominante: iniezione intracarotidea di un anestetico barbiturico ad azione rapida. Se soggetto non parla, l’emisfero dominante è quello di quel lato. Se parla probabilmente l’emisfero dominante è l’altro (?). In ogni caso devo iniettare l’anestetico anche controlateralmente per avere conferma. Oppure esperimenti sull’uomo di applicazione di stimoli verbali (parola scritta) o non verbali (volto, paesaggio) all’uno o all’altro emisfero (dominante e non dominante). Tempo di applicazione molto breve (<200 ms) per evitare il riflesso di fissazione. Misuro il tempodi reazione necessario per avere il riconoscimento della parola o dell’immagine. Il tempo varia a seconda del fatto che sia interessato l’emisfero dominante o non dominante. Per l’emisfero non dominante utilizzo un’immagine. Tra i due emisferi c’è ovviamente una collaborazione: sennò il soggetto non saprà riconoscere l’oggetto. Se non ha queste connessioni il discorso cambia. Per curare l’epilessia si può tagliare il corpo calloso, per evitare che il punto di inizio di epilessia si espanda anche all’altro emisfero.

Connessioni tra i due emisferi: Corpo Calloso e Commissure Telencefaliche

Esperimenti su uccelli (tutte le fibre del nervo ottico si incrociano nel chiasma) o in gatti con sezione di chiasma ottico e con un occhio bendato. Ad esempio, nel gatto conla sezione del chiasma ottico si induce un condizionamento utilizzando uno stimolo visivo applicato all’occhio non bendato.Negli uccelli si chiude un occhio e si presenta lo stimolo visivo all’altro occhio (negli uccelli gli stimoli applicati a un occhio arrivano tutti all’emisfero controlaterale). Una volta creato il condizionamento se si ripete l’esperimento presentando lo stimolo visivo all’altro occhio (prima bendato) si ottiene ugualmente la risposta. Se invece si ripete l’esperimento dopo la sezione del corpo calloso e delle commissure

telencefaliche l’applicazione dello stimolo visivo all’altro occhio non determina più la comparsa della risposta.Grazie alle connessioni interemisferiche, le informazioni che arrivano a un emisfero vengono trasferite all’altro. Nell’uomo dopo callosotomia (split-brain) le informazioni disenso limitate ad un singolo emisfero danno esperienza cognitiva inaccessibile all’altroemisfero. Ogni emisfero elabora separatamente le in formazioni che arrivano dall’esterno.

Soggetti SENZA sezione corpo calloso: Esperimenti sull’uomo di applicazione di stimoli verbali (parola scritta) o non verbali (volto, paesaggio) all’uno o all’altro emisfero. Tempo di applicazione molto breve per evitare il riflesso di fissazione. Misuro il tempo di reazione per il riconoscimento. Se si ripete l’esperimento nei soggetti CON sezione corpo calloso succede che: lo stimolo verbale applicato all’emisfero dominante viene riconosciuto a parole. Lo stimolo verbale applicato all’emisfero non dominante viene riconosciuto non a parole, ma indicato (con la mano collegata a quell’emisfero). Lo stimolo non verbale se applicato a emisfero dominante non viene riconosciuto; lo stimolo non verbale se applicato a emisfero non dominante viene indicato.

• EMISFERO SX: processi analitici sequenziali; linguaggio, funzioni matematiche. Apprendimento verbale

• EMISFERO DX: processi spaziali, sintetici. Funzioni non verbali, riconoscimento diforme, facce, valutazione di dimensioni, riconoscimento di note, ricostruzione di puzzles.