Il Sistema Nervoso

Marta Franceschetti

Momento del percorso formativo

Mod.1 – Macromolecole biologiche

Mod.2 – La Cellula

Mod.3 – Il Corpo UmanoSistema DigerenteSistema CircolatorioSistema RespiratorioSistema EscretoreSistema EndocrinoSistema Riproduttore/Embriologia

Sistema Nervoso

Prerequisiti:

- Cellula (Strutture e Funzioni)

- Tessuti

- Cenni di Embriologia

(Foglietti Embrionali)

Classe:

IIa Liceo Classico

Approccio:

- Introduzione Storica.

- Approfondimento sul Linguaggio.

Contenuti e Scansione Temporale

Obiettivi

- Conoscere le strutture anatomiche e di base del Sistema Nervoso (Centrale e Periferico).

- Intuirne la complessità che si rispecchia nella difficoltà di indagine e nella superiorità delle funzioni svolte.

Ore Contenuti

1

• Introduzione storica• Funzioni del Sistema Nervoso• Il Neurone e la trasmissione dell’impulso

1

• Schema Anatomico Generale• Sistema Nervoso Periferico• Risposta Riflessa

1 • Sistema Nervoso Centrale

1• Aree della corteccia cerebrale• Organi di senso – La vista

1• Funzioni superiori

- Il Linguaggio

2 Verifica e restituzione alla classe

3000 a.C. Papiro Chirurgico (di Edwin Smith)

Geroglifico “Cervello”

Documento di pratiche mediche che descrive diversi

traumi cranici.

Per la prima volta è utilizzata la parola “Cervello”.

Gli Egiziani ritenevano il cervello poco importante. Nel processo di mummificazione lo estraevano dal naso e lo gettavano. Gli altri organi erano invece accuratamente conservati in giare poste vicino al

corpo.

Il filosofo greco Aristotele (384 - 322 a.C.)

pensava che il cuore, non il cervello, fosse la sede

dell'intelligenza e del pensiero.

La Filosofia si occupò per prima del dilemma

dell’identificazione della sede dell’Anima, cioè delle

funzioni “superiori” identificate come Mente.

Galeno (Pergamo, 131-201 d.C.)Medico anatomista.

Teoria Ventricolare:Il principio di vita è immateriale e risiede all’interno delle cavità ventricolari del cervello. Lo chiamòpneuma (aria, alito, spirito), scrittori seguenti lo interpretarono come anima.

Vesalio e Varolio (XVI sec)Abbandonano la teoria

ventricolare a favore della sostanza cerebrale.

JC Spunrzheim (1776-1832)

FJ Gall (1758-1828)

Teoria Frenologica

Le singole funzioni psichiche posseggono

una localizzazione materiale in alcune regioni del cervello.

Fu una teoria combattuta in quanto lo spirito era confinato all’interno di una struttura fisica

Nel 1861 individuò nel cervello di un paziente afasico, una lesione in una specifica regione del lobo frontale, denominata ora area di Broca.

Pierre Paul Broca(1824 – 1880)

Un’ulteriore conferma venne nel 1974 dall’identificazione da parte dello psichiatra e neurologo tedesco Karl Wernicke che mise in relazione la distruzione selettiva di un’altra area cerebrale con la perdita della capacità di comprensione del linguaggio. Karl Wernicke (1848 – 1905)

Conferma della relazione tra aree cerebrali e funzioni

Camillo Golgi (1843-1926)

Santiago Ramon y Cajal (1852-1934)

1906 premio Nobel per la medicina“in riconoscimento del loro lavoro sulla struttura

del sistema nervoso”.

Golgi per primo identificò la rete di neuroni considerandoli uno in continuità con l’altro, al contrario Cajal sosteneva la loro contiguità, le cellule sono in comunicazione, ma separate fisicamente.Litigarono durante la cerimonia.

Struttura…

Fino ad oggi…

Funzioni del Sistema Nervoso

Consente la vita di relazione

Percepire gli stimoli (variazioni) che pervengono

dall’ambiente esterno e interno e apportare risposte adeguate

Controlla e Regola le Funzioni vegetative

L’insieme delle attività viscerali (respirazione, battito

cardiaco, digestione…)

Nell’uomo è inoltre sede delle attività cognitive:

Pensiero, astrazione, linguaggioStimoli

Interni ed Esterni

Vie sensoriali

SNElaborazione

ControlloVie motorie

Risposta

Unità funzionale e strutturale del Sistema Nervoso: Il Neurone

Cellula altamente specializzata:

• Corpo cellulare: nucleo, mitocondri, enzimi e organuli per il metabolismo cellulare.

• Dentriti: estroflessioni della membrana, zona di input per la ricezione degli stimoli.

• Assone: lunga estroflessione, via di conduzione dell’impulso nervoso.

Neurone:

1. Eccitabile = capace di ricevere stimoli

2. Asimmetrico = l’impulso procede in modo

unidirezionale

Impulso nervoso = Trasmissione del segnale nervoso basato sull’alterazione del normale equilibrio di cariche elettriche tra il versante interno e quello

esterno della membrana plasmatica, dovuto ad una diversa distribuzione di ioni sodio e ioni potassio all’esterno e all’interno della cellula.

Sinapsi = giunzione specializzata attraverso cui i segnali passano da un neurone all’altro per mezzo del rilascio di particolari sostanze chimiche – neurotrasmettitori-

Cellule della Glia

• Astroglia– Funzione di sostegno e nutritiva

• Oligodendroglia– Formazione e mantenimento della mielina

• Microglia– Azione fagocitaria

Le cellule di Schwann

Si avvolgono a spirale intorno agli assoni dei tratti e dei nervi formando una guaina ricca di lipidi: La Mielina

Struttura generale del sistema nervoso

Sistema Nervoso Periferico = Nervi (prolungamenti assonici dei neuroni)

• Nervi Cranici (sensitivi, motori, misti – nell’uomo 12 paia)• Nervi Spinali – nell’uomo 32 paia

Sistema nervoso somaticoStimola i muscoli scheletrici

Sistema nervoso autonomoStimola/Inibisce:-La muscolatura liscia (vasi sangiugni, apparato difegerente, app. respiratorio, escretore, riproduttore).-Muscolo cardiaco.-Ghiandole.

SNA Parasimpatico

SNA Simpatico

•Coinvolto nell’attività di recupero, di rilassamento.• Rallenta battito cardiaco, stimola organi digestivi.• Acetilcolina.

•Prepara il corpo all’azione, agisce in situazioni di stress.• Aumenta battito cardiaco, inibisce organi digestivi, induce liberazione di glucosio dal fegato• Noradrenalina.

Arco riflesso – riflesso monosinaptico o patellare:

movimento involontario dei muscoli scheletrici

1. Stimolo dal martelletto

2. Impulso trasmesso dal neurone sensoriale entra dorsalemente

3. L’impulso è trasmesso ad un neurone motorio

4. Contrazione del quadricipite

Il Cervello non se ne accorge – “nessuno glielo ha comunicato”

Evoluzione = L’aumento di specializzazione tra le varie parti dell’organismo necessità di una crescente attività di integrazione e di controllo

invertebrati

Sistema Nervoso Centrale: Encefalo e Midollo Spinale

Tre membrane avvolgono, proteggono e nutrono l’encefalo e il MS:

1. Dura Madre2. Aracnoide3. Pia Madre

Tre le membrane più interne e' presente il liquido cerebrospinale, il cui ruolo e' di

proteggere il cervello.

Interneuroni + Corpi cellulari dei neuroni motori i cui assoni si portano in periferia+ Cellule gliali

Insieme dei Tratti = assoni dei neuroni di associazione:- t. ascendenti afferenti;- t. discendenti

Midollo Spinale All’interno del

canale vertebrale.

Durante lo sviluppo embrionale il sistema nervoso centrale si origina dal tubo neurale.

Nell’uomo queste tra vescicole evolvono in 5

In posizione anteriore si formano inizialmente 3

vescicole da cui si originano tre regioni dell’encefalo.

EncefaloAll’interno della scatola cranica.

Mielencefalo

Romboencefalo

Struttura più antica presiede alle funzioni fisiologiche essenziali

Metencefalo

Midollo allungato

- Controllo battito cardiaco

- Controllo ritmo respiratorio

Ponte + Cervelletto

Centro di integrazione e coordinamento

- Controllo dei movimenti muscolari

- Mantenimento dell’equilibrio

- Mantenimento della posizione del corpo

Mesencefalo

In pesci, anfibi e rettili è il centro d’integrazione dei segnali provenienti dalla periferia.

Mesencefalo

Raggruppamento funzionale in:

Tronco Cerebrale

Prosencefalo: Diencefalo e Telencefalo

Diencefalo

Regione in cui transitano la maggior parte delle vie afferenti:

Talamo

Centro di smistamento delle informazioni, contiene la maggior parte dei corpi cellulari dei neuroni che inviano informazioni alla corteccia cerebrale.

Ipotalamo

- Controllo attività legate al sesso, fame, sete, piacere, dolore, rabbia

- Controllo equilibrio termico

- Attività secretiva (Ossitocina, ADH, Fattori di Rilascio)

- Orologio biologico

Telencefalo

Telencefalo

Porzione anteriore del tubo neurale. Estensione e sviluppo più diversificate nei diversi vertebrati.

Telencefalo

• Due Emisferi Cerebrali collegati tra loro da fascio di fibre – Corpo Calloso-

• Corteccia Cerebrale è lo strato superficiale di sostanza grigia la cui enorme

superficie genera pieghe e circonvoluzioni.

Principali solchi e lobi della corteccia cerebrale

dell’uomo

L’estensione della rappresentazione

corticale delle varie regioni è proporzionale

alla densità delle terminazioni nervose

presenti – indice di quanto “interessi” al cervello

ricevere o dare informazioni a queste

regioni.

Aree della corteccia cerebrale sono state mappate in base alla

funzione che svolgono: ai lati della Scissura di

Rolando

Corteccia Motoriae

Corteccia Sensoriale

Regioni specifiche della corteccia sensoriale e

motoria corrispondono a specifiche parti del corpo

I Recettori sensoriali e l’avvio degli impulsi nervosi

1. Percezione da parte dei recettori di stimoli di natura chimica, fisica, meccanica

2. Induzione dell’alterazione della permeabilità di membrana di un neurone sensoriale

3. Innesco e trasporto dell’impulso nervoso in senso centripeto

Corteccia sensoriale per stimoli relativi al

gusto, tatto, temperatura, dolore

Per il senso della vista e dell’udito, più

evoluti e sofisticati si sono evolute

due aree specifiche.

Il segnale per ogni sensazione è

ugualmente codificato e

trasmesso, ma diversa è l’area

cerebrale verso cui sono diretti.

Struttura dell’Occchio

Schema della Retina

Il Linguaggio

Funzioni superiori:

• Memoria e Apprendimento

• Il Linguaggio

Caratteristica distintiva degli esseri umani=

Capacità di apprendere e di utilizzare un linguaggio articolato

Sistema di comunicazione scomponibile in unità più piccole che possono poi essere ricombinate tra loro a piacimento.

Attività di integrazione identificate con “Mente”

Capacità di modificazione del comportamento sulla base dell’esperienza

Segnale=Istruzione per un comportamento

Simbolo=Guida per la conoscenza

…Per alcuni aspetti nella vita di un individuo non si deve sempre cominciare da capo…

Evoluzione Biologica e Culturale

Ognuno può avvalersi dei contributi apportati da innumerevoli altri individui che esistono in altri luoghi e in altri tempi.

Grazie alla cultura e alla sua storia, ogni essere umano è come se avesse a disposizione cento o mille cervelli affacciati sul mondo e aggregati al suo…come per l’espansione della memoria di un computer.

Abilità necessarie per la comunicazione “a parole”:

1. Meccaniche

2. Cognitive

Capacità di impiegare vocalizzazioni per simboleggiare oggetti, processi,

attributi.

Anche il ricevente della comunicazione deve essere in grado di distinguere le

vocalizzazioni e di condividere una conoscenza comune delle entità del

mondo esterno a cui esse si riferiscono.

Necessità di un appropriato controllo muscolare e neurale sulla vocalizzazione:

-Articolazione di bocca, lingua, laringe-Acquisizione del controllo di una specifica regione denominata sostanza grigia periacqueduttale.-Adeguato apparato di percezione uditiva che consenta di udire e distinguere i suoni.

Nell’uomo sono due fasi sovrapposte, l’apprendimento motorio inizia a 5 mesi aggiungendosi a quello percettivo cominciato dal primo giorno.

Identificate dallo studio di casi di

Afasia = Alterazione o perdita

delle facoltà del linguaggio

Aree Cerebrali coinvolte

• Lo stimolo di ascolto della parola giunge all’area uditiva.

• Il segnale giunge all’area di Wernicke dove viene compresa.

• Da qui all’area di Broca e quindi all’area motoria.

• La parola deve essere vista e quindi registrata nella corteccia visiva.

• Il segnale giunge all’area di Wernicke dove viene compresa.

• Ora l’area di Broca deve attivarsi per pronunciare la parola stessa attraverso l’area motoria.

(possedere un’area motoria funzionante non è sufficiente in assenza della regia dei neuroni dell’area di Broca)

fine