da unive.it
Nozioni generali
Il cervello umano comprende 10-100 miliardi di neuroni(cellule nervose) e molte più cellule ausiliare (glia, ecc.).
I neuroni sono connessi tra loro da sinapsi. Ogni neurone ne ha circa 100.000. Le sinapsi sono i punti di congiunzione tra i neuroni, e contengono da un lato (neurone trasmettitore) dei canali attraverso cui passano le molecole dei neurotrasmettitori, dall’altro (neurone ricettore) delle strutture atte ad riconoscere del neurotrasmettitore.
I neuroni comunicano tra loro per mezzo dei neurotrasmettitori. Sono molecole complesse; i più importanti sono la dopamina, la (nor)adrenalinalina, il GABA (acido gamma-amino-butirrico), la serotonina. Queste sostanze agiscono anche come modulatori diffusi della funzionalità cerebrale.
Il cervello ha una struttura che rispecchia la sua filogenesi:
Tronco dell’encefalo (Regolazione delle funzioni vegetative.
Nuclei della base (memorizzazione degli schemi motori).
Sistema limbico (emozioni e memoria).
Neocorteccia.
La formazione del cervello è regolata
Sia geneticamente:
Migrazione in situ delle cellule.
Mielinizzazione delle fibre di connessione (dai 3 mesi di vita sino a ~25 anni).
Sia dall’ambiente e dall’esperienza:
Sensibilizzazione e abituazione (gli studi sull’Aplysia mostrano che i cambiamenti sinaptici sono fondamentali).
Rinforzo o eliminazione delle connessioni (Legge di Hebb: cellule che si attivano insieme tendono a rinforzare le connessioni reciproche per modificazione delle sinapsi).
Non esistono punti specifici del cervello dove si trovano percezioni o pensieri specifici; il riconoscimento avviene mediante il confronto di pattern di attivazione di reti neuronali.
I concetti forse si formano mediante la diffusione, anche a lunga distanza, di informazione sulla coerenza di attivazione di insiemi di neuroni.
I centri cerebrali sono connessi da circuiti rientranti, sia riflessi, sia reciproci (l’informazione è continuamente rielaborata).
Lo sviluppo e la strutturazione del cervello, ed in particolare della corteccia, è modulato dall’esperienza.
Esistono periodi particolarmente favorevoli per questa regolazione (p.e. il primo anno per la corteccia visiva, i primi due anni per i centri del linguaggio).
Anche gli aspetti comportamentali più complessi sono mediati da stati cerebrali (p.e. gli effetti degli oppioidi endogeni sul comportamento di ricongiungimento madre-bambino).
Evoluzione e sviluppo del cervello
Evoluzione: Metafora della scala e dell’albero.
Omologia e analogia.
I mammiferi hanno una corteccia a sei strati, i rettili a tre
Isocorteccia e allocorteccia.
Specificità dei primati: apparato visivo e somatosensoriale; corteccia prefrontale.
Durante lo sviluppo aumentano:
Lo spessore ed il volume della corteccia
La mielinizzazione degli assoni
Il numero di spine dendritiche
Il numero di sinapsi (solo durante il primo anno! dopo diminuisce perché le sinapsi inutilizzate degenerano)
Alcune zone cerebrali che mutano in maniera più evidente con lo sviluppo sono:
Corteccia visiva primaria e secondaria (si sviluppa precocemente)
Scissura di Silvio e zone perisilviane
Corteccia prefrontale
La lateralizzazione delle funzioni cerebrali non è assoluta, ma relativa. La funzione maggiormente lateralizzata è il linguaggio (di solito nell’emisfero sinistro).
L’emisfero destro matura prima del sinistro, e questo potrebbe essere alla base dell’acquisizione del linguaggio articolato solo intorno ai 18-24 mesi di età.
Il corpo calloso, struttura che connette i due emisferi cerebrali, inizia la sua maturazione intorno ai 18 mesi.
Il sistema sensomotorio
Il sistema sensomotorio è organizzato gerarchicamente (aree corticali primarie, aree secondarie, aree associative).
Al livello “più alto” si trova la corteccia parietale posteriore, su cui convergono informazioni visive, somestesiche, uditive (coordinate spaziali).
A livello “intermedio” sono la c. motoria supplementare (coordinamento di movimenti complessi) e quella premotoria (inibizione di movimenti riflessi e controllo dei programmi motori).
Solo lesioni della corteccia motoria primaria (prerolandica) producono vere paralisi. Le lesioni alle aree motorie superiori producono aprassie e (se a destra) emianattenzione (non ci si accorge di quello che c’è a sinistra).
Le lesioni della corteccia parietale posteriore sinistra Producono sintomi bilaterali; di quella ds., invece aprassie, soprattutto di tipo “costruttivo”.
Il cervelletto e i gangli della base sono importanti stazioni collaterali alla via motoria principale.
La coscienza
Secondo Llinas la coscienza non è una funzione localizzata:
Gli esperimenti di Libet mostrano che l’inizio di un’azione ne precede la consapevolezza.
La sincronizzazione (attività elettrica cerebrale alla frequenza di 40 Hz) di zone cerebrali anche distanti sembra permettere l’unificazione di modalità differenti di percezione, categorizzazioni, ecc.
Il talamo si divide un una porzione specifica ed in una aspecifica (nucleo intralaminare); le due porzioni sono collegate con il n. reticolare talamico, e la loro azione coordinata sarebbe alla base della consapevolezza.
La coscienza viene “risvegliata” dalla discrepanza tra le attese del sistema cerebrale ed il mondo esterno.
Secondo Edelman e Tononi la coscienza si fonda su alcune proprietà importanti della fisiologia del cervello:
La selezione dei gruppi neuronali.
La loro differenziazione.
Il rientro dell’informazione tra i gruppi neuronali.
L’assenza di una coordinazione centrale.
E’ inoltre fondamentale la distinzione tra “coscienza primaria” (associazione della percezione attuale con la memoria di associazione valore-categoria) e coscienza auto-riflessiva, elaborata linguisticamente.
Hobson sottolinea la prevalenza del sistema aminergico nello stato di veglia, e di quello colinergico in quello di sonno REM (da Rapid Eye Movements è una fase del sonno in cui si possono osservare dei movimento oculari caratteristici; è la fase in cui soprattutto si sogna).
Nello stato di veglia sono attivate le zone corticali connesse con l’acquisizione e l’elaborazione di nuove informazioni ambientali.
Nel sonno REM prevalgono i circuiti colinergici pontini e limbici (l’orientamento e la memoria sono ridotti).
Il linguaggio
Teorizzazioni di Noam Chomsky:
Predisposizione umana all’acquisizione del linguaggio.
Grammatica: struttura superficiale e profonda.
Lateralizzazione delle abilità linguistiche.
Categorie a sinistra ed esempi a destra?
Strutture cerebrali legate al linguaggio.
Modello di Wernicke-Lichteim: la produzione linguistica è principalmente localizzata nell’area di Broca, la comprensione nell’area di Wernicke.
Afasie:
Afasia di produzione
Afasia di comprensione
Anomia: incapacità di denominare gli oggetti.
Alessia (con o senza agrafia): incapacità di leggere.
Alterazioni del cervello
Invecchiamento cerebrale
Alla base del decadimento legato (non sempre!) all’età non vi è la riduzione numerica dei neuroni corticali.
In animali anziani sono state rilevate alterazioni funzionali a carico dei neuroni dell’ippocampo: decadimento più rapido del potenziamento sinaptico a lungo termine (LTP) e riduzione delle sinapsi di tipo NMDA, più capaci di LTP.
Demenze
Malattia di Alzheimer: compromissione della memoria (precoce: lesioni localizzate nel lobo temporale) e della capacità di pianificare (più tardiva: lesioni diffuse).
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