Le basi biologiche  della  coscienza Mario Manfredi Dipartimento di Neuroscienze Sapienza Università di Roma IRCCS Neurome...
Che cos’è la coscienza? <ul><li>Dal latino  cum scio ,  conosco con  (con me stesso o con con qualcuno), è un termine dai ...
Che cos’è la coscienza per il biologo? <ul><li>la semplice vigilanza (essere svegli, reattivi o disattenti) </li></ul><ul>...
Definizioni in positivo <ul><li>coscienza:  consapevolezza di sé e dell’ambiente circostante </li></ul><ul><li>consapevole...
Definizioni in negativo <ul><li>distraibilità:  incapacità a mantenere stabile l’attenzione   </li></ul><ul><li>stato conf...
Coscienza: com’è organizzata <ul><li>Le dimensioni neurologiche della coscienza possono essere suddivise in differenti asp...
Coscienza: basi neurali (che cosa corrisponde a cosa) <ul><li>formazione reticolare rostrale e proiezioni reticolari ascen...
Una cautela <ul><li>Le sei strutture poste alla base della coscienza non sono solisti, ma gli strumenti principali di una ...
Formazione reticolare ascendente
La formazione reticolare ascendente <ul><li>regola le fluttuazioni  della vigilanza, l’attività elettrica cerebrale e mant...
La formazione reticolare ascendente (adrenergica) ( adrenergico) (colinergico) (serotoni- nergici)
Aree reticolari   che modulano  sonno e veglia collicolo inferiore lemnisco mediale nucleo rosso peduncoli nucleo troclear...
Strutture aminergiche del tronco e del cervello basale (i neurotrasmettitori che regolano le fluttuazioni fisiologiche del...
Electrical brain activity  (EEG ) Sleep cycle
Le lesioni della formazione reticolare     ascendente provocano   coma
Alcune lesioni della formazione reticolare     responsabili di coma lesioni primitive  del tronco ernie intracraniche, com...
Proiezioni reticolari ascendenti
Proiezioni reticolari ascendenti <ul><li>attraverso i nuclei talamici, trasferiscono alla corteccia la attività reticolare...
“ cerveau isolè” stato vegetativo? “ encephale isolè” morte dell’encefalo? Disconnessione fra emisferi e formazione retico...
Le lesioni delle proiezioni reticolari ascendenti provocano disturbi di coscienza : il danno assonale diffuso
Danno assonale diffuso traumatico
Danno assonale diffuso traumatico
Il danno traumatico non è l’unica causa di danno assonale diffuso
Leucoencefalopatia progressiva multifocale Danno assonale diffuso
Encefalo anossico
Lesioni bilaterali del talamo mediale realizzano analoghe al danno assonale diffuso Insonnia familiare fatale Inizia con i...
Vie reticolari discendenti
Vie reticolari discendenti e scala di Glasgow <ul><li>Apertura degli occhi  (4 punti) </li></ul><ul><li>Spontanea  4  </li...
Corteccia cerebrale associativa -   sottende le attività mentali e i contenuti di coscienza -  lesioni diffuse provocano d...
frontal association area temporal association area parietal  association area Cortical association areas Wernicke ‘s  spee...
Danni corticali diffusi metabolici <ul><li>Eziologia: </li></ul><ul><li>-  alcol, oppiacei </li></ul><ul><li>psicofarmaci ...
Danno corticale diffuso: meningite
Danno corticale diffuso:  emorragia  subaracnoidea TC che mostra il sangue nel liquor aspetto dell’encefalo dopo una grave...
Danno corticale diffuso: anossia
La corteccia associativa frontale anteriore è responsabile del ragionamento astratto e dellapianificazione del comportamen...
Ragionamento, categorizzazione, capacità di astrazione sono tipiche funzioni frontali <ul><li>“Banane, mele pere che cosa ...
Funzioni frontali:  lo   Stroop test misura la flessibilità e la adattabilità delle risposte   verde rosso giallo blu verd...
sinistra sinistra “ In che posizione è scritta la parola?” (in alto) (a destra) Stroop test  “ Quante sono queste parole?”...
lobo parietale La corteccia associativa parietale posteriore è responsabile della attenzione selettiva e della organizzazi...
Attenzione selettiva: ” Mi trovi tutti i gatti e i cani completi” (da Internet psychol.ucl.ac.uk)
Orientamento e memoria spaziale : “ Metta questo oggetto nella sua posizione originale” (dopo che l’esaminatore ha cambiat...
lobo temporale Ippocampo e sue connessioni (vista mediale del polo temporale) La corteccia temporale mediale e  l’ippocamp...
Gyrusdentatus CA1 CA2 CA3 granule cells mossy fibers CA4 Afferent (perforant) path from entorhinal cortex efferent path to...
I circuiti della memoria
Alterazioni delle strutture temporo-ippocampali   <ul><li>crisi epilettica temporale mesiale </li></ul><ul><li>ma anche en...
La coscienza nella crisi temporale mesiale <ul><li>può essere sospesa, quando l’attività parossistica invade e mette fuori...
Crisi epilettica temporale
lobo frontale lobo parietale Un problema conoscitivo: la “coscienza di sé”
La coscienza di sé (Ichbewusststein): qual’ è la natura della”consapevolezza della consapevolezza” (ovvero “come può la ma...
La coscienza di sé: alcuni dati di fatto (ovvero,malgrado Leibnitz, non dobbiamo rinunciare) <ul><li>La coscienza di sé è ...
lobo frontale lobo parietale Fine
La corteccia sottende le attività mentali e i contenuti di coscienza Space analysis behavior Emisfero sinistro Emisfero de...
Hippocampal sclerosis Newly sprouted mossy fibers of dentate granule cells can synapse on dendrites of neighboring granule...
Un breve esame clinico della memoria <ul><li>(la raccolta dell’anamnesi) </li></ul><ul><li>dati autobiografici ( data di n...
(da Internet, emc.maricopa.edu) La corteccia cerebrale è sede delle attività mentali e dei contenuti di coscienza
Gli emisferi sottendono le attività mentali, il tronco sottende veglia, attività vegetative e riflesse vista laterale dell...
“ cerveau isolè” “ encephale isolè” Disconnessione fra reticolare e corteccia I preparati sperimentali di Bremer  (  “cerv...
Gyrusdentatus CA1 CA2 CA3 granule cells mossy fibers CA4 afferent (perforant) path from enthorinal cortex efferent path to...
mesencefalo ponte bulbo collicol i corpo calloso nuclei vestibolari nucleo rosso reticolare bulbare reticolare pontina ipo...
Le proiezioni reticolari ascendenti sottendono  anche la attività  rapida dell’ EEG di veglia, quella lenta del sonno non-...
“ cerveau isolè” stato vegetativo? “ encephale isolè” morte dell’encefalo? Disconnessione fra emisferi e formazione retico...
Il danno traumatico non è l’unica causa di danno assonale diffuso (inoltre, le lesioni bilaterali del talamo mediale reali...
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Le basi biologiche della co (s.eugenio)

  1. 1. Le basi biologiche della coscienza Mario Manfredi Dipartimento di Neuroscienze Sapienza Università di Roma IRCCS Neuromed Pozzilli, Isernia
  2. 2. Che cos’è la coscienza? <ul><li>Dal latino cum scio , conosco con (con me stesso o con con qualcuno), è un termine dai molti significati, che può indicare </li></ul><ul><li>un sistema di valori morali (“fare un esame di coscienza”) </li></ul><ul><li>una particolare sensibilità ad alcuni temi (“avere una coscienza di classe”) </li></ul><ul><li>un comportamento scrupoloso (“ha agito con coscienza”. o al contrario “guida come un incosciente”) </li></ul><ul><li>l’approccio alla realtà (“la presa di coscienza”) </li></ul><ul><li>la capacità di introspezione (“avere coscienza dei propri limiti”) </li></ul><ul><li>l’animo umano nella sua totalità (è questo, con tutte le possibili sfumature, il significato datole dalla filosofia: per esempio “l’essere ha da essere il suo essere”, secondo Husserl) </li></ul><ul><li>eccetera </li></ul>
  3. 3. Che cos’è la coscienza per il biologo? <ul><li>la semplice vigilanza (essere svegli, reattivi o disattenti) </li></ul><ul><li>un contenuto mentale (stato d’animo, pensiero, emozione del momento) </li></ul><ul><li>la coscienza di sé (come entità dotata di una storia individuale) </li></ul><ul><li>la coscienza dell’altro (teoria della mente, “cosa l’altro sta pensando”): è alla base della timidezza ma anche delle previsioni dei comportamenti (neuroni “mirror”?) </li></ul><ul><li>un parametro della semeiotica neurologica </li></ul>
  4. 4. Definizioni in positivo <ul><li>coscienza: consapevolezza di sé e dell’ambiente circostante </li></ul><ul><li>consapevolezza (awareness): capacità di avere e ritenere esperienze. Si è consapevoli dell’ambiente circostante, delle sensazioni corporee, dei ricordi, pensieri, emozioni e intenzioni </li></ul><ul><li>veglia (wakefulness ) : gli occhi sono aperti e vi è una variabile attività motoria; è’ di norma associata alla consapevolezza </li></ul><ul><li>vigilanza : stato di allerta, di tesa e costante partecipazione all’ambiente (il portiere del calcio che segue l’attaccante in arrivo) </li></ul><ul><li>attenzione: capacità di orientare il fuoco della coscienza su una esperienza ambientale o interiore; può essere riflessa o conativa </li></ul><ul><li>coscienza dell’io (Ichbewusstsein): consapevolezza di sè, della propria identità, unità e continuità </li></ul>
  5. 5. Definizioni in negativo <ul><li>distraibilità: incapacità a mantenere stabile l’attenzione </li></ul><ul><li>stato confusionale: ritardo, torpidità, rallentamento delle risposte, facile assopimento, scarso interesse per l’ambiente </li></ul><ul><li>stupore: stato di arresto psichico e motorio con restringimento dei canali espressivi e del campo di coscienza ma suggestioni di una rigogliosa attività mentale ( stato crepuscolare onirico della psichiatria classica) </li></ul><ul><li>perdita del contatto: interruzione del rapporto con l’ambiente; può dipendere da estrema disattenzione, per disgregazione delle associazioni mentali o da iperconcentrazione del pensiero. Talora è apparente, e dipende da un blocco motorio o del linguaggio </li></ul><ul><li>stato di minima coscienza : segni minori ma sicuri e riproducibili di relazione con l’ambiente </li></ul><ul><li>coma: perdita della coscienza di sé e dei rapporti con l’ambiente, con scomparsa o grave compromissione delle risposte a stimoli interni o esterni e impossibilità di risveglio; gli occhi sono chiusi </li></ul><ul><li>stato vegetativo: perdita della consapevolezza di sé e dell’ambiente, senza segni di attività mentale né di tendenza a comunicare e a esprimere intenzioni. La respirazione spontanea e la regolazione della circolazione sono conservate, e vi sono fasi di apertura degli occhi </li></ul><ul><li>morte dell’encefalo: oltre alla perdita della coscienza vi è la perdita di tutti i riflessi del tronco e della respirazione spontanea. </li></ul>
  6. 6. Coscienza: com’è organizzata <ul><li>Le dimensioni neurologiche della coscienza possono essere suddivise in differenti aspetti </li></ul><ul><li>il livello di vigilanza , cioè lo stato generale di consapevolezza, che fluttua fra attenzione, veglia rilassata, sonno </li></ul><ul><li>i correlati periferici della coscienza , cioè le modificazioni somatiche che accompagnano il fluttuare della vigilanza, a cominciare dalla apertura degli occhi e dal tono muscolare </li></ul><ul><li>la attività elettrica cerebrale , che si rileva con l’EEG (unico parametro strumentale) </li></ul><ul><li>i contenuti di coscienza , cioè la somma delle attività psichiche (percezioni, sentimenti, pensieri) che occupano la mente </li></ul><ul><li>la memoria di sé , cioè il continuo raffronto fra esperienze sensoriali in arrivo, tracce delle esperienza passate e percezione di identità, ovvero coscienza dell’io </li></ul><ul><li>la attenzione selettiva , cioè la concentrazione della attività mentale su un determinato contenuto </li></ul><ul><li>l’ orientamento , cioè dove siamo, quando siamo, con chi siamo </li></ul><ul><li>il comportamento , cioè cosa facciamo e cosa vogliamo fare </li></ul>
  7. 7. Coscienza: basi neurali (che cosa corrisponde a cosa) <ul><li>formazione reticolare rostrale e proiezioni reticolari ascendenti </li></ul><ul><li>(livello di vigilanza e attività elettrica cerebrale) </li></ul><ul><li>proiezioni reticolari discendenti </li></ul><ul><li>(correlati periferici della vigilanza) </li></ul><ul><li>aree associative della corteccia cerebrale </li></ul><ul><li>(contenuti di coscienza) </li></ul><ul><li>corteccia temporale mediale e ippocampo </li></ul><ul><li>(memoria di sé e coscienza dell’io) </li></ul><ul><li>corteccia associativa temporale (laterale)-parieto-occipitale </li></ul><ul><li>(integrazione percettiva, orientamento e attenzione selettiva) </li></ul><ul><li>corteccia associativa frontale anteriore </li></ul><ul><li>(pianificazione del comportamento) </li></ul>
  8. 8. Una cautela <ul><li>Le sei strutture poste alla base della coscienza non sono solisti, ma gli strumenti principali di una orchestra, e suonano assieme </li></ul><ul><li>se vogliamo capire il concerto, è buona cosa conoscere gli strumenti </li></ul><ul><li>inoltre, se l’approccio è biologico, bisogna trascurare l’autore (ma non lo spartito, che sarebbe il codice genetico) </li></ul>
  9. 9. Formazione reticolare ascendente
  10. 10. La formazione reticolare ascendente <ul><li>regola le fluttuazioni della vigilanza, l’attività elettrica cerebrale e mantiene la veglia </li></ul><ul><li>le sue lesioni provocano coma </li></ul>
  11. 11. La formazione reticolare ascendente (adrenergica) ( adrenergico) (colinergico) (serotoni- nergici)
  12. 12. Aree reticolari che modulano sonno e veglia collicolo inferiore lemnisco mediale nucleo rosso peduncoli nucleo trocleare lemnisco mediale fascicolo longitudinale mediale ginocchio del n. faciale n. trigemino fibre corticospinali ponte mesencefalo formazione reticolare formazione reticolare
  13. 13. Strutture aminergiche del tronco e del cervello basale (i neurotrasmettitori che regolano le fluttuazioni fisiologiche della vigilanza) (Whitwell et al,Brain 130:708,2007) (veglia) (sonno “lento”) (sonno “REM”)
  14. 14. Electrical brain activity (EEG ) Sleep cycle
  15. 15. Le lesioni della formazione reticolare ascendente provocano coma
  16. 16. Alcune lesioni della formazione reticolare responsabili di coma lesioni primitive del tronco ernie intracraniche, compressione del tronco e deterioramento cranio-caudale
  17. 17. Proiezioni reticolari ascendenti
  18. 18. Proiezioni reticolari ascendenti <ul><li>attraverso i nuclei talamici, trasferiscono alla corteccia la attività reticolare </li></ul><ul><li>l’attività reticolare è alimentata dalle afferenze sensoriali </li></ul><ul><li>lesioni diffuse o abbastanza estese provocano coma </li></ul>
  19. 19. “ cerveau isolè” stato vegetativo? “ encephale isolè” morte dell’encefalo? Disconnessione fra emisferi e formazione reticolare Frederic Bremer (1935) ha mostrato nel gatto che è possibile dissociare la attività degli emisferi e del tronco (preparati “encephale isolè” e “cerveau isolè”) Il preparato di Bremer A “encephale isolè”, B“cerveau isolè” Elettroencefalogramma del gatto Cervello umano Cervello felino cerveau isolè: il gatto dorme sempre encephale isolè : il gatto mostra una attività di veglia
  20. 20. Le lesioni delle proiezioni reticolari ascendenti provocano disturbi di coscienza : il danno assonale diffuso
  21. 21. Danno assonale diffuso traumatico
  22. 22. Danno assonale diffuso traumatico
  23. 23. Il danno traumatico non è l’unica causa di danno assonale diffuso
  24. 24. Leucoencefalopatia progressiva multifocale Danno assonale diffuso
  25. 25. Encefalo anossico
  26. 26. Lesioni bilaterali del talamo mediale realizzano analoghe al danno assonale diffuso Insonnia familiare fatale Inizia con insonnia, ma evolve verso la demenza e il coma Nuclei talamici
  27. 27. Vie reticolari discendenti
  28. 28. Vie reticolari discendenti e scala di Glasgow <ul><li>Apertura degli occhi (4 punti) </li></ul><ul><li>Spontanea 4 </li></ul><ul><li>A domanda 3 </li></ul><ul><li>A stimoli dolorosi 2 </li></ul><ul><li>Nessuna 1 </li></ul><ul><li>Risposta verbale (5 punti) </li></ul><ul><li>Normale 5 </li></ul><ul><li>Risposta confusa 4 </li></ul><ul><li>Parole frammentarie 3 </li></ul><ul><li>Suoni incomprensibili 2 </li></ul><ul><li>Nessuna 1 </li></ul><ul><li>Risposta motoria (6 punti) </li></ul><ul><li>Esecuzione di ordini 6 </li></ul><ul><li>Localizzazione di stimoli dolorosi 5 </li></ul><ul><li>Retrazione del segmento stimolato 4 </li></ul><ul><li>Risposta posturale flessoria 3 </li></ul><ul><li>Risposta posturale estensoria 2 </li></ul><ul><li>Nessuna 1 </li></ul><ul><li>Sommando le tre “risposte migliori” si ottiene </li></ul><ul><li>un punteggio fra 15 (coscienza normale) e 3 (coma profondo) </li></ul><ul><li>Le vie discendenti sono necessarie </li></ul><ul><li>per graduare il disturbo di coscienza </li></ul><ul><li>per riconoscere la condizione“locked in” </li></ul>ponte bulbo nuclei reticolari nucleo rosso nuclei vestibolari fascio piramidale
  29. 29. Corteccia cerebrale associativa - sottende le attività mentali e i contenuti di coscienza - lesioni diffuse provocano disturbi della coscienza
  30. 30. frontal association area temporal association area parietal association area Cortical association areas Wernicke ‘s speech area
  31. 31. Danni corticali diffusi metabolici <ul><li>Eziologia: </li></ul><ul><li>- alcol, oppiacei </li></ul><ul><li>psicofarmaci sedativi </li></ul><ul><li>avvelenamento da CO </li></ul><ul><li>anossia </li></ul><ul><li>ipoglicemia </li></ul><ul><li>insuff. epatica </li></ul><ul><li>insuff.renale </li></ul><ul><li>disequilibrio elettrolitico </li></ul><ul><li>disequilibrio acido/basico </li></ul><ul><li>meningiti </li></ul><ul><li>emorragia subaracnoidea </li></ul>
  32. 32. Danno corticale diffuso: meningite
  33. 33. Danno corticale diffuso: emorragia subaracnoidea TC che mostra il sangue nel liquor aspetto dell’encefalo dopo una grave emorragia subaracnoidea
  34. 34. Danno corticale diffuso: anossia
  35. 35. La corteccia associativa frontale anteriore è responsabile del ragionamento astratto e dellapianificazione del comportamento. Le lesioni disturbano l’integrazione con l’ambiente lobo frontale
  36. 36. Ragionamento, categorizzazione, capacità di astrazione sono tipiche funzioni frontali <ul><li>“Banane, mele pere che cosa hanno in comune?” </li></ul><ul><li>“Mi dica tutti i tipi di verdura che lei ricorda” </li></ul><ul><li>“Mi dica tutte le parole che iniziano con la lettera “B” che lei ricorda” </li></ul><ul><li>“Cosa significa il proverbio “l’abito non fa il monaco?” </li></ul>
  37. 37. Funzioni frontali: lo Stroop test misura la flessibilità e la adattabilità delle risposte verde rosso giallo blu verde rosso blu giallo blu rosso giallo verde
  38. 38. sinistra sinistra “ In che posizione è scritta la parola?” (in alto) (a destra) Stroop test “ Quante sono queste parole?” “ due due due ” (tre)
  39. 39. lobo parietale La corteccia associativa parietale posteriore è responsabile della attenzione selettiva e della organizzazione spaziale. Le lesioni disturbano la concentrazione e l’orientamento
  40. 40. Attenzione selettiva: ” Mi trovi tutti i gatti e i cani completi” (da Internet psychol.ucl.ac.uk)
  41. 41. Orientamento e memoria spaziale : “ Metta questo oggetto nella sua posizione originale” (dopo che l’esaminatore ha cambiato il punto di vista) (da Internet psychol. ucl.ac.uk)
  42. 42. lobo temporale Ippocampo e sue connessioni (vista mediale del polo temporale) La corteccia temporale mediale e l’ippocampo sono responsabili dei processi mnesici e della memoria di se, e sottendono la coscienza dell’io. Le lesioni disturbano il contatto e la coscienza
  43. 43. Gyrusdentatus CA1 CA2 CA3 granule cells mossy fibers CA4 Afferent (perforant) path from entorhinal cortex efferent path to subiculum piramidal cells Hippocampal circuit: afferent (perforant) path > granule cells > mossy fibers > pyramidal cells CA3 > pyramidal cells CA1 > efferent path > subiculum (da Internet, uni-leipzig.de ).
  44. 44. I circuiti della memoria
  45. 45. Alterazioni delle strutture temporo-ippocampali <ul><li>crisi epilettica temporale mesiale </li></ul><ul><li>ma anche encefalite da Herpes simplex, s. di Wernicke-Korsakoff alcolica o carenziale, etc </li></ul>
  46. 46. La coscienza nella crisi temporale mesiale <ul><li>può essere sospesa, quando l’attività parossistica invade e mette fuori funzione le aree associative temporali dei due lati (è la crisi confusionale”) </li></ul><ul><li>può essere iperconcentrata su una esperienza mentale (una immagine, un ricordo, una modificazione esperienziale tipo “stato sognante”, “derealizzazione” “vivere in un altro mondo”, che si impongono in maniera incoercibile e invadono tutta la attività psichica (è la “perdita del contatto”) </li></ul>
  47. 47. Crisi epilettica temporale
  48. 48. lobo frontale lobo parietale Un problema conoscitivo: la “coscienza di sé”
  49. 49. La coscienza di sé (Ichbewusststein): qual’ è la natura della”consapevolezza della consapevolezza” (ovvero “come può la materia divenire cosciente?”) <ul><li>è uno dei maggiori problemi della conoscenza, paragonabile a quello dell’origine dell’universo </li></ul><ul><li>si può affrontare da vari punti di vista, ma il biologo non può rinunciare a cercare una soluzione biologica </li></ul><ul><li>l’esperimento mentale di Leibnitz non ci aiuta: “penetrando nel sempre più piccolo di una calcolatrice troveremo ruote e pulegge, ma nulla che faccia pensare alla coscienza” </li></ul><ul><li>penetrando nel sempre più piccolo di un sistema biologico troveremo molecole e atomi di carbonio e ossigeno, ma nulla che faccia pensare alla coscienza (ma anche la gravitazione è invisibile) </li></ul>
  50. 50. La coscienza di sé: alcuni dati di fatto (ovvero,malgrado Leibnitz, non dobbiamo rinunciare) <ul><li>La coscienza di sé è presente nell’uomo e nei mammiferi superiori </li></ul><ul><li>inevitabilmente, anche nei gradi inferiori della scala biologica </li></ul><ul><li>sembra in realtà evolvere nella scala biologica (secondo Darwin, a partire da forme molto primordiali, come il lombrico) </li></ul><ul><li>non è insensato dire che appare come un potente fattore evolutivo </li></ul><ul><li>si sviluppa con il sistema nervoso, e deve perciò risiedere nel cervello </li></ul><ul><li>dualismo (materia e spirito coabitano) e panpsichismo (tutta la materia è spirito) sono proposte estreme e insoddisfacenti (come può una entità spirituale osservare il secondo principio della termodinamica?) </li></ul><ul><li>potranno fornirci possibili soluzione le “proprietà emergenti” dei sistemi complessi (insiemi con totali superiori alla somma delle parti)? </li></ul><ul><li>il cervello è un sistema complesso: nell’uomo 10 11 neuroni e 10 14 sinapsi; ma anche 60 milioni di neuroni nel ratto…quanti contatti in un futuro computer? </li></ul><ul><li>ma è il nostro cervello abbastanza sviluppato per comprendere tutti i problemi ? </li></ul><ul><li>inoltre, il secondo principio della termodinamica è proprio indiscutibile? e la velocità della luce è proprio insuperabile….? </li></ul>
  51. 51. lobo frontale lobo parietale Fine
  52. 52. La corteccia sottende le attività mentali e i contenuti di coscienza Space analysis behavior Emisfero sinistro Emisfero destro Vista mediale
  53. 53. Hippocampal sclerosis Newly sprouted mossy fibers of dentate granule cells can synapse on dendrites of neighboring granule cells, resulting in recurrent excitation; they can also sprout on Inhibitory interneurons. Excitatory interneurons, which actvate inhibitory interneurons, may be selectively vulnerable to insults. Finally, neurogenesis of new granule cells may integrate into abnormal circuits. (Chang and Lowenstein, N.Eng.J.Med 349:1257,2003)
  54. 54. Un breve esame clinico della memoria <ul><li>(la raccolta dell’anamnesi) </li></ul><ul><li>dati autobiografici ( data di nascita, di matrimonio, di nascita dei figli, nomi dei nipoti, indirizzo, telefono) </li></ul><ul><li>i nomi del presidente, del primo ministro, del papa (oppure le squadre in testa al campionato) </li></ul><ul><li>“ Cosa ha mangiato stamane?” </li></ul><ul><li>“ Come è arrivato qui?” </li></ul><ul><li>“ In che anno siamo, dove siamo?” </li></ul><ul><li>“ Le dico cinque numeri, me li ripeta subito” </li></ul><ul><li>“ Le dico tre parole, me le ripeta subito; fra poco gliele chiedo di nuovo” </li></ul><ul><li>(all’accompagnatore) “Si orienta in casa e fuori? Ricorda dove ha messo le chiavi? Trova la biancheria, le tazze, le posate?” </li></ul>
  55. 55. (da Internet, emc.maricopa.edu) La corteccia cerebrale è sede delle attività mentali e dei contenuti di coscienza
  56. 56. Gli emisferi sottendono le attività mentali, il tronco sottende veglia, attività vegetative e riflesse vista laterale dell’emisfero e del tronco vista mediale dell’emisfero vista postero- laterale del tronco
  57. 57. “ cerveau isolè” “ encephale isolè” Disconnessione fra reticolare e corteccia I preparati sperimentali di Bremer ( “cerveau isolè” e “encephale isolè”) nel gatto riproducono lo “stato vegetativo persistente”e la “morte cerebrale” dell’uomo
  58. 58. Gyrusdentatus CA1 CA2 CA3 granule cells mossy fibers CA4 afferent (perforant) path from enthorinal cortex efferent path to subiculum piramidal cells Hippocampal circuit: afferent (perforant) path > granule cells > mossy fibers > pyramidal cells CA3 > pyramidal cells CA1 > efferent path > subiculum (da Internet, uni-leipzig.de).
  59. 59. mesencefalo ponte bulbo collicol i corpo calloso nuclei vestibolari nucleo rosso reticolare bulbare reticolare pontina ipotalamo nuclei cerebellari proiezioni ascendenti reticolare mesencefalica proiezioni discendenti corteccia motoria fascio piramidale midollo spinale proiezioni ascendenti A Le vie discendenti: fondamentali per graduare il disturbo di coscienza
  60. 60. Le proiezioni reticolari ascendenti sottendono anche la attività rapida dell’ EEG di veglia, quella lenta del sonno non-REM e quella rapida del sonno REM
  61. 61. “ cerveau isolè” stato vegetativo? “ encephale isolè” morte dell’encefalo? Disconnessione fra emisferi e formazione reticolare: realizzata sperimentalmente da Bremer nel gatto (preparati “cerveau isolè” e “encephale isolè”) ha mostrato che è possibile dissociare la attività degli emisferi e del tronco <ul><li>Il preparato di Bremer </li></ul><ul><li>cerveau isolè: il gatto dorme sempre </li></ul><ul><li>encephale isolè : mostra una attività di veglia </li></ul>veglia sonno Elettroencefalogramma del gatto Cervello umano Cervello felino
  62. 62. Il danno traumatico non è l’unica causa di danno assonale diffuso (inoltre, le lesioni bilaterali del talamo mediale realizzano condizioni simili) Thalamic nuclei
  63. 63. Patogenesi del coma: alterazioni corticali diffuse

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