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Il sistema somatosensoriale
La sensibilità somatica ha origine da recettori distribuiti nella pelle,
nei muscoli e nelle articolazioni, negli organi interni. A differenza
dei recettori del sistema visivo ed acustico, che trasducono un
solo tipo di energia (luminosa i fotorecettori retinici, meccanica le
cellule ciliate dell’orecchio interno) i recettori della sensibilità
somatica sono suddivisibili in meccanorecettori, termorecettori
e chemorecettori, a seconda del tipo di energia dello stimolo da
essi trasdotta in segnale nervoso.
Distinguiamo quindi all’interno della sensibilità somatica
modalità diverse (ricordiamo che per modalità si intende una
classe di stimoli sensoriali, caratterizzati dal tipo di energia dello
stimolo e dal tipo di recettore che li trasduce) mentre, ovviamente,
all’interno del sistema visivo e del sistema acustico viene
elaborata informazione soltanto relativa ad una modalità, visiva ed
uditiva, rispettivamente.
Il sistema somatosensoriale, che comprende i recettori della
sensibilità somatica, le loro vie centrali e le aree corticali di
proiezione, comprende quattro modalità:
tattile: tipo di energia dello stimolo meccanica, tipo di recettori
meccanorecettori cutanei
propriocettiva: tipo di energia dello stimolo meccanica, tipo di
recettori meccanorecettori muscolari, tendinei e articolari
termica: tipo di energia dello stimolo termica, tipo di recettori
termorecettori cutanei del caldo e del freddo
nocicettiva: tipo di energia dello stimolo meccanica, termica,
chimica, tipo di recettori meccanorecettori, recettori termo-
meccanici e recettori polimodali cutanei.
Ognuna di queste modalità è mediata da un sistema specifico di
recettori e di vie centrali.
Tuttavia, indipendentemente dalla modalità, la sensibilità somatica
del tronco e degli arti è convogliata dalla stessa classe di neuroni
sensoriali: le cellule dei gangli delle radici dorsali.
Ogni cellula dei gangli delle radici dorsali risponde selettivamente
ad un tipo di stimoli e trasporta quindi informazione su una sola
modalità grazie alla specializzazione morfologica e molecolare del
suo terminale periferico.
L’informazione somatosensoriale dalle strutture craniche (viso,
labbra, cavità orale, congiuntiva) è trasportata dai neuroni del V
nervo cranico, il trigemino. I neuroni sensoriali del trigemino sono
omologhi alle cellule dei gangli delle radici dorsali sia dal punto di
vista funzionale che morfologico.
Cute
Cellula dei gangli
delle radici dorsali
Corno
ventrale
Corno
dorsale
Verso i centri
superiori
Ai riflessi
spinali
Fig. 1. Schema di un neurone dei gangli delle radici dorsali. Il suo terminale periferico è specializzato
per la trasduzione del segnale (qui è mostrato il terminale di un meccanorecettore, il corpuscolo del
Pacini); il suo terminale centrale conduce i potenziali d’azione verso i successivi bersagli sinaptici.
Trasduzione del
segnale
Conduzione del
segnale
Sezione del midollo spinale
I terminali periferici dei neuroni dei gangli delle radici dorsali
sono di due tipi: terminazioni nervose nude o terminazioni
nervose incapsulate.
Neuroni dei gangli delle radici dorsali con terminali incapsulati
mediano la modalità del tatto e della propriocezione.
Essi sono tutti meccanorecettori, hanno fibre afferenti di
diametro grande e ben mielinizzate e conducono i potenziali
d’azione a velocità elevata.
Neuroni con terminali nudi mediano sensazioni termiche e
dolorifiche ed hanno fibre afferenti più sottili, poco mielinizzate
o non mielinizzate e conducono i potenziali d’azione più
lentamente.
I recettori tattili sono meccanorecettori.
Lo stimolo che li eccita è una pressione esercitata sulla pelle. Tale
pressione indenta la pelle e deforma meccanicamente il terminale
periferico dei recettori tattili, che possiede numerosi canali ionici
a controllo meccanico.
La deformazione del terminale determina l’apertura di tali canali
ionici e quindi la depolarizzazione del terminale stesso (potenziale
di recettore).
Anche se la sensibilità alla deformazione meccanica è una
caratteristica della membrana del terminale nervoso, il tipo di
risposta che viene data alla deformazione dipende dalla capsula
che riveste tale terminale.
Sono stati identificati quattro tipi di meccanorecettori tattili nella
pelle glabra (priva di peli).
Due tipi di recettore sono collocati negli strati superficiali della
pelle, il recettore di Merkel ed il recettore di Meissner, e due nel
tessuto sottocutaneo, i recettori del Pacini ed i recettori del Ruffini.
I recettori superficiali sono sensibili alla deformazione delle creste
in cui si trovano, (le creste sono formate da ripiegature
dell’epidermide, e sono ricche di meccanorecettori).
I recettori profondi sono sensibili alla deformazione di una larga
zona di cute, che si estende al di là delle creste sovrastanti.
Una seconda distinzione fra questi quattro tipi di recettori viene
dalle proprietà della loro risposta a stimoli mantenuti costanti nel
tempo. I recettori di Meissner ed i recettori del Pacini sono a
rapido adattamento, cessano cioè rapidamente di rispondere ad
uno stimolo costante.
I recettori di Merkel e del Ruffini sono invece a lento
adattamento.
Nella cute con peli i principali meccanorecettori a rapido
adattamento sono i recettori dei bulbi piliferi, sensibili allo
spostamento del pelo che dal bulbo emerge.
Definiamo campo recettivo di un neurone dei gangli delle radici
dorsali la zona di cute la cui stimolazione con una lieve pressione
evoca la risposta del neurone.
I campi recettivi dei recettori tattili sono di forma
approssimativamente circolare: una pressione applicata al loro
interno evoca una depolarizzazione del neurone, tanto più grande
quanto più il punto in cui si applica la pressione è direttamente
sovrastante alla locazione del recettore.
I campi recettivi dei neuroni che innervano gli strati superficiali
sono più piccoli di quelli dei neuroni degli strati profondi. La
densità dei i recettori superficiali varia con la mappa corporea:
sono più densi sulla punta delle dita e delle labbra e meno densi
in altre zone.
.Anche le dimensioni dei campi recettivi varia con la posizione del
recettore sulla mappa corporea.
Ad esempio, sulla punta delle dita, i campi recettivi dei corpuscoli
di Meissner hanno un diametro di circa 2 mm, mentre sul palmo
della mano siamo già a 10 mm.
Ad un’alta densità recettoriale fa da riscontro un’alta densità di
innervazione.
Le zone cutanee con la più alta densità di innervazione sono
costituite dalla punta delle dita, che possiede fino a 300 fibre
afferenti tattili per cm2
Come per la densità dei coni nella fovea per quanto riguarda la
discriminazione spaziale visiva (acuità visiva), l’alta densità dei
recettori tattili è responsabile della alta acuità tattile della punta
delle dita.
La fine capacità di discriminazione spaziale che noi abbiamo
attraverso la punta delle dita, basata sulla piccolezza dei locali
campi recettivi, ci consente di discriminare la rugosità delle
superfici e ci consente di leggere il Braille.
In base a quanto detto sopra, non sorprende che l’acuità tattile
vari grandemente nei diversi distretti cutanei. Valutando, per ogni
zona cutanea, la minima distanza fra due punti in rilievo che sono
ancora percepiti come distinti, tale distanza è di circa 2 mm sulla
punta delle dita (massimo potere risolutivo), circa 4 mm sulle
labbra, 10 mm sul palmo della mano, più di 40 mm sulla cute della
coscia e del polpaccio.
Durante l’esplorazione attiva degli oggetti, è l’attività integrata di
popolazioni di recettori tattili che ci consente di estrarre le
proprietà tattili degli oggetti e di coordinare la loro manipolazione.
E’ interessante menzionare che nel percepire i locali movimenti di
un oggetto sulla punta delle dita il codice usato potrebbe essere
non la frequenza di scarica dei recettori tattili ma l’arrivo del primo
potenziale d’azione elicitato in un insieme di recettori tattili.
Registrazioni da singole unità dal nervo ulnare dell’uomo hanno
infatti mostrato che la sequenza con cui fibre afferenti diverse
scaricano forniscono informazioni affidabili sulla direzione della
forza applicata sulla punta delle dita e sulla forma dell’oggetto che
la applica, le forniscono più velocemente che se venisse usato un
codice di frequenza e le forniscono abbastanza velocemente da
rendere conto dell’uso che delle informazioni tattili facciamo nella
naturale manipolazione degli oggetti
Propriorecettori
La propriocezione è il senso della posizione e dei
movimenti dei propri arti e del proprio corpo. Quest’ultima è nota
anche come cinestesia. Queste informazioni sono essenziali per il
controllo dei movimenti e della postura ma sono anche parte
essenziale della percezione del nostro corpo. Ci sono tre tipi di
meccanorecettori con funzione propriocettive nei muscoli e nelle
articolazioni:
i propriorecettori dei fusi neuromuscolari, che si avvolgono
intorno a fibre muscolari specializzate all’interno di una struttura
chiamata fuso neuromuscolare e collocata all’interno del muscolo.
Tali recettori segnalano la lunghezza del muscolo.
I recettori tendinei del Golgi, che si collocano all’interno dei
tendini e segnalano la tensione esercitata sul tendine a un gruppo
di fibre muscolari.
I recettori articolari, collocati nelle capsule articolari, segnalano
la flessione o l’estensione dell’articolazione.
Ci sono poi recettori cutanei sensibili allo stiramento della pelle
(recettori di Ruffini, ad esempio), che possono dare informazioni
posturali. La propriocezione cutanea è particolarmente importante
per il controllo dei movimenti delle labbra nell’articolazione del
linguaggio.
Per avere una idea delle conseguenze della mancanza degli
ingressi propriocettivi sulla nostra percezione una interessante
lettura è il libro “Su una gamba sola” ed il capitolo “La
disincarnata” da “L’uomo che scambiò sua moglie per un
cappello”, di Oliver Sacks
Nocicettori
I nocicettori sono quei recettori che rispondono a stimoli nocivi.
Possono rispondere sia direttamente allo stimolo nocivo, come i
nocicettori meccanici, o possono rispondere al danno tissutale,
essendo sensibili alle sostanze rilasciate dalle cellule del tessuto
traumatizzato. I nocicettori meccanici rispondono a stimoli
meccanici intensi e dolorosi; determinano l’insorgenza di una
sensazione dolorifica di rapida insorgenza, pungente e ben
localizzabile.
I nocicettori termici sono eccitati da temperature eccessivamente
elevate (sopra i 45°) o eccessivamente fredde. Entrambi
rispondono anche a stimoli meccanici intensi. I nocicettori
polimodali rispondono a stimoli meccanici, termici e chimici e
producono una sensazione di dolore a lenta insorgenza, urente e
diffuso.
Termorecettori
I termorecettori sono suddivisibili in recettori del caldo e del
freddo. La loro frequenza di scarica, a temperatura costante,
dipende dal valore della temperatura. Essi segnalano la differenza
della temperatura di un oggetto o dell’aria rispetto alla
temperatura della pelle.
Sono infatti molto sensibili ad un rapido cambiamento della
temperatura locale.
Per temperature superiori a 50° i termorecettori del caldo sono
silenti; questa temperatura è percepita come dolorosa.
Fig. 3. In alto: esempio delle risposte di un nocicettore meccanico a stimoli pressori esercitati con
un oggetto a punta smussa (a), a punta aguzza (b) e ad un pizzicotto con delle pinzette (c) (da
Perl 1968). In basso: Attività dei termorecettori in funzione della temperatura cutanea. La linea
continua si riferisce ai recettori del caldo, quella tratteggiata a i recettori del freddo. Da Darian
Smith 1973
Temperatura cutanea
Frequenzadiscaricamedia
5° 34° 45°
Le vie somatosensoriali
Vi sono due distinti sistemi ascendenti che convogliano
informazioni per le diverse modalità somatosensoriali:
il sistema colonne dorsali-lemnisco mediale, che convoglia
informazioni per le modalità tattile e propriocettiva (cellule dei gangli delle
radici dorsali proiettano ai nuclei gracile e cuneato, che proiettano al talamo, che proietta ad S1;
crociatura al bulbo)
il sistema anterolaterale che convoglia informazioni termiche e
nocicettive (cellule dei gangli delle radici dorsali proiettano a interneuroni spinali, che danno
origine a vie spino talamiche, spino reticolari, spino tettali; solo le informazioni che, tramite il
talamo, giungono alla corteccia, danno origine a sensazioni coscienti).
Gli assoni dei neuroni talamici delle modalità tattile e
propriocettiva proiettano alla corteccia somatosensoriale
primaria (S-I).
Gli assoni dei neuroni talamici della modalità nocicettiva
proiettano ad S-I, per la localizzazione ed analisi sensoriale dello
stimolo nocivo, ma anche alla corteccia insulare (CI) ed alla
corteccia cingolata anteriore (CCA), strutture che fanno parte del
cosiddetto “network nocicettivo” e che mediano la componente
affettiva dell’esperienza nocicettiva, ovvero la connotazione
negativa e le reazioni emotive ad uno stimolo dolorifico.
E’ molto interessante menzionare che, mentre il percepire dolore
attiva sia S-I che CI e CCA, l’esperienza empatica, ovvero il
partecipare al dolore di un altro, attiva soltanto CI e CCA
La corteccia somatosensoriale
Le fibre talamiche somatosensoriali terminano nella corteccia S-I,
suddivisa in 4 aree, la 3a, 3b, 1 e 2. S-I è collocata nel giro post-
centrale del lobo parietale. Le aree 1 e 2 ricevono anche un
ingresso dalle aree 3a e 3b. Le aree di S-1 proiettano alla
corteccia somatosensoriale secondaria, S-II e alla corteccia
parietale posteriore (PPC).
S-II proietta, via la corteccia insulare, ad aree del lobo temporale,
importanti per la memoria tattile.
La PPC integra l’informazione tattile e quella propriocettiva e
riceve anche ingressi visivi. E’ quindi importante per il
riconoscimento di un oggetto nella sua globalità, che integra
informazioni raccolte da’esplorazione manuale (stereognosiche) e
visiva.
Fig.4a e b. Collocazione delle cortecce
somatosensoriali, la primaria (S-I), la secondaria (S-
II) e la corteccia parietale posteriore (area 5 e 7) nel
lobo parietale. c: S-I è divisa in quattro aree, tutte con
ingresso diretto dal talamo (nucleo
VentroPosteroLaterale VPL). L’area 1 e l’area 2, in
aggiunta all’ingresso dal talamo, ricevono ingressi
anche dalle aree 3a e 3b. Sono mostrate anche le
proiezioni da S-I alle altre aree somatosensoriali.
Fig.4d. Organizzazione di S-I. In alto, ingressi
principali alle quattro suddivisioni di S-I. In
basso, organizzazione colonnare nell’area 3b,
zona della mappa delle dita. Dito 2, indice, dito
5 mignolo. Colonne di neuroni che ricevono
ingresso da recettori tattili a rapido
adattamento (RA) si alternano con colonne che
ricevono ingresso da recettori a lento
adattamento (SA). Cellule con campi recettivi
sovrapposti sulla cute proiettano a colonne
diverse. SA
RA
3a
3b
1
2
Propriocettori muscolari
Recettori cutanei RA e SA
Recettori cutanei RA
Recettori cutanei (stereognosi)
Recettori tessuti profondi
Fig. 5. La zona di proiezione delle vibrisse facciali dei roditori nella S-I mostra una struttura
caratteristica. In alto, distribuzione delle diverse vibrisse in 5 file sul muso del ratto. In basso:
zona di proiezione delle vibrisse in S-I. Le zone scure all’interno della linea tratteggiata
corrispondono alle aree al cui interno le cellule rispondono alla stimolazione delle vibrisse. Tali
zone sono dette, per la loro forma, “barrels” (barilotti). Le cellule all’interno di ciascun barrel
rispondono principalmente alla stimolazione di una singola vibrissa, identificata con la lettera della
fila e la posizione all’interno della fila sul muso. Nel barrel D1, le cellule rispondono alla
stimolazione della prima vibrissa dalla fila D. La disposizione dei barrels in S-I corrisponde alla
disposizione delle vibrisse sul muso. Adattata da Bennet-Clarke et al., 1987.
Il sistema motorio
Il sistema motorio comprende diverse vie parallele con
organizzazione gerarchica.
La “via finale comune” è costituita dai motoneuroni spinali.
Il primo livello di controllo è costituito dai nuclei del tronco
dell’encefalo
Il secondo dalla corteccia motoria primaria
Il terzo dalle altre aree motorie corticali
Il tronco dell’encefalo
Via reticolo-spinale e vestibolo-spinale: importanti per la postura e l’equilibrio.
Via tetto-spinale: importante per la coordinazione dei movimenti degli occhi e del capo
Le aree motorie sono organizzate in modo somatotopico
Le vie cortico spinali
La via cortico spinale diretta (via
laterale o via piramidale) e’
responsabile dei movimenti fini e
complessi della muscolatura
distale.
La via cortico-spinale è tipica dei primati antropomorfi e dell’uomo
Terminazioni cortico-spinali in
varie specie.
I neuroni cortico-spinali
I singoli neuroni cortico-spinali codificano principalmente la forza mentre sono
moderatamente selettivi direzione del movimento
Ruolo delle via
cortico-spinale
Ruolo delle corteccie premotoria e supplementare
Corteccia motoria primaria: movimenti semplici
Corteccia premotoria: sequenza complessa
Corteccia motoria supplementare: rappresentazione interna del movimento
Ruolo delle corteccie premotoria e supplementare
I neuroni della corteccia primaria si attivano sia per una sequenza appresa che per la
pressione di pulsanti segnalati da lucine. La premotoria si attiva per la risposta alle
lucine la supplementare per la sequenza appresa
Alcuni neuroni delle aree
premotorie sono attivi sia
quando il soggetto compie
il movimento, che quando
il soggetto vede lo stesso
compito eseguito da un
altro soggetto. Sono i
cosiddetti “neuroni-
specchio”.
Alcuni di essi si attivano in
risposta al “rumore”
dell’azione (schiacciare
una noce, strappare un
foglio di carta). Iporesi che
questi neuroni codifichino
per l’azione e per il
“concetto” (la
rappresentazione)
dell’azione.
La teoria della mente ne
sta incorporando le
proprietà.
I neuroni specchio
Le aree corticali associative
Modalità sensoriali diverse sono mediate da sistemi sensoriali
diversi.
Tuttavia un oggetto viene da noi percepito e memorizzato nella
sua interezza, forma, colore, grana della superficie, odore; una
rosa è la sua forma, il suo colore, la setosità dei suoi petali, il suo
profumo.
Non è quindi presente nella nostra percezione solo l’integrazione
di aspetti diversi all’interno di una stessa modalità (forma, colore e
posizione per il visivo, frequenze acustiche presenti in un suono e
localizzazione del suono per l’acustico) ma sono anche presenti
integrazioni intermodali
Allo stesso modo, il sedersi su una poltrona e l’allungare un
braccio per prendere un libro reclutano circuiti motori differenti, ma
la loro attività deve essere integrata e coordinata in un piano
motorio coerente.
E’ infine evidente che per selezionare un piano motorio sono
necessarie informazioni sensoriali: supponiamo di dover
raggiungere un oggetto con la mano e di doverlo sollevare da
piano su cui poggia: dobbiamo avere informazioni sulla posizione
dell’oggetto da prendere, la sua forma e la sua robustezza per
poter pianificare azioni motorie adeguate.
Possiamo schematizzare il flusso di informazioni in questo modo:
le aree sensoriali primarie (ad esempio, visiva primaria, acustica
primaria, somatosensoriale primaria) proiettano ad aree sensoriali
adiacenti all’interno della stessa modalità. Abbiamo visto esempi
di questo per le proiezioni di V1 alle aree visive inferotemporali
attraverso le aree V2 e V4 o per le proiezioni della corteccia
acustica primaria alle aree acustiche del solco temporale
superiore attraverso le aree della “cintura”.
Queste aree, che integrano informazioni all’interno di una singola
modalità, vengono chiamate aree associative unimodali.
Le aree associative unimodali proiettano ad aree associative
sensoriali polimodali, che integrano informazioni da più di una
modalità. Ad esempio, le aree associative polimodali temporo-
parietali integrano informazioni acustiche, visive e
somatosensoriali.
Le aree associative sensoriali polimodali proiettano alle aree
motorie associative polimodali, localizzate anteriormente nei
lobi frontali.
Tali aree pianificano una appropriata uscita comportamentale ed
elaborano i programmi per i movimenti da eseguire. Questi
programmi sono inviati alle aree motorie, la premotoria e la
motoria primaria, che inviano i segnali ai motoneuroni per
l’attuazione dell’uscita motoria.
l’area associativa posteriore, al confine tra i lobi occipitale,
temporale e parietale, che è una aree associativa multisensoriale,
implicata nell’attenzione, nel linguaggio e nella percezione.
l’area associativa anteriore (corteccia prefrontale), che è
associata con le funzioni esecutive del comportamento, quali ad
esempio la pianificazione del corso delle proprie azioni e
l’organizzare eventi in memoria allo scopo di guidare il
comportamento.
l’area associativa limbica, situata lungo le facce mediali degli
emisferi cerebrali, è implicata nella memoria e nelle emozioni.
Le funzioni delle aree associative sono state dedotte principalmente dalla
osservazione di pazienti con lesioni corticali selettive e, più recentemente,
anche dall’utilizzo di tecniche di neuroimmagine, che consentono di
visualizzare l’attività cerebrale in soggetti mentre eseguono compiti cognitivi.
Inoltre, l’utilizzo di lesioni selettive e di registrazioni elettrofisiologiche da
specifiche aree cerebrali nella scimmia ha contribuito alla conoscenza dei
processi svolti in queste aree. I diversi tipi di informazione si integrano molto
bene.
Ad esempio, lesioni ad aree associative unimodali visive nel lobo temporale
possono produrre una selettiva incapacità di riconoscere una classe di oggetti
presentati visivamente, senza influenzare la capacità di riconoscerli attraverso
il tatto (agnosia appercettiva).
Tali aree si attivano in soggetti impegnati in compiti di riconoscimento visivo di
oggetti. Lesioni in aree corrispondenti della scimmia provocano anch’esse
danni al riconoscimento visivo degli oggetti. Registrazioni da queste aree nella
scimmia mostrano che i neuroni rispondono a stimoli complessi quali le facce
o la mano, suggerendo fortemente il coinvolgimento in compiti di
riconoscimento visivo.
Studi di neuroimmagine nell’uomo hanno recentemente mostrato
che alcune aree della corteccia associativa posteriore
(polimodale sensoriale) della regione occipito-temporale laterale
si attivano in risposta alla presentazione di stimoli visivi e uditivi
oppure visivi e tattili.
Regioni con ingresso multisensoriale si alternano con regioni ad
ingresso unimodale. Questa organizzazione è molto simile a
quanto trovato nelle aree polisensoriali del solco temporale
superiore della scimmia.
Questo suggerisce fortemente il coinvolgimento di queste aree
nell’integrazione multisensoriale per il riconoscimento, ad
esempio, della forma di un oggetto (integrazione tattile-visiva) o
per la sua localizzazione (integrazione visivo-acustica).
Le aree associative occupano una gran parte della superficie
corticale
Le aree associative sono particolarmente espanse nell’uomo
Le aree sensitive multimodali integrano diverse modalità sensoriali e comunicano con le aree
associative motorie che programmano il movimento
Le lesioni suggeriscono il ruolo delle aree associative
Paziente H.M. (lesione aree
associative limbiche) perdita
della conversione da memoria
a breve termine in memoria a
lungo termine
Phineas Gage (lesione aree
frontali) combiamento della
personalità
Tre principi che governano la funzione delle aree
associative
1. L’informazione è elaborata dalla periferia alle aree unimodali alle aree
associative multimodali della parte posteriore degli emisferi: le corteccie
posteriori parietali e temporali
2. Le informazioni delle diverse modalità convergono su aree di corteccia
che integrano un evento polisensoriale.
3. Le aree associative posteriori sono largamante interconnesse con le aree
associative frontali responsabili per la pianificazione del movimento. Le aree
anteriori convertono i piani per il comportamento futuro in risposte motorie
(es. soddisfare la fame con il cibo).
Nel sistema motorio l’informazione fluisce nel senso opposto
La corteccia prefrontale
La corteccia che
circonda il solco
principale è coinvolta
nella pianificazione ed in
operazioni che usino
una memoria di lavoro
(working memory, <30
sec).
La corteccia
orbitofrontale fa parte
del sistema limbico
(emozioni)
Test della funzione del lobo frontale
I test di risposta ritardata richiedono la
corteccia prefrontale intatta e una
funzionale innervazione dopaminergica.
I neuroni intorno al solco principale della corteccia prefrontale
rimangono attivi durante l’esecuzione di un compito di memoria di
lavoro
I neuroni della corteccia prefrontale hanno una mappa del campo
visivo contralaterale da usare per la memoria di lavoro.
Danni al settore ventromediale della corteccia prefrontale
sconvolgono il comportamento sociale. Individui ben inseriti
nella società diventano incapaci di osservare le regole sociali e
di decidere in maniera per loro vantaggiosa.
Mantengono prestazioni normali in compiti di memoria di
linguaggio e di attenzione e possono far bene in compiti
“frontali” che richiedono flessibilità di strategia. Ciononostante,
fra un mazzo di carte la cui sequenza gli darà un guadagno
certo ed uno in cui avranno una perdita certa, i soggetti con
lesioni alle aree ventromediali continuano a campionare il
mazzo svantaggioso.
La corteccia associativa parietale
Lesioni a questa corteccia associativa hanno effetti diversi se avvengono a Dx o Sx:
Lesioni a Sx (emisfero dominante) provocano afasia, aprassia o agnosia pur in presenza di
normali capacità discriminative sensoriali).
Lesioni a Dx provocano la negligenza della consapevolezza degli aspetti spaziali
provenienti dal lato sinistro del corpo e del mondo esterno. La perdita coinvolge anche la
memoria dello spazio extrapersonale secondo un sistema di riferimento centrato sul corpo
come dimostrato dai pazienti di Milano.
Il sistema limbico
Il sistema limbico è costituito da varie
strutture localizzate in profondità nel lobo
temporale, da strutture sottocorticali e da
zone del lobo frontale
Lesione del lobo temporale Sindrome Kluver-
Bucy:
•Docilità
•Scarse reazioni emotive
•Disinibizione sessuale
•Scarse capacità di riconoscere gli oggetti
•Amnesia anterograda e retrograda graduale

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Lezione 7 8 somatosensoriale, motorio, aree asociative

  • 2. La sensibilità somatica ha origine da recettori distribuiti nella pelle, nei muscoli e nelle articolazioni, negli organi interni. A differenza dei recettori del sistema visivo ed acustico, che trasducono un solo tipo di energia (luminosa i fotorecettori retinici, meccanica le cellule ciliate dell’orecchio interno) i recettori della sensibilità somatica sono suddivisibili in meccanorecettori, termorecettori e chemorecettori, a seconda del tipo di energia dello stimolo da essi trasdotta in segnale nervoso. Distinguiamo quindi all’interno della sensibilità somatica modalità diverse (ricordiamo che per modalità si intende una classe di stimoli sensoriali, caratterizzati dal tipo di energia dello stimolo e dal tipo di recettore che li trasduce) mentre, ovviamente, all’interno del sistema visivo e del sistema acustico viene elaborata informazione soltanto relativa ad una modalità, visiva ed uditiva, rispettivamente.
  • 3. Il sistema somatosensoriale, che comprende i recettori della sensibilità somatica, le loro vie centrali e le aree corticali di proiezione, comprende quattro modalità: tattile: tipo di energia dello stimolo meccanica, tipo di recettori meccanorecettori cutanei propriocettiva: tipo di energia dello stimolo meccanica, tipo di recettori meccanorecettori muscolari, tendinei e articolari termica: tipo di energia dello stimolo termica, tipo di recettori termorecettori cutanei del caldo e del freddo nocicettiva: tipo di energia dello stimolo meccanica, termica, chimica, tipo di recettori meccanorecettori, recettori termo- meccanici e recettori polimodali cutanei.
  • 4. Ognuna di queste modalità è mediata da un sistema specifico di recettori e di vie centrali. Tuttavia, indipendentemente dalla modalità, la sensibilità somatica del tronco e degli arti è convogliata dalla stessa classe di neuroni sensoriali: le cellule dei gangli delle radici dorsali. Ogni cellula dei gangli delle radici dorsali risponde selettivamente ad un tipo di stimoli e trasporta quindi informazione su una sola modalità grazie alla specializzazione morfologica e molecolare del suo terminale periferico. L’informazione somatosensoriale dalle strutture craniche (viso, labbra, cavità orale, congiuntiva) è trasportata dai neuroni del V nervo cranico, il trigemino. I neuroni sensoriali del trigemino sono omologhi alle cellule dei gangli delle radici dorsali sia dal punto di vista funzionale che morfologico.
  • 5. Cute Cellula dei gangli delle radici dorsali Corno ventrale Corno dorsale Verso i centri superiori Ai riflessi spinali Fig. 1. Schema di un neurone dei gangli delle radici dorsali. Il suo terminale periferico è specializzato per la trasduzione del segnale (qui è mostrato il terminale di un meccanorecettore, il corpuscolo del Pacini); il suo terminale centrale conduce i potenziali d’azione verso i successivi bersagli sinaptici. Trasduzione del segnale Conduzione del segnale Sezione del midollo spinale
  • 6. I terminali periferici dei neuroni dei gangli delle radici dorsali sono di due tipi: terminazioni nervose nude o terminazioni nervose incapsulate. Neuroni dei gangli delle radici dorsali con terminali incapsulati mediano la modalità del tatto e della propriocezione. Essi sono tutti meccanorecettori, hanno fibre afferenti di diametro grande e ben mielinizzate e conducono i potenziali d’azione a velocità elevata. Neuroni con terminali nudi mediano sensazioni termiche e dolorifiche ed hanno fibre afferenti più sottili, poco mielinizzate o non mielinizzate e conducono i potenziali d’azione più lentamente.
  • 7. I recettori tattili sono meccanorecettori. Lo stimolo che li eccita è una pressione esercitata sulla pelle. Tale pressione indenta la pelle e deforma meccanicamente il terminale periferico dei recettori tattili, che possiede numerosi canali ionici a controllo meccanico. La deformazione del terminale determina l’apertura di tali canali ionici e quindi la depolarizzazione del terminale stesso (potenziale di recettore). Anche se la sensibilità alla deformazione meccanica è una caratteristica della membrana del terminale nervoso, il tipo di risposta che viene data alla deformazione dipende dalla capsula che riveste tale terminale.
  • 8. Sono stati identificati quattro tipi di meccanorecettori tattili nella pelle glabra (priva di peli). Due tipi di recettore sono collocati negli strati superficiali della pelle, il recettore di Merkel ed il recettore di Meissner, e due nel tessuto sottocutaneo, i recettori del Pacini ed i recettori del Ruffini. I recettori superficiali sono sensibili alla deformazione delle creste in cui si trovano, (le creste sono formate da ripiegature dell’epidermide, e sono ricche di meccanorecettori). I recettori profondi sono sensibili alla deformazione di una larga zona di cute, che si estende al di là delle creste sovrastanti.
  • 9. Una seconda distinzione fra questi quattro tipi di recettori viene dalle proprietà della loro risposta a stimoli mantenuti costanti nel tempo. I recettori di Meissner ed i recettori del Pacini sono a rapido adattamento, cessano cioè rapidamente di rispondere ad uno stimolo costante. I recettori di Merkel e del Ruffini sono invece a lento adattamento. Nella cute con peli i principali meccanorecettori a rapido adattamento sono i recettori dei bulbi piliferi, sensibili allo spostamento del pelo che dal bulbo emerge.
  • 10. Definiamo campo recettivo di un neurone dei gangli delle radici dorsali la zona di cute la cui stimolazione con una lieve pressione evoca la risposta del neurone. I campi recettivi dei recettori tattili sono di forma approssimativamente circolare: una pressione applicata al loro interno evoca una depolarizzazione del neurone, tanto più grande quanto più il punto in cui si applica la pressione è direttamente sovrastante alla locazione del recettore. I campi recettivi dei neuroni che innervano gli strati superficiali sono più piccoli di quelli dei neuroni degli strati profondi. La densità dei i recettori superficiali varia con la mappa corporea: sono più densi sulla punta delle dita e delle labbra e meno densi in altre zone.
  • 11. .Anche le dimensioni dei campi recettivi varia con la posizione del recettore sulla mappa corporea. Ad esempio, sulla punta delle dita, i campi recettivi dei corpuscoli di Meissner hanno un diametro di circa 2 mm, mentre sul palmo della mano siamo già a 10 mm. Ad un’alta densità recettoriale fa da riscontro un’alta densità di innervazione. Le zone cutanee con la più alta densità di innervazione sono costituite dalla punta delle dita, che possiede fino a 300 fibre afferenti tattili per cm2
  • 12. Come per la densità dei coni nella fovea per quanto riguarda la discriminazione spaziale visiva (acuità visiva), l’alta densità dei recettori tattili è responsabile della alta acuità tattile della punta delle dita. La fine capacità di discriminazione spaziale che noi abbiamo attraverso la punta delle dita, basata sulla piccolezza dei locali campi recettivi, ci consente di discriminare la rugosità delle superfici e ci consente di leggere il Braille. In base a quanto detto sopra, non sorprende che l’acuità tattile vari grandemente nei diversi distretti cutanei. Valutando, per ogni zona cutanea, la minima distanza fra due punti in rilievo che sono ancora percepiti come distinti, tale distanza è di circa 2 mm sulla punta delle dita (massimo potere risolutivo), circa 4 mm sulle labbra, 10 mm sul palmo della mano, più di 40 mm sulla cute della coscia e del polpaccio.
  • 13. Durante l’esplorazione attiva degli oggetti, è l’attività integrata di popolazioni di recettori tattili che ci consente di estrarre le proprietà tattili degli oggetti e di coordinare la loro manipolazione. E’ interessante menzionare che nel percepire i locali movimenti di un oggetto sulla punta delle dita il codice usato potrebbe essere non la frequenza di scarica dei recettori tattili ma l’arrivo del primo potenziale d’azione elicitato in un insieme di recettori tattili. Registrazioni da singole unità dal nervo ulnare dell’uomo hanno infatti mostrato che la sequenza con cui fibre afferenti diverse scaricano forniscono informazioni affidabili sulla direzione della forza applicata sulla punta delle dita e sulla forma dell’oggetto che la applica, le forniscono più velocemente che se venisse usato un codice di frequenza e le forniscono abbastanza velocemente da rendere conto dell’uso che delle informazioni tattili facciamo nella naturale manipolazione degli oggetti
  • 14. Propriorecettori La propriocezione è il senso della posizione e dei movimenti dei propri arti e del proprio corpo. Quest’ultima è nota anche come cinestesia. Queste informazioni sono essenziali per il controllo dei movimenti e della postura ma sono anche parte essenziale della percezione del nostro corpo. Ci sono tre tipi di meccanorecettori con funzione propriocettive nei muscoli e nelle articolazioni: i propriorecettori dei fusi neuromuscolari, che si avvolgono intorno a fibre muscolari specializzate all’interno di una struttura chiamata fuso neuromuscolare e collocata all’interno del muscolo. Tali recettori segnalano la lunghezza del muscolo. I recettori tendinei del Golgi, che si collocano all’interno dei tendini e segnalano la tensione esercitata sul tendine a un gruppo di fibre muscolari. I recettori articolari, collocati nelle capsule articolari, segnalano la flessione o l’estensione dell’articolazione.
  • 15. Ci sono poi recettori cutanei sensibili allo stiramento della pelle (recettori di Ruffini, ad esempio), che possono dare informazioni posturali. La propriocezione cutanea è particolarmente importante per il controllo dei movimenti delle labbra nell’articolazione del linguaggio. Per avere una idea delle conseguenze della mancanza degli ingressi propriocettivi sulla nostra percezione una interessante lettura è il libro “Su una gamba sola” ed il capitolo “La disincarnata” da “L’uomo che scambiò sua moglie per un cappello”, di Oliver Sacks
  • 16. Nocicettori I nocicettori sono quei recettori che rispondono a stimoli nocivi. Possono rispondere sia direttamente allo stimolo nocivo, come i nocicettori meccanici, o possono rispondere al danno tissutale, essendo sensibili alle sostanze rilasciate dalle cellule del tessuto traumatizzato. I nocicettori meccanici rispondono a stimoli meccanici intensi e dolorosi; determinano l’insorgenza di una sensazione dolorifica di rapida insorgenza, pungente e ben localizzabile. I nocicettori termici sono eccitati da temperature eccessivamente elevate (sopra i 45°) o eccessivamente fredde. Entrambi rispondono anche a stimoli meccanici intensi. I nocicettori polimodali rispondono a stimoli meccanici, termici e chimici e producono una sensazione di dolore a lenta insorgenza, urente e diffuso.
  • 17. Termorecettori I termorecettori sono suddivisibili in recettori del caldo e del freddo. La loro frequenza di scarica, a temperatura costante, dipende dal valore della temperatura. Essi segnalano la differenza della temperatura di un oggetto o dell’aria rispetto alla temperatura della pelle. Sono infatti molto sensibili ad un rapido cambiamento della temperatura locale. Per temperature superiori a 50° i termorecettori del caldo sono silenti; questa temperatura è percepita come dolorosa.
  • 18. Fig. 3. In alto: esempio delle risposte di un nocicettore meccanico a stimoli pressori esercitati con un oggetto a punta smussa (a), a punta aguzza (b) e ad un pizzicotto con delle pinzette (c) (da Perl 1968). In basso: Attività dei termorecettori in funzione della temperatura cutanea. La linea continua si riferisce ai recettori del caldo, quella tratteggiata a i recettori del freddo. Da Darian Smith 1973 Temperatura cutanea Frequenzadiscaricamedia 5° 34° 45°
  • 19. Le vie somatosensoriali Vi sono due distinti sistemi ascendenti che convogliano informazioni per le diverse modalità somatosensoriali: il sistema colonne dorsali-lemnisco mediale, che convoglia informazioni per le modalità tattile e propriocettiva (cellule dei gangli delle radici dorsali proiettano ai nuclei gracile e cuneato, che proiettano al talamo, che proietta ad S1; crociatura al bulbo) il sistema anterolaterale che convoglia informazioni termiche e nocicettive (cellule dei gangli delle radici dorsali proiettano a interneuroni spinali, che danno origine a vie spino talamiche, spino reticolari, spino tettali; solo le informazioni che, tramite il talamo, giungono alla corteccia, danno origine a sensazioni coscienti).
  • 20. Gli assoni dei neuroni talamici delle modalità tattile e propriocettiva proiettano alla corteccia somatosensoriale primaria (S-I). Gli assoni dei neuroni talamici della modalità nocicettiva proiettano ad S-I, per la localizzazione ed analisi sensoriale dello stimolo nocivo, ma anche alla corteccia insulare (CI) ed alla corteccia cingolata anteriore (CCA), strutture che fanno parte del cosiddetto “network nocicettivo” e che mediano la componente affettiva dell’esperienza nocicettiva, ovvero la connotazione negativa e le reazioni emotive ad uno stimolo dolorifico. E’ molto interessante menzionare che, mentre il percepire dolore attiva sia S-I che CI e CCA, l’esperienza empatica, ovvero il partecipare al dolore di un altro, attiva soltanto CI e CCA
  • 21. La corteccia somatosensoriale Le fibre talamiche somatosensoriali terminano nella corteccia S-I, suddivisa in 4 aree, la 3a, 3b, 1 e 2. S-I è collocata nel giro post- centrale del lobo parietale. Le aree 1 e 2 ricevono anche un ingresso dalle aree 3a e 3b. Le aree di S-1 proiettano alla corteccia somatosensoriale secondaria, S-II e alla corteccia parietale posteriore (PPC). S-II proietta, via la corteccia insulare, ad aree del lobo temporale, importanti per la memoria tattile. La PPC integra l’informazione tattile e quella propriocettiva e riceve anche ingressi visivi. E’ quindi importante per il riconoscimento di un oggetto nella sua globalità, che integra informazioni raccolte da’esplorazione manuale (stereognosiche) e visiva.
  • 22. Fig.4a e b. Collocazione delle cortecce somatosensoriali, la primaria (S-I), la secondaria (S- II) e la corteccia parietale posteriore (area 5 e 7) nel lobo parietale. c: S-I è divisa in quattro aree, tutte con ingresso diretto dal talamo (nucleo VentroPosteroLaterale VPL). L’area 1 e l’area 2, in aggiunta all’ingresso dal talamo, ricevono ingressi anche dalle aree 3a e 3b. Sono mostrate anche le proiezioni da S-I alle altre aree somatosensoriali. Fig.4d. Organizzazione di S-I. In alto, ingressi principali alle quattro suddivisioni di S-I. In basso, organizzazione colonnare nell’area 3b, zona della mappa delle dita. Dito 2, indice, dito 5 mignolo. Colonne di neuroni che ricevono ingresso da recettori tattili a rapido adattamento (RA) si alternano con colonne che ricevono ingresso da recettori a lento adattamento (SA). Cellule con campi recettivi sovrapposti sulla cute proiettano a colonne diverse. SA RA 3a 3b 1 2 Propriocettori muscolari Recettori cutanei RA e SA Recettori cutanei RA Recettori cutanei (stereognosi) Recettori tessuti profondi
  • 23. Fig. 5. La zona di proiezione delle vibrisse facciali dei roditori nella S-I mostra una struttura caratteristica. In alto, distribuzione delle diverse vibrisse in 5 file sul muso del ratto. In basso: zona di proiezione delle vibrisse in S-I. Le zone scure all’interno della linea tratteggiata corrispondono alle aree al cui interno le cellule rispondono alla stimolazione delle vibrisse. Tali zone sono dette, per la loro forma, “barrels” (barilotti). Le cellule all’interno di ciascun barrel rispondono principalmente alla stimolazione di una singola vibrissa, identificata con la lettera della fila e la posizione all’interno della fila sul muso. Nel barrel D1, le cellule rispondono alla stimolazione della prima vibrissa dalla fila D. La disposizione dei barrels in S-I corrisponde alla disposizione delle vibrisse sul muso. Adattata da Bennet-Clarke et al., 1987.
  • 25. Il sistema motorio comprende diverse vie parallele con organizzazione gerarchica. La “via finale comune” è costituita dai motoneuroni spinali. Il primo livello di controllo è costituito dai nuclei del tronco dell’encefalo Il secondo dalla corteccia motoria primaria Il terzo dalle altre aree motorie corticali
  • 26. Il tronco dell’encefalo Via reticolo-spinale e vestibolo-spinale: importanti per la postura e l’equilibrio. Via tetto-spinale: importante per la coordinazione dei movimenti degli occhi e del capo
  • 27. Le aree motorie sono organizzate in modo somatotopico
  • 28. Le vie cortico spinali La via cortico spinale diretta (via laterale o via piramidale) e’ responsabile dei movimenti fini e complessi della muscolatura distale.
  • 29. La via cortico-spinale è tipica dei primati antropomorfi e dell’uomo Terminazioni cortico-spinali in varie specie.
  • 30. I neuroni cortico-spinali I singoli neuroni cortico-spinali codificano principalmente la forza mentre sono moderatamente selettivi direzione del movimento
  • 32. Ruolo delle corteccie premotoria e supplementare Corteccia motoria primaria: movimenti semplici Corteccia premotoria: sequenza complessa Corteccia motoria supplementare: rappresentazione interna del movimento
  • 33. Ruolo delle corteccie premotoria e supplementare I neuroni della corteccia primaria si attivano sia per una sequenza appresa che per la pressione di pulsanti segnalati da lucine. La premotoria si attiva per la risposta alle lucine la supplementare per la sequenza appresa
  • 34. Alcuni neuroni delle aree premotorie sono attivi sia quando il soggetto compie il movimento, che quando il soggetto vede lo stesso compito eseguito da un altro soggetto. Sono i cosiddetti “neuroni- specchio”. Alcuni di essi si attivano in risposta al “rumore” dell’azione (schiacciare una noce, strappare un foglio di carta). Iporesi che questi neuroni codifichino per l’azione e per il “concetto” (la rappresentazione) dell’azione. La teoria della mente ne sta incorporando le proprietà. I neuroni specchio
  • 35. Le aree corticali associative
  • 36. Modalità sensoriali diverse sono mediate da sistemi sensoriali diversi. Tuttavia un oggetto viene da noi percepito e memorizzato nella sua interezza, forma, colore, grana della superficie, odore; una rosa è la sua forma, il suo colore, la setosità dei suoi petali, il suo profumo. Non è quindi presente nella nostra percezione solo l’integrazione di aspetti diversi all’interno di una stessa modalità (forma, colore e posizione per il visivo, frequenze acustiche presenti in un suono e localizzazione del suono per l’acustico) ma sono anche presenti integrazioni intermodali
  • 37. Allo stesso modo, il sedersi su una poltrona e l’allungare un braccio per prendere un libro reclutano circuiti motori differenti, ma la loro attività deve essere integrata e coordinata in un piano motorio coerente. E’ infine evidente che per selezionare un piano motorio sono necessarie informazioni sensoriali: supponiamo di dover raggiungere un oggetto con la mano e di doverlo sollevare da piano su cui poggia: dobbiamo avere informazioni sulla posizione dell’oggetto da prendere, la sua forma e la sua robustezza per poter pianificare azioni motorie adeguate.
  • 38. Possiamo schematizzare il flusso di informazioni in questo modo: le aree sensoriali primarie (ad esempio, visiva primaria, acustica primaria, somatosensoriale primaria) proiettano ad aree sensoriali adiacenti all’interno della stessa modalità. Abbiamo visto esempi di questo per le proiezioni di V1 alle aree visive inferotemporali attraverso le aree V2 e V4 o per le proiezioni della corteccia acustica primaria alle aree acustiche del solco temporale superiore attraverso le aree della “cintura”. Queste aree, che integrano informazioni all’interno di una singola modalità, vengono chiamate aree associative unimodali.
  • 39. Le aree associative unimodali proiettano ad aree associative sensoriali polimodali, che integrano informazioni da più di una modalità. Ad esempio, le aree associative polimodali temporo- parietali integrano informazioni acustiche, visive e somatosensoriali. Le aree associative sensoriali polimodali proiettano alle aree motorie associative polimodali, localizzate anteriormente nei lobi frontali. Tali aree pianificano una appropriata uscita comportamentale ed elaborano i programmi per i movimenti da eseguire. Questi programmi sono inviati alle aree motorie, la premotoria e la motoria primaria, che inviano i segnali ai motoneuroni per l’attuazione dell’uscita motoria.
  • 40. l’area associativa posteriore, al confine tra i lobi occipitale, temporale e parietale, che è una aree associativa multisensoriale, implicata nell’attenzione, nel linguaggio e nella percezione. l’area associativa anteriore (corteccia prefrontale), che è associata con le funzioni esecutive del comportamento, quali ad esempio la pianificazione del corso delle proprie azioni e l’organizzare eventi in memoria allo scopo di guidare il comportamento. l’area associativa limbica, situata lungo le facce mediali degli emisferi cerebrali, è implicata nella memoria e nelle emozioni.
  • 41. Le funzioni delle aree associative sono state dedotte principalmente dalla osservazione di pazienti con lesioni corticali selettive e, più recentemente, anche dall’utilizzo di tecniche di neuroimmagine, che consentono di visualizzare l’attività cerebrale in soggetti mentre eseguono compiti cognitivi. Inoltre, l’utilizzo di lesioni selettive e di registrazioni elettrofisiologiche da specifiche aree cerebrali nella scimmia ha contribuito alla conoscenza dei processi svolti in queste aree. I diversi tipi di informazione si integrano molto bene. Ad esempio, lesioni ad aree associative unimodali visive nel lobo temporale possono produrre una selettiva incapacità di riconoscere una classe di oggetti presentati visivamente, senza influenzare la capacità di riconoscerli attraverso il tatto (agnosia appercettiva). Tali aree si attivano in soggetti impegnati in compiti di riconoscimento visivo di oggetti. Lesioni in aree corrispondenti della scimmia provocano anch’esse danni al riconoscimento visivo degli oggetti. Registrazioni da queste aree nella scimmia mostrano che i neuroni rispondono a stimoli complessi quali le facce o la mano, suggerendo fortemente il coinvolgimento in compiti di riconoscimento visivo.
  • 42. Studi di neuroimmagine nell’uomo hanno recentemente mostrato che alcune aree della corteccia associativa posteriore (polimodale sensoriale) della regione occipito-temporale laterale si attivano in risposta alla presentazione di stimoli visivi e uditivi oppure visivi e tattili. Regioni con ingresso multisensoriale si alternano con regioni ad ingresso unimodale. Questa organizzazione è molto simile a quanto trovato nelle aree polisensoriali del solco temporale superiore della scimmia. Questo suggerisce fortemente il coinvolgimento di queste aree nell’integrazione multisensoriale per il riconoscimento, ad esempio, della forma di un oggetto (integrazione tattile-visiva) o per la sua localizzazione (integrazione visivo-acustica).
  • 43. Le aree associative occupano una gran parte della superficie corticale
  • 44. Le aree associative sono particolarmente espanse nell’uomo
  • 45. Le aree sensitive multimodali integrano diverse modalità sensoriali e comunicano con le aree associative motorie che programmano il movimento
  • 46. Le lesioni suggeriscono il ruolo delle aree associative Paziente H.M. (lesione aree associative limbiche) perdita della conversione da memoria a breve termine in memoria a lungo termine Phineas Gage (lesione aree frontali) combiamento della personalità
  • 47. Tre principi che governano la funzione delle aree associative 1. L’informazione è elaborata dalla periferia alle aree unimodali alle aree associative multimodali della parte posteriore degli emisferi: le corteccie posteriori parietali e temporali 2. Le informazioni delle diverse modalità convergono su aree di corteccia che integrano un evento polisensoriale. 3. Le aree associative posteriori sono largamante interconnesse con le aree associative frontali responsabili per la pianificazione del movimento. Le aree anteriori convertono i piani per il comportamento futuro in risposte motorie (es. soddisfare la fame con il cibo).
  • 48. Nel sistema motorio l’informazione fluisce nel senso opposto
  • 49. La corteccia prefrontale La corteccia che circonda il solco principale è coinvolta nella pianificazione ed in operazioni che usino una memoria di lavoro (working memory, <30 sec). La corteccia orbitofrontale fa parte del sistema limbico (emozioni)
  • 50. Test della funzione del lobo frontale
  • 51. I test di risposta ritardata richiedono la corteccia prefrontale intatta e una funzionale innervazione dopaminergica.
  • 52. I neuroni intorno al solco principale della corteccia prefrontale rimangono attivi durante l’esecuzione di un compito di memoria di lavoro
  • 53. I neuroni della corteccia prefrontale hanno una mappa del campo visivo contralaterale da usare per la memoria di lavoro.
  • 54. Danni al settore ventromediale della corteccia prefrontale sconvolgono il comportamento sociale. Individui ben inseriti nella società diventano incapaci di osservare le regole sociali e di decidere in maniera per loro vantaggiosa. Mantengono prestazioni normali in compiti di memoria di linguaggio e di attenzione e possono far bene in compiti “frontali” che richiedono flessibilità di strategia. Ciononostante, fra un mazzo di carte la cui sequenza gli darà un guadagno certo ed uno in cui avranno una perdita certa, i soggetti con lesioni alle aree ventromediali continuano a campionare il mazzo svantaggioso.
  • 55. La corteccia associativa parietale Lesioni a questa corteccia associativa hanno effetti diversi se avvengono a Dx o Sx: Lesioni a Sx (emisfero dominante) provocano afasia, aprassia o agnosia pur in presenza di normali capacità discriminative sensoriali). Lesioni a Dx provocano la negligenza della consapevolezza degli aspetti spaziali provenienti dal lato sinistro del corpo e del mondo esterno. La perdita coinvolge anche la memoria dello spazio extrapersonale secondo un sistema di riferimento centrato sul corpo come dimostrato dai pazienti di Milano.
  • 56. Il sistema limbico Il sistema limbico è costituito da varie strutture localizzate in profondità nel lobo temporale, da strutture sottocorticali e da zone del lobo frontale Lesione del lobo temporale Sindrome Kluver- Bucy: •Docilità •Scarse reazioni emotive •Disinibizione sessuale •Scarse capacità di riconoscere gli oggetti •Amnesia anterograda e retrograda graduale