Il SNC è 1) racchiuso dalle ossa (cranio e colonna vertebrale) ad eccezione della retina che ha la stessa origine embriologica; 2) non è bagnato dal torrente ematico, anche se percorso da vasi sanguigni, la barriera emato-encefalica impedisce il contatto del sangue con i neuroni. 3) È racchiuso da tre strati di membrane dette meningi per non far impattare direttamente il tessuto morbido del SNC contro la durezza dell’osso.
Appena sotto all’osso c’è la dura madre che ha la consistenza del cuoio, sotto di questa l’aracnoide e infine la pia madre, morbida e segue la sagoma dei solchi del SNC ed è completamente aderente. Tra la pia madre e l’aracnoide c’è un interstizio detto spazio sub-aracnoideo che adatta la forma diversa delle due meningi. Tra la dura madre e l’aracnoideo c’è uno spazio subdurale.
Sotto le meningi, se osserviamo l’encefalo, c’è la sostanza grigia (somata) e poi la sostanza bianca (assoni); viceversa, nel midollo spinale, c’è la sostanza bianca e poi la sostanza grigia.
Nello spazio sub-aracnoideo è contenuto il liquido cerebro-spinale o liquor (LCS) ed è simile al plasma sanguigno ed al liquido extra-cellulare. Il LCS riempie anche le cavità del SNC chiamate ventricoli e comunica con quello dello spazio sub-aracnoideo.
Tutto l’LCS si trova all’interno della barriera emato-encefalica, ammonta a 125cc e viene ricambiato completamente ogni 6-7 ore.
I ventricoli
Il sistema dei ventricoli è composto da due grandi ventricoli laterali che si estendono per la lunghezza dell’encefalo. Comunicano con il terzo ventricolo (che si trova in posizione mediale) che a sua volta comunica attraverso l’acquedotto cerebrale con il quarto ventricolo. Questo comunica con il canale spinale che percorre tutto il midollo spinale.
Il LCS viene prodotto dai plessi coroidei all’altezza dei ventricoli e poi riassorbito dai villi aracnoidei nello spazio sub-aracnoideo che lo filtra nel sangue.
Il LCS sostituisce il sostituisce il sangue all’interno della barriera emato-encefalica e svolge un’importante funzione meccanica, infatti l’encefalo galleggia all’interno del cranio nell’LCS. Il liquido assorbe le accelerazioni e riduce il peso complessivo da 1500g a 100g, così la base dell’encefalo non rischia di essere schiacciata.
Lo sviluppo del SN
Ai primi stadi di sviluppo il SN è composto da un tubo che si sviluppa bidimensionalmente. L’embrione differenzia tre strati di cellule: ectoderma, mesoderma e endoderma da cui deriveranno differenti strutture.
Dall’endoderma si sviluppano gli organi interni e parte del canale alimentare; dal mesoderma le ossa, i muscoli scheletrici, il sistema circolatorio e i reni; dall’ectoderma il sistema nervoso e l’epidermide.
A tre settimane dal concepimento l’ectoderma si piega su se stesso formando la doccia neurale e poi si richiude formando il tubo neurale. La porzione di ectoderma che rimane a lato del tubo dà origine alle creste neurali che si portano dorsalmente.
Dal tubo neurale si forma il SNC e dalle creste neurali il SNP. Nelle settimane successive si formano tre vescicole da cui deriveranno, da rostrale a caudale, il proencefalo, il mesencefalo e il romboencefalo. Il resto del tubo neurale darà luogo al midollo spinale.
Dalla vescicola del proencefalo, che si differenzia in telencefalo e diencefalo, si formeranno rostralmente i bulbi olfattivi, lateralmente gli emisferi cerebrali, del telencefalo, e le vescicole ottiche. Dal mesencefalo i collicoli superiori e inferiori; dal romboencefalo il cervelletto, il ponte e il bulbo. Dalle vescicole ottiche si differenziano lo stelo ottico da cui deriverà il nervo ottico e il calice ottico da cui si formerà la retina. Successivamente il diencefalo si differenzierà in talamo, centro delle afferenze sensoriali, e ipotalamo.
Fino a questo punto, nell’embrione, i neuroni sono identici a qualsiasi altro tipo di cellula. Presto però nel proencefalo si differenzieranno le zone occupate della sostanza grigia e dalla sostanza bianca (la sostanza bianca corticale, il corpo calloso, la capsula interna).
Molto presto si possono notare i ventricoli: i due laterali nel telencefalo, il terzo nel diencefalo, l’acquedotto cerebrale nel mesencefalo e il quarto ventricolo nel romboencefalo.
Il midollo spinale
È contenuto nella colonna vertebrale e inizia dalla prima cervicale e si conclude alla dodicesima toracica. Oltre la dodicesima toracica il midollo spinale continua nella cauda aequina.
All’altezza di ogni vertebra escono un paio di nervi spinali. Sono presenti i tre strati di meningi e la disposizione della sostanza bianca e grigia è opposta a quella dell’encefalo.
La sostanza grigia assume una forma ad H e i fasci di assoni della sostanza bianca corrono da rostrale a caudale o da caudale a rostrale. Ma la struttura interna del midollo spinale cambia a seconda della distanza dell’encefalo, mostrando dei rigonfiamenti all’altezza degli arti. Vi è la presenza di nuclei specializzati.
Le fibre sensoriali escono dorsalmente nelle radici dorsali e nei gangli delle radici dorsali è contenuto il soma dei neuroni sensoriali, mentre le fibre motorie escono ventralmente e prendono il nome di radici ventrali e i somata si trovano all’interno della sostanza grigia del midollo spinale.
Nella “ H” della sostanza grigia si possono distinguere il corno dorsale, dove arrivano le afferenze sensoriali; il corno ventrale, sede dei somata dei motoneuroni; e la zona intermedia dove hanno sede i neuroni pre-gangliari del SNA.
I tratti assonici che corrono lungo il midollo nella sostanza bianca vengono chiamati colonne (colonna dorsale, colonna laterale e colonna ventrale). Quelli sensoriali sono tratti ascendenti, mentre i tratti discendenti sono principalmente motori. In posizione ventrale della sostanza bianca c’è la commessura che mette in comunicazione la parte destra con la sinistra.
I nervi spinali si dividono in: cervicali (8), toracici (12), lombari (5), sacrali (5) e un nervo coccigeo.
Romboencefalo e mesencefalo
Il romboencefalo, distinto dal quarto ventricolo, si divide in:
o Bulbo o midollo allungato
è contiguo al midollo spinale ed è attraversato dagli stessi fasci di assoni del midollo spinale.
Contiene numerosi nuclei implicati in funzioni come il controllo del respiro, del battito cardiaco, della salivazione e dei riflessi di vomito e tosse.
Inoltre è implicato in diverse funzioni sensoriali (udito, tatto, gusto).
Da esso partono molti dei nervi cranici.
o Cervelletto
rappresenta il 10% in peso dell’encefalo, ma contiene il 50% di tutti i neuroni.
È implicato nella regolazione fine delle funzioni motorie e nell’apprendimento di abilità motorie nuove.
Esso è suddiviso in due emisferi cerebellari.
o Ponte
contiene fasci di fibre che connettono i due emisferi cerebellari.
Contiene una struttura chiamata formazione reticolare responsabile dello stato di attivazione generale del SN, come il ritmo sonno-veglia.
Il mesencefalo, distinto dall’acquedotto cerebrale, si divide in:
o Tetto
costituito dai collicoli inferiori (udito) e collicoli superiori (visione) che prendono anche il nome di tetto ottico. Quest’ultimo è particolarmente sviluppato negli uccelli e nei vertebrati inferiori in quanto presiede la maggioranza dell’elaborazione visiva. Nell’uomo l’elaborazione visiva è principalmente svolta dalla corteccia del lobo occipitale.
o Tegmento
Contiene molte strutture importanti come la substantia nigra coinvolta nel controllo motorio, danneggiata dal morbo di Parkinson.
Proencefalo
Il Diencefalo si trova all’altezza del terzo ventricolo e si divide in:
o Talamo
è un insieme di nuclei che costituiscono un’importante stazione di elaborazione di tutte le informazioni sensoriali.
I vari nuclei proiettano alle aree della corteccia cerebrale deputate all’analisi di ciascuna modalità sensoriale.
È implicato nel controllo motorio. Dal talamo fuoriescono le fibre della capsula interna che mettono in comunicazione talamo e corteccia. Vi è un talamo destro e sinistro (struttura pari).
o Ipotalamo
si trova in posizione rostrale rispetto al talamo e presiede al controllo dell’intero organismo regolando l’omeostasi.
Da esso dipende la regolazione della temperatura, della fame, della sete, della veglia-sonno, del comportamento sessuale nonché dell’espressione delle emozioni come aggressività e paura.
Controlla l’attivazione del SNA.
Attraverso l’ipofisi controlla la liberazione della maggior parte degli ormoni da parte delle diverse ghiandole endocrine.
Bulbo, cervelletto, ponte, mesencefalo, talamo e ipotalamo costituiscono il tronco encefalico.
Telencefalo
È la porzione più rostrale dell’encefalo e la sua evoluzione è caratteristica nei mammiferi, specialmente nei primati.
Esso è distinguibile dai ventricoli laterali ed è diviso in:
o Emisferi cerebrali
è la parte più ingombrante dell’encefalo ed è costituita esternamente dalla corteccia cerebrale, che ha uno spessore di 2-4 mm e misura circa 2000cmq (45x45cm), cioè tre volte la superficie interna del cranio. Le parte convesse sono dette giri e gli avvallamenti solchi e; i solchi più profondi sono detti scissure.
Gli emisferi sono suddivisi in lobi. Il lobo frontale è ventrale e confina con il lobo parietale che è rostrale. Questo è adiacente al lobo temporale, caudalmente, e dorsale è il lobo occipitale.
La scissura di Rolando o solco centrale separa il lobo frontale e il lobo parietale.
La scissura di Silvio o solco laterale separa il lobo frontale dal lobo temporale.
I due emisferi sono separati dalla scissura interemisferica.
Divaricando il solco laterale si può osservare la corteccia dell’insula tra il lobo temporale e il lobo frontale.
Divaricando la scissura interemisferica si osserva il corpo calloso e il giro cingolato.
Il solco centrale separa il giro precentrale (lobo frontale) che è detto corteccia motrice primaria e il giro postcentrale (lobo parietale) detto corteccia somatosensoriale primaria. Nella corteccia motrice primaria e nella corteccia somatosensoriale primaria ci sono mappe ordinata della superficie del corpo homunculus motorio e homunculus somatosensoriale.
Brodmann nel 1909 creò una mappa cito-architettonica della corteccia, cioè basata sulle caratteristiche del tessuto. Ha discriminato 49 aree differenti, ancora oggi valide e chiamate aree di Brodmann.
Le aree 1,2 e 3 corrispondono alla corteccia somatosensoriale primaria (lobo frontale e parietale). L’area 17, la corteccia striata, ad esempio, è deputata all’area visiva primaria (lobo temporale). L’area 17 all’uditiva primaria (lobo temporale). L’area 4 è la motrice primaria (lobo frontale).
o Telencefalo basale o strutture sottocorticali
I nuclei della base sono il nucleo caudato, il globo pallido e il putamen che sono coinvolti nel controllo del movimento.
L’amigdala e l’ippocampo fanno parte del sistema limbico che è coinvolto nelle emozioni e nell’apprendimento.
La circolazione ematica nell’encefalo
L’encefalo è percorso da due paia di grosse arterie. Le due arterie carotidi interne irrorano la porzione rostrale dell’encefalo, mentre le due arterie vertebrali la porzione caudale, ma all’altezza del ponte si uniscono nell’arteria basilare per poi dividersi nuovamente. Le arterie carotidi si dividono in arteria cerebrale anteriore, che irrora anche la corteccia dell’insula,e arteria cerebrale media. Le arterie vertebrali in arteria cerebrale posteriore e arteria cerebellare superiore. Ventralmente, nei pressi del chiasma ottico le arterie carotidi e le arterie vertebrali sono messe in comunicazione nel circolo di Willis.
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