Il Cervello: struttura e funzione.

Com è organizzato il cervello umano?

“Il tuo cervello ha più di 100 miliardi di cellule; ciascuna connessa con almeno altre 20.000 cellule. Le combinazioni possibili sono più grandi del numero di molecole dell’universo conosciuto.”
BRIAN TRACY

cervelloIl cervello è l’organo umano più grande, pesa circa 1,5 kg ed è situato in cima al corpo, all’interno della scatola cranica. Può essere considerato il direttore d’orchestra dell’interno organismo. Coordina in modo armonico le funzioni di tutti gli altri organi e apparati attraverso  sistema nervoso.
Ma a livello anatomico, com’è fatto il cervello umano?
Partiamo innanzitutto con il precisare che il vero nome di quello che comunemente chiamiamo cervello, contenuto nella teca cranica, è encefalo. La struttura dell’encefalo, se volessimo visualizzarla come in un disegno, è una struttura tripartita. L’encefalo si suddivide nel cervello vero e proprio, cervelletto e tronco dell’encefalo.
  • Cervello.

Costituisce il “grosso” dell’encefalo e si divide in due emisferi: destro e sinistro, uniti medialmente dal corpo calloso. Il cervello è responsabile di funzioni estremamente complesse, tra cui elaborare gli stimoli che giungono dagli organi di senso (vista, udito, gusto, tatto, olfatto), promuovere il linguaggio e controllare i movimenti. Anche le emozioni, il ragionamento e l’apprendimento si originano nel cervello

  • Cervelletto.

Si trova posteriormente, al di sotto del cervello, e tra i suoi compiti principali vi sono la coordinazione dei movimenti, l’equilibrio, la capacità di mantenere la stazione eretta e la capacità di attenzione.

  • Tronco encefalico.

Include mesencefalo, bulbo e midollo allungato. Collega cervello e cervelletto con il midollo spinale. Regola molte funzioni automatiche, tra cui il respiro, il battito cardiaco, la digestione, la termoregolazione, i ritmi circadiani di alternanza sonno-veglia, gli stimoli involontari, tra cui il vomito, lo starnuto, lo sbadiglio ecc.

La superficie del cervello è rivestita dalla corteccia cerebrale, la quale contiene circa il 70% dei 100 miliardi di cellule nervose totali. Ha il tipico color grigio chiaro che viene spesso utilizzato per definire l’intero organo, ovvero “materia grigia”.  Al disotto della corteccia cerebrale troviamo gli assoni, i prolungamenti dei neuroni che costituiscono la “materia bianca”. La caratteristica struttura a pieghe della corteccia cerebrale, aumenta la superficie totale del cervello e di conseguenza lo spazio disponibile per nuovi neuroni. Ogni piega viene definita “circonvoluzione” ed ogni scanalatura tra le pieghe “solco”.

cervelloI due emisferi del cervello sono collegati dal corpo calloso, un fascio di fibre che trasmette le informazioni da un emisfero all’altro. Ciascun emisfero “controlla” specularmente la parte opposta del corpo: l’emisfero destro controlla la parte sinistra mentre il sinistro la destra. Non tutte le funzioni dei due emisferi sono condivise. L’emisfero sinistro è considerato“razionale”, poiché regola abilità come il linguaggio, la scrittura ed il ragionamento logico mentre il destro è quello “artistico”, ovvero che controlla la creatività, l’intuito, la percezione dello spazio, la competenza musicale ecc.

Il cervello e i suoi emisferi sono suddivisi in 4 lobi, ciascuno dei quali è deputato, a sua volta, al controllo di più funzioni specifiche.

cervelloLobo frontale.

  • Costruzione della personalità, gestione dei comportamenti e delle emozioni
  • Capacità di giudizio, di pianificazione e di risoluzione dei problemi
  • Area di Broca deputata alle abilità di linguaggio e scrittura
  • Movimenti del corpo
  • Capacità intellettive, autocontrollo e percezione di sé
Lobo parietale.
  • Capacità di interpretare il senso delle parole, apprendimento delle lingue
  • Senso del tatto, del dolore, percezione sensoriale della temperatura
  • Elaborazione dei segnali provenienti dagli organi di senso (vista, udito, sensazioni tattili ecc.) e memoria sensoriale
  • Percezione visiva dello spazio
Lobo occipitale.
  • Interpretazione delle immagini visive: colori, proporzioni, movimenti ecc.
Lobo temporale.
  • Area di Wernicke in cui si attua parte della comprensione dei linguaggi
  • Memoria
  • Capacità uditive
  • Capacità di organizzazione e di pianificare in sequenza
 I vari lobi “dialogano” tra loro poiché sovrintendono funzioni largamente interconnesse. I messaggi circolano per tutto il cervello passando da una circonvoluzione all’altra, da un lobo all’altro, e comunicano anche con le strutture profonde dell’encefalo, che controllano le emozioni e i ricordi e che si trovano tra il tronco encefalico e la corteccia cerebrale.  Mi riferisco al sistema limbico, che è strutturato in coppia, ovvero ciascuna parte è duplicata nella zona opposta del cervello.
Composizione e competenze del sistema limbico.

Il termine limbico deriva da limbus, anello. Molte di queste strutture e le loro vie nel sistema limbico formano un anello intorno al diencefalo. Esse sono coinvolte nel comportamento emotivo e nelle interpretazioni individuali di stimoli interni ed esterni.

  • Ipotalamo: è il controllore capo del sistema nervoso autonomo (SNA) e si occupa di regolare sensazioni primarie quali la fame, la sete, il sonno e l’impulso sessuale, ma anche la temperatura del corpo, la pressione del sangue e la secrezione di alcuni ormoni.
  • Talamo: è una sorta di “cancello” che permette la trasmissione dei messaggi tra gli emisferi cerebrali e il midollo spinale.
  • Ippocampo: si occupa della costruzione della memoria e dei ricordi, che vengono catalogati in modo da poter essere “recuperati” quando necessari.
  • Amigdala: è un archivio delle emozioni, che vengono collegate ad eventi specifici in modo da riattivarsi in automatico quando ci troviamo a gestire situazioni analoghe. L’amigdala è la parte del cervello non razionale che “scatena” la paura.
Oltre al sistema limbico, nella parte interna e profonda del cervello, troviamo anche due ghiandole endocrineimportantissime:
  • La ghiandola pituitaria o ipofisi, che controlla tutto il sistema endocrino del corpo.
  • La ghiandola pineale o epifisi, che regola i ritmi circadiani del sonno e della veglia e la produzione di melatonina.
Come si collega l’encefalo al resto del sistema nervoso?

Abbiamo visto come si struttura l’encefalo, ora cerchiamo di capire come si collega con il “resto” del sistema nervoso, ovvero i fasci di nervi racchiusi nella colonna vertebrale da cui si diramano anche i nervi periferici. Una parte, come abbiamo visto, si collega direttamente per tramite del tronco encefalico e del sistema limbico. Ma esiste anche un sistema di nervi cranici –  12 paia – che svolge specifiche funzioni di pertinenza del distretto testa-collo, ad eccezione del lunghissimo nervo vago, l’unico che prosegue oltre la testa spingendosi fino all’addome. Tra le funzioni svolte da questi nervi troviamo: controllo dell’udito, dei movimenti e delle sensazioni facciali, del gusto e dell’olfatto, dei movimenti oculari, del collo, della lingua e delle spalle.

L’ultima parte anatomica dell’encefalo che analizziamo sono le meningi.

cervelloSi tratta di tre strati di tessuti che offrono protezione e sostegno al tessuto neurale nel sistema nervoso centrale (SNC). Dallo strato più esterno al più interno le meningi prendono il nome di: dura madre, aracnoide, e pia madre.

Pia Madre.

La pia madre aderisce intimamente al tessuto nervoso, compresi i solchi, le pieghe ed altri tipi di ripiegature. Aderisce ai processi gliali terminali degli astrociti e viene definita membrana pio-gliale.

Aracnoide.

L’aracnoide, membrana molto sottile, simile alla tela di un ragno, è esterna alla pia madre e si estende verso i solchi e le pieghe neurali. Lo spazio tra le due membrane è definito subaracnoideo, nel quale scorre il liquido cefalo rachidiano (LCR o liquor). Il liquor fornisce protezione al cervello oltre che avere una funzione di ammortizzazione. Le vene e le arterie attraversano lo spazio subaracnoideo da e verso il SNC).

La rottura di un aneurisma in un’arteria cerebrale, provoca un’emorragia subaracnoidea.

Dura madre.

La dura madre è solitamente aderente alla faccia interna dell’aracnoide ed è una robusta membrana protettiva. In alcuni punti si divide in due strati per creare dei canali di passaggio per il sangue venoso (seni venosi). I villi aracnoidi, valvole di non ritorno, si estendono dallo spazio subaracnoideo nei seni venosi, in particolare modo nel seno sagittale superiore, convogliando il liquor nel circolo venoso e facendolo tornare al cuore.

L’occlusione di questi villi aracnoide può far aumentare la pressione intra-cranica.

Le arterie e le vene cerebrali attraversano lo spazio subaracnoideo. Le vene, dette vene a ponte, defluiscono nei seni durali. Entrando nel seno, esse sono soggette a rottura in caso di trauma cranico, che può essere anche lieve in età avanzata, mentre negli adulti più giovani è necessario un trauma cranico molto grave.

La loro rottura provoca l’accumulo di sangue venoso nello spazio subdurale ed il distacco della parte interna della dura madre dall’aracnoide. Un ematoma subdurale, in particolare in caso acuto, può essere letale a causa dell’aumento della pressione intra-cranica dovuto all’edema che lo accompagna e all’accumulo di sangue nell’ematoma stesso.

La dura madre è strettamente aderente al tavolato interno del cranio. Una frattura cranica può rompere un ramo dell’arteria meningea media, consentendo al sangue arterioso di separare la dura madre dal cranio e provocando un ematoma epidurale.

 

“Contrariamente all’opinionecorrente, il cervello non va fatalmente incontro con gli anni a un processo irreversibile di deterioramento. Sia Tiziano che Michelangelo e molti altri artisti di straordinarie capacità creative – Picasso tra questi – continuarono a realizzare opere di eccezionalevalore sino a tarda età.” 

Rita Levi-Montalcini

 

Bibliografia.

David L. Felten – Anil N.Shetty; Atlante di Neuroscienze di Netter; ed. Masson

Luca Imeri – Mauro Mancia; Testo Atlante di Fisiologia Umana; Casa Editrice Ambrosiana

Giovanni Grasso; Sistema Nervoso Centrale; ed. Piccin