Cos'è il sistema nervoso centrale? definizione, funzione e parti

• Guida tematica sull'anatomia del sistema nervoso centrale (CNS)

Cosa dovresti sapere sul sistema nervoso centrale (SNC)?

Immagine delle funzioni del sistema nervoso centrale

Il sistema nervoso centrale è costituito dal cervello e dal midollo spinale. Il cervello svolge un ruolo centrale nel controllo della maggior parte delle funzioni corporee, tra cui consapevolezza, movimenti, sensazioni, pensieri, parola e memoria. Alcuni movimenti riflessi possono verificarsi attraverso le vie del midollo spinale senza la partecipazione di strutture cerebrali. Il midollo spinale è collegato a una sezione del cervello chiamata tronco cerebrale e attraversa il canale spinale. I nervi cranici escono dal tronco cerebrale. Le radici nervose escono dal midollo spinale su entrambi i lati del corpo. Il midollo spinale trasporta segnali (messaggi) avanti e indietro tra il cervello e i nervi periferici.

Il fluido cerebrospinale circonda il cervello e il midollo spinale e circola anche all'interno delle cavità (chiamate ventricoli) del sistema nervoso centrale. Le leptomeninge circondano il cervello e il midollo spinale. Il fluido cerebrospinale circola tra 2 strati meningei chiamati materia pia e aracnoide (o membrane pia-aracnoide). Lo strato esterno più spesso ha il ruolo di uno scudo protettivo ed è chiamato materia dura. L'unità di base del sistema nervoso centrale è il neurone (cellula nervosa). Miliardi di neuroni consentono alle diverse parti del corpo di comunicare tra loro attraverso il cervello e il midollo spinale. Un materiale grasso chiamato mielina ricopre le cellule nervose per isolarle e per consentire ai nervi di comunicare rapidamente.

Il cervello e il cervello

Immagine delle parti del cervello e del cervello

Il cervello è la parte più grande del cervello e controlla le azioni volontarie, la parola, i sensi, il pensiero e la memoria.

La superficie della corteccia cerebrale presenta scanalature o pieghe (chiamate sulci), la più grande delle quali è denominata ragadi. Alcune fessure separano i lobi.

Le convoluzioni della corteccia le conferiscono un aspetto verme. Ogni convoluzione è delimitata da due sulci ed è anche chiamata gyrus (gyri al plurale). Il cervello è diviso in due metà, noto come emisfero destro e sinistro. Una massa di fibre chiamata corpo calloso collega gli emisferi. L'emisfero destro controlla i movimenti volontari degli arti sul lato sinistro del corpo e l'emisfero sinistro controlla i movimenti volontari degli arti sul lato destro del corpo. Quasi ogni persona ha un emisfero dominante. Ogni emisfero è diviso in quattro lobi, o aree, che sono interconnessi.

• I lobi frontali si trovano nella parte anteriore del cervello e sono responsabili del movimento volontario e, attraverso le loro connessioni con altri lobi, partecipano all'esecuzione di compiti sequenziali; uscita vocale; capacità organizzative; e alcuni aspetti del comportamento, dell'umore e della memoria.
• I lobi parietali si trovano dietro i lobi frontali e di fronte ai lobi occipitali. Elaborano informazioni sensoriali come temperatura, dolore, gusto e tatto. Inoltre, l'elaborazione include informazioni sui numeri, attenzione alla posizione delle parti del proprio corpo, lo spazio attorno al proprio corpo e la propria relazione con questo spazio.
• I lobi temporali si trovano su ciascun lato del cervello. Elaborano la memoria e le informazioni uditive (udendo) e le funzioni vocali e linguistiche.
• I lobi occipitali si trovano nella parte posteriore del cervello. Ricevono ed elaborano informazioni visive.

La corteccia, chiamata anche materia grigia, è lo strato più esterno del cervello e contiene prevalentemente corpi neuronali (la parte dei neuroni in cui si trova il nucleo cellulare contenente DNA). La materia grigia partecipa attivamente alla conservazione e all'elaborazione delle informazioni. Un gruppo isolato di corpi di cellule nervose nella materia grigia è definito un nucleo (da differenziare da un nucleo cellulare). Le cellule nella materia grigia estendono le loro proiezioni, chiamate assoni, ad altre aree del cervello.

Le fibre che lasciano la corteccia per condurre gli impulsi verso altre aree sono chiamate fibre efferenti e le fibre che si avvicinano alla corteccia da altre aree del sistema nervoso sono definite afferenti (nervi o vie). Le fibre che vanno dalla corteccia motoria al tronco cerebrale (ad esempio, il ponte) o al midollo spinale ricevono un nome che generalmente riflette le connessioni (cioè il tratto corticopontino per il primo e il tratto corticospinale per il secondo). Gli assoni sono circondati nel loro corso al di fuori della materia grigia dalla mielina, che ha un aspetto biancastro luccicante e dà quindi origine al termine sostanza bianca.

Le aree corticali ricevono i loro nomi in base alla loro funzione generale o al nome del lobo. Se responsabile della funzione motoria, l'area viene chiamata corteccia motoria. Se responsabile della funzione sensoriale, l'area è chiamata corteccia sensoriale o somestetica. La corteccia calcarea o visiva si trova nel lobo occipitale (anche chiamato corteccia occipitale) e riceve input visivi. La corteccia uditiva, localizzata nel lobo temporale, elabora i suoni o l'input verbale. La conoscenza della proiezione anatomica delle fibre dei diversi tratti e la relativa rappresentazione delle regioni del corpo nella corteccia spesso consentono ai medici di individuare correttamente una lesione e la sua dimensione relativa, a volte con grande precisione.

Le strutture centrali del cervello

Immagine delle parti del cervello e del cervello

Le strutture centrali del cervello includono il talamo, l'ipotalamo e la ghiandola pituitaria. L'ippocampo si trova nel lobo temporale ma partecipa all'elaborazione della memoria e delle emozioni ed è interconnesso con le strutture centrali. Altre strutture sono i gangli della base, che sono costituiti da materia grigia e comprendono l'amigdala (localizzata nel lobo temporale), il nucleo caudato e il nucleo lenticolare (putamen e globus pallidus). Poiché caudato e putamen sono strutturalmente simili, i neuropatologi hanno coniato il termine striato collettivo.

• Il talamo integra e trasmette informazioni sensoriali alla corteccia dei lobi parietali, temporali e occipitali. Il talamo si trova nella parte centrale inferiore del cervello (cioè nella parte superiore del tronco cerebrale) e si trova medialmente ai gangli della base. Gli emisferi cerebrali si trovano sul talamo. Altri ruoli del talamo includono il controllo motorio e della memoria.
• L'ipotalamo, situato sotto il talamo, regola le funzioni automatiche come l'appetito, la sete e la temperatura corporea. Secerne anche gli ormoni che stimolano o sopprimono il rilascio di ormoni (ad esempio, ormoni della crescita) nella ghiandola pituitaria.
• La ghiandola pituitaria si trova alla base del cervello. La ghiandola pituitaria produce ormoni che controllano molte funzioni di altre ghiandole endocrine. Regola la produzione di molti ormoni che hanno un ruolo nella crescita, nel metabolismo, nella risposta sessuale, nell'equilibrio fluido e minerale e nella risposta allo stress.
• I ventricoli sono cavità riempite di liquido cerebrospinale all'interno degli emisferi cerebrali.

La base del cervello

Immagine delle parti del cervello e del cervello

La base del cervello contiene il cervelletto e il tronco cerebrale. Queste strutture svolgono funzioni complesse. Di seguito è una versione semplificata di questi ruoli:

• Tradizionalmente, il cervelletto è stato conosciuto per controllare l'equilibrio e la coordinazione e contribuisce alla generazione del tono muscolare. Più recentemente è diventato evidente, tuttavia, che il cervelletto svolge ruoli più diversi, come la partecipazione ad alcuni tipi di memoria ed esercitare un'influenza complessa sulle abilità musicali e matematiche.
• Il tronco cerebrale collega il cervello con il midollo spinale. Include il mesencefalo, il ponte e il midollo allungato. È una struttura compatta in cui molteplici percorsi attraversano dal cervello al midollo spinale e viceversa. Ad esempio, i nervi che derivano dai nuclei dei nervi cranici sono coinvolti con i movimenti degli occhi e escono dal tronco cerebrale a diversi livelli. Il danno al tronco cerebrale può quindi influenzare una serie di funzioni corporee. Ad esempio, se il tratto corticospinale è danneggiato, si verifica una perdita della funzione motoria (paralisi) e può essere accompagnata da altri deficit neurologici, come anomalie del movimento oculare, che riflettono lesioni ai nervi cranici o ai loro percorsi nel tronco cerebrale .
  • Il mesencefalo si trova sotto l'ipotalamo. Alcuni nervi cranici che sono anche responsabili del controllo del muscolo oculare escono dal mesencefalo.
  • Il ponte serve da ponte tra il mesencefalo e il midollo allungato. Il ponte contiene anche i nuclei e le fibre dei nervi che servono al controllo del muscolo oculare, alla forza del muscolo facciale e ad altre funzioni.
  • Il midollo allungato è la parte più bassa del tronco encefalico ed è interconnesso con il midollo spinale cervicale. Il midollo allungato aiuta anche a controllare le azioni involontarie, inclusi i processi vitali, come la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna e la respirazione, e trasporta il tratto corticospinale (cioè la funzione motoria) verso il midollo spinale.

Sistema nervoso periferico

Le fibre nervose che escono dal tronco encefalico e dal midollo spinale diventano parte del sistema nervoso periferico. I nervi cranici escono dal tronco encefalico e fungono da mediatori del sistema nervoso periferico di molte funzioni, inclusi movimenti oculari, forza e sensazione del viso, udito e gusto.

Il nervo ottico è considerato un nervo cranico ma è generalmente colpito da una malattia del sistema nervoso centrale nota come sclerosi multipla e, per questo e altri motivi, si pensa che rappresenti un'estensione dell'apparato del sistema nervoso centrale che controlla la vista . In effetti, i medici possono diagnosticare l'infiammazione della testa del nervo ottico usando un oftalmoscopio, come se gli occhi della persona fossero una finestra sul sistema nervoso centrale.

Le radici nervose lasciano il midollo spinale nel punto di uscita tra due vertebre e sono denominate in base al segmento del midollo spinale da cui derivano (una radice cervicale otto nervosa deriva dal segmento otto del midollo spinale cervicale). Le radici nervose si trovano anteriore rispetto al midollo se efferente (ad esempio, portando input verso gli arti) o posteriore se afferente (ad esempio, al midollo spinale).

Le fibre che trasportano input motori agli arti e le fibre che portano informazioni sensoriali dagli arti al midollo spinale crescono insieme per formare un nervo periferico misto (motore e sensoriale). Alcune radici lombari e di tutti i nervi sacrali percorrono una lunga via verso il basso nel canale spinale prima di uscire in un fascio che ricorda la coda di un cavallo, da cui il suo nome, cauda equina.

Anche il midollo spinale è coperto, come il cervello, dalla materia pia e dalle membrane aracnoidi. Il fluido cerebrospinale circola attorno alla pia e sotto l'aracnoide esterno, e questo spazio è anche chiamato spazio subaracnoideo. Le radici della cauda equina e le radici che compongono le radici nervose da segmenti superiori sono bagnate nel liquido cerebrospinale. La dura circonda il pia-aracnoide del midollo spinale, come fa per il cervello.

Le basi neuroanatomiche per molteplici funzioni cerebrali sono semplificate nel sommario sopra. Un buon esempio è il substrato neuroanatomico per la funzione di memoria. I danni a più aree del cervello possono influenzare la memoria. Questi includono strutture come i lobi frontale e temporale, il talamo, il cervelletto, il putamen, i corpi mamillari e il fornice e una convoluzione al di sopra del corpo calloso noto come giro cingolato. Queste strutture sono coinvolte in modo variabile in processi complessi come la memorizzazione, l'elaborazione o il recupero di memorie.

Il midollo spinale

Immagine delle parti del midollo spinale

Il midollo spinale è un'estensione del cervello ed è circondato dai corpi vertebrali che formano la colonna vertebrale (vedi File multimediale 3). Le strutture centrali del midollo spinale sono costituite da materia grigia (corpi delle cellule nervose) e i tessuti esterni o circostanti sono costituiti da materia bianca.

All'interno del midollo spinale sono presenti 30 segmenti appartenenti a 4 sezioni (cervicale, toracica, lombare, sacrale), in base alla loro posizione:

• Otto segmenti cervicali: trasmettono segnali da o verso aree di testa, collo, spalle, braccia e mani.
• Dodici segmenti toracici: trasmettono segnali da o verso parte delle braccia e il torace anteriore e posteriore e le aree addominali.
• Cinque segmenti lombari: trasmettono segnali da o verso le gambe, i piedi e alcuni organi pelvici.
• Cinque segmenti sacrali: trasmettono segnali da o verso la parte bassa della schiena e glutei, organi pelvici e aree genitali e alcune aree delle gambe e dei piedi.
• Un residuo coccigeo si trova nella parte inferiore del midollo spinale.