In questo articolo ci occuperemo di una zona profonda del nostro encefalo: i nuclei della base.

I nuclei della base svolgono un’importantissima funzione di modulazione del movimento volontario.

Per comprendere quanto sia importante questa modulazione, basti pensare al semplice fatto che quando queste strutture perdono la loro funzione, o per una lesione o per una degenerazione dei neuroni che li costituiscono, si manifestano delle patologie molto gravi, quali il Parkinson, l’emiballismo o, ancora peggio, la corea di Huntington.

Voglio iniziare con una mia frase che magari può sembrare semplice, ma si ricollega a tutto il discorso che stiamo per fare:


Noi oggi vedremo il morbo di Parkinson (parkinson disease) da una “nuova” prospettiva: il nostro obiettivo sarà quello di comprendere come funzionano i nuclei della base, cosa succede quando smettono di funzionare e perché il paziente parkinsoniano manifesta disturbi psichici, come la depressione, oltre che motori.

Prima di addentrarci nel discorso vero e proprio, mi piacerebbe che spendeste un minuto per vedere questo video:

[youtube=http://www.youtube.com/watch?v=w_hljNtslz8&w=560&h=315]
Perché ho scelto di farvelo vedere?

Perché quando leggiamo articoli scientifici, o di divulgazione, come questi, vediamo statistiche, numeri, strutture anatomiche varie, ma quello che spesso dimentichiamo, e che non dovremmo mai dimenticare, è che dietro tutto questo si celano sempre delle persone, degli esseri umani, come noi, e laddove ci sono persone, nel più dei casi, ci sono delle famiglie, che soffrono – e soffrono tantissimo.

Schermata 2013-11-18 alle 23.32.56

Noi esseri umani, nel corso dell’evoluzione, abbiamo sviluppato quella che si definisce empatia, ovvero la capacità di immedesimarci negli altri dal punto di vista emotivo e, questa, lo vedremo in altri articoli, è una qualità che nasce a livello fronto-parietale, grazie ai neuroni specchio.

Per cui, da una parte è giusto capire certe cose, da un punto di vista freddo, scientifico, però, dall’altra, non dimentichiamoci di persone come Luigi: dunque, cerchiamo di approcciarci al discorso equilibrando la giusta “freddezza”, scientificità ed empatia.

Detto questo, cominciamo.

Immagine
Quando si studiano le malattie neurologiche, a parte pochi casi, ci troviamo quasi sempre di fronte a patologie molto brutte: l’epilessia, l’Alzheimer ecc.

Ma, almeno a mio avviso, le patologie neurologiche più brutte, in assoluto, sono quelle che vanno a colpire selettivamente il movimento.

Perché dico questo?

Perché l’uomo, in quanto animale, è fatto per muoversi, per manipolare oggetti, interagire con l’ambiente: l’abbiamo visto – e riprenderemo ulteriormente il discorso – nella sindrome dell’arto fantasma: il cervello di queste persone “spara” continuamente impulsi motori destinati all’arto amputato, anche se questo non c’è più.

Ci sono poi altre patologie che ci fanno capire quanto l’uomo viva, e addirittura pensi, in funzione del movimento: la sindrome della mano aliena, la cleptomania ecc.

A supporto di questa affermarzione, nell’immagine seguente, vediamo diverse sezioni trasversali di midollo spinale cervicale, i puntini neri che vedete sono la rappresentazione del fascio nervoso che ci permette di frazionare il movimento – il piramidale o corticospinale: notate come sia più rappresentativo nello scimpanzé rispetto agli altri animali e nell’uomo lo è ancora di più, occupando buona parte dei cordoni laterali del midollo spinale.

comparata

Dunque, pensate a quanto deve essere orribile perdere la possibilità di muoversi.

Ma torniamo al Parkinson: il paziente parkinsoniano si muove?

Sì, ma è un movimento caratterizzato da un’estrema lentezza – si parla di bradicinesia.

Il fascio piramidale, che ci permette di muoverci e di frazionare il movimento, origina da una striscia di corteccia cerebrale, il giro precentrale o area motoria primaria.

Dalla corteccia motoria primaria, questo fascio scende, s’infila nel centro semiovale – sostanza bianca sotto la corteccia – ed entra nella corona radiata per poi immettersi in una specie di “imbuto” – la capsula interna – dove tutte le fibre che costituiscono il fascio piramidale si raccolgono.

Attraversata la capsula interna, il fascio decorre nel peduncolo cerebrale del tronco encefalico e, a livello del bulbo, circa il 90% di queste fibre incrociano per raggiungere l’emimidollo spinale e il muscolo controlaterale.

E’ il motivo per cui quando vogliamo prendere una tazza con la mano destra, usiamo la corteccia motoria dell’emisfero cerebrale di sinistra e viceversa.

capsula interna
Tuttavia, questo fascio ha bisogno di una sua modulazione, sia inibitoria che eccitatoria: ci sono dei contesti in cui un movimento dev’essere più rapido e altri in cui dev’essere più lento – a fare questo ci pensano i 
nuclei della base che rappresentano un vero e proprio filtro, strutturato come un circuito che consente di modulare quella che è l’attività della corteccia cerebrale.

Ebbene, dal punto di vista anatomico, i nuclei della base sono posizionati alla base del telencefalo, frapposti nella sostanza bianca.

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In questa immagine vediamo evidenziato il talamo, l’ipotalamo e il subtalamo, quest’ultimo costituisce la zona dove è presente un nucleo della base importante che è il nucleo subtalamico di Luys.

Vediamo poi altre strutture, le due cavità in alto sono i ventricoli laterali divisi da una striscietta verticale che si chiama setto pellucido e che unisce il fornice, inferiormente, al corpo calloso,  superiormente.

Ai lati di queste cavità, superiormente al talamo, notiamo una struttura “rosa” che è la testa del caudato, un nucleo della base.

Se poi guardiamo sotto il caudato, notiamo una striscia di sostanza bianca che altro non è che la capsula interna, dove decorre il fascio piramidale che ci permette di muoverci e infero-lateralmente si vede una specie di triangolo, diviso in tre zone, quelli sono tre nuclei della base: in ordine decrescente di grandezza vediamo il putamen, il globo pallido esterno e, infine, il più piccolo, il globo pallido interno.

C’è poi un altro nucleo della base, importantissimo, che non si trova in questa zona, ma nel mesencefalo, ai limiti tra il tegmento e il peduncolo cerebrale: la substantia nigra.

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Quella zona marrone che si vede in questo disegno (14) è proprio la substantia nigra, che si divide in due zone: una dorsale, compatta, e una ventrale, reticolata.

Tutti questi nuclei che abbiamo elencato formano il cosiddetto “circuito” dei nuclei della base che funziona nel seguente modo:

giusto

Quelle verdi sono le efferenze eccitatorie – solitamente utilizzano il glutammato – mentre in azzurro sono le efferenze inibitorie – solitamente utilizzano il GABA.

Come potete vedere, è un vero e proprio circuito che ha un’entrata, rappresentata dalla corteccia cerebrale, i cui impulsi saranno filtrati nel circuito, e dalla substantia nigra compatta, cui spetta il compito di modulare, negativamente o positivamente, il circuito.

Abbiamo poi una porta d’uscita comune al circuito, rappresentata dal globo pallido interno e – non presente nell’immagine – dalla substantia nigra reticolata.

Dal globo pallido interno si esce, attraverso il fascicolo talamico – H1 di Forel – si giunge al talamo e si ritorna alla porta d’ingresso cioè alla corteccia che, da una parte, continua a tenere attivo il circuito, dall’altra invia impulsi motori destinati al tronco encefalico e al midollo spinale: i movimenti subiscono quindi un filtro, inibitorio o eccitatorio, all’interno del circuito dei nuclei della base.

Brevemente, riferendoci all’immagine sopra, il circuito funziona attraverso due vie: una via, detta “diretta”, che facilita il movimento e una via, detta “indiretta“, che inibisce il movimento.

Entrambe le vie, sia la diretta che l’indiretta, partono dalla substantia nigra compatta che manda impulsi positivi, di attivazione, ai neuroni presenti nel nucleo caudato e nel putamen.

Questi ultimi sono neuroni inibitori e mandano impulsi negativi, di inattivazione, ai neuroni del globo pallido interno che è costituito sempre da neuroni inibitori che mandano impulsi negativi al talamo.

In sostanza: nella via diretta, la substantia nigra compatta “attiva un freno (caudato e putamen) che frena un altro freno (globo pallido interno)” e il risultato finale sul talamo, e dunque sulla corteccia, è eccitatorio, facilitazione del movimento.

Nella via indiretta le cose sono più complicate, ma basta vedere l’immagine sopra per capire: la substantia nigra compatta, in questo caso, attiva i neuroni del caudato e del putamen – insieme prendono il nome di “striato” – che sono inibitori (un freno).

Questi neuroni, inibitori, inibiscono i neuroni del globo pallido esterno che, a loro volta, inibiscono il nucleo subtalamico di Luys.

Dunque, siccome, anche qui, abbiamo l’attivazione di un freno che attiva un’altro freno, il nucleo subtalamico di Luys viene stimolato e manda impulsi positivi al nucleo pallido interno, che è inibitorio sul talamo – per cui il risultato finale è inibitorio sul movimento.

Tutto questo grande casino avviene in condizioni fisiologiche: la modulazione negativa e positiva sono in equilibrio e tutto va bene.

Ma che cosa succede a questo circuito, così complesso, nel morbo di Parkinson (parkinson disease)?

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Nel morbo di Parkinson (parkinson disease) abbiamo la degenerazione della substantia nigra, che utilizza come neurotrasmettitore la dopamina: in sostanza, soprattutto nella via diretta, che è la più colpita in questa patologia, “non funziona l’attivatore del freno che frena il freno” – se un freno non viene frenato, scusate il gioco di parole, è logico che frena ancora di più – viene persa la via nigrostriatale.

Su quale struttura avviene il freno?

Sul talamo e dunque sulla corteccia motoria: è come se la corteccia motoria subisse costantemente un rallentamento, non è più eccitata come lo sarebbe normalmente e dunque ecco perché il paziente parkinsoniano appare lento nei movimenti.

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Le persone affette da morbo di Parkinson (parkinson disease) hanno tutta una serie di problemi: la lentezza dei movimenti, fanno una fatica incredibile a iniziare i movimenti, come se avessero una calamita che li spinge verso il basso, hanno una postura tipica, con il busto rivolto in avanti, camptocormica, e anche la deambulazione è caratteristica: quando camminano fanno brevi passi veloci – festina lente – ma il risultato finale è sempre quello di una lentezza generalizzata.

C’è però una novità.

Nel Parkinson, uno dei sintomi clinici è la depressione.

E’ abbasta logico aspettarsi un quadro depressivo: il paziente perde la sua qualità di vita e quindi diventa depresso.

Questo è vero, da un punto di vista psicologico, ma dal punto di vista esclusivamente neurologico, oggi sappiamo che la depressione, in questi pazienti, è dovuta proprio al malfunzionamento di questi circuiti frontostriatali.

Perché?

Noi abbiamo detto che il circuito dei nuclei della base riceve afferenze dalla corteccia, in particolare quelle motorie: la motoria primaria, le premotorie, le supplementarie motorie.

Ma il circuito riceve solo queste afferenze?

Assolutamente no.

In realtà, oltre quella appena citata, ci sono altre tre connessioni tra la corteccia e i nuclei della base:

frontostriatali

La funzione oculomotoria viene compromessa nel Parkinson: le corteccie implicate sono la FEF – frontal eye fields – e la sua SEF – supplementary eye fields – per la pianificazione motoria dei movimenti oculari – anche queste devono subire lo stesso filtro da parte dei nuclei della base affinché gli stimoli vengano inviati correttamente ai collicoli superiori.

Poi, abbiamo una compromissione degli aspetti cognitivi in quanto nel circuito entrano anche la corteccia prefrontale dorsolaterale e l’orbitofrontale laterale che sono strettamente implicate nei processi di decisione.

Infine, quello che interessa a noi, abbiamo una disfunzione della corteccia orbitofrontale mediale e dell’area cingolata anteriore, strutture annesse al sistema limbico e dunque all’emotività.

mediale
Numerosi studi scientifici dimostrano che patologie a carico di queste aree possono provocare stati di depressione maggiore:

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Tutti questi studi ci hanno consentito di comprendere meglio la fisiopatologia e la comorbilità della depressione nel morbo di Parkinson (parkinson disease).

Per concludere, è interessante notare come tutti i circuiti frontostriatali siano collegati tra loro e questo ci suggerisce una novità interessantissima e cioè che “non c’è azione, non c’è decisione, senza emozione“.

Oggi, purtroppo, non esiste ancora una cura per questa patologia: nel prossimo articolo ci occuperemo delle terapie classiche e di quelle che sono le nuove prospettive terapeutiche.

Spero di essere stato il più chiaro possibile nell’esporre un argomento così tanto complesso.

Il limite, se così possiamo definirlo, della divulgazione scientifica è che bisogna sempre scegliere il giusto compromesso tra precisione semplicità.

Se avete dubbi o volete chiarire alcuni concetti, sapete dove trovarmi:


andpalmieri
fed5d7947dfce292f3edd54ca4ae17fe

Un saluto e alla prossima.//pagead2.googlesyndication.com/pagead/js/adsbygoogle.js

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3 COMMENTS

  1. Mi permetto di aggiungere che la depressione può persino anticipare di molti anni i sintomi motori. In particolare: depressione, disturbi del sonno REM e riduzione/perdita dell’olfatto possono essere spie d’allarme.

    Guarda: https://www.michaeljfox.org/get-involved/smellsurvey-screen.php
    (sono studentessa di medicina aspirante neurologa, e nel mio ambulatorio somministriamo smell test, per dire, a pazienti che NON hanno il parkinson, a scopo di ricerca..)

    oh, comunque ottimo lavoro. Ti seguo.
    Bleached aka una dei @discutibili aka una che ieri hai battuto a quiz duello. (DOH!)

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