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LEZIONI DI ANATOMIA EVOLUTIVA
PER GLI STUDENTI DELLA FACOLTA’
DI MEDICINA E CHIRURGIA
Prima lezione
Cari ragazzi, ho pensato di scrivere, in forma concisa, gli argomenti
che tratteremo, per darvi la possibilità di apprendere, ma anche di
riflettere su questi argomenti, trattandosi di una storia
anatomo-funzionale evolutiva che ci appartiene direttamente e che
comunque ancora non ha raggiunto il suo stadio di evoluzione conclusiva,
seppure siano trascorsi milioni di anni di vita, anche se un grosso
passo in avanti è stato compiuto con l’avvento del primato della
tecnologia e con la scoperta della così detta “intelligenza
artificiale”, che mette senz’altro a duro confronto il nostro cervello,
costretto ad uscire fuori dalla teca cranica per misurare le sue
capacità, forzando i tempi e i modi.
Nei secoli scorsi il cervello umano, seppure
altamente sollecitato dai suoi bisogni e dal confronto continuo con la
natura, si trovava di fronte ad un tipo di esercizio che faceva parte
del bisogno-istinto-di-sopravvivenza e di conservazione della specie.
Quindi una filogenesi evolutiva, che adattava l’organismo vivente
(nell’ontogenesi) e le sue naturali richieste di essere alla realtà di
un ambiente, dentro il quale ancora la mano dell’uomo non aveva posto
la sua distruttiva, e spesso eccessiva, presenza. Ciò sicuramente è
avvenuto ( non è però compito dell’anatomia, anche se funzionale,
chiarire questi concetti) a causa della sostituzione degli obiettivi che
l’uomo, nel tempo, si è posto. Da una condizione di uomo-natura è
passato, attraverso l’influenza non spontanea della storia, all’uomo
sociale, dove gli obiettivi non erano più quelli legati strettamente
alla filogenesi, ma piuttosto alla para-genesi esistenziale, che
implicava ed implica ancora un complesso protocollo di interrelazioni
tra l’io e gli altri e tra l’io razionale e l’io ancora sconosciuto, che
si interpone tra l’io stesso e la sua esistenza in forma crescente,
stimolato da fenomeni che indicano come fine dell’uomo non più la
spontaneità della conservazione, ma l’adattabilità evolutiva e
tecnologica di tale conservazione. Questo comporta tanti problemi che
comunque noi qui non tratteremo.
Per restare in tema di Anatomia Umana, compito che ci dobbiamo
prefiggere, nonostante le frequenti digressioni, ho pensato di trattare
argomenti che mettano in correlazione il cervello con situazioni
funzionali o patologiche a seconda dei casi.
Il primo argomento è quello della neocorteccia all’interno di una
moderna visione del cervello, che con MacLean, negli anni settanta,
diventa cervello evoluto o terzo cervello. Che cos’è il terzo cervello?
Partiamo intanto dalla descrizione classica, dal punto di vista
dell’anatomia, della corteccia cerebrale o della così detta sostanza
grigia, essendo costituita dalle cellule nervose, o neuroni, al
contrario della sostanza bianca che è costituita dalle fibre nervose che
si diramano dalle cellule.
La corteccia cerebrale si estende per circa 2000 cm2 ed ha un peso
approssimativo di 500 g. Il suo spessore, in quanto sostanza grigia,
non è uniforme e culmina nella regione rolandica, dove raggiunge circa
5mm. Tale spessore va diminuendo nell’approssimarsi dell’età senile.
Nella corteccia sono presenti cellule di primo e di secondo tipo di
Golgi : quelle di secondo tipo prendono tale denominazione dal fatto
che, oltre alle cellule, sono presenti anche i cilindrassi, costituendo
quelli che comunemente sono indicati come neuroni di associazione, che
mettono in relazione segmenti diversi della corteccia, sia in senso
orizzontale, sia in senso verticale.
Considerando gli elementi nervosi o le fibre nervose, avremo la
citocorteccia e la mielocorteccia. Nella corteccia riscontriamo sei
strati cellulari. Andando dall’esterno verso l’interno, si dividono in :
1) Strato
molecolare o plessiforme, che sta sotto la pia madre delle meningi, che
è quasi del tutto privo di cellule nervose. Sono invece presenti cellule
di nevroglia ed è ricco di dendriti delle cellule piramidali
sottostanti.
2) Strato
granulare esterno, costituito da cellule di forma rotonda, poligonale o
triangolare, con il loro apice rivolto verso l’alto, sovrapposte a più
strati. Dalla base e dai vertici delle cellule si dipartono i dendriti.
Dalla base ha origine il cilindrasse, che si spinge nella sostanza
bianca, in profondità. Presenza di altre cellule, come le grandi
cellule stellate e le cellule di Martinotti.
3) Strato
delle cellule piramidali piccole e medie, che misurano circa 20-35
micron in altezza e 15-25 micron in larghezza. Presenza di cellule del
secondo tipo di Golgi e le cellule di Cajal.
4) Strato
granulare interno, costituito da cellule arrotondate, molto piccole e
dalla presenza di cellule del secondo tipo di Golgi.
5) Strato
delle grandi cellule piramidali profonde, che sono poco distanziate tra
di loro e raggiungono uno spessore di circa due o tre file. Le più
grandi di queste cellule, dette cellule di Betz, raggiungono un’altezza
di 80 micron ed una larghezza di 50 micron.
6) Strato
delle cellule fusiformi, che presenta delle cellule fusiformi in mezzo
alle cellule del primo tipo di Golgi.
Il neocortex, cioè la corteccia più evoluta
dell’uomo, raggiunge la presenza di circa 15 miliardi di cellule, con la
presenza di elementi gliali ed un numero esorbitante di sinapsi. Da
questi strati partono le fibre afferenti, specie dal quarto strato, che
costituisce la corteccia ritenuta specificamente sensoriale.
Le afferenze che realizzano le strutture associative o commessurali
fanno invece capo al secondo e al terzo strato. Dalle cellule
piramidali, in via discendente, si formano le vie piramidali.
I dendriti che si sviluppano dalle cellule piramidali sono di due tipi :
il primo, lungo e ricco di creste, va dall’apice del pirenoforo fino
alla superficie della pia madre, altri, più brevi e numerosi s’irradiano
dalla base del pirenoforo. Numerose fibre si pongono in rapporto con una
sola cellula piramidale, stabilendo delle sinapsi asso-dendritiche con
funzione eccitatrice, ed asso-somatiche con funzione inibitrice.
E’ all’incirca nella metà dell’ottocento che il Meynert inizia a dare
adito alla descrizione citoarchitettonica della corteccia, individuando
strati cellulari superiori alle cellule di altre regioni : scoprì
un’analogia tra le cellule dell’area calcarina e le cellule della
retina, intuendo così un rapporto funzionale tra le due parti.
Poco tempo dopo, anche il Betz scopriva delle cellule piramidali
giganti, nell’uomo e nei mammiferi, che presero da lui il nome,
localizzate nella corteccia motrice primaria. Quindi se il Meynert aveva
scoperto una corteccia sensitiva, visiva, il Betz aveva individuato una
corteccia motrice. Da qui inizia la storia della citoarchitettonica
cerebrale, che sarà continuata e sviluppata da altri ricercatori, come
Brodmann, Vogt, Marinesco ed Economo.
Vogt distingue l’iso-cortex, cioè la corteccia a sei strati, che abbiamo
prima descritto, dall’allo-cortex, meno stratificata, che costituisce la
corteccia olfattoria dell’uomo.
A sua volta, l’iso-cortex presenta tre omeotipie : a) tipo frontale,
così detto perché riveste i due terzi del lobo frontale; b) tipo
parietale, perché riveste la parte inferiore del lobo parietale e la
parte anteriore del lobo occipitale; c) tipo polare, che riveste la
parte inferiore del lobo frontale e l’estremità del lobo occipitale.
La mieloarchitettonica della corteccia è data dalle fibre nervose
orientate verticalmente (dette fibre radiate) o orizzontalmente (le
strie) realizzando delle associazioni.
Si vengono così a formare, sulla corteccia, delle aree con funzioni
fisio-biologiche e fisio-patologiche differenti, evidenziabili con la
classica elettroencefalografia e con la moderna neuroradiologia.
Il rinencefalo possiede poi, specie nell’uomo, oltre alle sensazioni
olfattorie, anche altre funzioni, in particolare emerge l’attività
emozionale. Si è visto, specialmente sugli animali, che esiste una
relazione tra il nucleo amigdaloideo, l’ipotalamo e il giro limbico; la
stimolazione di queste aree provoca in questi animali docilità o rabbia.
Le proiezioni che mettono in relazione l’ippocampo con la via del
fornice, verso i nuclei interlaminari del talamo, sono responsabili
delle variazioni del tono muscolare, che di solito accompagna gli stati
emozionali.
Si è visto poi che la corteccia cerebrale oltre ai territori effettori
della via motrice volontaria, è corredata di vaste aree di origine della
via extrapiramidale : il fascio parapiramidale del Bucy, il fascio
fronto-pontino di Arnold, il fascio parieto-temporo-occipitale di Turck.
La corteccia inoltre è responsabile, con un’area specifica, della
rappresentazione generale del nostro corpo, che ci consente di avere una
nostra sensazione specifica temporale e spaziale.
Prima di trattare l’argomento riguardante il terzo cervello, vorrei
esaurire, con più chiarezza possibile, la presentazione
anatomo-fisiologica riferita ai primi due cervelli, quello razionale e
quello emotivo, e mi servirò, nel fare questo, del circuito nervoso che
si viene a creare con la formulazione spontanea ed istantanea della
rabbia o di altre emozioni primarie. Prendiamo, come esempio, la rabbia
:
Rabbia : Amigdala – Ipotalamo – Giro limbico.
Voglio soffermarmi un po’ sul discorso delle
emozioni ed in particolare sulla provocazione e sulla giustificazione
organiche della rabbia. Abbiamo detto che l’area anatomica, o meglio
ancora neurologica, nella quale s’ingenerano i rapporti docilità-rabbia,
è il circuito nervoso costituito dall’amigdala-ipotalamo-giro limbico.
In passato, gli anatomo-fisiologi hanno evidenziato quest’area come
responsabile dell’umore degli animali sottoposti a studio, ma non hanno
avuto il tempo ed il modo di spingere oltre le ricerche iniziate.
Amigdala – Sistema limbico – Ipotalamo :
Fornisce, ad ogni stimolo che il nostro
cervello riceve, un livello ottimale di attenzione. L’amigdala è sempre
coinvolta nella risposta alla paura ed alle sensazioni di minacce,
responsabile delle nostre emozioni. E’ un centro del sistema limbico che
ha il compito di controllare le nostre emozioni ed anche i ricordi
emotivi. Viene pertanto considerata quale nostra intelligenza emotiva e
rientra nelle decisioni importanti che noi prendiamo, nel corso della
nostra esistenza, come per esempio la rottura del matrimonio.
Vediamo cosa succede:
L’amigdala, abbiamo detto, è una struttura nervosa che si pone al centro
del sistema limbico. Il suo nome deriva dalla lingua greca e significa
mandorla, per la forma che ha. E’ costituita da un insieme di strutture
interconnesse, situato sopra il tronco cerebrale, nella parte inferiore
del sistema limbico.
Il sistema limbico rappresenta il punto centrale del sistema regolare
endocrino, del sistema neurovegetativo e della mente. Elabora tutti i
dati interni ed esterni, connettendo l’ipotalamo con la corteccia
centrale.
Quando l’amigdala non riesce a relazionarsi in tempo utile col cervello,
si slatentizza una incapacità di valutazione e di elaborazione delle
emozioni, rimanendo così nella cecità affettiva. Essa è da considerarsi
come una sorta di archivio della memoria emozionale e perciò rappresenta
un elemento fondamentale nella elaborazione degli eventi storici che la
riguardano direttamente. E’ l’elemento che caratterizza soggettivamente
l’io. Quindi è al centro delle passioni. Per esempio stimola il pianto e
le altre emozioni. Asportata, negli animali, questi diventano apatici,
cioè privi di emozioni e di competitività.
L’amigdala è una specie di guardiano del nostro io, che seleziona le
informazioni e le percezioni, rispettando, nella elaborazione di una
risposta, i principi e le sensazioni primitive, che regolano l’istinto
di conservazione e di amore-odio, rilanciando a tutto il cervello tali
informazioni, che lo mettono in movimento, per una risposta adeguata. E’
la struttura dell’allarme dinanzi al pericolo e quindi, sicuramente,
viene influenzata dallo scatenamento endocrino, connesso all’adrenalina
ed alla nor-adrenalina. In particolare, è il centro dell’informazione
per il cervello, per ogni stimolo visivo ed uditivo, in un circuito
semplice, monosinaptico. Tale informazione è primaria, anticipando anche
il talamo e la neocorteccia, cioè il cervello che pensa ed elabora.
Quindi la risposta dell’amigdala è più immediata, anche se più
primitiva, rispetto alla risposta della neocorteccia, che appare più
elaborata e più raffinata.
L’amigdala, nella memoria emozionale, rappresenta una specie di archivio
primario delle emozioni, indipendente anche dalle risposte della mente
razionale.
L’ippocampo, situato nel lobo temporale, elemento importante del sistema
limbico, è una sorta di computer che registra e archivia tutte le
percezioni, ma non entra direttamente nella elaborazione delle risposte
emotive.
Praticamente l’ippocampo è, per il nostro cervello, la memoria delle
percezioni, necessaria all’amigdala per trasformare le immagini in
emozioni. Per esempio, se l’io si trova in pericolo, incontrando un lupo
che lo vuole aggredire, è l’ippocampo che riconosce l’immagine
dell’elemento pericoloso, ma non lo sa trasformare in emozione di
pericolo, senza il supporto dell’amigdala, la quale a sua volta può
funzionare grazie all’informazione proveniente dall’ippocampo. Possiamo
perciò affermare che tra le due strutture esiste un rapporto di
complementarità.
Un altro esempio : nell’incontrare una persona, è l’ippocampo che
individua la sua identità, mentre è l’amigdala che ce la rende simpatica
o antipatica.
L’amigdala mette in relazione ogni accidente immediato con la memoria
che si ha di tale accidente, riuscendo così a scatenare una risposta
rapida, adeguata alla conservazione dell’io, e la qualità di questa
risposta è direttamente legata alla qualità delle esperienze passate,
riferite all’accidente specifico.
Si viene così a creare uno stato di allarme con emergenza, quando anche
pochi riferimenti mettono in relazione il presente con la memoria di un
pericolo passato. E’ ovvio che la memoria emozionale, affondando nel
passato e quindi anche nell’infanzia e nell’adolescenza, ha bisogno di
un controllo più elaborato e più adeguato al presente, con l’ausilio di
tutto il cervello, specie della neocorteccia. Quando l’amigdala, forse
spinta dall’intensità di un ricordo traumatico e doloroso, di grande
intensità, ben registrato nell’ippocampo, risponde con rapidità,
anticipando la risposta della corteccia, può causare dei grossi guai,
in quanto la sua risposta è dominata dalla collera e dalla paura. Per
esempio, in tal caso, si può uccidere istintivamente, e quindi senza
ragione, una persona, ubbidendo ad una oscura pulsione, che fa parte,
come affermava Platone, dell’anima vegetativa e non dell’anima
intellettiva (riflessione per il diritto.). Possiamo perciò dire che la
risposta dell’amigdala ad uno stimolo può essere impulsiva e dominata
dall’ansia o da memorie vegetative oscure, non decifrate dal cervello,
nei lobi frontali e pre-frontali, dove la neocorteccia smorza le
emozioni primitive. Perciò è quest’area della neocorteccia che controlla
ed elabora le informazioni provenienti dall’amigdala e dalle aree
limbiche. E’ l’area frontale della corteccia che elabora tutti i dati e
sceglie la migliore soluzione possibile per l’io, rispettando la sua
economia, nel rapporto rischio/beneficio.
Archiloco, grande poeta della Grecia classica, per esempio, unico
superstite alle Termopili, si trovò, per un attimo, in preda alla
riflessione se continuare a combattere sapendo di morire, il che ci
avrebbe privati dei suoi piacevoli versi, o scappare davanti al rischio
mortale : tale riflessione non poteva avvenire se non ci fosse stata
l’elaborazione della corteccia frontale. Così pure nella ricerca dei
sentimenti e nell’elaborazione delle emozioni amorosa o di odio. Anche
nel lutto è la neocorteccia che elabora e sviluppa la triste sensazione
amigdaloidea legata alla perdita, e cos’ via.
Abbiamo qui dato una descrizione dei due cervelli, quello razionale e
quello emotivo, e perciò possiamo fin qui affermare che non c’è
soltanto il Q.I., nella valutazione dell’intelligenza, ma anche
un’intelligenza emotiva. Quando le percezioni mettono il circuito
generale del cervello, costituito da sistema
limbico-neocorteccia-amigdala-lobi frontali, di fronte ad una
situazione, la risposta del nostro cervello è la più economica e la più
adeguata alla memoria genetica ed a quella specificamente soggettiva,
quindi abbiamo una risposta che rispetta le regole della filogenesi e
dell’ontogenesi. In tal caso, la risposta è giusta sia sul piano
emotivo, sia sul piano intellettuale.
Per una risposta giusta però è necessario avere una mente colta
(importanza della cultura) ed una sensibilità adeguata (la pedagogia e
l’educazione). Dobbiamo sapere offrire alla mente contenuti di cultura
sempre più sofisticata, che pongono l’uomo al centro di ogni interesse,
controllando, il più possibile, i circuiti negativi, come la cattiva
informazione, la sofferenza del corpo in preda alla fame, alla sete ed
alle guerre, cercando di decodificare, col progresso civile, tali
sensazioni dove esse si annidino. Sviluppare quindi le parti più nobili
della nostra sensibilità, nel rispetto degli altri e del mondo che ci
appartengono ed a cui apparteniamo. Dare risalto ai sentimenti migliori
(o valori), creativi e diretti alla vita, come l’umiltà, la giustizia e
l’uguaglianza. Dobbiamo imparare a rispettate sempre l’uomo.
Abbiamo parlato dei due cervelli
complementari, quello razionale e quello emotivo, adesso trattiamo il
così detto terzo cervello.
Partiamo da una più moderna distinzione delle strutture nervose
centrali, in stretta relazione con le funzioni da loro espresse e
distinguiamo:
1)
L’Archipallium o Cervello Primitivo
(cervello e bulbo spinale).
2)
Il Paleopallium o Cervello Intermedio
(sistema limbico).
3)
Il Neopallium o Neocortex ( anche cervello
superiore – emisferi cerebrali).
Il primo corrisponde al cervello rettile,
sede degli istinti primordiali e di funzioni vitali come, per esempio,
il controllo del ritmo cardiaco e del ritmo respiratorio.
Il secondo, nella scala evolutiva, corrisponde al cervello dei
mammiferi, specie dei primi mammiferi ed è coinvolto nella vita delle
emozioni.
Il terzo, il più recente, è esclusivo dei primati ed è sede di tutte le
funzioni cognitive e razionali.
I tre cervelli, pur avendo una loro precisa identità ed autonomia,
vivono in un rapporto di coordinamento continuo e sussidiario.
MacLean, partendo da un principio evolutivo del nostro organismo e della
mente, ha elaborato un modello della struttura encefalica e l’ha
descritta come terzo cervello, avendo individuato delle formazioni
anatomo-funzionali, che nel tempo si sono sovrapposte ed integrate.
Definì i tre cervelli : cervello rettiliano, cervello mammario antico
(sistema limbico) e cervello mammario recente (o neomammaliano).
Ovviamente bisogna tener presente che le tre parti, pur presentando
grosse differenze strutturali e chimiche, seppure di minore entità,
tuttavia possono funzionare solo in coordinamento tra di loro, senza
però fondersi.
Il primo, o cervello rettiliano, rappresenta la struttura più importante
del sistema nervoso centrale, essendo costituito dal tratto superiore
del midollo spinale, da alcune parti del mesencefalo, dal diencefalo,
dai gangli della base e dal corpo striato. Il nome di cervello
rettiliano deriva dal fatto che alcuni rettili, tra i più evoluti, come
per esempio il varanosaurus, pare fossero dotati di una siffatta
struttura, evoluta nel corso della filogenesi. Questi rettili erano
abili nel cercarsi un abitacolo, nel dominio del proprio territorio di
influenza, nei comportamenti dimostrativi e simbolici, nei rituali, nel
cacciare, nell’accoppiamento, nel rispetto della gerarchia dei ruoli e
così via. A questi comportamenti vanno aggiunti i comportamenti
aggressivi, soprattutto quelli legati all’istinto di conservazione. Le
relazioni che il cervello rettiliano (o R-complex) riesce a portare a
compimento sono diverse dalle relazioni che la neocorteccia riesce a
mettere in atto; non sono perciò relazioni razionali, bensì istintive e
temporali. Possiamo dire che il cervello rettiliano non analizza, ma
pone un sistema di orientamento generale in relazione alle proprie
abitudini ed ai rituali connessi. E’ quindi alla base di una visione
quantica (cioè generica) della realtà, fuori da ogni altro tipo di
analisi.
Il cervello paleomammaliano, o sistema limbico, rispetto a quello
rettiliano rappresenta un grande passo in avanti, nell’evoluzione
organica e del comportamento connesso. Iniziano, con esso, la capacità
di procurarsi ed organizzarsi adeguatamente il cibo ed a fare sesso; in
più nascono i sentimenti e le emozioni in rapporto a situazioni e cose.
Ha inizio la formulazione di idee e di principi sociali, di sensazioni e
di esperienze dimenticate. Interessante, per esempio, è evidenziare la
correlazione che si può intravedere tra alcune patologie, come
l’epilessia (specie quella temporale) e lo stato delirante, e le visioni
profonde che in questi casi emergono alla mente, nel corso delle crisi.
Il sistema limbico è, rispetto al cervello rettiliano, una sorta di
controllore e di regolatore delle emozioni, consentendo così il
raggiungimento del rilassamento mentale e quindi di controllo dell’ansia
e dell’aggressività.
Resta il terzo cervello, o cervello neo-corticale o neomammaliano.
Senz’altro la corteccia è la regione del nostro sistema nervoso più
studiata ed indagata, anche se resta la parte ancora più sconosciuta.
Essa è costituita dal neocortex e dalle strutture del tronco cerebrale
ad essa connessa.
Le sue principali prerogative sono l’uso e il dominio del linguaggio e
le capacità critiche ed analitiche che consentono al soggetto di
affrontare le più disparate situazioni. La scienza e la coscienza hanno
inizio col terzo cervello che, nella scala evolutiva, rappresenta il più
alto traguardo raggiunto dall’uomo. Certamente l’evoluzione ha davanti a
sé una strada lunga, forse infinita, attraverso la quale la vita troverà
gli strumenti necessari per realizzare la sua ontologia.
Voglio concludere con qualche accenno alla struttura dei tre cervelli :
il primo, quello rettiliano, presenta i suoi neuroni in ammassi alquanto
disordinati (nuclei o gangli); il secondo, o sistema limbico, presenta
delle strutture corticali, accanto ai nuclei, ed i neuroni di tali
strutture corticali risultano distribuiti in tre strati (allocortex). In
questa struttura corticale (detta pure pallio), nel tratto dorsale ha
origine il neopallio : in esso la corteccia (o isocortex) presenta i
neuroni distribuiti, come abbiamo visto all’inizio, in sei strati.
Dal punto di vista chimico,è stato notato tra i tre cervelli, al
contrario delle profonde differenze evolutive riscontrate nella
morfologia e nella costituzione delle strutture nervose, una scarsa
differenziazione : si è visto che l’acetilcolina e la dopamina sono
presenti fondamentalmente nel cervello rettiliano, mentre la serotonina
è presente in tutti e tre i tipi di cervello.
Prof. Antonio Vento
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