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Il cervello, uno degli organi più grandi e complessi dell’organismo, è costituito da una serie di strutture e miliardi di nervi che comunicano trasmettendo l’impulso nervoso attraverso le loro connessioni (sinapsi) in strutture articolate, in grado di svolgere e controllare una serie di funzioni fondamentali per la vita. Il cervello infatti è sede di attività complesse come il respiro, il controllo delle attività involontarie muscolari e ormonali, ma anche dei movimenti volontari, oltre che sede di pensieri, emozioni e volontà.

Situato all’interno della testa, avvolto nella scatola cranica, il cervello è ricoperto da tre membrane, le meningi, che proteggono la corteccia. Questa struttura, di consistenza gelatinosa e di colore grigiastro, si presenta con protuberanze (le circonvoluzioni cerebrali) o giri e fenditure dette, a secondo della loro ampiezza e profondità, scissure (più ampie) o solchi. La scissura più profonda, detta sagittale, divide il cervello in due metà: emisfero destro ed emisfero sinistro. Grazie alle scissure e ai solchi, per ogni emisfero cerebrale è possibile delimitare 4 lobi: frontale, parietale, temporale e occipitale.

La corteccia cerebrale, composta da uno strato sottile di neuroni, durante l’evoluzione si è talmente ingrandita – ha una superficie di 2,2m² - da doversi ripiegare molte volte su se stessa, in modo da fornire la superficie più vasta possibile allo strato neuronale.

Sotto alla corteccia cerebrale, sede del pensiero razionale presente solo nell’Homo sapiens sapiens, ci sono strutture più profonde note come nuclei della base che, insieme alla corteccia, compongono quella parte di encefalo detta telencefalo. Quest’area avvolge le strutture che fanno parte del sistema limbico, costituito dall’amigdala, l’ippocampo, il giro cingolato e l’ipotalamo.

Proprio al di sotto di queste aree si trova la parte più antica dell’encefalo, detta tronco cerebrale, a sua volta connessa con il midollo spinale, che scorre lungo il canale della spina dorsale per raggiungere tutte le strutture più periferiche del corpo umano.

Di cosa è fatto il cervello

Il tessuto nervoso è composto da aree grigie (sostanza grigia) e da aree biancastre (sostanza bianca).

La sostanza grigia è formata dalle cellule tipiche del sistema nervoso, i neuroni e dalle loro ramificazioni prive del rivestimento mielinico (la mielina è una sostanza “isolante” costituita prevalentemente da lipidi e proteine). La sostanza bianca invece è costituita da uno dei prolungamenti che si dipartono dal corpo del neurone, l’assone, rivestito di mielina.

Il neurone è composto da un corpo cellulare (soma) e da due tipologie di prolungamenti (processi). Una di queste strutture (processi) è l’assone (uno per ogni neurone) che trasmette l’informazione da un neurone ad altri connessi con il primo. Gli altri prolungamenti del neurone, i dendriti, hanno invece il compito di ricevere l’informazione trasmessa dagli assoni di altri neuroni.

Tutte le strutture stanno in piedi grazie a un altro tipo di cellule, rispetto ai neuroni, dette cellule gliali. Ma le cellule gliali, a lungo ritenute avere una semplice funzione di sostegno dei neuroni, sono ora note anche per il loro importante contributo allo sviluppo del sistema nervoso e al suo funzionamento nell'adulto. Benché molto più numerose, queste importanti cellule cerebrali, non trasmettono informazioni come invece fanno i neuroni.

Come funziona il cervello

Elettricità e chimica sono il connubio indispensabile per capire il funzionamento del cervello.

La struttura centrale responsabile del funzionamento del cervello è sicuramente il neurone, una cellula estremamente specializzata con un corpo centrale e molte ramificazioni. Lungo la ramificazione più lunga (assone), si trasmettono gli impulsi elettrici che si scaricano, attraverso una struttura detta bottone sinaptico, nelle ramificazioni di un altro neurone più distante.

La scarica elettrica che viene trasmessa da un neurone ad un altro provoca la liberazione di sostanze, i neurotrasmettitori che, a loro volta, stimolano i diversi neuroni a recepire lo stimolo trasmesso.

I segnali chimici possono a loro volta trasformarsi in segnali elettrici e, attraverso un decisamente complesso sistema di segnali chimici ed elettrici che si sommano o si sottraggono, si ottiene la propagazione o meno del segnale iniziale verso una nuova destinazione.

A seconda della sostanza chimica (neurotrasmettitore) che viene rilasciata, i neuroni possono venire:

  • eccitati, cioè stimolati a propagare lo stimolo iniziale
  • inibiti, quindi bloccati nel propagare lo stimolo
  • regolati, in modo da rendere ottimale la trasmissione dello stimolo.

Il principale neurotrasmettitore eccitatorio è il glutammato, mentre il GABA (acido gamma amino butirrico) e la glicina sono i principali neurotrasmettitori inibitori.

A ogni stimolazione, un cervello sano risponde con la liberazione del neurotrasmettitore più appropriato.

  • In risposta a eventi nuovi e stressanti: si libera la noradrenalina che serve principalmente a organizzare le risposte a questi eventi
  • In risposta a stimoli potenzialmente positivi: c’è liberazione di dopamina che agisce sui centri cerebrali associati alle emozioni positive e rende gratificanti le situazioni
  • Quando è necessario cogliere solo alcune informazioni: si ha la liberazione di acetilcolina che agisce modulando finemente i neuroni in modo che colgano solo le informazioni più rilevanti.

Grazie al complesso meccanismo di stimolazione elettro-chimica, ciascuna area cerebrale può svolgere un gruppo di funzioni o una singola attività. Per esempio la corteccia cerebrale è necessaria per le azioni volontarie, per il linguaggio e per le funzioni superiori come il pensiero e la memoria, ma anche per la percezione del dolore.

In particolare:

  • lobi parietali presiedono: movimenti volontari, riconoscimento degli stimoli, orientamento
  • lobi occipitali sono per l’elaborazione visiva
  • lobi temporali per funzioni uditive, memoria, parola
  • lobi frontali presiedono: ragionamento, pianificazione, processo di risoluzione dei problemi, controllo delle emozioni e altre funzioni cosiddette esecutive
  • corteccia motoria principale (parte posteriore del lobo frontale) + area premotoria (posizionata di fronte alla corteccia motoria principale) servono a pianificare ed eseguire i movimenti corporei
  • divisione prefrontale della corteccia frontale (nel lobo frontale posizionata al di sopra degli occhi) è sede del pensiero complesso, per i processi decisionali, espressione delle caratteristiche di personalità e regolazione comportamenti sociali
  • area di Wernicke (parte inferiore del lobo parietale) serve alla comprensione del linguaggio
  • area di Broca (all’interno del lobo frontale), controlla le funzioni motorie e la produzione del linguaggio

Un'altra struttura del cervello, i gangli basali, sono implicati nel controllo motorio e nell’apprendimento e, quando si coordinano con il cervelletto sono coinvolti nel controllo delle azioni volontarie del corpo.

Il sistema limbico, parte del cervello composto da una serie di agglomerati neuronali, regola i comportamenti relativi ai bisogni primari per la sopravvivenza dell’individuo e della specie (mangiare, bere, procurarsi cibo, relazioni sessuali, interpretazione dei segnali provenienti dagli altri e dall’ambiente). Questa zona del cervello gestisce le emozioni, i sentimenti e, di conseguenza, anche una parte della percezione della realtà.

In particolare:

  • amigdala, elabora alcune emozioni quali timore e gratificazione
  • ippocampo, implicato nella formazione dei ricordi a lungo termine e nella capacità di orientarsi
  • giro cingolato, contribuisce a regolare le funzioni quali battito cardiaco, pressione sanguigna ma è anche implicato nel processo dell’attenzione
  • ipotalamo, attraverso la secrezione di importanti ormoni è fondamentale per la regolazione di funzioni quali la fame, la sete, il sonno, la veglia oltre che per l’attività sessuale.

08/06/2022

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