Funzioni del sistema nervoso

Perché l’organismo conservi l’equilibrio e l’efficienza delle sue funzioni, i suoi miliardi di cellule devono lavorare insieme in maniera coordinata. Il sistema nervoso svolge questo suo compito di coordinatore a tre livelli:

  1. attraverso gli organi di senso e le terminazioni nervose, che raccolgono informazioni sui cambiamenti all’interno dell’organismo e nell’ambiente esterno e li trasmettono al midollo spinale e all’encefalo;
  2. il midollo spinale e l’encefalo elaborano questa informazione in relazione all’esperienza passata, e determinano quale risposta sia appropriata alle circostanze;
  3. il midollo spinale e l’encefalo inviano comandi principalmente ai muscoli e alle ghiandole per formulare tali risposte.

Il Sistema Nervoso Centrale e Periferico

Il Sistema Nervoso Centrale (SNC) è costituito dall’encefalo e dal midollo spinale, che sono racchiusi e protetti dal cranio e dalla colonna vertebrale.

Il Sistema Nervoso Periferico (SNP) consiste di tutte le restanti parti del sistema nervoso. È composto da nervi e gangli.

  • Un nervo è un fascio di fibre nervose (assoni) tenute insieme da tessuto connettivo. I nervi emergono dal SNC attraverso i fori della base cranica e della colonna vertebrale e trasportano segnali per e da altri organi del corpo.
  • Un ganglio è un corpicciolo rotondeggiante localizzato a livello di un nervo dove si concentrano i corpi cellulari dei neuroni.

Il SNP è suddiviso in un compartimento sensitivo e in uno motorio.

  • Il compartimento sensitivo (afferente) trasporta al SNC segnali dai vari recettori (organi di senso e terminazioni nervose). Questa è la via che informa il SNC degli stimoli all’interno e attorno all’organismo.
  • Il compartimento motorio (efferente) trasporta segnali dal SNC alle cellule delle ghiandole e dei muscoli che mettono in atto le risposte dell’organismo.

Apparato visivo

La visione (vista) è la percezione di oggetti nell’ambiente. Essa impiega soprattutto gli occhi, naturalmente, ma coinvolge anche numerose altre strutture (sopracciglia, palpebre, apparato lacrimale, …).

Il bulbo oculare è una sfera di circa 2,5 cm di diametro con tre componenti principali: (1) Le tonache, tre strati che formano la parete del bulbo; (2) Un sistema diottrico che permette l’ingresso della luce e la messa a fuoco; (3) Componenti nervose, ovvero la retina e il nervo ottico.

  • Le tre tonache formano la parete del bulbo oculare:
  • La tonaca esterna si divide in due parti: la sclera e la cornea. La sclera (il bianco dell’occhio) ricopre la superficie oculare ed è perforata da vasi sanguigni e nervi. La cornea è la porzione anteriore trasparente della sclera che consente l’ingresso della luce;
  • La tonaca intermedia vascolare (chiamata uvea perché assomiglia ad un acino d’uva privato della buccia) è costituita da tre parti: la coroide è uno strato con i vasi sanguigni posto dietro la retina; il corpo ciliare, che sostiene il cristallino e forma un anello muscolare intorno ad esso (importante per la messa a fuoco); l’iride, che regola il diametro della pupilla.
  • La tonaca interna, formata dalla retina.
  • Il sistema diottrico dell’occhio è costituito da elementi trasparenti che consentono l’ingresso dei raggi luminosi e mettono a fuoco le immagini sulla retina. Questo sistema è costituito da:
    • cornea (già descritta);
    • umore acqueo, un fluido rilasciato dal corpo ciliare in uno spazio compreso tra l’iride ed il cristallino;
    • cristallino, costituito da cellule trasparenti appiattite, sostenuto dietro la pupilla;
    • corpo vitreo, un gel trasparente che riempie uno spazio cospicuo e serve a mantenere la forma sferica del bulbo;
  • Le componenti nervose sono:
    • retina, una sottile membrana trasparente costituita in particolare dai fotorecettori, cellule che assorbono la luce e generano un segnale chimico o elettrico, chiamate coni (responsabili della visione diurna e a colori) e bastoncelli (responsabili della visione notturna e producono immagini solo in gradazione di grigio);
    • fibre del nervo ottico (II nervo cranico), lasciano ciascuna orbita attraverso il foro ottico e trasportano l’informazione verso l’encefalo che verrà poi elaborata per produrre l’immagine.

Apparato uditivo

L’orecchio ha tre porzioni chiamate orecchio esterno, medio ed interno. Le prime due sono connesse con la trasmissione del suono all’orecchio interno dove la vibrazione è trasformata in impulsi nervosi.

Orecchio esterno

È come un imbuto per condurre le vibrazioni verso la membrana timpanica (timpano). Inizia con il carnoso padiglione auricolare sulla parete laterale della testa sostenuto da cartilagine, eccetto che nel lobulo.

Il canale uditivo è un condotto ad S di circa 3 cm che attraversa l’osso per raggiungere la membrana timpanica. La parte più esterna del canale è protetta dai peli. Nel canale ci sono ghiandole che producono il sebo il quale si mescola con le cellule morte della cute e formano il cerume che contiene elementi che bloccano la crescita batterica.

Orecchio medio

Si trova nella cavità del timpano. Inizia con la membrana timpanica che chiude la parte più interna del canale uditivo e lo separa dall’orecchio medio. È molto sensibile al dolore. La cavità del timpano è riempita d’aria che entra attraverso la Tuba di Eustachio che normalmente è schiacciata e chiusa ma la deglutizione o lo sbadiglio la fanno aprire e permettono all’aria di passare. I tre ossicini principali dell’orecchio medio sono il martello, l’incudine e la staffa. Quando le onde sonore fanno vibrare la membrana timpanica i tre ossicini uditivi trasferiscono questa vibrazione all’orecchio interno.

Orecchio interno

Si trova in un intrico di passaggi chiamato labirinto osseo che contiene a sua volta un complesso di cavità e tubi chiamato labirinto membranoso (sono come un tubo dentro un altro tubo, come la camera d’aria di una bicicletta dentro un copertone).

Andando verso l’interno dalla finestra ovale, la prima parte del labirinto osseo è il vestibolo, che contiene due organi dell’equilibrio, utricolo e sacculo. Dal vestibolo parte un tubo spirale chiamato coclea, che prende il nome dalla sua forma simile ad una chiocciola. Questa contiene l’organo dell’udito, ovvero il condotto cocleare, il quale contiene strutture che trasformano le onde sonore in segnali nervosi

Componenti principali

I neuroni

L’unità funzionale del sistema nervoso è la cellula nervosa, o neurone; i neuroni svolgono il ruolo di comunicazione del sistema. Queste cellule hanno tre proprietà fondamentali che sono necessarie per questa funzione:

  • eccitabilità. Tutte le cellule sono eccitabili, cioè rispondono a cambiamenti ambientali chiamati “stimoli”.
  • Conducibilità. I neuroni rispondono agli stimoli generando segnali elettrici che sono velocemente trasmessi ad altre cellule localizzate a distanza.
  • Secrezione. Quando il segnale elettrico raggiunge la terminazione di una fibra nervosa, il neurone produce un neurotrasmettitore che attraversa uno spazio (fessura sinaptica) e stimola la cellula che si trova a ridosso.

Ci sono tre classi generali di neuroni:

  • i neuroni sensitivi (afferenti), specializzati nel raccogliere stimoli luminosi, termici, chimici, e nel trasmetterne l’informazione al SNC;
  • interneuroni (neuroni associativi) risiedono all’interno del SNC. Ricevono segnali da molti altri neuroni e ricoprono una funzione di integrazione di informazioni;
  • neuroni motori (efferenti) inviano segnali alle cellule dei muscoli e delle ghiandole e generano le risposte dell’organismo agli stimoli.

Il centro di controllo del neurone è il neurosoma, detto anche soma, o corpo cellulare. Il soma dà origine ad alcuni sottili fili, chiamati dendriti, dove arriva il segnale da altri neuroni. Ad un polo del soma c’è una protuberanza chiamata monticolo assonico, dal quale origina l’assone (fibra nervosa). Un assone è specializzato per la conduzione rapida di un segnale nervoso in punti molto lontani dal soma. L’assone di solito termina con una serie di fili ramificati. Ciascuna ramificazione termina in un bottone sinaptico creando una giunzione, o sinapsi, con una cellula muscolare, ghiandolare o un altro neurone. Le sinapsi rendono possibile l’elaborazione dell’informazione e determinano se una seconda cellula risponderà al segnale che proviene dalla prima.

L’encefalo

Già Ippocrate, centinaia di anni fa, intuì quali fossero le funzioni dell’encefalo; in particolare, egli disse ‘dall’encefalo originano il nostro piacere, gioia, riso e scherzo, così come le nostre pene, dolori, dispiaceri e lacrime. Grazie ad esso, in particolare, noi pensiamo, vediamo, sentiamo e distinguiamo ciò che è brutto da ciò che è bello, ciò che è cattivo da ciò che è buono, ciò che è piacevole da ciò che non lo è.”

L’encefalo è diviso in tre porzioni:

  • cervello, che rappresenta la maggior parte dell’encefalo, è costituito da due formazioni sferiche chiamate emisferi cerebrali. Ciascun emisfero è caratterizzato dalla presenza di spesse pieghe, chiamate circonvoluzioni, separate da introflessioni poco profonde, chiamate solchi. Un solco molto profondo, la fessura longitudinale, separa i due emisferi. E’ formato dalla sostanza grigia, più superficiale e sede dei corpi cellulari, e sostanza bianca, più in profondità rispetto alla sostanza grigia e sede degli assoni. L’encefalo è circondato da tre membrane, le meningi, presenti tra l’osso e il tessuto nervoso, la cui funzione è quella di proteggere e dare sostegno ai vasi sanguigni.
  • cervelletto, è posto più in basso del cervello; anche questo presenta circonvoluzioni, solchi e fessure e monitora i movimenti del corpo attraverso informazioni che provengono da muscoli e articolazioni.
  • tronco encefalico, contiene le fibro nervose che si portano dall’encefalo al midollo spinale