Cervello

Ilcervelloè l'organoprincipale delsistema nervoso centrale, presente in tutti ivertebratie nella maggior parte degliinvertebrati, che si trova nellatesta, di solito vicino agliorgani sensorialiper i sensi come lavista. È l'organo più complesso nel corpo di un vertebrato.
Nei vertebrati il cervello è situato all'apice delnevrasse, all'interno delcranio. Il termine corretto per indicare l'insieme delle strutture contenute all'interno della scatola cranica èencefalo, di cui il cervello è una parte. Infatti, il cervello può essere definito come quella porzione di encefalo separata dalle restanti parti mediante un piano orizzontale passante per la superficie superiore del cervelletto.
È, quindi, la porzione derivata dallo sviluppo delle vescicole diencefalica (per ildiencefalo) e telencefalica (per iltelencefalo). Il cervello si occupa, insieme alsistema endocrino, di parte della regolazione delle funzioni vitali ed è sede delle regolazioniomeostatichee delle funzioni cerebrali superiori. Nelle specie superiori l'attività che avviene all'interno del cervello, studiata dalleneuroscienze, dà vita allamentecon le suefunzioni cognitivesuperiori e più in generale allapsichecon le suefunzioni psichiche, studiate nell'ambito dellapsichiatriae dellapsicologia.
Il cervello-encefalo non risulta di interesse anatomico per gli antichi egizi, nonostante una già consolidatachirurgia della testa. Ciò può sembrare paradossale, ma era di fatto considerata un'attività servile. Sappiamo di certo che l'asportazione dell'encefalo durante il trattamento di uncadavere, avveniva mediante uncini attraverso il naso, cosa che non dava alcun riscontro morfologico.
IlPapiro Chirurgico di Edwin Smith, risalente alXVII secolo a.C., contiene i primi riferimenti scritti relativi al cervello. La parola cervello appare otto volte in questo papiro che descrive isintomi, ladiagnosie laprognosidi due pazienti, feriti alla testa, che presentavano unafratturacomposta del cranio.
Nel mondo greco,Ippocratee altri filosofi comePlatoneidentificavano nel cervello la sede del pensiero (encefalocentrismo).Aristoteleriteneva ancora che fosse ilcuorela sede dell'intelligenza, e vedeva il cervello come un meccanismo di raffreddamento delsangue, riscaldato dal corpo. Aristotele riteneva quindi che gli esseri umani fossero più razionali delle bestie in quanto possedevano un cervello più grande in grado di raffreddare meglio il loro sangue caldo.
Durante l'impero romano, l'anatomistaGaleno, dissezionò numerosi cervelli di vari animali. Egli ci dice, nei suoiProcedimenti anatomici(cap. IX) che l'encefalo viene suddiviso dallemeningiin "cervello" (encephalon) o "cervello anteriore" e in "cervello posteriore" oenkranionoepikranion, cioè in cervello ecervelletto.
Attraverso l'osservazione delle differenze di struttura e sostanza fra cervello e cervelletto, concluse che il primo, essendo più tenero, dovesse essere il contenitore dellesensazioni, mentre il secondo, essendo più denso, dovesse controllare imuscoli. Nonostante i presupposti fossero sbagliati, le conclusioni di Galeno erano vicine alla realtà. Galeno, inoltre, scoprì che il cervello è cavo a causa della presenza di ventricoli che sono riempiti di un liquido (liquido cerebrospinale). Questa caratteristica del cervello, lo portò a ritenere valida la teoria, fino ad allora dominante, secondo la quale il cervello funzionava tramite il movimento e il bilanciamento di quattro fluidi (dettiumori).
Riprendendo ipotesi più volte esposte,Cartesioteorizzò la divisione tra mente e corpo (vedidualismo mente-cervello).
Thomas Willisnel1664edita il suoCerebri anatome, che contiene la più dettagliata e completa descrizione del cervello comparsa fino allora. Tratta delcircolo arteriosoche da lui prenderà il nome. Contribuisce anche alla terminologia medica, coniando la parolaneurologiaper indicare la disciplina e il terminecorpo striatoper igangli della base.
Franz Joseph Gall(1758-1828) eJohann Spurzheim(1776-1832) per primi dimostrano che la sostanza bianca è costituita da fibre nervose e postulano l'esistenza di differenti centri per le diverse funzioni del cervello. Sfortunatamente questa ipotesi viene inizialmente screditata da teorie puramente speculative, anche da parte degli stessi Gall e Spurzheim (come il "centro dell'amicizia", quello "dell'ambizione" e via dicendo). Da questi primi studi quindi si sviluppò lafrenologia.
Per determinare la funzione di una specifica parte del cervello inizialmente si è fatto ricorsometodo di ablazione sperimentale (su dei piccioni): lesionandone una regione del cervello se ne osservavano le conseguenze. Uno dei primi ad usare questo metodo fu ilfisiologofranceseMarie Jean-Pierre Flourensche nel1823dimostrò che ilcervellettoera davvero implicato nella coordinazione delmovimento, come già intuito da Galeno.
FuPierre Paul Brocache descrisse ilcentro motorio del linguaggio(1861), mentreKarl Wernickedescrive un'area similarele cui lesioni comportanoafasia sensoriale(1874).John Hughlings Jacksonosserva pazientiepiletticied elabora la teoria dell'esistenza all'interno delsistema nervoso centraledi gerarchie funzionali.
Nel1929, lopsichiatraaustriacoHans Bergerregistrò il primopotenziale elettricodi un cervello in vivo. Questa tecnica, conosciuta comeelettroencefalogrammao EEG, permette di misurare la corrente che scorre nellacorteccia cerebraledurante l'eccitazione sinaptica deidendritie viene oggi utilizzata nella diagnosi di determinate condizioni neurologiche come le crisi epilettiche e per scopi di ricerca.
L'homunculus motorioe quellosensitivussono di Penfield e Rasmussen, del 1957.
Nel 1994Semir Zekidà inizio allo studio delle basi neurali della creatività e dell'apprezzamento estetico dell'arte. Nel 2001 fonda l'Istituto di Neuroestetica, con base a Berkeley, in California.
Nel terzo decennio degli anni Duemila sono in arrivo nuovi macchinari che permettono di studiare il cervello a livello cellulare disinapsi. In precedenza, con larisonanza magnetica nucleareera possibile studiarne solamente le macrostrutture.
Nei primi animali pluricellulari, iporiferi, non si riscontra alcuna struttura che coordini i diversi tessuti. Glicnidarisono i primi a sviluppare un sistema nervoso, nel quale però non è identificabile alcuna struttura definibile come cervello, ma solo unarete nervosaformata daneuroni sensoriali(afferenti),interneuronidi connessione eneuroni motori(efferenti). Alcuni zoologi identificano questa struttura come un "cervello delocalizzato". Tale sistema comunque è già in grado di ricevere stimoli sensoriali complessi ed elaborareriflessicoordinati.
L'avvento della simmetria bilaterale ha conferito aglieumetazoiuna direzionalità, con una parte anteriore ed una posteriore, al contrario degli animali asimmetria radiata, nei quali non si distingue alcuna direzione preferenziale. La presenza di una parte anteriore fa sì che sia questa ad incontrare per prima un nuovo ambiente, il che ha indotto l'avvio del processo di cefalizzazione, consistente inizialmente nella concentrazione degliorgani sensorialie dei centri nervosi necessari all'elaborazione degli stimoli in una zona anteriore denominata "capo".
Neiplatelmintiè possibile distinguere un rudimentale cervello, costituito da due insiemi di corpi cellulari concentrati nella zona cefalica. Neglianellidisono presenti anche numerosigangli.
Gliartropodisono i primi esseri in cui si può osservare una specializzazione delle diverse aree del cervello, insieme alla quale si osserva la comparsa di comportamenti complessi, come per esempio l'organizzazione sociale. Il cervello degli artropodi è diviso in tre strutture differenti e possiede enormi lobi visivi dietro ogni occhio.
Neimolluschisi osserva un sistema nervoso di tipo gangliare. Dopo i vertebrati i molluschi sono gli animali con il cervello più complesso. Tra i molluschi icefalopodihanno il maggior sviluppo cerebrale, e in particolare ilpolpoha un cervello molto grande ed organizzato la cui struttura si riflette in riflessi cognitivi e comportamentali estremamente complessi.
Negliechinodermie neitunicatinon è individuabile una struttura precisa identificabile come cervello, che in queste specie, come negli eumetazoi più semplici, si considera delocalizzato.
Nei vertebrati si osservano alcune differenze fondamentali. È infatti possibile individuare due strutture diverse, iltelencefaloe ildiencefalo, che formano il cervello vero e proprio, detto ancheprosencefalo, mentre le altre strutture contenute all'interno della scatola cranica (mesencefaloponteebulbo) formano iltronco encefalico. Nei primi vertebrati acquatici (agnatieittiopsidi), il telencefalo è solo una piccola protuberanza con funzioni sensoriali (olfattive) e il prosencefalo stesso è molto piccolo rispetto all'encefalo nel suo insieme, mentre il mesencefalo raggiunge dimensioni considerevoli. Questo fenomeno è correlato alla maggiore importanza che ha l'afferenza sensoriale dellalinea laterale, a sua volta correlata alla maggior mobilità di questi animali nell'ambiente tridimensionale.
Neivertebrati terrestriè invece il prosencefalo che si ingrandisce fino a formare una struttura liscia che occupa la scatola cranica quasi per intero. L'encefalo viene separato dalla scatola cranica tramite membrane ditessuto connettivochiamatemeningi. Cellule specializzate dividono il cervello dal flusso sanguigno, formando labarriera emato-encefalica. L'ingrandimento e la maggior organizzazione cerebrale negliamniotiriflettono lo spostamento degli arti dalla posizione laterale a quella ventrale, con conseguente coordinazione dell'oscillazione e dello spostamento degli arti. Il controllo degli arti assume una notevole importanza a livello cerebrale negliarcosauribipedi e negliuccelli, riflettendosi sulla struttura cerebrale.
La maggior parte delle funzioni cerebrali legate alla coordinazione del movimento nei vertebrati sono affidate ad una struttura posteriore al cervello chiamatacervelletto.
La struttura che più differenzia il cervello deimammiferida quello degli altri vertebrati è lacorteccia cerebrale, uno strato laminare di tessuto cerebrale che costituisce la parte più esterna del telencefalo. Grazie a questa struttura vengono esplicate le funzioni cerebrali più complesse, quali lamemoriae illinguaggio. La corteccia conferisce al cervello di alcuni mammiferi il classico aspetto rugoso, con profondi solchi e circonvoluzioni. Si osservano inoltre profonde modificazioni anatomiche, specialmente al livello del telencefalo e deilobi frontali.
Il cervello umano è posto all'apice, sia dal punto di vista della struttura che della funzione, delsistema nervoso centrale. In termini rigorosamente anatomici, il cervello è il risultato dello sviluppo embriologico delprosencefalo, termine che viene utilizzato come suo sinonimo, venendo a comprendere due parti note comediencefaloetelencefalo; è l'organo più importante del sistema nervoso centrale, con un peso piuttosto variabile che non supera i 1500 grammi, e ha un volume compreso tra i 1100 e i 1300cm³.
Il cervello può essere suddiviso in due parti,telencefaloediencefalo. Il telencefalo, che include lacorteccia cerebrale, è estremamente sviluppato, e può essere suddiviso in quattro aree o lobi (Lobo frontale,Lobo parietale,Lobo occipitale,Lobo temporale) cui sono da aggiungere la circonvoluzione limbica e l'insula di Reil. Negli esseri umani la corteccia cerebrale cresce enormemente di dimensione, diventando la struttura predominante del cervello. Inoltre, rispetto ad altri mammiferi, la corteccia cerebrale negli umani assume un ruolo più importante a livello funzionale, essendo sede delle "funzioni cerebrali superiori", quali ilpensieroe lacoscienza.
Il diencefalo è più piccolo ed è avvolto superiormente e lateralmente daltelencefalo. Contiene iltalamo, l'epitalamo, ilmetatalamo, l'ipotalamoe ilsubtalamo.