Sistemul nervos central

Sistemul nervos uman are două mari subdiviziuni: sistemul nervos central și sistemul nervos periferic.

Sistemul nervos central (SNC) este compus din encefal și măduva spinării. Aceste organe sunt alcătuite în principal din corpi celulari și axoni aparținând interneuronilor. Craniul și coloana vertebrală protejează encefalul, respectiv măduva spinării. Organele de simț sunt localizate în apropierea encefalului, iar această proximitate reduce distanța pe care impulsurile nervoase trebuie să o străbată pentru a fi interpretate.

Sistemul nervos periferic (SNP) este alcătuit în principal din axonii și dendritele neuronilor senzoriali și motori. Corpii celulari ai acestor neuroni sunt localizați în sistemul nervos central sau în vecinătatea lui. Axonii și dendritele se extind pornind de la sistemul nervos central sub formă de nervi. Majoritatea nervilor sunt denumiți „micști” din cauza prezenței simultane a elementelor senzoriale și a celor motorii. Sistemul nervos periferic informează sistemul nervos central despre stimulii primiți din mediul înconjurător și transmite răspunsurile către efectori, adică glande și mușchi.

Tabelul nr. 11.1. Organizarea sistemului nervos uman.

Sistemul nervos central este principalul centru de interpretare a informației din organism. Este compus din encefal, care se continuă cu măduva spinării.

Măduva spinării și meningele

La adultul normal, măduva spinării este un cordon de țesut nervos cu o lungime de aproximativ 45 cm. Se extinde în jos dinspre encefal, prin canalul osos format de vertebre. Ea este o continuare a encefalului și începe în locul în care țesutul nervos părăsește cutia craniană la nivelul foramen magnum, gaura mare din osul occipital. Măduva se subțiază la capăt și se termină în apropierea discului intervertebral ce separă prima de a doua vertebră lombară.

Pe toată lungimea ei, măduva se împarte în cinci regiuni, care se succed fără întrerupere de sus în jos: cervicală, toracică, lombară, sacrală și coccigiană.

Figura nr. 11.1. Anatomia generală a sistemului nervos central uman. (a) Principalele regiuni ale encefalului și ale măduvei spinării. (b) Localizarea sistemului nervos central în organism.

CUM SE CITEȘTE FIGURA: Cele cinci regiuni ale măduvei se succed fără întrerupere, de sus în jos: cervicală, toracică, lombară, sacrală, coccigiană, iar regiunea toracică e cea mai lungă și ocupă cea mai mare parte din lungimea cordonului.

• Pe traseul vertical ordinea e mezencefal, punte, bulb, măduva spinării, fără niciun element intercalat între bulb și măduvă.

• Cerebelul nu e segment al trunchiului cerebral: stă înapoia punții și a bulbului, la același nivel cu ele, nu sub ele.

• Măduva se subțiază progresiv spre capătul inferior și se termină ascuțit, în segmentul coccigian.

• Encefalul ocupă numai partea superioară a capului, cu baza la nivelul rădăcinii nasului și al urechii; masivul facial rămâne în afara lui.

• Măduva coboară pe fața posterioară a trunchiului, nu prin mijlocul lui.

Partea superficială (externă) a măduvei spinării este albă („substanța albă”) datorită aglomerării de teci de mielină ce învelesc fibrele nervoase. Porțiunea internă este de culoare cenușie („substanța cenușie”), deoarece este alcătuită în principal din corpi neuronali și interneuroni amielinici. Pe secțiune, substanța cenușie e dispusă sub formă de coarne: anterior, lateral și posterior.

Măduva spinării este înconjurată și protejată de trei membrane care poartă împreună numele de meninge: dura mater, arahnoida și pia mater:

• Dura mater este stratul exterior și conține un țesut conjunctiv fibros rezistent, cu multe vase de sânge și nervi.

• Arahnoida este un strat subțire, cu aspect de rețea, cu anumite structuri care reabsorb lichidul cefalorahidian.

• Pia mater este un strat foarte subțire, bogat vascularizat.

Figura nr. 11.2. Structurile ce învelesc sistemul nervos. (a) Relațiile dintre encefal, măduva spinării și oasele ce le înconjoară. (b) Detalii ale celor trei straturi ale meningelui.

CUM SE CITEȘTE FIGURA: Meningele are exact trei foițe: dura mater, arahnoida, pia mater. Spațiul subarahnoidian nu e a patra foiță, ci spațiul dintre arahnoidă și pia mater.

• Stiva completă, de la suprafață spre encefal: pielea scalpului, țesut subcutanat, osul craniului, dura mater, arahnoidă, spațiu subarahnoidian, pia mater, cortex.

• Dura mater nu mărginește spațiul subarahnoidian: între ea și acel spațiu se interpune arahnoida.

• Sinusul dural e săpat în grosimea durei mater, imediat sub osul craniului.

• Osul craniului nu e o lamă unică: are trei straturi, două lame compacte care încadrează un strat spongios.

• Pia mater e singura foiță care atinge creierul, aplicată direct pe suprafața cortexului, fără spațiu între ele.

• Prin spațiul subarahnoidian trec vase de sânge, care de acolo pătrund în cortex.

• Meningele e continuu: aceleași trei foițe învelesc encefalul, trec prin deschiderea de la baza craniului și continuă în jurul măduvei.

• Măduva stă în canalul osos cu corpurile vertebrale înaintea ei și apofizele spinoase înapoia ei: osul o înconjoară din ambele părți.

Spațiul dintre arahnoidă și pia mater se numește spațiu subarahnoidian și conține un lichid clar, apos, numit lichid cefalorahidian. Acest lichid se regăsește și în canalul central (ependimar) al măduvei spinării și în interiorul cavităților (ventriculilor) encefalului. Este un lichid asemănător cu limfa, ce servește nevoilor nutriționale și gazoase ale celulelor nervoase din SNC. Pentru a obține o probă din el în vederea analizelor, când se suspectează o boală a sistemului nervos, se folosește o procedură denumită puncție rahidiană.

COMPLETARE: Un gol al manualului, de știut ca atare: nu se spune nicăieri unde se produce lichidul cefalorahidian. Despre arahnoidă se afirmă doar că are „anumite structuri care reabsorb lichidul cefalorahidian”, fără ca acele structuri să fie numite. Plexul coroid nu apare în niciun capitol. Reține deci ce spune manualul, unde se află lichidul, ce compoziție și ce rol are, și nu completa singur locul de producere: o grilă corectă din această sursă nu îl poate cere.

Din părțile laterale ale măduvei spinării pornesc 31 de perechi de prelungiri numite rădăcini nervoase. Rădăcinile mai apropiate de partea dorsală a corpului se numesc rădăcini dorsale; aici se găsesc corpii celulari și axonii neuronilor senzoriali ce se îndreaptă spre măduvă. Rădăcinile mai apropiate de partea ventrală se numesc rădăcini ventrale și conțin axonii neuronilor motori ce pleacă dinspre măduvă. Lezarea rădăcinilor dorsale are ca rezultat pierderea senzațiilor provenite de la receptori (anestezie), iar lezarea rădăcinilor ventrale duce la incapacitatea de a răspunde la stimuli (paralizie). Rădăcinile dorsale și cele ventrale iau naștere din coarnele posterioare, respectiv anterioare ale măduvei spinării.

Figura nr. 11.3. Secțiune transversală prin măduva spinării. Rădăcinile își au originea în coarnele posterioare, respectiv anterioare.

CUM SE CITEȘTE FIGURA: Substanța cenușie are pe fiecare jumătate trei coarne, nu două: posterior, lateral și anterior, simetrice de o parte și de alta.

• Cele două despicături mediane nu sunt la fel: anterior e o fisură, adâncă, posterior un șanț, superficial. Despicătura anterioară e deci mai adâncă decât cea posterioară.

• Șanțul posterior median nu comunică cu nicio cavitate și nu are niciun rol în circulația lichidului cefalorahidian; singura cavitate a măduvei e canalul central.

• Canalul central stă exact în mijlocul substanței cenușii, la întâlnirea celor două jumătăți, nu în substanța albă.

• Rădăcina dorsală se desprinde din cornul posterior ca un evantai de filete fine; rădăcina ventrală pleacă din cornul anterior ca trunchi unic.

• Ganglionul spinal stă numai pe rădăcina dorsală; rădăcina ventrală nu are ganglion pe traseu.

• Nervul spinal se formează după ganglion, prin unirea celor două rădăcini: ganglionul rămâne între măduvă și locul de unire.

• Măduva stă în canalul vertebral, înapoia corpului vertebral, iar nervul spinal iese lateral, printre elementele osoase ale vertebrei.

COMPLETARE: Cornul lateral e a treia proeminență a substanței cenușii medulare, între cornul anterior și cel posterior. Textul manualului numește doar coarnele anterioare și posterioare, pentru că numai ele dau rădăcini, dar cornul lateral e etichetat clar pe Figura 11.3. Formularea corectă e deci: substanța cenușie a măduvei e organizată în trei coarne pe fiecare jumătate, anterior, lateral și posterior, iar rădăcinile pleacă din două dintre ele.

Măduva spinării are două funcții principale în coordonarea nervoasă: servește drept centru coordonator pentru arcul reflex și drept rețea de legătură între sistemul nervos periferic și encefal. Legătura e realizată de axonii neuronilor medulari cu traiect ascendent, grupați sub forma unor tracturi nervoase numite tracturi ascendente. Alte tracturi transportă informația dinspre encefal înspre efectori, mușchi și glande, și se numesc tracturi descendente. Aceste conexiuni furnizează un sistem de comunicație bidirecțională între encefal, mușchi și glande.

Encefalul

Encefalul este centrul de organizare și procesare al sistemului nervos. Este, de asemenea, centrul conștienței, senzațiilor, memoriei și al coordonării. El recepționează impulsuri nervoase de la măduva spinării și de la cele 12 perechi de nervi cranieni ce inervează organele de simț, mușchii și glandele, generează reacții adecvate și le transmite prin intermediul neuronilor motori. Encefalul este și inițiatorul unor activități, cum e memoria.

Figura nr. 11.4. Encefalul uman în cutia craniană, în secțiune sagitală.

CUM SE CITEȘTE FIGURA: Ordinea structurilor pe axul encefalului, de sus în jos: corp calos, ventricul lateral, ventricul III, talamus, hipotalamus, mezencefal, punte, bulb, măduva spinării.

• Ventriculul lateral e deasupra ventriculului III și separat de el; ventriculul III e cavitatea centrală, la nivelul talamusului.

• Corpul calos se arcuiește peste talamus și peste ventriculul III și le formează tavanul, iar ventriculul lateral rămâne între corpul calos și talamus.

• Hipofiza atârnă sub hipotalamus printr-un pedicul scurt, într-o scobitură osoasă: e singura structură care iese din masa encefalului.

• Cerebelul stă înapoia punții și a bulbului, sub partea posterioară a emisferei, și nu se interpune între trunchiul cerebral și măduvă.

• Meningele desparte encefalul de os pe tot conturul: creierul nu atinge craniul nicăieri.

• Învelișul osos se schimbă exact la granița encefal-măduvă, cutia craniană deasupra și vertebrele dedesubt, iar meningele traversează granița neîntrerupt.

Encefalul conține cele două emisfere cerebrale, dreaptă și stângă. Este acoperit de meninge, ca și măduva spinării, și înconjurat de lichidul cefalorahidian, care circulă în ventriculii cerebrali și în spațiul subarahnoidian. Dispune de o vastă rețea de capilare cu rol în schimbul de nutrimente și de gaze și în îndepărtarea produșilor reziduali. Acest organ consumă aproximativ 25% din cantitatea totală de oxigen utilizată în organism și este extrem de sensibil la scăderea nivelului de oxigen sau glucoză.

Zonele superficiale și cele aflate în centrul encefalului poartă numele de „substanță cenușie”, fiind formate din corpii neuronilor și din interneuroni amielinici. Aceste zone sunt conectate între ele de axoni mielinici, denumiți „substanță albă” datorită culorii mielinei. Encefalul este împărțit în patru structuri principale: emisferele cerebrale, cerebelul, diencefalul și trunchiul cerebral.

COMPLETARE: Nucleii bazali apar în manual o singură dată, în Tabelul 11.2, cu funcția de a controla tonusul muscular și de a coordona mișcările voluntare, dar nu li se dă niciodată o localizare. Ei sunt aglomerări de substanță cenușie situate în profunzimea emisferelor, adică exact „zonele aflate în centrul encefalului” din fraza de mai sus. E veriga pe care textul o sare.

Emisferele cerebrale

Emisferele cerebrale reprezintă cea mai mare parte a encefalului și conțin centri nervoși senzoriali și motori. Ele controlează funcții mentale complexe și sunt unite între ele printr-o punte alcătuită din fibre nervoase, numită corp calos. Suprafața lor prezintă numeroase circumvoluțiuni, numite și girusuri, și numeroase adâncituri. O adâncitură superficială se numește șanț, iar una adâncă se numește fisură.

Emisferele cerebrale conțin peste 10 miliarde de neuroni. Fiecare emisferă este împărțită în patru lobi:

• lobul frontal, în partea anterioară

• lobul parietal, în spatele lobului frontal, separat de acesta prin șanțul central

• lobul temporal, situat sub lobul frontal și despărțit de acesta prin șanțul lateral

• și lobul occipital, în partea posterioară a fiecărei emisfere

O altă zonă a emisferelor se numește insula (lobul insular), localizată profund și acoperită de porțiuni ale lobilor frontal, parietal și temporal.

Emisferele cerebrale conțin neuroni ce interpretează impulsurile provenite de la organele de simț și inițiază răspunsuri voluntare la stimuli. Ele sunt centrul rațiunii și al memoriei și determină, în mare măsură, inteligența și personalitatea unui individ.

Aria motorie principală este localizată în lobul frontal, unde se găsesc neuroni piramidali de talie mare. Impulsurile provenite de la acești neuroni se încrucișează prin intermediul tractului corticospinal și stimulează ariile motorii ale organismului situate în partea opusă:

• Aria lui Broca este o regiune a lobului frontal răspunzătoare de activitatea motorie legată de vorbire și de planificarea vorbirii.

• Ariile senzoriale se găsesc în mai mulți lobi și sunt răspunzătoare pentru senzații, sentimente și emoții: lobii temporali conțin zone pentru auz, iar cei occipitali zone pentru văz. Aria responsabilă pentru simțul mirosului este situată profund în interiorul emisferelor cerebrale.

Alte regiuni ale emisferelor, în special arii ale lobului frontal, sunt asociate cu învățarea, rațiunea, anticiparea și creativitatea. Anumite regiuni ale lobilor parietali răspund de înțelegerea vorbirii și de exprimarea ideilor. Senzațiile vizuale sunt interpretate în lobii occipitali.

Figura nr. 11.5. O vedere din lateral dreapta a encefalului, evidențiind lobii și ariile importante, precum și funcțiile controlate de acestea.

CUM SE CITEȘTE FIGURA: Aria senzorială e înapoia șanțului central, aria motorie înaintea lui, iar pe amândouă reprezentarea corpului e răsturnată: piciorul sus, lângă vârful emisferei, extremitatea cefalică jos.

• Harta senzorială, de sus în jos: picior, braț, mână, buze, limbă, gură. Harta motorie: picior, braț, mână, buze, articularea vocii.

• Limba și gura apar numai pe harta senzorială; articularea vocii, numai pe cea motorie.

• Lobului frontal îi revin elaborarea motorie, mișcările limbii, masticația, deglutiția și elaborarea gândirii.

• Lobului parietal îi revin elaborarea senzorială și salivația.

• Lobul occipital are două arii vizuale distincte: vedere bilaterală și vedere controlaterală.

• Lobului temporal îi revin auzul, memoria vizuală și auditivă și judecata perceptuală. Memoria vizuală e deci în lobul temporal, nu în cel occipital, unde se face vederea.

• În lobul temporal ariile sunt etajate: auzul cel mai sus, judecata perceptuală cel mai jos.

• Cerebelul rămâne în afara celor patru lobi.

• Corespondentul funcțional al ariei lui Broca e „articularea vocii”, capătul inferior al ariei motorii, deci tot în lobul frontal.

CAPCANĂ DE GRILĂ: Trei inversiuni pe care distractorii le folosesc aproape de fiecare dată:
Memoria vizuală este în lobul temporal, nu în cel occipital. Occipitalul vede, temporalul ține minte ce a văzut.
Salivația este în lobul parietal, nu în cel frontal, deși masticația și deglutiția, care merg cu ea la masă, sunt frontale.
Occipitalul nu are o singură arie vizuală, ci două, bilaterală și controlaterală. Formularea din proză, „senzațiile vizuale sunt interpretate în lobii occipitali”, e nediferențiată și nu contrazice figura.

În encefal se găsesc o serie de cavități interconectate numite ventriculi. Ei conțin lichid cefalorahidian, care servește nevoilor nutriționale ale celulelor nervoase și se varsă în canalul central al măduvei spinării. Există doi ventriculi laterali în interiorul emisferelor, un al treilea în diencefal, iar al patrulea este localizat între trunchiul cerebral și cerebel.

Figura nr. 11.6. Ventriculii cerebrali: (a) Vedere laterală stângă; (b) Vedere dorsală.

CUM SE CITEȘTE FIGURA: Traseul complet al lichidului cefalorahidian: ventriculi laterali, foramen interventricular, ventricul III, apeduct cerebral, ventricul IV, canalul central al măduvei.

• Ventriculii laterali sunt singura pereche; ventriculul III, apeductul și ventriculul IV sunt impari și stau pe linia mediană.

• Cei doi ventriculi laterali nu comunică direct între ei: fiecare se deschide, prin foramenul interventricular, în ventriculul III median.

• Ventriculul lateral e cel mai mare dintre cei patru și e curbat, cu o prelungire care coboară în partea inferioară a emisferei; ventriculul III e o cavitate mică, centrală.

• Apeductul cerebral traversează trunchiul cerebral și e cea mai strâmtă porțiune a traseului.

• Ventriculul IV stă între cerebel, înapoi, și trunchiul cerebral, înainte.

• Apertura mediană e la capătul inferior al ventriculului IV, imediat sub marginea inferioară a cerebelului.

• Ventriculul IV se continuă cu canalul central chiar la nivelul aperturii mediane: canalul nu se întrerupe și nu se ramifică acolo.

Cerebelul

Cerebelul este o masă de substanță cenușie și albă, situată înapoia trunchiului cerebral, care coordonează activitățile motorii. El primește stimuli de la emisferele cerebrale și de la receptorii senzoriali pentru a determina ce mușchi trebuie să se contracte. În timpul mersului, de pildă, cerebelul stabilește care mușchi trebuie utilizați, precum și secvența și intensitatea contracțiilor.

Cerebelul constă din două emisfere separate parțial de un sept al durei mater. Comunică cu alte părți ale sistemului nervos central prin intermediul a trei tracturi nervoase denumite pedunculi cerebelari. În calitate de centru reflex pentru coordonarea activității mușchilor scheletici, cerebelul ajută la menținerea posturii și la secvențialitatea mersului.

Diencefalul

Diencefalul este regiunea situată deasupra mezencefalului, între emisferele cerebrale. Cuprinde în interior ventriculul al treilea și este organizat sub formă de mase de substanță cenușie denumite nuclei. Unul dintre aceștia, talamusul, este un centru integrativ al impulsurilor senzoriale.

Tabelul nr. 11.2. O prezentare concisă a componentelor encefalului și a funcțiilor acestora.

O altă parte componentă a diencefalului este hipotalamusul. Acesta transmite și primește semnale spre și dinspre emisferele cerebrale și talamus. Neuronii hipotalamusului produc hormoni, printre care și pe cei ce controlează glanda hipofiză (pituitară). Unii dintre acești hormoni sunt stocați în hipofiză, care îi și eliberează, iar ei reglează activitatea mai multor viscere. Senzația de foame, reglarea greutății, a temperaturii corporale și a echilibrului hidric sunt, de asemenea, asociate cu hipotalamusul.

Sistemul limbic cuprinde o serie de structuri situate în jurul corpului calos. El este implicat în emoțiile legate de supraviețuire, fiind asociat cu sentimente precum teama, furia, plăcerea și supărarea, și poate avea o influență substanțială asupra comportamentului unei persoane.

Trunchiul cerebral

Țesutul nervos care conectează emisferele cerebrale cu măduva spinării conține un număr de structuri cunoscute sub numele colectiv de trunchi cerebral. Acestea sunt mezencefalul, puntea și bulbul rahidian (medulla oblongata).

Mezencefalul este situat între punte și diencefal. Fibrele lui nervoase se unesc cu celelalte segmente ale trunchiului cerebral și ale măduvei spinării în traseul lor spre encefal, iar neuronii localizați aici au funcția de centri reflecși. Pe partea inferioară a mezencefalului se găsesc tracturi corticospinale care unesc encefalul cu măduva spinării.

Figura nr. 11.7. Componentele trunchiului cerebral și ale diencefalului. În sens descendent, principalele structuri sunt diencefalul, mezencefalul, puntea și bulbul rahidian.

CUM SE CITEȘTE FIGURA: Diencefalul cuprinde exact două structuri: talamusul, sus, și hipotalamusul, dedesubt. Talamusul e deci superior hipotalamusului.

• Hipofiza e atașată hipotalamusului, dar nu face parte din diencefal, iar corpul calos rămâne și el în afara lui, ca și în afara trunchiului cerebral.

• Ordinea descendentă completă: corp calos, talamus, hipotalamus, mezencefal, punte, bulb, măduva spinării.

• Apeductul cerebral traversează mezencefalul: canalul dintre ventriculul III și ventriculul IV trece prin el.

• Formația reticulară se întinde în partea posterioară a trunchiului cerebral, pe mai multe segmente, nu doar în bulb.

• Puntea e proeminența care bombează anterior, cel mai voluminos relief al trunchiului cerebral.

• Hipofiza stă anterior și inferior față de hipotalamus, la capătul unui pedicul scurt.

Trunchiul cerebral prezintă o proeminență denumită punte, care separă mezencefalul de bulbul rahidian. Puntea conține în principal fibre nervoase ce transmit mesaje dinspre medulla oblongata înspre emisferele cerebrale și înapoi.

Bulbul rahidian (medulla oblongata) este partea superioară, dilatată, a măduvei spinării, care o conectează cu restul structurilor aflate în cutia craniană. El reprezintă un pasaj pentru fibrele nervoase care vin de la emisferele cerebrale și trec spre măduva spinării. Toate fibrele nervoase descendente trec prin medulla oblongata, iar unele dintre ele se intersectează formând decusația piramidală. Datorită acestei decusații, impulsurile nervoase provenite de la o emisferă cerebrală ajung pe partea opusă a corpului.

În interiorul bulbului rahidian se găsesc nuclei ce servesc drept centri de control ai unor activități precum frecvența cardiacă, vasoconstricția, reglarea respirației, strănutul, tusea, voma și deglutiția.

Medulla oblongata conține grupuri de nuclei numite formațiunea reticulară, care se extind în punte și mezencefal. Aceste structuri sunt răspunzătoare pentru activarea cortexului cerebral la primirea impulsurilor senzoriale: ele pregătesc cortexul pentru interpretarea acestor impulsuri și stimulează procesele cognitive.

CAPCANĂ DE GRILĂ: Cerebelul nu face parte din trunchiul cerebral. Trunchiul are exact trei componente: mezencefal, punte, bulb rahidian. Figurile 11.1, 11.4 și 11.7 îl desenează pe cerebel înapoia punții și a bulbului, la același nivel cu ele, niciodată pe axul trunchiului. Encefalul, la rândul lui, are patru structuri principale: emisferele cerebrale, cerebelul, diencefalul și trunchiul cerebral. Al doilea distractor clasic mută decusația piramidală în punte sau în mezencefal: ea se face în bulb.