L'encefalo

L'encefalo comincia a delinearsi già nelle prime settimane di vita dell'embrione. La parte anteriore del primitivo tubo neurale dell'embrione (il primo abbozzo di quello che sarà sistema nervoso centrale) si dilata e forma tre vescicole (in ordine dalla più anteriore): il prosencefalo,  il mesencefalo e il romboencefalo. Successivamente, intorno alla sesta settimana, il prosencefalo si divide nel telencefalo, (emisferi cerebrali) e nel diencefalo (talamo, ipotalamo, neuroipofisi e retina). Il mesencefalo non cambia aspetto, mentre il rombencefalo si suddivide nel metencefalo, che darà origine al ponte ed al cervelletto, e nel mielencefalo, che darà origine al bulbo.

Da un punto di vista anatomico l'encefalo è costituito da tre organi ben distinguibili: il cervello (telencefalo e diencefalo), il tronco encefalico (mesencefalo, parte del metencefalo e mielencefalo) e il cervelletto (parte del metencefalo).

Sviluppo dell'encefalo

dall'embrione di 3 settimane alla nascita

Telencefalo

Emisferi cerebrali

Diencefalo

Talamo, epitalamo

Mesencefalo
Metencefalo

Ponte e cervelletto

Mielencefalo

Midollo allungato - si socntinua con il midollo spinale

Modello 3d modificabile dell'encefalo

Il cervello

Il cervello è l'organo più importante del sistema nervoso centrale. Si sviluppa nel feto dalle prime due vescicole del tubo neurale, il telencefalo e il diencefalo.

Il telencefalo

Il cervello è l'organo più importante del sistema nervoso centrale. Si sviluppa nel feto dalle prime due vescicole del tubo neurale primitivo, il telencefalo e il diencefalo.

Il telencefalo costituisce la maggior parte del cervello, ed è la sede delle funzioni più complesse come il linguaggio, i movimenti volontari, l'apprendimento e la soluzione di problemi. È diviso da una profonda fessura (in cui si insinuano le meningi) nei due emisferi cerebrali, costituiti all'esterno da sostanza grigia, che costituisce la corteccia cerebrale, e all'interno da sostanza bianca. 

Negli esseri umani la corteccia cerebrale  (sostanza grigia) è la struttura predominante del cervello è costituita dai corpi cellulari dei neuroni e dai dendriti, mentre la sostanza bianca da assoni e da cellule della nevroglia.

All'interno della sostanza bianca, nella zona basale del telencefalo, sono presenti anche dei nuclei di sostanza grigia detti nuclei o gangli della base, strutture deputate alla regolazione delle attività motorie. Grazie alle strette interconnessioni con il talamo e la corteccia motoria primaria sono in grado di regolare il movimento in maniera più fine e adeguata, integrando le informazioni provenienti dalla periferia e informando la corteccia.

Gli emisferi cerebrali presentano una superficie percorsa da solchi, che delimitano dei rilievi dalla forma caratteristica denominati circumvoluzioni. Alcuni solchi sono più profondi ed evidenti e prendono il nome di scissure, che suddividono ogni emisfero in 6 lobi: frontale, parietale, temporale, occipitale, limbico, dell'insula. Il lobo limbico e il lobo dell'insula non sono visibili esternamente, sono nascosti alla vista dagli altri lobi.

Struttura e funzioni delle diverse parti dell'encefalo
Cervello umano
Nuclei (gangli) della base
Sezione di encefalo con i nuclei della base
Lobi degli emisferi cerebrali
Lobi degli emisferi cerebrali

in rosso il lobo limbico, in arancio il lobo dell'insula

Da un punto di vista funzionale, nella corteccia si distinguono diverse aree con funzioni diverse: zone associative, zone sensoriali e zone motorie.

In queste aree è possibile tracciare una rappresentazione di tutte le diverse parti del corpo umano, che prende il nome di homunculus sensoriale (per le aree sensoriali) e homunculus motorio (per le aree motorie), ottenendo una vera e propria mappa delle zone della corteccia che vengono eccitate dagli stimoli provenienti da una data zona cutanea. Il termine homunculus (piccolo uomo, nelle figure seguenti) è dovuto al fatto che la rappresentazione del corpo umano appare grottesca e sproporzionata: questo avviene perché ogni parte del corpo è rappresentata nell'homunculus non in base alla sua reale dimensione, bensì in base alle dimensioni delle aree della corteccia cerebrale dedicata alle corrispondenti parti del corpo. Conseguenza di questa rappresentazione è che le aree corticali deputate alla ricezione degli stimoli provenienti dal viso, dalle labbra e dalla mano risultano innaturalmente grandi, mentre quelle assegnate al torso ed alle gambe appaiono molto più piccole della reale dimensione di questi organi.

Tra i due emisferi cerebrali, alla loro base, si trova il corpo calloso, una lamina di sostanza bianca costituta da diversi milioni di fibre nervose che collegano tra loro i due emisferi cerebrali. Le sue funzioni non sono completamente chiarite: sono conosciuti casi di assenza congenita o di distruzione del corpo calloso che non sembrano causare disturbi.

Al di sotto del copro calloso si trovano delle cavità, i ventricoli, pieni di liquido cefalo-rachidiano. Questo è un liquido trasparente e incolore prodotto dai capillari che circondano i ventricoli e che circola nei ventricoli e nel canale ependimale (interno al midollo spinale) fino a raggiungere gli spazi subaracnoidei dove viene riassorbito.

aree sensoriali e motorie della corteccia cerebrale
Homunculus sensoriale e motorio

le dimensioni degli organi sono proporzionali alle aree della corteccia cerebrale che li controlla

Corpo calloso
Ventricoli cerebrali
Il diencefalo

I due ventricoli laterali delimitano il diencefalo, costituito dal talamo (destro e sinistro), dall'ipotalamo (al centro) e dall'epitalamo (posteriormente).

Il talamo è costituito da sostanza grigia e svolge numerose funzioni:

- riceve gli impulsi sensoriali provenienti da tutto il corpo (tranne gli olfattivi) che poi ragiungono la corteccia cerebrale
- interviene nell'elaborazione delle componenti emozionali 
- regola l'attività motoria (connessioni con la corteccia motoria)
- ha funzioni associative tra aree corticali diverse

Al di sotto del talamo si trova l'ipotalamo, costituito da nuclei di sostanza grigia. Secerne diversi ormoni che influiscono sulla funzionalità dell'ipofisi e, attraverso questa, controlla numerose funzioni indispensabili per il mantenimento dell'equilibrio interno, tra cui:

- regolazione della temperatura
- controllo della fame
- regolazione dell'equilibrio idrico-salino (attraverso l'ormone antidiuretico ADH) 
- regolazione del sonno
- controllo della pressione sanguigna
- controllo della frequenza cardiaca
- controllo e regolazione di alcune funzioni del sistema nervoso autonomo
- controllo della muscolatura liscia (attraverso la secrezione dell'ossitocina)
- controllo delle emozioni

La superficie inferiore dell'ipotalamo si espande leggermente verso il basso e si prolunga nell'ipofisi (o ghiandola pineale).

L’ipotalamo e l’ipofisi sono strettamente collegati: l'ipotalamo esercita un controllo diretto sull'ipofisi che a sua volta controlla il sistema endocrinoIl sistema nervoso, attraverso l'ipotalamo, esercita quindi un controllo sull'intero sistema endocrino.

Posteriormente ai due talami si trova l'epitalamo, costituito per la maggior parte dalla ghiandola pineale o epifisi.

Posteriormente ai due talami si trova l'epitalamo, costituito per la maggior parte dalla ghiandola pineale o epifisi.

Diencefalo

In rosso il talamo, in verde l'epitalamo, in viola l'ipotalamo e in blu l'ipofisi

Ipotalamo ed ipofisi

Il tronco encefalico

Tutte le vie nervose provenienti dal cervello o che arrivano al cervello passano attraverso il tronco encefalico, da cui si originano 10 delle 12 paia di nervi cranici (esclusi il primo e secondo paio, associati all'olfatto e alla vista). Nel tronco encefalico sono presenti anche nuclei importanti per le funzioni autonome simpatiche e parasimpatiche. È diviso in tre parti (mesencefalo, ponte e mielencefalo) che nel loro insieme controllano funzioni vitali come il respiro, la deglutizione e le funzioni vasomotorie.

Il mesencefalo è di piccole dimensioni, è costituito soprattutto da sostanza grigia ed è percorso interamente da un sottile canale (l'acquedotto di Silvio) collegato ai ventricoli cerebrali. E' coinvolto nel controllo della vista (controlla i movimenti degli occhi), dell'udito e nel controllo di alcuni movimenti del corpo. Nel mesencefalo si trova la sostanza nera (sustantia nigra), costituita da neuroni scuri (contenenti melanina) che sono i principali produttori di dopamina di tutto il nostro organismo.

Il metencefalo è costituto dal Ponte di Varolio (o più semplicemente il Ponte) e dal cervelletto. Il Ponte contiene fasci di fibre nervose motorie e sensoriali e collega il cervelletto con il cervello.

Il mielencefalo (o midollo allungato o bulbo) è costituito dalla parte del midollo spinale che entra all'interno della scatola cranica. Insieme al Ponte controlla il flusso degli impulsi nervosi tra l’encefalo e il resto del corpo.

Il mielencefalo è anche a sede dei centri nervosi che regolano alcune funzioni vegetative (autonome) dell’organismo tra cui il centro respiratorio, che controlla gli atti respiratori, e i centri cardio-inibitore e vasomotore, che controllano rispettivamente il ritmo cardiaco e la pressione sanguigna (regolando livello di contrazione della muscolatura liscia dei vasi sanguigni).

Il cervelletto

Il cervelletto, parte del metencefalo, costituisce un organo a sè, facilmente distinguibile dal cervello e dal tronco encefalico. Si trova tra il milenecefalo e il ponte, al di sotto dei due emisferi cerfebrali nella parte posteriore del cranio. 

E' costituito da una parte centrale, detta verme, e due espansioni laterali, gli emisferi cerebellari. La corteccia cerebellare presenta tre strati: la corteccia grigia superficiale ricopre la sostanza bianca dentro cui sono dispersi nuclei di sostanza grigia.

Il cervelletto svolge funzioni di fondamentale inportanza nella coordinazione dei movimenti, nella regolazione della postura e nel mantenimento dell’equilibrio. Inoltre ha anche importanti funzioni nell’elaborazione delle emozioni legate alla paura.

Tronco encefalico

Mesencefalo verde - Ponte (metencefalo) azzurro - Mielencefalo arancione

Cervelletto

vista posteriore

Sezione di cervelletto

vista posteriore