CURS DE NEUROPSIHOLOGIE Titular: lect. univ. dr. Violeta Rotrescu

RAPORTUL PSIHIC CREIERDomeniul specific al neuropsihologiei se numeste raportul psihic creier. De aici rezulta natura si esenta sa.

Studiul psihicului este mult mai vechi in preocuparile oamenilor decat studiul creierului.

Studiul creierului este realizat din antichitatea tarzie (ca legat de psihic).

In secolul V i.e.n. Hippocrate sI Kroton considerau creierul necesar pentru gandire si ratiune iar inima utila pentru procesele afective.

In secolul II e.n., Galenus postuleaza o legatura permanenta intre psihic si creier. El formuleaza ipoteza localizarii directe a proceselor si functiilor psihicului in structurile cerebrale, astfel ca impresiile despre lumea exterioara patrund prin ochi in ventricului cerebrali unde se cupleaza cu fluidele vitale (ficat), transformandu-se in fluide psihice (pneuma psihicon/ pneuma loghisticon).

Cunoasterea sistemului nervos a cunoscut o evolutie lenta, mentinandu-se mult timp la un nivel vag, ipotetic astfel ca raportarea psihicului la creier era realizata intr-o maniera globala, fenomenologica.

In secolul XVII-lea Descartes: intregul psihic era localizat in glanda epifiza, localizata la baza emisferei cerebrale, care avea, in compunerea lui, rol de dispecer a spiritelor animale, purtatoarele psihicului.Willis (1664) - corpii striatiLancisi (1739) - corpul calosIncepand cu Meyer (anatomist german, 1779) apare ideea unei localizari distincte a proceselor psihice. Aceasta tendinta a atins punctul culminant la anatomistul austriac Fr. Gall (1822): scoarta cerebrala este un conglomerat de centri integratori, fiecare avand o functie psihica.

Importanta abordarii lui Gall:

atrage atentia asupra caracterului diferentiat al scoartei cerebrale (care nu mai era doar o masa amorfa),

ideea despre centrii corticali inalt specializati functionali a avut o influenta puternica asupra teoriilor sI modelelor localizationiste de mai tarziu.

Foarte importante sunt contributiile lui Broca sI Wernicke (cercetari anatomo-patologice).

Broca (1864) analiza post-mortem a creierelor a doi fosti pacienti cu probleme grave de vorbire (afazia motorie), leziune a portiunii posterioare a circumvolutiunii frontale inferioare din emisfera cerebrala stanga (de unde ideea ca producerea vorbirii are o localizare precisa).

Wernicke (1871): lezarea circumvolutiunii temporale stangi din emisfera cerebrala stanga provoaca lezarea capacitatii de intelegere a limbii oral (centrul imaginilor senzoriale auditive ale cuvintelor).

Multe alte cercetari, realizate in principal de cercetatori germani, au condus in primele decenii ale secolului XX la intarirea conceptiei localizationiste.

In anul 1934 Kleinst publica o harta cu detalierea localizarilor corticale iar mai tarziu Vogt (1951) concepe sI sustine un model topic al organizarii creierului.

Examinarea ranitilor din cel de-al doilea razboi mondial il face pe Luria sa intareasca ideea ca orice functie psihica se leaga de anumite structuri sI formatiuni cerebrale, dar nuanteaza ideea localizationista, formuland ipoteza localizarii dinamice.

In anii 60 era stapan curentul neuroanatomic afirmarea unei corespondente stranse intre localizarea unei leziuni sI manifestarea neuro-psiho-patologica. Invers, centrul afectat de care se leaga este si centrul functiei in stare normala.

Curentul neuroanatomic a cautat confirmari in cazuistica clinica. O anumita tulburare poate sa fie produsa atat de lezarea conexiunilor dintre doua sau mai multe asemenea structuri (unele functii psihice pot include actiunea concomitenta sI coordonata a mai multor structuri cerebrale).

Localizarea a fost sustinuta sI de celebrele cercetari conduse de Penfield, Gazzaniga, Sperry sI Delgado.

Penfield prin metoda stimularilor directe a unor zone corticale la pacienti supusI unor interventii chirurgicale, a reusit sa provoace raspunsuri psihice de foarte mare complexitate imagini vizuale, stari emotionale.

Gazzaniga & Sperry au demonstrat pentru prima data, prin sectionarea corpului calos, specializarea functionala a celor doua emisfere cerebrale modelul Split - brain.

In concluzie, orientarea neuroanatomica (localizationista) sustine ca:

- functiile psihice au fiecare o reprezentare cerebrala separata- centrele corticale se leaga intre ele prin fascicule de substanta alba- efectele neuropsiho-patologice variaza, functie de lezarea centrelor, substantei albe sau a ambelor.

Cu toate dovezile experimentale, acest model nu a dobandit o recunoastere unanima.

Daca in ceea ce priveste functiile senzoriale sI motorii lucrurile pareau clare, in cazul functiilor complexe dovezile nu pareau destul de solide rezultand incercarile de localizare a functiilor complexe au parut exagerate.

Apar primele date care contrazic curentul localizationist (sec. XIX).

In polemica aparuta se implica Flourens promotorul medelului echipotentialist (antilocalizationist).

Cercetarile realizate de Flourens, in care acest extirpa anumite portiuni ale creierului de porumbel au aratat ca functiile care pareau pierdute astfel reapareau dupa o vreme (fenomenul compensarii). Acesta s-a hazardat chiar sa afirme ca sistemul cerebral functioneaza ca un tot amorf, nediferentiat, in ciuda complexitatii lui, astfel ca lezarea diferitelor portiuni provoaca tulburari atat in sfera senzoriala cat si in cea intelectuala.

Avantajul teoremei lui Flourens este acela al solidei argumentatii experimentale.

In secolul urmator (1929), neurofiziologul americam Lashley aduce noi dovezi in sprijinul teoriei echipotentialiste. El realiza extirparea de portiuni de diferite intinderi ale scoartei cerebrale la cobai, acesta urmarea in timp evolutia tabloului comportamental in cazul sarcinii labirint. In primele zile dupa operatie animalele aveau tulburari semnificative ale functiilor de discriminare in intensitate, finalmente comportamentul revenind la un nivel de eficienta bun.

Compensarea parea sa fie dependenta de intinderea suprafetei extirpate, astfel se formuleaza forma completa a modelului echipotentialist clasic:- Nu exista o legatura directa intre tipul de tulburare functionala sI locul leziunii cerebrale.- Esentiala in producerea tulburarilor functionale este nu locul ci intinderea zonei lezate- Functional toate zonele creierului sunt echivalente- Tulburarile functionale provocate de leziuni limitate ale creierului au un caracter tranzitoriu, fiind compensate prin preluarea functiilor de alte zone, integre.

In zilele noastre

- Modelul localizationist se regaseste in teoria asociationista- Modelul echipotentialist se regaseste in teoria gestaltista

Nici unul din modele nu raspunde pe deplin la intrebarile pe care le ridica raportul psihic-creier, apare un model nou supracoordonat, modelul localizarilor dinamice.

La baza lui stau ideile lui Jackson (sec. XIX) despre caracterul multinivelar sI multiintegrat al functiilor psihice si ale lui Pavlov (sec. XX) cercetarile asupra reflexelor conditionate.

Acesti doi cercetatori au impus perspectiva genetic-evolutionista in intelegerea relatiei dintre structura si functie.

Din perspectiva genetica, mecanismul neuronal al unei functii psihice nu este innascut, ci se constituie in cursul evolutiei filo sI autogenetice, odata cu si pe masura aparitiei a insasi functiei psihice.

Nici functia nu trebuie privita ca un dat si raportata la o structura anume, in sine inerta. Ea se integreaza in structura, ambele constituind o unitate dinamica evolutiva. Mai mult, nici functiile psihice nu pot fi suprapuse nemijlocit peste structura anatomica a creierului.

Aici rolul practic revine proceselor nervoase fundamentale (excitatia si inhibitia).

Excitatia si inhibitia sunt functiile psihice care apar si se manifesta ca rezultat al interactiunii dintre zone, interactiune care se realizeaza pe suprafete intinse, cuprinzand eventual intreaga emisfera cerebrala).

Notiunea de mozaic, introdusa de Pavlov pentru a explica neurodinamica corticala a fost validata/confirmata de tehnicile de neuro-imaging actuale.

Desfasurarea unui anumit proces psihic este acompaniata de o modificare continua a tabloului activismului bioelectric sI biochimic al creierului.

Luria, in lucrarile sale, considerate de referinta in neurostiintele contemporane, a dezvoltat si argumentat schema logico-operationala a modelului localizarilor dinamice. In problema raportului dintre psihic i creier apar:

- un aspect fundamental (cu semnificatie metodologica majora): nici un proces psihic simplu sau complex, nu se poate realiza in afara creierului, a functionarii lui sub actiunea unor surse de informatie din afara sa; astfel, organizarea psihica trebuie interpretata ca expresie si rezultat al activitatii reflexe a creierului ca sistem (admiterea legaturilor pe verticala si pe orizontala intre zonele sI formatiunile neuronale).

- un aspect secundar: raspunsuri adecvate la intrebari cum ar fi:- Care este mecanismul prin care se realizeaza unul sau altul din procesele psihice ?- La nivelul carei structuri se integreaza o functie psihica sau alta ?

Raspunsurile la asemenea intrebari trebuie sa tina seama de:

- succesiunea formarii functiilor psihice si a structurilor neuronale in filogeneza si ontogeneza;- gradul de complexitate a functiilor psihice- plasticitatea functionala a structurilor cerebrale- gradele de libertate combinatorica proprii neuronilor ce alcatuiesc diferitele structuri si zone ale creierului

Delimitam in creier structuri:

specializate/inchise (s-au constituit filogenetic doar pentru indeplinirea unui anume fel de transformare functionala)

- nespecializate/deschise (nu se leaga la nastere de o anume functie ce realizeaza comunicarea intre zonele specializate)

Corespunzator, avem functiile psihice:

cu localizare precisa si invarianta (procese senzoriale, motorii),

cu localizare relativa sau dobandita.

Chiar si asa, localizarea functiilor senzoriale nu are un caracter punctiform, ci este distribuita multinivelar (deci este dinamica).

NEURONUL

Neuronul este unitatea de baza a sistemului nervos.

Este format din:- corp celular (somatic) i - procese protoplasmatice (dendrite i axoni).

(A) neuron unipolar (ex neuron zona somestezic senzorial, ganglion spinal);(B) neuron bipolar (ex neuron bipolar retinian)(C) neuron multipolar (ex motoneuron).

Neuron multipolar

Corpul celular conine:

nucleul cu nucleoplasma, cromatina, nucleol sI satelit nucleolar (numai pentru femei)citoplasma - organite celulare (mitocondrii, aparatul Golgi, lizozomi, RE, RE rugos=corpi Nissl)membrana celulara (neuroplasma)

Structura materiei cenuii(A) Seciune (obinut prin tehnica argintrii) n cortexul cerebralPoate fi vzut un neuron piramidal n partea dreapt a imaginii, precum i trei dendrite lungi, verticale, n stnga sa. Suprafaa dendritelor este plin de epi (excrescene).

Structura materiei cenuii

(B) Imagine mrit la microscop a nucleului oculomotor la pisic. n partea dreapt jos poriunea mai deschis la culoare este o dendrit (DEN), din care pornete o excrescen (SP). Butonii sinaptici plini de vezicule nconjoar dendrita i excrescena ei. Butonul intitulat T are o conexiune sinaptic foarte evident cu excrescena.

m - mitocondrie; cv - vezicul citoplasmic.

DendriteleDendritele sunt scurte i transporta impulsurile catre corpul celular.Pot fi netede sau ramificate.ntotdeauna transport impulsul nervos centripet (spre corpul neuronului).Rareori depesc lungimea de un milimetru.

Axonii:variaza in lungime de la nanometri la 1 metrunu contin corpusculi Nissltransporta impulsurile nervoase de la corp celular catre periferie (centrifug)in interiorul lor exista doua fluxuri axoplasmice:- transportul axonal anterograd de la corpul celular catre terminatiile axonului)- transportul axonal retrograd (de la terminatia distala a axonului catre corpul neuronal), avnd funcia de returnare a materialelor utilizate sau depreciate pentru a fi refacute.

Atentie! Este calea prin care toxinele sI vitaminele sunt transportate spre SNC dinspre periferie.

Axonii pot fi:

mielinizatinemielinizati

Mielina este un fosfolipid dispus in mai multe straturi, situat in interiorul celulelor de sustinere axonala. Este produs de celulele de susinere.

Cu cat stratul de mielina este mai gros, cu atat viteza de conducere a impulsului nervos este mai mare.

Neuronii sunt:

Unipolari (in ganglionii medulari spinali si in nervii cranieni).Bipolari (caile vizuale, auditive si vestibulare)Multipolari (toate celelalte)

(A) neuron unipolar(B) neuron bipolar(C) neuron multipolar

Stratificarea cortexului cerebral

A. Neuroni corticali evideniai prin tehnica Golgi-Cox. Figura arat c axonii se termin prin ramificaii complexe n straturile IVa i IVc (350450 mm n diametru). n centrul figurii este o ramificaie complet iar pe laterale sunt jumti de ramificaii. (B) Output din cortex.Figura arat c axonii (ax) celulelor piramidale mici (Py) din straturile II i III ies n mare msur din cortex i ajung n zona alb subcortical, pentru a reintra n cortex prin alt parte. Axonii celulelor piramidale din straturile V i VI merg spre nucleii subcorticali sau ctre cerebel, mduva spinrii sau trunchiul cerebral.

I. Sinapsele

reprezinta jonctiunea dintre terminatia axonala i neuron, celula musculara sau glandularintre terminatia axonului i cealalta parte exista un spatiu numit fanta sinaptica; principala ei caracteristica este polarizarea (impulsul nervos este intotdeauna dirijat de la axon la urmatorul neuron din circuit)in fanta sinaptica sunt eliberati neurotransmitatorii, sintetizati i eliberati de neuron pentru a produce un raspuns la nivel postsinaptic.

Sinapsa (cont.)Sinapsa clasic

Imaginea arat c ntotdeauna exist un soi de material care umple fanta sinaptic.

Imaginea arat, de asemenea, prezena unor creste pe faa interioar a membranei post-sinaptice. Acestea fac parte din organizarea presinaptic.

Butonul terminal al axonului conine cteva vezicule mici (20-40 nm) cu rol important n transmiterea nervoas, pentru c au n interior moleculele unei substane transmitoare.

Membrana pre-sinaptic este separat de cea post-sinaptic de o fant de 30-40 nm. Membrana post-sinaptic apare la microscop mai groas i mai dens dect cea pre-sinaptic.

Prezena veziculelor sinaptice, precum i ngroarea post-sinaptic permit determinarea polaritii fiziologice, adic transmiterea impulsului nervos ntr-un singur sens, de la membrana pre-sinaptic la cea post-sinaptic.

Exist multe tipuri de sinapse o estimare rezonabil ar fi c, n SN exist 1014 tipuri de sinapse (sinapse clasice, sinapse electrice, sinapse temporare varicoziti, sinapse reciproce, sinapse n grup)

(A) Varieti de sinapse(a) Sinaps electric; Sinaps coninnd vezicule dense;Sinapse n trecere sau varicozitate; Sinaps inhibitorie (cu vezicule elipsoidale) pe segmentul iniial al axonuluiExcrescen dendritic; Sinaps prin excrescene;Sinaps inhibitorie; Sinaps axo-axonic; Sinaps reciproc;Sinaps excitatorie (B) Seciune transversal prin trei procese neuronale: 1 axon i dou dendrite. De jur mprejur sunt celule gliale. (C) Seciune transversal prin trei procese neuronale: 1 axon i dou dendrite. Dendritele formeaz o pereche reciproc i sunt aranjate n bucl de feed-back negativ (excitaia uneia determin inhibiia celeilalte). (D) Sinaps reciproc ntre dou dendrite. Aici exist un feed-back pozitiv (excitarea dendritei de jos determin excitarea dendritei de sus)

Neurotransmitatorii pot fi:

excitatori (celula musculara / glanda)excitatori / inhibitori (conexiune cu nervii)

Au un rol fundamental in realizarea tuturor functiilor sistemului nervos central.

Neurotransmitorii (cont.)Sunt de doua feluri:

1. Cu molecula mica si actiune rapida (acetilcolina si aminele biogenice) - sunt implicai in raspunsurile prompte ale SN (transmiterile senzoriale si motorii)2. Cu molecula mai mare si actiune mult mai lenta (neuropeptidele) - produc modificari de durata (modificarea numarului de receptori, de sinapse, pe perioade lungi)

Cu molecula mica si actiune rapida

Acetilcolina (Ach)Dopamina (DA)Norepinefrina (noradrenalina)Serotonina (5 HT)HistaminaTransmitatorii aminoacizi

2. Cu molecula mai mare si actiune mult mai lenta (neuropeptidele)

OpioideleNeurohipofizareleTahikinineleSecretineleInsulineleSomatostatinelegastrinele

Acetilcolina (ACh) Singurul neurotransmitor care nu este aminoacid sau derivat al acestuia Este secretat de neuroni din cortexul motor, ganglioni bazali, motoneuroni etcAu fost identificate dou sisteme colinergice (reticulat i limbic)Aciunea central: activarea cortical i comportamental (i datorit legturilor cu sistemul reticulat)n doze mici: ACh exercit efecte de facilitare a transmisiei sinaptice centrale i perifericen doze mari: efecte puternic excitatorii, dar i inhibitor (inhibiia cordului de ctre nervii vagi)Studiile arat c pacienii amnezici au un deficit marcat de ACh

Dopamina Face parte din clasa catecolaminelorAre trei ci: - de la substana neagr la ganglionii bazali (implicat n boala Parkinson), - din apropierea subst. negre pn la bulbul olfactiv (regleaz cogniia, emoia, memoria i nvarea, lezarea produce episoade echivalente celui schizofrenic) - n hipotalamus (implicat n secreia glandei hipofize)

Norepinefrina (noradrenalina)Provine din dopamin n creier exist dou ci adrenergice- ventral (bulb, punte, subst. reticulat, spre hipotalamus)- dorsal (punte, amigdal, hipocamp, cortex)- Regleaz funciile cognitive (cortex), funciile afective (sist. limbic), funciile vegetative i endocrine (hipotalamus)

Serotonina Secretat de anumii nuclei din TC (nucleii rafeului)Este mai puin studiat, pentru c lipsesc medicamentele care s stimuleze sau s inhibe sistemul serotoninergicScderea serotoninei: insomnie, hiperactivitate, explozivitateCreterea serotoninei: sindrom comportamental anormal (tremur, micri lente, ale corpului, diminuarea ratei alimentare)Controleaz dispoziia psihic, inducerea somnului

AminoaciziiSunt produi de mai toate celulele nervoaseSe presupune c ar avea un rol modulator asupra activitii neuronilorEx. : acidul gama amino butiric (GABA) este un neurotransmitor inhibitor prezent n mduv, retin, hipocamp, EC etc

NeuropeptideleOpioidele opicortinele, enkefalineleNeurohipofizarele vasopresina, oxitocinaSecretinele secretina, glucagonul, peptide digestiveInsulina insulina, insulina ca factor de cretere I i IISomatostatina somatostatinul, polipeptida pancreaticGastrinele gastrina, colecistochinina

Aceste substane acioneaz Ca hormoni (la distan)Local (neurotransmitori)

Au efect excitator sau inhibitor / ambele. Regleaz rspunsul organismului la durere, stres.

Celulele de sustinere

Exista trei tipuri de sustinere:A. Ependimale tapeteaza cavitatile pline cu fluid din interiorul sistemului nervos (ventriculii cerebrali sI canalul central al maduvei spinarii).B. Microgliale sunt fagocite sI inglobeaza resturile care rezulta din lezarea, infectiile sau bolile sistemului nervos central; provin din celule macrogliale. C. Macrogliale cuprind patru tipuri celulare:- astrocite (SNC)- oligodendrocite (SNC)- celule Schwann (SNP)- celule capsulare (SNP)

Celula migrogliala

Astrocitele:

- Sunt cele mai numeroase in sistemul nervos central- Au forma stelara- mbraca exteriorul creierului sau maduvei spinarii (membrana gliala) sau inconjoara capilarele sangvine formand bariera hemato-encefalica.- Au un rol foarte important in sistemul nervos central - Sunt primele celule afectate prin trauma sau iradierea sistemului nervos central- Sunt foarte susceptibile la formarea neoplasmelor

Astrocita

Astrocite. n desen apar dou astrocite (mai nchise la culoare). Astrocita de sus se prinde de epiteliul ependimal i de dendritele i corpul celular al unui axon. Are, de asemenea, legtur cu un capilar de snge. Astrocita de jos ajunge de la pia mater pn la neuron (desenul are o doz de nerealism: este practic imposibil ca un neuron s aib conexiuni att cu ventricolul ct i cu spaiul subarahnoidal).

Oligodendrocitele

- contribuie la formarea mielinei- mentinerea mielinei care reprezinta principalele lor functii in sistemul nervos central- produc, de asemenea, factorii neutrotrofi (care pot promova cresterea axonilor afectai sau lezai)

Oligodendrocita

Celulele Schwann

- corespund oligodendrocitelor din sistemul nervos central- inconjoara partial axonul mielinizat- formeaza straturi succesive de lamele de mielina (stratul extern neurolema)- intre doua celule Schwann exista o intrerupere strangulatie Ranvier- au rol sI in regenerarea neuronilor distrui (celulele Schwann din partea distal formeaza o structura tubulara care se unete cu partea proximal a axonului)

Celulele capsulare:

- inconjoara ganglionii spinali si ai nervilor autonomi