Sistema Motorio Somatico

Muscolo scheletrico

Pathway finale comuneMotoneurone inferiore

(LMN)

Motoneurone superiore(UMN)

Pathways motori ausiliari

Nervo motore Controllo riflesso

CONTROLLO VOLONTARIO

CONTROLLO MOTORIO

AUTOMATICO

lower motor neuron

GANGLI DELLA BASE

Motoneurone superiore

UMN

Motoneurone Inferiore

LMN

CERVELLETTO

Tratto piramidale e Circuiti AssociatiTratto piramidale e Circuiti Associati

Cervelletto Via cortico-ponto-cerebellare

Fibre cortico-pontine contraggono sinapsi con nuclei pontini, i cui assoni proiettano alla corteccia cerebellare controlaterale

Tratto piramidale e Circuiti AssociatiTratto piramidale e Circuiti Associati

Destinazione afferenze sensitive al cervelletto

Ø Il pontocerebello (o corticocerebello o cerebrocerebello) riceve dalla corteccia telencefalica informazioni relative ai movimenti in corso o che stanno per avere luogo.

Ø Dal cervelletto origina il fascio dento-talamico, che proietta al talamo, quindi alla corteccia motoria primaria

Cervelletto Via cortico-ponto-cerebellare

CORTECCIACEREBRALE

NUCLEO DENTATOomolaterale

Principali connessioni del Corticocerebellum

motoneurone inferiore

LMN

Tratto piramidale

Lobo posterioreemisferi cerebellari

TALAMO

CORTICOCEREBELLO

Nuclei pontini

Vestibulocerebellumcontrolla muscoli assiali e oculomotori per mantenere la postura/equilibrio e per inseguire stimoli (movimenti di testa/occhi)

Spinocerebellumcontrolla tramite vie extrapiramidali la sinergia muscolare prossimale-distale per l’esecuzione di movimenti

Pontocerebellumcontribuisce alla pianificazione-temporizzazione e alla previsione degli effetti del movimento

Cervelletto Classificazione in base alle connessioni afferenti

Lesioni neocerebello:

- Incoordinazione movimenti volontari (arto superiore)

- Difetti articolazione parole

- Tremore intenzionale

- Decomposizione del movimento

- Irregolarità nei movimenti rapidi alternati

lower motor neuron

GANGLI DELLA BASE

Motoneurone superiore

UMN

Motoneurone Inferiore

LMN

CERVELLETTO

Tratto piramidale e Circuiti AssociatiTratto piramidale e Circuiti Associati

Sistema dei nuclei (gangli) della baseSistema dei nuclei (gangli) della base

Sistema dei nuclei (gangli) della baseSistema dei nuclei (gangli) della base

Sistema dei nuclei (gangli) della baseSistema dei nuclei (gangli) della base

Gangli della base = corpo striato

Nucleo caudato

Putamen

Globus pallidus

Amigdala (sistema limbico)

Nucleo subtalamico (diencefalo)

Sostanza nera (mesencefalo)

Striato (neostriato)

Sistema dei nuclei (gangli) della baseSistema dei nuclei (gangli) della base

Circuito motorio (esecuzione movimenti già appresi)

Circuito cognitivo (intenzione di compiere movimenti)

Circuito limbico (aspetti emotivi del movimento)

Circuito oculomotore (movimenti saccadici volontari)

Sistema dei nuclei (gangli) della baseSistema dei nuclei (gangli) della base

SMA(supplementary motor area)

Basal Ganglia and Pyramidal Tract

upper motor neuron

UMN

lower motor neuron

LMN

pyramidaltract

BASALGANGLIACIRCUIT

Gangli della base (Principale circuito motorio) Connessioni

Area Motoria Supplementare

(SMA)

Area MotoriaPrimaria

(M I)

TALAMO(VLo, VApc, CM)

STRIATO(Putamen)

PALLIDO(GPi)

trattopiramidale

LMN

Gangli della base (Principale circuito motorio) Via diretta

Gangli della base (Principale circuito motorio) Via indiretta

• I gangli della base sono coinvolti in tutti i tipi di movimento volontario, rapido e lento

• Entrano in azione dopo che il fascio corticospinale è stato già attivato dalle aree premotorie.

FunzioneØ Graduare la forza della contrazione muscolare

Ø Inibire movimenti non desiderati

Ø Supportare l’attività motoria in corso di

attivazione

Ø Controllare azioni motorie complesse

Ø Organizzare sequenze motorie

Gangli della base (Principale circuito motorio)

GP

StriatoCortecciaMotoria

complessoVA-VL

GABA, -

GABA, -

+Glutammato?Glutammato, +

Glutammato, +

Gangli della base (Microcircuiti) Connessioni

SNpc Dopamina, +, -

Sostanza neraNeuroni pigmentati secernenti

dopamina

Gangli della base (Principale circuito motorio) Neuroni nigrostriatali

Normale Malattia di Parkinson

Gangli della base (Principale circuito motorio) Degenerazione sostanza nera

Controllo della muscolatura del tronco, degli arti, del volto

Afferente Efferente

Gangli della base (Circuito cognitivo) Apprendimento motorioPianificazione anticipata

Corteccia di Associazione

PrefrontaleArea Motoria

Primaria

TALAMO(VLm, VAmc, MD)

STRIATO(Nucleo Caudato)

SNr(Sostanza Nera,pars reticulata)

trattopiramidale

LMN

Connesso con le funzioni cognitive e quelle comportamentali esecutive (intenzione di compiere movimenti)

Afferente Efferente

Gangli della Base (Circuito Limbico) Espressione motoria alle emozioni

Corteccia OrbitofrontaleGiro Cingolato Anteriore

Ippocampo

TALAMO(VAmc, MD)

Striato Ventrale Nucleo Caudato

Pallido VentraleGPi, SNr

Regolazione del comportamento e degli stati emozionali (aspetti emotivi del movimento, espressione motoria delle emozioni)

Afferente Efferente

Gangli della Base (Circuito oculomotore) Movimenti saccadici

Campo ocularefrontale (area 8)

Area 7

TALAMO(VLm, VAmc, MD)

STRIATO(Nucleo Caudato)

SNr(Sostanza Nera,pars reticulata)

LMN Tectum

Controllo dei movimenti saccadici degli occhi

Afferente Efferente

Basal Ganglia Functional Consideration

Functional Consideration

1. Selection of “Preprogramed (learned) motor plans”Basal Gangla Circuit ---- Selection MechanismSelection Inability -------- Akinesia and HypokinesiaFaulty Selection ----------- Hyperkinesia

2. Generation (learning) of motor programsProgramming of several motor fragments into

complex motor routinesCerebral Palsy ------------- Disordered motor program

Promuove il movimento

Inibisce il movimento

Schema generale dei flussi di informazioni attraverso i nuclei della base

Efferenze dirette al tronco encefalico

Nucleo Nucleo dorsale CollicoloPeduncolopontino del rafe superiore mesencefalo

Fascio tetto-spinale

• Controllo della locomozione e del tono muscolare posturale (costituisce la parte centrale della “regione locomotoria mesencefalica”). Avvio e mantenimento della marcia.

• Controllo più diretto dei movimenti saccadici• Funzione regolatoria del ciclo sonno-veglia (generazione e

mantenimento dei ritmi corticali rapidi connessi con la veglia ed il sonno REM)

• Coinvolgimento di processi psicologici e comportamentali (attenzione, ricompensa, motivazione ed apprendimento) nella funzione motoria.

Circuiti dei nuclei della baseEfferenze dirette al tronco encefalico

Substantia Nigra, Pars Compacta (SNc)

DOPAminergic Neuron

Slowness of Movement- Difficulty in Initiation and Cessation

of Movement

Clinical Feature (1)

Parkinson’s Disease - Paralysis Agitans

Clinical Feature (2)

Resting TremorParkinsonian PostureRigidity-Cogwheel Rigidity

Parkinson’s Disease Paralysis Agitans

SYDENHAM’S CHOREA

- Complication ofRheumatic Fever

- Fine, disorganized , and random movements ofextremities, face andtongue

- Accompanied by Muscular Hypotonia

- Typical exaggeration ofassociated movements during voluntary activity

- Usually recoversspontaneously in 1 to 4 months

Clinical Feature

Principal Pathologic Lesion: Corpus Striatum

Clinical Feature

Principal Pathologic Lesion:Corpus Striatum (esp. caudate nucleus)

and Cerebral Cortex

- Predominantly autosomal dominantlyinherited chronic fatal disease(Gene: chromosome 4)

- Insidious onset: Usually 40-50- Choreic movements in onset- Frequently associated withemotional disturbances

- Ultimately, grotesque gait and severdysarthria, progressive dementiaensues.

HUNTINGTON’S CHOREA

HEMIBALLISM

- Usually results from CVA(Cerebrovascular Accident)involving subthalamic nucleus

- sudden onset- Violent, writhing, involuntary

movements of wide excursionconfined to one half of the body

- The movements are continuousand often exhausting but ceaseduring sleep

- Sometimes fatal due to exhaustion- Could be controlled by

phenothiazines and stereotaxicsurgery

Clinical Feature

Lesion: Subthalamic Nucleus