Aree sensoriali

Le aree sensoriali del cervello ricevono ed elaborano informazioni sensoriali, inclusi vista, tatto, gusto, olfatto e udito.

Le aree sensoriali sono le aree del cervello che ricevono ed elaborano le informazioni sensoriali. La corteccia cerebrale è collegata a varie strutture sottocorticali come il talamo e i gangli della base. La maggior parte delle informazioni sensoriali viene indirizzata alla corteccia cerebrale attraverso il talamo. L’informazione olfattiva, tuttavia, passa attraverso il bulbo olfattivo alla corteccia olfattiva, bypassando il talamo. La corteccia è comunemente descritta come composta da tre parti: aree sensoriali, motorie e di associazione. Le parti della corteccia che ricevono input sensoriali dal talamo sono chiamate aree sensoriali primarie. Ciascuno dei cinque sensi si riferisce a gruppi specifici di cellule cerebrali che categorizzano e integrano le informazioni sensoriali.

Le cinque modalità sensoriali

Le cinque modalità sensoriali comunemente riconosciute, tra cui vista, udito, gusto , il tatto e l’olfatto vengono elaborati come segue:

Sistema somatosensoriale

La corteccia somatosensoriale primaria, situata attraverso il solco centrale e dietro la corteccia motoria primaria, è configurata per corrispondere generalmente con la disposizione delle cellule motorie vicine relative a parti del corpo specifiche.

Gusto

L’area gustativa primaria è vicino alla rappresentazione del viso all’interno del giro postcentrale.

Olfazione

La corteccia olfattiva si trova nell’uncus, che si trova lungo la superficie ventrale del lobo temporale. L’olfatto è l’unico sistema sensoriale che non viene instradato attraverso il talamo.

Visione

L’area visiva si trova sul solco calcareo in profondità all’interno delle pieghe interne del lobo occipitale.

Udito

La corteccia uditiva primaria si trova sul giro trasverso che giace sul retro della convoluzione temporale superiore dei lobi temporali.

Organizzazione delle mappe sensoriali

In generale, ogni emisfero cerebrale riceve informazioni dal lato opposto del corpo. Ad esempio, la corteccia somatosensoriale primaria destra riceve informazioni dagli arti sinistri e la corteccia visiva destra riceve informazioni dall’occhio sinistro. L’organizzazione delle mappe sensoriali nella corteccia riflette quella del corrispondente organo di rilevamento, in quella che è nota come mappa topografica. I punti adiacenti nella corteccia visiva primaria, ad esempio, corrispondono ai punti vicini nella retina. Questa mappa topografica è chiamata mappa retinotopica.

Allo stesso modo, c’è una mappa tonotopica nella corteccia uditiva primaria e una mappa somatotopica nella corteccia sensoriale primaria. Questa mappa somatotopica è stata comunemente illustrata come una rappresentazione umana deformata, l’omuncolo somatosensoriale, in cui la dimensione delle diverse parti del corpo riflette la densità relativa della loro innervazione.

Un omuncolo corticale è una rappresentazione fisica dell’essere umano corpo situato all’interno del cervello. Questa mappa neurologica delle divisioni anatomiche del corpo raffigura la porzione del cervello umano direttamente associata all’attività di una particolare parte del corpo. In poche parole, è la vista del corpo dalla prospettiva del cervello. Le aree con molta innervazione sensoriale, come la punta delle dita e le labbra, richiedono un’area più corticale per elaborare le sensazioni più fini.

Aree motorie

Le aree motorie, disposte come un paio di cuffie su entrambi gli emisferi della corteccia, sono coinvolte nel controllo di movimenti volontari.

Le aree motorie del cervello si trovano in entrambi gli emisferi della corteccia. Sono posizionati come un paio di cuffie che si estendono da un orecchio all’altro. Le aree motorie sono strettamente correlate al controllo dei movimenti volontari, in particolare i movimenti fini eseguiti dalla mano. La metà destra dell’area motoria controlla il lato sinistro del corpo e la metà sinistra dell’area motoria controlla il lato destro del corpo.

Divisioni della corteccia motoria

La corteccia motoria è divisa in tre aree:

1. Corteccia motoria primaria: Contributo principale alla generazione di impulsi neurali che controllano l’esecuzione del movimento.
2. Corteccia premotoria: situata anteriormente alla corteccia motoria primaria e responsabile di alcuni aspetti del controllo motorio.
3. Motore supplementare area (SMA): le funzioni includono la pianificazione del movimento generata internamente, la pianificazione delle sequenze di movimento e il coordinamento dei due lati del corpo. Si trova sulla superficie della linea mediana dell’emisfero anteriore alla corteccia motoria primaria.

Funzioni della corteccia motoria

Anche le funzioni motorie sono controllate da queste strutture aggiuntive:

• Corteccia parietale posteriore: guida i movimenti pianificati, il ragionamento spaziale e l’attenzione.
• Corteccia prefrontale dorsolaterale: importante per le funzioni esecutive, inclusa la memoria di lavoro, la flessibilità cognitiva e il ragionamento astratto.

Sepolte in profondità nella sostanza bianca della corteccia cerebrale sono masse sottocorticali interconnesse di materia grigia cerebrale chiamate nuclei basali (o gangli della base) che sono coinvolti nel controllo motorio. I nuclei basali ricevono input dalla substantia nigra del mesencefalo e dalle aree motorie della corteccia cerebrale e inviano segnali a entrambe queste posizioni.

Mappa della corteccia motoria

La maggior parte dei neuroni nel progetto della corteccia motoria alla sinapsi del midollo spinale sui circuiti degli interneuroni nel midollo spinale. L’opinione che ogni punto della corteccia motoria controlli un muscolo o un insieme limitato di muscoli correlati è stata discussa. Vari esperimenti che hanno esaminato la mappa della corteccia motoria hanno mostrato che ogni punto della corteccia motoria influenza una gamma di muscoli e articolazioni, indicando una significativa sovrapposizione nella mappa.

Aree associative

Aree associative di la corteccia integra gli stati attuali con gli stati passati per prevedere risposte adeguate in base a serie di stimoli.

Le aree di associazione producono un’esperienza percettiva significativa del mondo, abilitano per interagire in modo efficace e supportare il pensiero e il linguaggio astratti. I lobi parietale, temporale e occipitale, tutti situati nella parte posteriore della corteccia, organizzano le informazioni sensoriali in un modello percettivo coerente del nostro ambiente centrato sulla nostra immagine corporea. Il lobo frontale o complesso associativo prefrontale è coinvolto nella pianificazione di azioni e movimenti, così come nel pensiero astratto.

Le abilità linguistiche sono localizzate nell’emisfero sinistro nell’area di Broca per l’espressione linguistica e nell’area di Wernicke per la ricezione linguistica. Le aree di associazione sono organizzate come reti distribuite e ciascuna rete collega aree distribuite in regioni della corteccia ampiamente distanziate. Reti distinte sono posizionate adiacenti l’una all’altra, producendo una complessa serie di reti intrecciate. Negli esseri umani, le reti di associazione sono particolarmente importanti per la funzione del linguaggio.

I processi di espressione e ricezione del linguaggio avvengono in aree diverse dalle sole strutture perisilviane come il lobo prefrontale, i gangli della base, il cervelletto, il ponte, il nucleo caudato , e altri. Le aree dell’associazione integrano le informazioni provenienti da diversi recettori o aree sensoriali e mettono in relazione le informazioni con le esperienze passate. Quindi il cervello prende una decisione e invia impulsi nervosi alle aree motorie per suscitare risposte.

Metodi di analisi della funzione cerebrale

I metodi comportamentali e neuroscientifici vengono utilizzati per ottenere una migliore comprensione di come il nostro cervello influenza il modo in cui pensiamo, sentiamo e agiamo. Molti metodi diversi ci aiutano ad analizzare il cervello e forniscono una panoramica della relazione tra cervello e comportamento. Ciò promuove la comprensione dei modi in cui vengono create associazioni da più regioni del cervello, consentendo che le risposte appropriate si verifichino in una data situazione. Tecniche ben note sono l’EEG (elettroencefalografia), che registra l’attività elettrica del cervello, e la fMRI (risonanza magnetica funzionale), che ci dice di più sulle funzioni cerebrali. Altri metodi, come il metodo della lesione, non sono così conosciuti, ma ancora molto influenti nella moderna ricerca neuroscientifica.

Nel metodo della lesione, i pazienti con danno cerebrale vengono esaminati per determinare quali strutture cerebrali sono stati danneggiati e in che misura ciò influenza il comportamento del paziente. Il concetto del metodo della lesione si basa sull’idea di trovare una correlazione tra una specifica area del cervello e un comportamento che si verifica. Dalle esperienze e dalle osservazioni della ricerca, si può concludere che un danno a una parte del cervello provoca cambiamenti comportamentali o interferisce nello svolgimento di un compito specifico.

Ad esempio, un paziente con una lesione a livello parietale-temporale-occipitale l’area associativa ha un’agrafia, il che significa che non è in grado di scrivere sebbene non abbia deficit nelle capacità motorie. Di conseguenza, i ricercatori deducono che se la struttura X è danneggiata e si verificano cambiamenti nel comportamento Y, X ha una relazione con Y.

Lateralizzazione emisferica

Il cervello umano è composto da un diritto e da un emisfero sinistro e ognuno partecipa a diversi aspetti della funzione cerebrale.

Una fessura longitudinale separa il cervello umano in due distinti emisferi cerebrali collegati dal corpo calloso. I due lati si assomigliano e la struttura di ciascun emisfero è generalmente rispecchiata dall’altra parte. Tuttavia, nonostante le forti somiglianze anatomiche, le funzioni di ciascun emisfero corticale sono distinte.

Nella psicologia popolare vengono spesso fatte ampie generalizzazioni su un emisfero che ha un’etichetta ampia, come “logico” per il lato sinistro o ” creativo “per la destra. Ma sebbene si verifichi una dominanza laterale misurabile, la maggior parte delle funzioni sono presenti in entrambi gli emisferi. L’entità della specializzazione per emisfero rimane oggetto di indagine. Se una regione specifica del cervello o anche un intero emisfero viene ferito o distrutto, le sue funzioni possono talvolta essere rilevate da una regione vicina anche nell’emisfero opposto, a seconda dell’area danneggiata e dell’età del paziente. Quando la lesione interferisce con i percorsi da un’area all’altra, possono svilupparsi connessioni alternative (indirette) per comunicare informazioni con aree distaccate, nonostante le inefficienze.

Sebbene molte funzioni siano lateralizzate, questa è solo una tendenza. L’implementazione di una specifica funzione cerebrale varia in modo significativo da individuo a individuo. Le aree di esplorazione di questa differenza causale o effettiva di una particolare funzione cerebrale includono l’anatomia grossolana, la struttura dendritica e la distribuzione dei neurotrasmettitori. La varianza strutturale e chimica di una particolare funzione cerebrale, tra i due emisferi di un cervello o tra lo stesso emisfero di due cervelli diversi, è ancora allo studio. A parte una emisferectomia (rimozione di un emisfero cerebrale), nessuno è una persona “solo emisfero sinistro” o “solo emisfero destro”.

Lateralizzazione e manualità

Cervello La lateralizzazione della funzione è evidente nei fenomeni di destrimani o mancini, ma la mano preferita di una persona non è una chiara indicazione della posizione della funzione cerebrale. Sebbene il 95% delle persone destrorse abbia una dominanza dell’emisfero sinistro per la lingua, il 18,8% delle persone mancine ha una dominanza dell’emisfero destro per la funzione linguistica. Inoltre, il 19,8% delle persone mancine ha funzioni linguistiche bilaterali. Anche all’interno di varie funzioni linguistiche (p. Es., Semantica, sintassi, prosodia), il grado e persino l’emisfero di dominanza possono differire.

Le funzioni linguistiche come grammatica, vocabolario e significato letterale sono tipicamente lateralizzate all’emisfero sinistro, in particolare in individui destrimani. Mentre la produzione linguistica è lateralizzazione sinistra fino al 90% dei soggetti destrimani, è più bilaterale o addirittura lateralizzazione destra in circa il 50% dei mancini. Al contrario, le funzioni del linguaggio prosodico, come l’intonazione e l’accentuazione, sono spesso lateralizzate all’emisfero destro del cervello.

Ulteriori distinzioni laterali

L’elaborazione di stimoli visivi e uditivi, spaziali la manipolazione, la percezione facciale e l’abilità artistica sono rappresentate bilateralmente, ma possono mostrare la dominanza dell’emisfero destro. La stima numerica, il confronto e il calcolo in linea dipendono dalle regioni parietali bilaterali. Il calcolo esatto e il recupero dei fatti sono associati alle regioni parietali di sinistra, forse a causa dei loro legami con l’elaborazione linguistica. La discalculia è una sindrome neurologica associata a un danno alla giunzione temporoparietale sinistra. Questa sindrome è associata a scarsa manipolazione numerica, scarsa abilità aritmetica mentale e incapacità di comprendere o applicare concetti matematici.

Lateralizzazione ed evoluzione

La specializzazione dei due emisferi è generale nei vertebrati inclusi pesci, rane, rettili, uccelli e mammiferi, con l’emisfero sinistro specializzato per classificare le informazioni e controllare il comportamento di routine. L’emisfero destro è responsabile delle risposte a nuovi eventi e comportamenti in caso di emergenza, inclusa l’espressione di emozioni intense.L’alimentazione è un esempio di comportamento abituale dell’emisfero sinistro, mentre la fuga dai predatori è un esempio di comportamento dell’emisfero destro. Ciò suggerisce che il vantaggio evolutivo della lateralizzazione deriva dalla capacità di eseguire compiti paralleli separati in ciascun emisfero del cervello.

Fenomeno split-brain

I pazienti con split-brain sono individui che è stato sottoposto a callosotomia del corpo, una rottura di gran parte del corpo calloso (di solito come trattamento per l’epilessia grave). Il corpo calloso collega i due emisferi del cervello e consente loro di comunicare. Quando queste connessioni vengono interrotte, le due metà del cervello hanno una ridotta capacità di comunicare tra loro.

La diffusa lateralizzazione di molti animali vertebrati indica un vantaggio evolutivo associato alla specializzazione di ciascun emisfero. Il vantaggio evolutivo della lateralizzazione deriva dalla capacità di eseguire compiti paralleli separati in ciascun emisfero del cervello. In uno studio del 2011 pubblicato sulla rivista Brain Behavioral Research, la lateralizzazione di alcune funzioni specifiche rispetto alla lateralizzazione complessiva del cervello era correlata con l’efficienza delle attività parallele.