Controllo motorio

Appunti condivisi da Mariangela Pellegrino che citiamo testualmente: “Che il mio contributo con questi appunti possa essere utile nel vostro studio” Grazie Mariangela per il tuo altruismo e il tuo contributo al riconoscimento della nostra professione.

Nel movimento non c’è solo bisogno di generare forza per far muovere le mostre articolazioni ma si necessita soprattutto di comandi che si esplicano appunto attraverso i nostri muscoli. Quindi il controllo motorio e l’apprendimento servono per effettuare il movimento che passa da una prima fase di ideazione ad una di esecuzione : mentre per la prima il controllo è centrale per la seconda è periferico. La transizione tra le 2 fasi è la formazione del cosi detto programma del movimento. Della fase ideativa si conosce poco e tutto ciò fa parte del pensiero che solo da pochi anni è considerato di basi organiche e di preciso in seguito all’utilizzo della risonanza magnetica che verifica variazioni di flusso nel cervello in relazione all’azione svolta. La prima fase ideativa crea un idea del movimento cioè il cervello chiede alla periferie tutte le informazioni necessarie per il movimento da compiere comprese quelle propriocettive. In seguito si innescherà il programma motorio. Per far ciò il cervello richiede tali informazioni al cervelletto che è il centro motorio delle informazioni propriocettive , quindi il cervelletto è l’elemento determinante per la programmazione del movimento. Quando il soggetto ha il desiderio di muoversi in seguito a stimoli interni o esterni , egli richiama un piano motorio con quel determinato movimento , se è gia presente nella sua esperienza.
Il piano o programma è quindi , un insieme di comandi già strutturati da indirizzare ai muscoli , seconda una temporizzazione ben precisa in modo che tutta la frequenza motoria possa avvenire. Quindi al cervelletto giungono tutte le informazioni necessarie per il movimento e precisamente in quella parte del cervelletto che prende il nome di Verme e da qui che poi vengono trasferite nella porzione laterale del cervelletto dove sono immagazzinate momento per momento. Per poter sviluppare il movimento a livello celebrale vengono utilizzati movimenti molto semplici detti primitivi che ci vengono corredati con il patrimonio genetico. L’utilizzo contemporaneo di tali sistemi consente di assemblare programmi complessi come per i tasselli di un puzzle. Tali programmi motori semplici sono più presenti in emisferi celebrali meno sviluppati grammi primitivi si ritrovano in delle strutture che prendono il nome di gangli della base. I gangli della base sono molti e non solo svolgono questa funzione di contenitori ma partecipano anche all’innesco del programma , tra questi il putamen ,globo pallido,porzione reticolata della sostanza nera. Nella programmazione ci sono quindi 2 circuiti fondamentali : 1) cortico-cerebellare : cerebello corticale che servono per richiedono informazioni propriocettive dalla corteccia al cervelletto e per trasferire le informazioni stesse. 2) cortico-ganglio della base e di nuovo corteccia : poiché dalla corteccia vengono richiesti dei programmi primitivi contenuti nel corpo striato dei gangli, da qui alle altre porzioni dei gangli ovvero putamen , globo pallido e sostanza nera , quindi nuovamente alla corteccia attraverso il talamo. Quindi anche i gangli della base svolgono una funzione importantissima del movimento temporizzando l’innesco del programma , questo è documentabile dalla presenza di 2 malatie: morbo di Parkinson e corea di Hungtington di grande interesse dal punto di vista motorio, entrambi riguardanti i gangli. La prima produce ipocinesia ,cioè il soggetto è impedito nel muoversi mentre la seconda c’è ipercinesia ; non c’è controllo del movimento cosicché il soggetto si muove in continuazione come se dovesse. L’idea del movimento parte da numerose arre della corteccia celebrale e precisamente l’area di Brodmann , per questo detta l’area motoria , area 6 o area premotoria ma anche le aree associative 5 -7 della corteccia parieto-temporale-occipitale. Quindi l’idea del movimento viaggia solo a livello corticale attraverso fasci cortico – corticali. Quindi queste zone richiedono informazioni al cervelletto ed ai gangli come visto in precedenza ed una volta che tali informazioni arriveranno alla corteccia attraverso il talamo il programma è già fatto. A questo punto il programma viene innescato attraverso il tratto cortico – spinale composto da una speciale popolazione di neuroni giganti detti cellule di Betz giungeranno i comandi al midollo spinale il quale recluta i muscoli che finalmente eseguono il movimento. Tale tipo di movimento che viaggia attraverso il tratto cortico – spinale viene detto ballistico veloce che dura meno di 200 msec, in quanto il programma elaborato consente solo di eseguire il movimento senza possibilità di controllo di esecuzione del movimento. Tutti gli altri movimenti, quindi lenti come il movimento di pensione , la componente esecutiva è importantissima, più della componente ideativa. Per tali movimenti vengono utilizzati altri tipi di circuiti detti accessori , che sono di tipo extrapiramidale che comunque passa attraverso il tratto del tronco encefalico ma per mezzo di altri fasci quali : rubro-spinale , vestibolo-spinale , reticolo-spinale di origine sottocorticale.

Quindi per i movimenti lenti i circuiti cambiano, l’ideazione e la programmazione avviene sempre nella corteccia , ma sono interessati i meccanismi afferenti della periferia. Quindi l’esecuzione di movimenti lenti avviene grazie al cervelletto che regola la contrazione di muscoli agonisti ed antagonisti, utilizzando informazioni propriocettive momento per momento così da raggiungere l’obiettivo. Infatti una lesione del cervelletto genera la dismetria , ovvero il cattivo utilizzo delle informazioni.

APPRENDIMENTO MOTORIO

Altra importantissima funzione del cervelletto è quella di consentire l’apprendimento motorio, che non avviene a livello della corteccia. L’automatismo del movimento quindi avviene grazie al cervelletto. Anatomicamente il cervelletto e composto da lobo anteriore, posteriore e flocculo nodale mentre la corteccia cerebellare e formata da 3 strati: strato molecolare,granulare elo strato delle cellule del Purkiye che sono le più importanti. Esse sono cellule molto grandi di tipo sensitivo e ben organizzate , sono cellule chiave in quanto comandano i nuclei centrali motori del cervelletto. Le cellule del Purkinye sono a loro volta connesse con altre cellule come le cellule del Golgi, dei granuli stellate ecc. Alle cellule del Purkinye arrivano 2 tipi di fibre : 1) fibre rampicanti : che arrivano direttamente 2) fibre muscoidi : che utilizzano un circuito più complesso che passa attraverso le cellule dei granuli da cui a loro volta si dipartono fibre parallele che vanno a finire ai dentriti delle cellule del Purkinye. Le cellule rampicanti arrivano al corpo cellulare delle cellule del purkinye trasportano informazioni che provengono dalla corteccia , circa il programma del movimento da effettuare. Le muscoidi invece che arrivano ai dentriti delle cellule del purkinye, contemporaneamente trasportano informazioni della periferia propriocettiva. Quando i 2 segnali coincidono, le cellule del purkinye si disinibiscono cosicché i centri motori dl cervelletto che sono sotto il loro controllo possono funzionare e permettere l’automatismo del movimento. Le purkinye funzionano quindi da inibitori.

CONTROLLO DEL TONO MUSCOLARE E DELLA POSTURA

La postura è la posizione che assume il corpo a riposo o in movimento in opposizione alla forza di gravità, in quanto il corpo per svolgere le funzioni della vita di relazione necessita della contrazione continua dei muscoli antigravitari. L’informazione per il controllo della postura è fornita da sistemi sensoriali propriocettivo,vestibolare e visivo e si realizza attraverso la contrazione tonica di origine riflessa dei muscoli antigravitari. La forza di gravità a livello delle articolazioni provoca l’apertura dell’angolo articolare e quindi lo stiramento dei muscoli antigravitari che nell’uomo sono gli estensori degli arti inferiori ed i flessori degli arti superiori. Tale allungamento dei muscoli distende di conseguenza i fusi neuromuscolari che cosi aumentano la loro scarica afferente al midollo. Il midollo a sua volta invia impulsi ai motoneuroni α dei muscoli che si erano stirati in precedenza ,determinando la loro contrazione cosi da riportare l’angolo articolare in posizione iniziale. L’azione di questo riflesso, detto riflesso miotatico tonico è continua nel tempo ed assicura la presenza di tono muscolare nei muscoli antigravitari. Il controllo del tono si realizza ad opera del lobo anteriore del cervelletto che tende ad inibire i nuclei vestibolari e fastigiali. Dato che questi 2 nuclei aumentano la stabilità dei motoneuroni α attraverso le vie vestibolo spinali è l’azione inibitoria del cervelletto riduce il tono muscolare agendo direttamente sui motoneuroni.

SISTEMA VESTIBOLARE

Il sistema vestibolare, veicolando informazioni sulla posizione della testa nello spazio, e quindi indirettamente del corpo, svolge una funzione determinante nel mantenimento dell’equilibrio rispetto alla forza di gravità,

All’interno del labirinto oltre l’Organo del Corti, sono contenute le 2 principali strutture del sistema vestibolare : i canali semicircolari e gli organi otolitici (otricolo e sacculo). I 3canali semicircolari giacciono su tre piani perpendicolari tra loro e sono sensibili alle accelerazioni angolari del capo in ciascuna delle 3 direzioni; il sacculo e otricolo, invece, sono in grado di rilevare la posizione assoluta del capo nello spazio nonché le accelerazioni lineari. Il labirinto vestibolare, dunque, ha una funzione dinamica, svolta principalmente dei canali semicircolari, che “registrano” la rotazione della testa nello spazio ed assicurano i riflessi oculomotori, ed una funzione statica realizzata principalmente dall’utricolo e dal sacculo, che forniscono informazioni sulla posizione assoluta del capo nello spazio, assicurando così il controllo della postura.

Le lesioni si manifestano con :

• VERTIGINE : sensazione errata di rotazione del proprio corpo (vertigine soggettiva) o dell’ambiente circostante (vertigine oggettiva)
• NISTAGMO : movimento involontario degli occhi sul piano orizzontale (nistagmo orizzontale), verticale (nistagmo verticale) o con componente rotatoria (nistagmo rotatorio)

RECETTORI VISIVI

Anche il sistema visivo coopera con i sistema vestibolare e propriocettitvo al mantenimento della postura e della stazione eretta , in quanto la retina fornisce al sistema nervoso informazioni che riguardano lo spostamento della posizione della testa ed il riferimento spaziale assoluto di verticalità e orizzontalità. La retina infatti possiede cellule gangliari capaci di segnalare in modo specifico lo spostamento delle immagini e tali segnali sono inviati ai nuclei vestibolari e al cervelletto dove confrontandosi con le informazioni vestibolari e propriocettive assicurano la stabilità posturale , concludendo si può dire che l’esistenza di molteplici sistemi sensoriali non è sempre vantaggiosa quando le diverse stimolazioni sensoriali non sono congruenti tra loro. Il soggetto infatti percepisce la stabilità dello spazio e del corpo solo se i segnali visivi ,vestibolari e propriocettivi sono omogenei tra loro mentre si disorienta e percepisce vertigini se non lo sono.

FUNZIONE MOTORIA

Il sistema motorio svolge la funzione di coordinare le singole contrazioni/decontrazioni in una sequenza temporale e spaziale in funzione dello scopo da raggiungere e, nello stesso tempo, verificato l’eventuale insuccesso (parziale o completo), esso è in grado di operare le opportune correzioni nel corso dello stesso movimento o dei successivi (apprendimento). Ciascun movimento può essere classificato in una delle 4 grandi categorie : attività motoria volontaria, riflessa, ritmica e posturale.

ATTIVITA’ MOTORIA VOLONTARIA – movimenti eseguiti intenzionalmente al fine di raggiungere uno scopo consapevole. I movimenti volontari sono pertanto intenzionali (in presenza o meno di uno stimolo esterno), diretti a raggiungere uno scopo consapevole e quasi sempre sono frutto di apprendimento.

ATTIVITA’ MOTORIA RIFLESSA – movimenti semplici involontari, rapidi, stereotipati, effettuati in risposta a stimoli esterni e volti a mantenere l’equilibrio del sistema intorno a condizioni prestabilite dei meccanismi di controllo.

ATTIVITA’ MOTORIA RITMICA – movimenti avviati dalla volontà, ma proseguono automaticamente finchè, per bloccarli, non interviene di nuovo la volontà. Quindi sono ripetitivi e stereotipati iniziati e terminati dalla volontà, ma che continuano automaticamente (masticazione, deambulazione, corsa).

ATTIVITA’ MOTRIA POSTURALE – movimenti messi in atto per il mantenimento della postura, cioè la posizione del tronco e degli arti tra loro e rispetto allo spazio, che consente di conservare la stazione eretta eseguendo una serie di aggiustamenti posturali che sostengono il corpo contro la forza di gravità. Questi atteggiamenti posturali hanno caratteristiche dei movimenti riflessi e dei movimenti volontari, sono rapidi e stereotipati, ma hanno anche un’intensità variabile e possono essere migliorati con l’esercizio.

CONTROLLO POSTURALE – Gli AGGIUSTAMENTI POSTURALI sono una complessa serie di movimenti atti a mantenere l’equilibrio durante l’esecuzione di atti motori sia in condizioni statiche (da fermi) che dinamiche ( nel caso dell’esecuzione). Sono il risultato di informazioni provenienti da diversi tipi di recettori sensoriali (propriocettivi, vestibolari e visivi) che consentono al sistema motorio di dare risposte compensatorie automatiche o anticipatorie. Gli atteggiamenti posturali mantengono l’equilibrio agendo a 3 livelli differenti :

• Allineamento di testa e tronco rispetto alla forza di gravità
• Mantenimento del baricentro all’interno della base di appoggio
• Controllo dinamico della postura, stabilizzando le parti del corpo che fanno da supporto quando altre sono in movimento

Inoltre le risposte posturali oltre ad essere costituite da componente automatica, possono essere condizionate dall’apprendimento : controllo corticale nella fase di apprendimento e controllo sottocorticale e cerebellare nella fase di automaticità.

SISTEMA DI CONTROLLO

Tutti i sistemi di controllo utilizzano informazioni sensoriali per correggere i possibili errori del movimento mediante meccanismi a FEED-BACK o FEED-FORWARD.

SISTEMI DI CONTROLLO A FEED-BACK – segnalano un eventuale spostamento di del valore di un determinato parametro da quello di riferimento, prefissato dal sistema, ed operano correzioni al fine di aumentare o ridurre gli spostamenti. I sistemi che operano secondo tale principio, hanno, però, un grosso limite : intervengono solo dopo che si siano verificati spostamenti dai parametri sotto controllo; quindi non vi è nessuna capacità di questi sistemi di prevedere un evento (termoregolazione, equilibrio).

SISTEMI DI CONTROLLO A FEED-FORWARD – o anticipatori, sono quelli in grado di fornire in anticipo informazioni sulla possibilità che possano verificarsi eventi in grado di modificare alcuni parametri di riferimento controllati dal sistema. La vista è un meccanismo anticipatorio: il sistema a feed-forward utilizza le informazioni visive per mettere a punto una complessa sequenza di contrazioni/decontrazioni che porteranno all’obiettivo predeterminato. Durante un movimento sono comunque in funzione meccanismi a feed-back che ne controllano l’esecuzione.

Mariangela Pellegrino