Cerebelul

Cerebelul (creierul mic) este o parte majoră a sistemului nervos central. Face parte din acea porțiune a encefalului, numita rombencefal, alături de bulbul rahidian și puntea lui Varolio, joacă un rol important în controlul activității motorii.

Poate fi implicat și în funcții cognitive cum ar fi atenția sau vorbirea, precum și în controlul fricii și al plăcerii, însă funcțiile sale legate de mișcare sunt cele mai clar stabilite.

Cerebelul nu inițiază mișcarea, dar contribuie la coordonare, acuratețe și sincronizarea exactă: primește aferențe de la sistemele senzoriale ale măduvei spinării și de la alte părți ale creierului, integrându-le într-o activitate motorie de precizie. Lezările cerebeloase produc perturbări ale mișcării de precizie, echilibrului, posturii și învățării motorii .

Anatomic, cerebelul uman apare ca o structură separată atașată părții inferioare a creierului, poziționată sub emisferele cerebrale.

Suprafața sa corticală, cortexul cerebelar, este acoperită cu șanțuri paralele fin distanțate, în contrast clar cu șanțurile largi și neregulate ale cortexului cerebral. Aceste șanțuri paralele ascund faptul că scoarța cerebeloasă este de fapt un strat continuu de țesut strâns împăturit sub forma unui acordeon. În acest strat subțire se află mai multe tipuri de neuroni cu o aranjare deosebit de regulată, cei mai importanți fiind celulele Purkinje și celulele granulare. Această organizare neuronală complexă dă naștere unei capacități colosale de procesare a semnalelor, însă majoritatea eferențelor ce pleacă din cerebel trec printr-un set de mici nuclei intracerebeloși aflați în substanța albă din interiorul cerebelului.

În plus față de rolul său direct în controlul motor, cerebelul este necesar în mai multe tipuri de învățare motorie, în principal cea pentru adaptarea la modificări ale relațiilor senzorialo-motorii.

La nivel de anatomie macroscopică, cerebelul este format dintr-o scoarță plicaturată, adăpostind substanța albă dedesubt și un ventricul plin cu lichid la bază. Patru nuclei intracerebeloși (profunzi) se află încapsulați în interiorul substanței albe. Fiecare parte din scoarță e alcătuită din același mic set de elemente neuronale, așezate într-o geometrie deosebit de repetitivă.

Anatomie generală

Cerebelul este localizat în fosa craniană posterioară. Ventriculul IV (o cavitate in forma de cort, plin cu lichid cerebrospinal), puntea și bulbul rahidian se află în fața cerebelului.] Este separat de creierul situat deasupra sa de un strat de dura mater,o membrane fibroasa groasa si foarte rezistenta, una din cele trei membrane ale meningelui care acopera creierul si maduva spinarii, numita cortul cerebelului ; toate conexiunile sale cu creierul sunt realizate prin punte. Anatomiștii clasifică cerebelul ca parte a metencefalului, care include și puntea; metencefalul reprezintă partea superioară a rombencefalului, denumit și „creier posterior”. Precum cortexul cerebral, cerebelul este împărțit în două emisfere, conținând de-asemenea o zonă mijlocie îngustă (vermisul). Un set de șanțuri adânci împarte, prin convenție, structura cerebelului în 10 lobuli. Din cauza numărului ridicat al micilor celule granulare, cerebelul conține mai mulți neuroni decât suma celor din restul creierului, însă ocupă doar 10% din volumul total al acestuia.

Numărul de neuroni în cerebel este legat de numărul de neuroni în neocortex. Există aproximativ de 3,6 ori mai mulți neuroni în cerebel decât în neocortex.

Aspectul neobișnuit al suprafeței cerebeloase ascunde faptul că majoritatea volumului său este alcătuit dintr-un strat strâns pliat de substanță cenușie: cortexul cerebelos.

Sub substanța cenușie se află substanța albă, alcătuită majoritar din fibre nervoase mielinizate călătorind spre sau dinspre cortex. Încapsulați în substanța albă – denumită uneori (arborele vieții) din cauza aspectului său ramificat, de coroană de arbore, în secțiune – se găsesc patru nuclei intracerebeloși (nuclei profunzi), alcătuiți din materie cenușie.

Funcție

Cele mai concludente indicii privind funcția cerebelului au provenit din examinarea consecințelor lezării acestuia. Animalele și oamenii cu disfuncții cerebeloase prezintă, în special, probleme cu controlul motor, pe aceeași parte a corpului cu cea a secțiunii de cerebel lezate.

Continuă să fie capabili să genereze activitate motoare, însă își pierd precizia, efectuând mișcări anormale, necoordonate și incorect sincronizate, cum observăm la pacienții cu Scleroza Multiplă. 

Un test standard al funcției cerebeloase este încercarea de atingere cu vârful degetului un punct situat la lungime de un braț: o persoană sănătoasă își va mișca degetul pe o traiectorie dreaptă, pe când o persoană cu leziuni cerebeloase și-l va mișca încet și neregulat, cu multiple corectări ale traiectoriei pe parcurs. Deficiențele din cadrul funcțiilor non-motoare sunt mult mai greu de detectat.

Astfel, concluzia generală l-a care s-a ajuns cu decenii în urmă este că funcția de bază a cerebelului este de a calibra forma detaliată a unei mișcări, nu de a le iniția, sau de a decide pe care să le efectueze.

Inainte de 1990, se credea că funcția cerebelului era total motoare, însă noi descoperiri au pus sub semnul întrebării această părere. Studii folosind imagistica funcțională au arătat activarea cerebelului în chestiuni privind vorbirea, atenția și crearea imaginilor mintale. Studii de corelație au arătat existența de interacțiuni între cerebel și arii non-motoare ale cortexului cerebral, O varietate de simptoame non-motoare au fost identificate la oameni cu traume, aparent, doar ale cerebelului. În particular, sindromul cerebelos cognitiv afectiv sau sindromul lui Schmahmanna fost identificat la adulți și copii.

Învățare

Există dovezi considerabile că cerebelul joacă un rol esențial în unele tipuri de învățare motoare.

Sarcinile în care cerebelul joacă clar un rol important sunt cele în care este nevoie de ajustare fină a acțiunii care este efectuate. Există, însă, o largă dispută dacă învățarea are loc în cerebelul însuși, sau dacă acesta doar furnizează doar semnale care susțin învățarea în alte structuri ale creierului.

Una din cele mai extensiv studiate sarcini de învățare cerebeloasă este condiționarea clipitului, în care un stimul condiționat (SC) neutru, cum ar fi un sunet sau o lumină este cuplat repetat cu un stimul necondiționat (SN), cum ar fi un jet de aer, care duce la clipit. În urma mai multor prezentări repetate ale SC și ale SN, SC va duce eventual la clipit, înainte de SN, un răspuns condiționat, sau RC. Experimentele au arătat că leziunile localizate într-o parte specifică a nucleului interpositus (unul din nucleii intracerebeloși) sau în anumite puncte specifice ale cortexului cerebelos duc la stoparea învățării acestui răspuns condiționat. Dacă eferențele cerebeloase sunt inactivate farmacologic, lăsând aferențele și circuitele intracelulare intacte, învățarea are loc deși animalul nu prezintă vreun răspuns, pe când, dacă circuitele intracerebeloase sunt întrerupte, învățarea nu are loc—aceste concluzii, luate la un loc, arată destul de concludent că învățarea are loc, într-adevăr, în cerebel.

Vascularizație

Cerebelul este irigat de către trei artere majore pereche: artera cerebeloasă superioară (ACS), artera cerebeloasă inferioară anterioară (ACIA) și artera cerebeloasă inferioară posterioară (ACIP). ACS asigură sângele pentru regiunea superioară a cerebelului.

Semnificație clinică

Leziunile cerebeloase cauzează adesea simptoame motoare, ale căror detalii depind de partea cerebelului care a fost afectată și în ce fel a fost afectată.

Leziunile la nivelul lobului floculonodular ar putea duce la pierderea echilibrului și, în particular, la un mers alterat, neregulat, în care picioarele stau depărtate din cauza dificultății menținerii corpului în echilibrului.

Leziunile zonei laterale cauzează, de obicei, probleme în coordonarea mișcărilor fine voluntare și planificate, ceea ce poate duce la erori în ceea ce privește forța, direcția, viteza și amplitudinea mișcărilor.

Alte manifestări, regăsite toate la pacienții cu Scleroză Multiplă, includ:

• hipotonia (tonus muscular scăzut),
• dizartria (probleme în vorbire),
• dismetria (probleme în judecarea distanțelor sau raza mișcărilor),
• de test (inabilitatea de a efectua mișcări rapide alternative, precum mersul),
• abolirea anumitor reflexe și tremurul cerebelos (un tremur involuntar cauzat de contracții alternante ale grupelor musculare opuse).

Leziuni la nivelul ariei mediane pot perturba mișcări ale întregului corp, pe când leziunile situate mai lateral duc la șanse mai mari de perturbare a mișcărilor de precizie ale mâinilor sau ale membrelor. Leziuni ale părții superioare ale cerebelului tind să cauzeze probleme de mers și alte perturbări ale coordonării picioarelor; leziunile părții inferioare duc, cel mai des, la mișcări necoordonate sau prost direcționate ale brațelor și mâinilor, alături de dificultăți în ceea ce privește viteza. Acest șir de probleme motoare se numește ataxie.

Atrofia cerebeloasă a fost identificată în cadrul multor alte boli neurologice cum ar fi boala Huntington, Scleroza Multiplă, tremorul esențial (familial sau idiopatic), epilepsia mioclonă progresivă și boala Niemann-Pick.

Atrofia cerebeloasă poate avea, de-asemenea, loc ca rezultat al contactului cu toxine cum ar fi metalele grele, compuși farmacologici sau droguri recreaționale.

Durere

Există un consens general că cerebelul este implicat în procesarea durerii.

Cerebelul primește aferențe algice și de la căile cortico-cerebeloase descendente, dar și de la căile spino-cerebeloase ascendente, prin nucleii pontini și olivele inferioare. O parte din această informație este transferată sistemului motor, inducând evitarea motorie conștientă a durerii, cu un grad variind în funcție de intensitatea dureroasă.
Se crede că aceste aferențe algice directe, precum și indirecte, induc un comportament de evitare de durată lungă a durerii care rezultă în schimbări cronice de postură și, consecvent, la remodelarea anatomică și funcțională a nucleilor vestibulari și proprioceptivi.

În consecință, durerea neuropatică cronică poate cauza o remodelară anatomică macroscopică a rombencefalului, printre care și a cerebelului.

 Scris de Valeria Mortici