Funzione e posizione dei gangli basali

Il gangli basali sono un gruppo di neuroni (chiamato anche nuclei) situato in profondità all'interno degli emisferi cerebrali del cervello. I gangli basali sono costituiti dal corpo striato (un gruppo maggiore di nuclei gangli basali) e nuclei correlati. I gangli della base sono coinvolti principalmente nell'elaborazione delle informazioni relative al movimento. Elaborano anche informazioni relative a emozioni, motivazioni e funzioni cognitive. La disfunzione dei gangli della base è associata a una serie di disturbi che influenzano i movimenti, tra cui il morbo di Parkinson, la malattia di Huntington e movimenti incontrollati o lenti (distonia).

I gangli della base e i nuclei correlati sono caratterizzati da uno dei tre tipi di nuclei. Nuclei di input ricevere segnali da varie fonti nel cervello. Nuclei di uscita inviare segnali dai gangli della base al talamo. Nuclei intrinseci trasmettere segnali nervosi e informazioni tra i nuclei di input e di output. I gangli basali ricevono informazioni dal

Il corpo striato è il più grande gruppo di nuclei dei gangli della base. È costituito dal nucleo caudato, dal putamen, dal nucleo accumbens e dal globus pallidus. Il nucleo caudato, il putamen e il nucleo accumbens sono nuclei di input, mentre il globus pallidus è considerato un nucleo di output. Il corpus striatum utilizza e immagazzina il neurotrasmettitore dopamina ed è coinvolto nel circuito di ricompensa del cervello.

• Nucleo caudato: Questi nuclei accoppiati a forma di C (uno in ciascun emisfero) si trovano principalmente nel Lobo frontale regione del cervello. Il caudato ha una regione della testa che curva e si estende formando un corpo allungato che continua a rastremarsi alla coda. La coda del caudato termina nel Lobo temporale presso una struttura del sistema limbico nota come amigdala. Il nucleo caudato è coinvolto nell'elaborazione e nella pianificazione motoria. È anche coinvolto nell'archiviazione della memoria (inconscia e a lungo termine), apprendimento associativo e procedurale, controllo inibitorio, processo decisionale e pianificazione.
• putamen: Questi grandi nuclei arrotondati (uno in ciascun emisfero) si trovano nel forebrain e insieme al nucleo caudato formano il striato dorsale. Il putamen è collegato al nucleo del caudato nella regione della testa del caudato. Il putamen è coinvolto nel controllo motorio volontario e involontario.
• Nucleus Accumbens: Questi nuclei accoppiati (uno in ciascun emisfero) si trovano tra il nucleo caudato e il putamen. Insieme al tubercolo olfattivo (centro di elaborazione sensoriale nel corteccia olfattiva), il nucleo accumbens costituisce la regione ventrale dello striato. Il nucleo accumbens è coinvolto nel circuito di ricompensa del cervello e nella mediazione comportamentale.
• Globus Pallidus: Questi nuclei accoppiati (uno in ciascun emisfero) si trovano vicino al nucleo caudato e al putamen. Il globus pallidus è diviso in segmenti interni ed esterni e funge da uno dei principali nuclei di uscita dei gangli della base. Invia informazioni dai nuclei dei gangli della base al talamo. I segmenti interni del pallido inviano la maggior parte dell'output al talamo tramite l'acido gamma-aminobutirrico neurotrasmettitore (GABA). GABA ha un effetto inibitorio sulla funzione motoria. I segmenti esterni del pallido sono nuclei intrinseci, che trasmettono informazioni tra altri nuclei dei gangli della base e segmenti interni del pallido. Il globus pallidus è coinvolto nella regolamentazione dei movimenti volontari.

• Nucleo subtalamico: Questi piccoli nuclei accoppiati sono un componente del diencefalo, situato appena sotto il talamo. I nuclei subtalamici ricevono input eccitatori dalla corteccia cerebrale e hanno connessioni eccitatorie al globus pallidus e sostantia nigra. I nuclei subtalamici hanno connessioni sia in entrata che in uscita al nucleo caudato, al putamen e alla sostantia nigra. Il nucleo subtalamico svolge un ruolo importante nel movimento volontario e involontario. È anche coinvolto nell'apprendimento associativo e nelle funzioni limbiche. I nuclei subtalamici hanno connessioni con il sistema limbico attraverso connessioni con l ' gyrus cingolato e nucleo accumbens.
• Substantia Nigra: Questa grande massa di nuclei si trova nel mesencefalo ed è anche un componente del tronco cerebrale. La sostantia nigra è composta dal pars compacta e il pars reticulata. Il segmento pars reticulata costituisce una delle principali uscite inibitorie dei gangli della base e aiuta nella regolazione dei movimenti oculari. Il segmento pars compacta è composto da nuclei intrinseci che trasmettono informazioni tra le fonti di input e output. È coinvolto principalmente nel controllo motorio e nel coordinamento. Le cellule compacta di Pars contengono pigmentate cellule nervose che producono dopamina. Questi neuroni della sostantia nigra hanno connessioni con lo striato dorsale (nucleo caudato e putamen) che forniscono allo striato dopamina. La sostantia nigra svolge numerose funzioni tra cui il controllo del movimento volontario, la regolazione dell'umore, l'apprendimento e l'attività relativa al circuito di ricompensa del cervello.

La disfunzione delle strutture dei gangli della base provoca diversi disturbi del movimento. Esempi di questi disturbi includono il morbo di Parkinson, la malattia di Huntington, la distonia (contrazioni muscolari involontarie), la sindrome di Tourette e l'atrofia del sistema multiplo (disturbo neurodegenerativo). I disturbi dei gangli della base sono comunemente il risultato di danni alle strutture cerebrali profonde dei gangli della base. Questo danno può essere causato da fattori come lesioni alla testa, overdose di droga, monossido di carbonio avvelenamento, tumori, avvelenamento da metalli pesanti, ictus o malattie del fegato.

Gli individui con disfunzione dei gangli della base possono presentare difficoltà a camminare con movimenti incontrollati o lenti. Possono anche presentare tremori, problemi di controllo del linguaggio, spasmi muscolari e aumento del tono muscolare. Il trattamento è specifico della causa del disturbo. Stimolazione cerebrale profonda, la stimolazione elettrica delle aree cerebrali interessate, è stata utilizzata nel trattamento del morbo di Parkinson, della distonia e della sindrome di Tourette.

• Lanciego, José L., et al. “Neuroanatomia funzionale dei gangli della base.” Prospettive di Cold Spring Harbor in medicina, Cold Spring Harbor Laboratory Press, dicembre 2012.
• Parr-Brownlie, Louise C. e John N.J. Reynolds. “Gangli basali.” Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 19 giugno 2016.
• Wichmann, Thomas e Mahlon R. DeLong. “Stimolazione cerebrale profonda per i disturbi dei gangli della base.” Gangli basali, US National Library of Medicine, 1 luglio 2011.