Da Vinci aveva ragione: il cervelletto merita più riconoscimento

Il danno cerebellare neonatale può avere molteplici conseguenze sullo sviluppo neurologico.

L’illustrazione anatomica del cervello umano del primo Novecento (dal basso) mostra gli emisferi destro e sinistro sia del cervelletto che del cervello. “Cerebellar” è la parola sorella di “cerebrale” e significa “relativo o localizzato nel cervelletto”. “Cerebro-cerebellare” si riferisce generalmente alla connettività funzionale e all’interazione tra regioni specifiche del cervello e le sottoregioni del cervelletto.

Fonte: Wikipedia / Dominio Pubblico

Nel 1504, Leonardo da Vinci (1452-1519) fece getti di cera all’interno del cranio e scoprì due emisferi cerebrali in miniatura riposti ordinatamente sotto gli emisferi cerebrali di dimensioni Goliath che comunemente chiamiamo “cervello sinistro-destro”. Da Vinci riconobbe che questi due emisferi cerebrali a forma di kumquat, spesso trascurati, erano degni di nota perché sembravano simmetrici e interconnessi con entrambi gli emisferi cerebrali.

• La gioia di mantenere una promessa su di me
• No, non hai il cervello sinistro o il cervello destro
• È vero, il cervello creativo è collegato diversamente
• Perché usiamo solo il 10 percento del cervello?
• La dimensione del cervelletto più grande può aver aiutato i primi esseri umani a prosperare

Secondo il mio neuroscienziato padre, Leonardo da Vinci ha coniato il termine “cervelletto” (latino per “piccolo cervello”) come risposta diretta e convincente al termine “cerebrum” (latino per “cervello”). All’interno del globo cranico, il nostro “cervello intero” ha un totale di quattro emisferi: due emisferi cerebrali a nord del mesencefalo e due emisferi cerebellari a sud del mesencefalo. Usando l’analogia “globo cranico” degli emisferi settentrionale e meridionale, il mesencefalo è simile all’equatore. In particolare, il cervelletto è inferiore al 10% del volume totale del cervello, ma ospita quasi l’80% dei neuroni totali del cervello.

Da Vinci ha messo “il cervelletto” sotto i riflettori. Sfortunatamente, il cervelletto è rimasto sottovalutato e trascurato per secoli. Per fortuna, mentre la cronologia di seguito è stata tracciata, il cervelletto sta finalmente ottenendo il riconoscimento che merita.

• Una decisione Scienziata soccombere alla medicina alternativa?
• Circuiti cerebrospere ci ricordano: sapere non basta
• Come agire su un progetto scoraggiante
• Abitudini digitali sane per i bambini
• Lettura del bambino nel 1900 contro oggi

Cervelletto (in latino per “piccolo cervello”) in rosso.

Fonte: database delle scienze della vita / Wikipedia Commons

Nel XIX secolo, Marie Jean Pierre Flourens (1794-1867) identificò che il cervelletto era direttamente collegato alle funzioni motorie. Ha osservato che il danno al cervelletto ha provocato una mancanza di coordinazione e incapacità di regolare precisamente i movimenti muscolari con precisione del tempo. Oggi, ci riferiamo a questi deficit cerebellari come atassia e dismetria.

Fino alla fine del XX secolo, la maggior parte degli esperti credeva fermamente che il cervelletto fosse direttamente coinvolto nel controllo motorio coordinato, ma non era coinvolto in alcuna funzione non motorio o nei processi cognitivi.

Il 1998 fu un anno cruciale nella cronologia storica di Cerebellum

Il concetto di “sola funzione motoria” del cervelletto iniziò a cambiare nel 1998, quando Jeremy Schmahmann del Massachusetts General Hospital della Harvard Medical School pubblicò due documenti fondamentali. Il primo articolo, “The Cerebellar Cognitive Affective Syndrome,” è stato scritto insieme a Janet Sherman e pubblicato sulla rivista Brain . (CCAS è anche indicato come “Sindrome di Schmahmann.”) Il secondo articolo rivoluzionario di Schmahmann del 1998, “Dysmetria of Thought: Clinical Consequences of Cerebellar Dysfunction on Cognition and Affect”, è stato pubblicato sulla rivista Trends in Cognitive Sciences.

Sulla base del suo lavoro in corso con pazienti con atassia alla MGH iniziato nel tardo 20 ° secolo, Schmahmann è stato in grado di individuare specifici modi in cui il danno cerebellare può determinare una costellazione di deficit all’interno dei domini cognitivi della funzione esecutiva, della cognizione spaziale, del linguaggio e del comportamento .

Dall’inizio del 21 ° secolo, la nostra comprensione di come è strutturato il cervelletto e di come specifiche sottoregioni all’interno di ciascun emisfero cerebellare (e verme) influenzano le funzioni motorie e non motorie in congiunzione con il cervello si evolve a una velocità vertiginosa.

Gradienti e relazione tra cervelletto e mappe dell’attività fisica discreta (da Guell et al., 2018a) e mappe dello stato di riposo (da Buckner et al., 2011)

Fonte: Xavier Guell et al./eLife 2018 (Creative Commons)

Recentemente, Schmahmann insieme a Xavier Guell e John Gabrieli del McGovern Institute for Brain Research del MIT hanno creato mappe squisitamente dettagliate del cervelletto che collegano specifici “microzoni” cerebellari con compiti motori, task di memoria di lavoro, task di elaborazione delle emozioni, task di elaborazione sociale, linguaggio compito di elaborazione e una regione cerebellare che ha una sovrapposizione linguistica / sociale. (Per ulteriori informazioni, “Mapping the Human Cerebellum Reframes Whole-Brain Functions.”)

Ora, una nuova revisione sistematica di come il danno alle regioni isolate del cervelletto nei neonati influenza il loro neurosviluppo offre nuovi indizi sulle funzioni cerebellari. Questo articolo, “Neurevevelopmental Consequences of Preterm Isolated Cerebellar Hemorrhage: A Systematic Review”, è stato pubblicato il 19 ottobre sulla rivista Pediatrics .

Sulla base di un’analisi dettagliata dei bambini con emorragia cerebellare isolata, la revisione ha rilevato che l’incidenza di gravi ritardi in (1) cognizione, (2) abilità motorie, (3) linguaggio e (4) sviluppo comportamentale era del 38%, 39%, 41% e 38%, rispettivamente.

La prima autrice Lisa Hortensius del Dipartimento di Neonatologia dell’UMC Utrecht Brain Center Rudolf Magnus nei Paesi Bassi e coautori concludono: “Dei bambini con emorragia cerebellare isolata, dal 43% al 75% erano gravemente ritardati in cognizione, motoria, linguaggio e / o lo sviluppo comportamentale, con la più alta incidenza con il coinvolgimento del verme e con grandi sanguinamenti “.

Le ultime scoperte sull’impatto dell’emorragia cerebellare neonatale sull’outcome dello sviluppo neurologico (NDO) fanno luce su quanto danno al cervelletto possa colpire sia domini motori che non motori. Detto questo, esattamente come funziona il cervelletto e tutto ciò che il nostro “piccolo cervello” rimane in gran parte sconosciuto. Per molti ricercatori in tutto il mondo, risolvere i misteri incalcolabili del cervelletto è diventato un tipo di Santo Graal.

A partire da ora, la storia potrebbe rivelare che i getti di cera di Leonardo del 1504 rappresentano un “codice Da Vinci” molto più significativo basato sulla neuroscienza sulla timeline del cervelletto di quanto pensiamo oggi. Speriamo che la tecnologia più avanzata ci aiuti a capire meglio l’enigmatico cervelletto nel prossimo futuro. La ricerca cerebellare all’avanguardia del 21 ° secolo potrebbe portare a interventi e migliori pratiche per ottimizzare gli esiti dello sviluppo neurologico, la connettività funzionale cerebro-cerebellare e altre funzioni basate sul cervelletto nel corso della vita umana. Rimanete sintonizzati!

Riferimenti

Lisa M. Hortensius, Aicha BC Dijkshoorn, Ginette M. Ecury-Goossen, Sylke J. Steggerda, Freek E. Hoebeek, Manon JNL Benders, Jeroen Dudink. “Conseguenze sullo sviluppo neurologico dell’emorragia cerebellare isolata pretermine: una revisione sistematica.” Pediatria (Prima pubblicazione: 19 ottobre 2018) DOI: 10.1542 / peds.2018-0609

Xavier Guell, Jeremy D. Schmahmann, John DE Gabrieli, Satrajit S. Ghosh. “Gradienti funzionali del cervelletto”. ELife (Prima pubblicazione: 14 agosto 2018) DOI: 10.7554 / eLife.36652

Xavier Guell, John Gabrieli e Jeremy Schmahmann. “Rappresentazione tripla del linguaggio, della memoria di lavoro, dell’elaborazione sociale ed emotiva nel cervelletto: prove convergenti del compito e analisi del fMRI allo stato di riposo basate sul seme in un’unica grande coorte” NeuroImage (pubblicato per la prima volta online il 2 febbraio 2018) DOI: 10.1016 / j.neuroimage.2018.01.082

Jeremy D. Schmahmann e Janet C. Sherman. “La sindrome affettiva cognitiva cerebellare.” Cervello: un diario di neurologia (1998) DOI: 10.1093 / cervello / 121.4.561

Jeremy D. Schmahmann. “Dysmetria del pensiero: conseguenze cliniche della disfunzione cerebellare sulla cognizione e l’affetto”. Tendenze nelle scienze cognitive (1998) DOI: 10.1016 / S1364-6613 (98) 01218-2

Fatos Belgin Yildirim e Levent Sarikcioglu. “Marie Jean Pierre Flourens (1794-1867): uno straordinario scienziato del suo tempo” Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry (2007) DOI: 10.1136 / jnnp.2007.118380