Il Sistema Talamo Striato nell’Uomo, Scimmia e in altri Mammiferi

Cos’è il sistema talamo-striato

Nel cervello umano, il sistema talamo-striato comprende alcune strutture profonde strettamente collegate tra loro, tra cui il nucleo subtalamico (di Luys), il nucleo rosso e la substantia nigra (sostanza nera). Insieme ai nuclei della base (o gangli della base), formano un sistema di regolazione fondamentale per il controllo del movimento.

Questi nuclei non lavorano isolati: sono fittamente interconnessi tra loro e collegati con tutti i nuclei motori del tronco encefalico. La loro posizione “strategica”, tra la corteccia cerebrale e i centri motori inferiori, li rende veri e propri snodi di integrazione dei comandi che regolano il movimento.

Le funzioni: movimento e tono muscolare

Il compito principale dei nuclei della base è controllare e regolare l’attività motoria, sia volontaria sia involontaria, e il tono muscolare (cioè lo stato di tensione di base dei muscoli anche a riposo).

Questi nuclei affiancano la corteccia (in particolare le vie motorie che partono da essa) nelle funzioni motorie volontarie, quelle “decise” dall’individuo. Ma il loro ruolo va oltre: garantiscono lo svolgimento armonico dei movimenti, evitando che le azioni risultino scoordinate o a scatti. In un certo senso, mentre la corteccia decide cosa fare, i nuclei della base contribuiscono a stabilire come farlo in modo fluido ed equilibrato.

La lezione degli studi comparati

Molto di ciò che sappiamo deriva dagli studi sugli animali, che permettono confronti illuminanti. Ricerche classiche hanno mostrato che, negli animali domestici, l’asportazione della corteccia abolisce i movimenti volontari, ma non quelli automatici e specie-specifici: la deambulazione nel cane e nel gatto, il volo negli uccelli, il nuoto nei pesci restano possibili.

Non solo: in genere questi animali non presentano alterazioni nei movimenti legati all’assunzione del cibo o al soddisfacimento delle necessità corporee, e anche il tono muscolare risulta conservato. Cosa significa? Che il controllo esercitato dai nuclei della base sui centri motori sottostanti è di per sé sufficiente a garantire lo svolgimento armonico di movimenti abitudinari, anche molto complessi. È una prova convincente del fatto che i nuclei della base siano un vero centro di integrazione motoria e del tono muscolare, capace di operare in larga misura anche senza il controllo corticale.

Volontario e automatico: due sistemi che collaborano

Questi dati aiutano a comprendere una distinzione importante nel funzionamento del movimento:

• i movimenti volontari, decisi consapevolmente, dipendono in larga parte dalla corteccia;
• i movimenti automatici e abitudinari (camminare, mantenere la postura, i gesti ripetuti mille volte) possono essere gestiti in gran parte dai nuclei della base, senza richiedere un’attenzione cosciente costante.

È un’organizzazione estremamente efficiente: liberando la coscienza dal compito di controllare ogni singolo gesto, il cervello può dedicare le sue risorse “alte” alle decisioni e alla pianificazione, mentre l’esecuzione fluida è affidata a circuiti più profondi e automatizzati. È lo stesso principio per cui, imparato a guidare o a suonare uno strumento, non dobbiamo più pensare a ogni movimento: diventa automatico.

Perché questo sistema è così importante

Il buon funzionamento dei nuclei della base è essenziale per la qualità del movimento. Quando questi circuiti si alterano, possono comparire disturbi del movimento caratteristici. Un esempio noto riguarda proprio la sostanza nera, una delle strutture del sistema: la degenerazione dei neuroni che vi si trovano è associata alla malattia di Parkinson, con conseguenze su lentezza dei movimenti, rigidità e tremore. Altri disturbi dei gangli della base possono invece produrre movimenti involontari eccessivi.

Comprendere l’anatomia e la fisiologia di questo sistema: comprese le sue connessioni e la sua irrorazione sanguigna: ha dunque un valore che va ben oltre l’interesse teorico: è la base per capire, diagnosticare e trattare importanti disturbi neurologici. La ricerca comparata tra uomo, scimmia e altri mammiferi, in questo senso, resta uno strumento prezioso per ricostruire un quadro d’insieme del controllo motorio.

Domande frequenti

Cosa sono i nuclei della base?

Sono strutture profonde del cervello, fittamente interconnesse e collegate ai nuclei motori del tronco encefalico. Insieme a componenti come il nucleo subtalamico, il nucleo rosso e la sostanza nera, formano un sistema che controlla e regola l’attività motoria e il tono muscolare.

Qual è la loro funzione principale?

Regolare il movimento, sia volontario sia involontario, e il tono muscolare, garantendo che le azioni si svolgano in modo armonico e coordinato. Affiancano la corteccia nelle funzioni motorie volontarie e gestiscono in autonomia molti movimenti automatici e abitudinari.

Cosa mostrano gli studi sugli animali?

Che, asportando la corteccia, si perdono i movimenti volontari ma non quelli automatici come camminare, volare o nuotare, né quelli legati all’alimentazione, e il tono muscolare si conserva. Questo dimostra che i nuclei della base sono un vero centro di integrazione motoria, capace di operare anche senza controllo corticale.

Perché è importante studiare questo sistema?

Perché il suo malfunzionamento è alla base di importanti disturbi del movimento. La degenerazione dei neuroni della sostanza nera, per esempio, è associata alla malattia di Parkinson. Conoscere anatomia, connessioni e irrorazione di questi nuclei è essenziale per comprendere e trattare tali patologie.