Tema 9: Sistemes sensorials i motor

1. Introducció.

2. Sistemes somestèsics

3. Sistema visual

4. Sistemes auditiu i vestibular

5. Sistema olfactiu

6. Sistema gustatori

7. Sistema motor

1. Introducció

Els sentits són zones especialitzades sensibles a certes formes d’energia. Detecten certs

estímuls i transformen l’energia al llenguatge del SN.

TIPUS D’ENERGIA RECEPTOR (corpuscle o cèl·lula que fa

TRANSDUCCIÓ)

MODALITAT SENSORIAL

Electromagnètics (espectre visible)

Fotoreceptors (cons i bastonets)

Visió

Mecànica (vibració) Cèl·lules ciliades de la còclea Audició

Química (molècules dissoltes en l’aire)

Neurones de l’epiteli olfactori Olfacte

Química (molècules dissoltes en saliva)

Cèl·lules de botons gustatoris Gust

Mecànica (pressió, vibració...) Tèrmica Estímuls mecànics, químics o tèrmics que danyen el teixit

Neurones sensorials ganglis arrel dorsal o ganglis del trigemin

Somestèsia: Tacte epicrític (discriminatiu, fi) o protopàtic (“groller”) Temperatura Nociocepció

Mecànica Receptors de músculs i articulacions (terminals de neurones sensorials)

Somestèsia: Propiocepció o cinestèsia

El sistema nerviós central rep informació sensorial del món extern i del medi intern. Aquesta es

condueix mitjançant axons que es troben en el SNP (sistema nerviós perifèric) fins el central.

Els sistemes sensorials són conjunts d'òrgans altament especialitzats que permeten als

organismes captar una àmplia gamma de senyals provinents del medi ambient. Això és

fonamental perquè aquests organismes puguin adaptar-se a aquest mitjà.

Però, per als organismes és igualment fonamental recollir informació des de el seu medi intern

de manera que aconsegueixen regular eficaçment la seva homeòstasi. Per a aquests fins

existeixen igualment sistemes de detectors que representen formes diferents de receptors,

amb una organització morfofuncional diferent i que podem anomenar receptors sensitius.

Els dos grups de receptors estan lligats a sistemes sensorials / sensitius que presenten un pla

similar d'organització funcional i tots dos són capaços de transformar l'energia dels estímuls en

llenguatge d'informació que manegen els organismes (senyals químics, potencials locals i

propagats). És a dir, els dos grups de receptors són capaços de transduir informació.

A cada sistema sensorial o sensitiu és fonamental la cèl·lula receptora. És ella la cèl·lula

transductora, és a dir, la que és capaç de traduir l'energia de l'estímul en senyals

recognoscibles i manejables (processament de la informació) per l'organisme. Aquestes

senyals són transportades per vies nervioses específiques (feixos de axons) per a cada

modalitat sensorial fins als centres nerviosos. En aquests, l'arribada d'aquesta informació

provoca la sensació i la seva posterior anàlisi, per aquests centres nerviosos, portarà a la

percepció. La sensació i la percepció són llavors, processos íntimament lligats a la funció dels

receptors.

Els receptors sensorials situats per tot l'organisme capten informació: els situats a la pell,

informació exteroceptiva, els dels músculs, tendons i articulacions, informació propioceptiva.

En les vísceres o òrgans interns també es capta informació interoceptiva.

La informació que arriba a la medul·la ho fa a través dels nervis espinals, proporcionant

sensibilitat general. Els estímuls han d'assolir l'escorça cerebral per ser conscients d'ells. En el

seu camí passa pel tàlem, excepte l'olfacte, que va directament a l'escorça. Ens adonem d'una

sensació quan s'analitza la informació en l'escorça sensorial primària. D'allà és enviada a l'àrea

d'associació d'aquesta modalitat sensorial.

En àrees d'associació unimodal les informacions són comparades i emmagatzemades.

L'escorça d'associació polimodal és on es combina la informació sensorial amb altres

informació. Part anterior (lòbul frontal) funcions executores com la planificació d'una resposta,

presa de decisions, etc.

2. Sistemes somestèsics

Aquí s'inclou la informació exteroceptiva i la propiocepció conscient. És conduïda a la medul·la

a través de nervis espinals.

Rep, a través del tàlem, els impulsos que regeixen la sensibilitat corporal general procedents

de la pell, els teixits, músculs, articulacions i tendons del costat oposat del cos.

Es troba en la circumvolució central posterior, darrere de la cissura de Rolando i davant de la

representació motora (senyalat en blau).

Funcions de l'Àrea Somestèsica:

Apreciació de les diferències de pes.

Discriminació espacial.

Localització tàctil.

Apreciació de mida i forma.

Semblances o diferències de temperatura.

Tots els aspectes de la sensació que requereixen comparació i judici.

Procés dels dos sistemes somestèsics:

Sistema de la columna dorsal-lemisc (tacte epicrític i propiocepció)

Des dels receptors de la cama, la primera neurona

sensorial condueix la informació fins al bulb ipsilateral.

Aquesta neurona té el soma al gangli dorsal i això s’estén al

llarg de l’arrel dorsal i del fascicle de la columna dorsal de

la medul·la espinal fins al bulb, on fa sinapsi al nucli Gracilis

amb la segona neurona sensorial.

Des del bulb, la segona neurona sensorial condueix la

informació fins al tàlem contralateral. Aquesta neurona té

el soma en el nucli Gracilis i el seu axó creua la línea mitja i

s’estén, formant part del lemnisc medial, fins al nucli

ventral posterolateral del tàlem.

Des del nucli ventral posterolateral del tàlem, una tercera

neurona projecta la informació fins a l’escorça somestèsica

primària, situada a la circumvolució postcentral (lòbul

parietal).

La via neuroanatòmica que porta la informació somestèsica de la part superior del cos és

similar a la que acabem de veure, però amb sinapsi en el nucli cuneatus del bulb.

La informació somestèsica de la cara i part del cap és conduïda pel nervi trigemin (V parell

cranial) fins al nucli sensorial del trigemin situat al tronc de l’encèfal. Des d’aquí, la informació

es contralateralitzada i arriba al nucli ventral posterolateral del tàlem pel fascicle trigèmino-

talàmic. Una tercera neurona conduirà la informació fins a l’escorça somestèsica primària.

Fascicle espinotalàmic (tacte prtopàtic, tempreatura i dolors)

Des dels receptors del tronc i les extremitats, la primera neurona sensorial condueix la

informació fins a la banya dorsal ipsilateral de la medul·la espinal. Aquesta neurona té el soma

al gangli dorsal i el seu axó s’estén per l’arrel dorsal fins a la banya, on fa sinapsi amb la segona

neurona sensorial.

Des de la banya dorsal, la segona neurona sensorial condueix la informació fins al tàlem

contralateral. Aquesta neurona té el soma a la banya dorsal ipsilateral i el seu axó creua la línia

mitja en el mateix segment medul·lar i s’estén, formant part del fascicle espinotalàmic, fins al

nucli ventral posterolateral del tàlem.

Aquest fascicle forma part de la columnes lateral i ventral de la medul·la espinal.

Des del nucli ventral posterolateral del tàlem, una tercera neurona projecta la informació fins a

l’escorça somestèsica primària situada a la circumvolució postcentral (lòbul parietal).

La informació somestèsica de la cara i part del cap és conduïda pel nervi trigemin (V parell

cranial) fins al nucli sensorial del trigemin situat al tronc de l’encèfal. Des d’aquí la informació

es contralateralitza i arriba al nucli ventral posteromedial del tàlem pel fascicle trigèmino-

talàmic. Una tercera neurona conduirà la informació fins a l’escorça somestèsica primària.

Organització somatotòpica

Els axons dels sistemes somestèsics, tant els d ela columna dorsal-lemnisc medial com els del

fascicle espinotalàmic, estan organitzats somatotòpicament. Aquesta organització reflecteix la

topografia del cos, és a dir, la seva organització especial.

Com a exemple d’aquesta organització mostrarem la columna dorsal i l’escorça somestèsica

primària. Els axons de la columna dorsal estan ordenats en funció de la procedència de la

informació que condueixen. Els més medials condueixen informació de la part inferior del cos i

els més laterals de la superior.

La superfície de l’escorça dedicada al processament d’una regió del cos no reflecteix el seu

tamany sinó la seca sensibilitat. Així doncs, la representació cortical del cos (homuncle

sensorial= està deformada per la importància funcional de cada regió.

El sistema somestèsic inclou diferents modalitats somestèsiques. Els sentits somàtics ens

permeten processar informació tant del món extern com del propi món intern. Per això

inclouen diferents nivells de somestèsia.

El principal òrgan sensorial de la somestèsia que ens permet relacionar-nos amb el medi

extern (exterocepció) és la pell.

Submodalitats somestèsiques:

• Tacte epicrític (sistema de la columna dorsal-leminsc medial): tacte fi que ens permet

discriminar el lloc on s’ha rebut l’estimulació

• Tacte protopàtic (fascicle espino-talàmic): tacte no discriminatiu que ens dóna

informació sobre la regió estimulada, però sense precisar el lloc exacte d’estimulació.

• Propiocepció: informació de la tensió muscular i del grau de flexió de les articulacions

que permet conèixer la posició de les diferents parts del cos.

• Temperatura

• Dolor

Escorça somestèsica (senyalar l’àrea primària i la d’associació)

3. Sistema visual

Aquest sistema està situat en el lòbul occipital. En ell s'aprecien zones específiques per a la

visió de la màcula o central, per a la perifèria de la retina i per les meitats superior i inferior de

la retina.

El nervi òptic i la retina es desenvolupen a partir de la vesícula encefàlica primària

prosencefàlica. La visió s'inicia amb la formació d'una imatge del món exterior sobre la retina

fotorreceptora. La retina codifica la informació visual mitjançant l'emissió de neurones que es

projecten en l'encèfal a través del nervi òptic.

La major part de tot el camp visual és captada pels dos ulls. Només les regions més laterals són

captades únicament per l’ull ipsilateral. Com que el cristal·lí inverteix la imatge a la retina: el

camp visual dret és captat per l’hemiretina (meitat de la retina) esquerra de cada ull i el camp

visual esquerra és captat per l’hemiretina dreta de cada ull.

Camp visual esquerre (el dret és el mateix però a la inversa)

La informació és captada per l’hemiretina nasal de l’ull

ipsilateral i per l’hemiretina temporal de l’ull contralateral.

Des de la retina, els axons de les neurones ganglionars

portaran la informació fins al tàlem, concretament fins al

nucli geniculat lateral del tàlem, formant el nervi òptic (II

parell cranial) i el tracte òptic. En el quiasme òptic els axons

que provenen de l’hemiretina nasal creuen la línia mitja

mentre que els que provenen de l’hemiretina temporal

segueixen ipsilateralment. Així doncs, al tàlem dret arriba la

informació del camp visual esquerre. La major part

d’aquesta informació ha estat captada pels dos ulls. En canvi,

la part més lateral només és captada per un ull.

Des d’aquí la informació és conduïda a l’escorça visual

primària dreta, en el lòbul occipital.

Escorça visual

L’escorça visual primària es troba situada a l¡àrea 17 de Brodmann

en el lòbul occipital. En concret al voltant i per dins de la cissura

calcarina. Par tant, la major part està oculta.

La major part de les seves aferències provenen del nucli geniculat

lateral del tàlem i la major part d eles seves eferències projecten

cap a l’escorça visual d’associació (escorça extraestriada).

L’escorça visual té una organització retinotòpica (representació topogràfica de la retina).

L’escorça visual d’associació correspon a les àrees 18 i 19 de Brodmann, situades al lòbul

occipital. Rep informació des de l’àrea visual primària i continua el seu processament. Des

d’aquí, el processament de la informació visual continua dorsalment ca l’escorça parietal

posterior (corrent dorsal; localització d’objectes) i ventralment cap a l’escorça inferolateral

(corrent ventral; reconeixement d’objectes).

4. Sistemes auditiu i vestibular

Sistema auditiu

La informació auditiva captada per les cèl·lules ciliades de la còclea és transmesa a les

neurones que formen la branca auditiva del VII parell cranial. Els axons d’aquestes neurones

porten la informació fins als nuclis coclears del bulb, on fan sinapsis.

A partir dels nuclis coclears la informació és conduïda per dues vies simultànies:

VIA PRINCIPAL CONTRALATERAL

L’axó de les neurones dels nuclis coclears

creua la línia mitja i sinapta amb neurones

del nucli olivar contralateral. Llavors, els

axons de les neurones de l’oliva bulbar

condueixen la informació fins els col·licles

inferiors del mesencèfal, formant el fascicle

anomenat lemnisc lateral.

Els axons de les neurones dels col·licles

inferiors condueixen la informació fins el

cos geniculat medial del tàlem. Des del

tàlem, la informació és conduïda fins a

l’escorça auditiva primària, localitzada en

el lòbul temporal.

VIA SECUNDÀRIA IPSILATERAL

A la via ipsilateral, els axons de les

neurones coclears condueixen la

informació auditiva fins els col·licles

inferiors ipsilaterals, bé de forma directa o

bé amb una sinapsi intermitja en el nucli

olivar ipsilateral. Des d’aquí la via segueix

fins a l’escorça auditiva primària fent relleu

en el tàlem, però de forma ipsilateral.

Escorça auditiva

Es troba situada en els lòbuls temporals, per sota de

la cissura lateral o de Silvio.

Des de l’àrea primària la informació és conduïda a

l¡àrea d’associació auditiva que està relacionada

amb la percepció d’aquesta informació. Així, la lesió

d’aquesta àrea provoca agnòsia auditiva.

Totes dues àrees continuen per la part ventral de la

cissura de Silvio.

Sistema vestibular

El sentit de l’equilibri el proporciona les estructures de l’oïda interna denominades en conjunt

aparell vestibular. Els moviments del cap fan que el líquid contingut en aquestes estructures

doni lloc a la inclinació de les cèl·lules ciliades sensitives, i aquesta inclinació o moviment dóna

lloc a la producció de PA.

El sentit de l’equilibri, que proporciona orientació respecte la gravetat, es deu a la funció d’un

òrgan denominat aparell vestibular. L’aparell vestibular i una estructura amb forma de caragol

denominada còclea implicada en l’audició, formen l’oïda intern en l’interior de l’os temporal

del crani. L’aparell vestibular està constituït per dues parts:

1. Els òrgans otòlits que són el utricle i el sàcul.

2. Els canals semicirculars.

La informació captada pels receptors

dels òrgans vestibulars és transmesa a

les neurones que formen la branca

vestibular del VIII parell cranial. Els

axons d’aquestes neurones porten

informació fins als nuclis vestibulars

ipsilaterals de la protuberància, on fan

sinapsis.

Des d’aquí la informació es condueix de

forma bilateral cap a diversos nuclis de

la regió posterior dels dos tàlems. Des

del tàlem, la informació és conduïda fins

a l’escorça vestibular, situada en zones

discretes de la part inferior del lòbul

parietal.

Les estructures sensitives de l’aparell vestibular i de la còclea es troben en l’interior del

laberint membranós, una estructura tubular plena d’un líquid la composició del qual és similar

a la del líquid intracel·lular. Aquest líquid se denomina endolinfa.

5. Sistema olfactiu

L'inici del procés olfactiu és la detecció dels odorants, que són les molècules químiques

responsables de l'olor, pels receptors d'odorants que es troben en les neurones olfactives del

nas (receptors de l’epiteli olfactori). Aquesta informació és transmesa a les cèl·lules mitrals del

bulb olfactori situat just per sobre de la cavitat nasal a la base del lòbul frontal.

Des d’aquí, les cèl·lules mitrals condueixen la informació a través del tracte olfactori, cap a

l’escorça olfactòria primària situada a la regió medial del lòbul temporal.

La informació olfactòria pels receptors de l’epiteli és transmesa a les cèl·lules mitrals del bulb

olfactori situat per sobre del a cavitat nasal a la base del lòbul frontal. Des d’aquí, les cèl·lules

mitrals condueixen la ifnormació a través del tracte olfactori cap a l’escorça olfactòria primària

situada a la regió medial del lòbul temporal.

L’escorça olfactòria primària inclou princpilament l’escorça

piriforme i els nuclis corticomedials de l’amígdala.

Finalment, la infromació és conduïda, via tàlem, fins a la regió

posterolateral de l’escorça orbitofrontal on s’integra amb la

informació gustativa per donar lloc al sabor.

6. Sistema gustatori

En cadascuna d'aquestes papil·les trobem nombrosos

botons gustatius dels quals parteixen les fibres nervioses

que condueixen la informació del gust fins al nucli del

tracte solitari, situat al bulb. Els axons d’aquestes neurones

formen part dels parells cranials, VII (facial), IX

(glossofaringi) i X (vague).

Des d’aquí, les segones neurones condueixen la informació

fins al tàlem (nucli ventral posteromedial.

Des del tàlem la informació és conduïda a l’escorça

gustativa primària situada principalment a l’escorça frontal

insular i opercular.

Finalment, la informació és conduïda fins a la regió

posterolateral de l’escorça orbitofrontal on s’integra amb la

informació olfactòria per donar lloc al sabor.

Però per rebre el sentit del gust en tota la seva plenitud, intervenen a més les cèl·lules que

reconeix la textura i temperatura i per descomptat les cèl·lules de l'olfacte que es consideren

com una part importantíssima del gust.

Tradicionalment, a Occident es consideren només quatre sabors, mentre que a Orient hi ha

cinc, a saber:

Sabor àcid: com la llimona

Sabor amarg: com la quinina

Sabor dolç: com el sucre

Sabor salat: com el clorur sòdic (sal comuna) o l'aigua de mar

Saborós o umami: com el glutamat. El umami és l'últim dels gustos incorporat a la llista

el 1908 pel fisiòleg japonès Kikunae Ikeda

7. Sistema motor

La funció final més important del sistema nerviós és regular les activitats corporals. Això

s'aconsegueix mitjançant regulació:

de la contracció dels músculs estriats en tot el cos

de la contracció del múscul llis en els òrgans interns

de la secreció de les glàndules tant exocrines com endocrines en moltes parts de

l'organisme.

Aquestes activitats es diuen de manera col·lectiva funcions motores del sistema nerviós, la

part d'aquest relacionat directament amb la transmissió dels senyals cap als músculs i les

glàndules es diu divisió motora del sistema nerviós.

Existeixen diversos circuits al sistema nerviós central que processen informació destinada al

control motor. El resultat final d’aquest procés haurà d’arribar a les motoneurones espinals i

troncoencefàliques que seran les encarregades de conduir-lo fins als músculs.

Fonamentalment existeixen 2 grups de vies que condueixen les instruccions motores fins a les

motoneurones:

Via del control voluntari del moviment

La programació dels moviments

voluntaris es duu a terme a les

escorces premotora i motora

suplementària. Des d’aquí

aquesta informació serà conduïda

fins a l’escorça motor primària.

Des de l’escorça motora primària

la informació és conduïda fins a:

Nuclis motors del tronc de l’encèfal per controlar moviments de la cara (fascicle

corticotubular).

Banya ventral de la medul·la espinal per controlar fonamentalment moviments

precisos de les extremitats (fascicle corticoespinal).

Des d’aquí, la informació és conduïda cap als músculs per les motoneurones. A l’alçada del

bulb, els axons que formen aquests fascicles creuen la línia mitja i en concret el creuament dels

axons del fascicle corticoespinal s’anomena decussació de les piràmides.

Vies del control automàtic del moviment

Les vies de control automàtic del moviment s’originen en diversos nuclis del tronc de l’encèfal i

modulen l’activitat de les motoneurones.

Aquestes vies reben el nom genèric de vies extrapiramidals. Entre aquestes vies destaquem:

Els fascicles retículoespinals, que s’originen a la formació reticular i regulen el to

muscular.

Els fascicles vestíbuloespinals, que s’originen als nuclis vestibulars i es relacionen amb

el manteniment de l’equilibri.