R. NIEUWENHUYS J. VOOGD C. VAN HUIJZEN Il sistema nervoso centrale R. N J. V IEUWENHUYS OOGD C. H VAN UIJZEN Il sistema nervoso centrale Con 391 figure 2a edizione italiana tradotta e curata da Michele Papa Laboratorio di Morfologia delle Reti Neuronali Responsabile Servizio Imaging - Centro Grandi Attrezzature Dipartimento di Medicina Pubblica Clinica e Preventiva Seconda Università di Napoli Traduzione della 4a edizione di The Human Central Nervous System RUDOLF NIEUWENHUYS M.D., PH.D. JAN VOOGD M.D., PH.D. Professor emeritus of Neuroanatomy Professor emeritus of Anatomy The Netherlands Institute Department of Neuroscience for Neuroscience Erasmus University Rotterdam Meibergdreef 47 P.O. Box 2040 1105 BA Amsterdam 3000 CA Rotterdam The Netherlands The Netherlands [email protected] [email protected] CHRISTIAAN VAN HUIJZEN F.M.A.A. Medical Artist (retired) Traduzione dal titolo originale: The Human Central Nervous System, 4th Edition, Rudolf Nieuwenhuys, Jan Voog(cid:69)(cid:1)and Christiaan van Hu(cid:74)jzen © Springer Berlin Heidelberg 1978, 1981, 1988, 2008 Tutti i diritti riservati ISBN 978-88-470-1139-7 e-ISBN 978-88-470-1140-3 DOI 10.1007/978-88-470-1140-3 © Springer-Verlag Italia 2010 Quest’opera è protetta dalla legge sul diritto d’autore, e la sua riproduzione è ammessa solo ed esclusivamente nei limiti stabiliti dalla stessa. Le fotocopie per uso personale possono essere effettuate nei limiti del 15% di ciascun volume dietro pagamento alla SIAE del compenso previsto dall’art. 68, commi 4e 5, della legge 22 aprile 1941 n. 633. Le riproduzioni per uso non personale e/o oltre il limite del 15% potranno avvenire solo a seguito di specifica autorizzazione rilasciata da AIDRO, Corso di Porta Romana n. 108, Milano 20122, e-mail [email protected] e sito web www.aidro.org. 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Layout copertina: WMX Design GmbH, Heidelberg Redazione e impaginazione: IMS (Roma) e IMSW (Parigi) Stampa: Printer Trento Stampato in Italia, finito di stampare nel mese di novembre 2009 Springer-Verlag Italia S.r.l., Via Decembrio 28, I-20137 Milano Springer fa parte di Springer Science+Business Media (www.springer.com) Prefazione all’edizione italiana Un viaggio al centro del SNC dove il lettore viene condotto passo passo per strade ignote diventando da subito confidente dei luoghi, grazie alla maestria che viene dall’autore. Nel leggere questa sinossi una percezione su tutto, il senso di “Imme- diatezza della Descrizione”. Una precisione descrittiva che non cede mai all’esercizio accademico, ma è frutto del racconto in diretta di chi ha osservato per tutta la vita. Quindi, un testo dove viene sostituito il senso del tramandato, a volte male, proprio di molti trattati di neuroanatomia, con l’esperienza del vissuto. Questo racconto in diretta dell’esplorazione neuroanatomica, genera in qualche punto per il lettore forbito un senso di distacco dalla tradizione. Un modo di descrivere il nevrasse che rispetto alla descrizione dei testi in uso, tutti direttamente o indirettamente ottocenteschi, sembra rivoluzionario, mentre invece è un autentico ritorno alla tradizione anatomica pura. In alcuni punti sembra di leggere Eustachio o Severino, la certezza dell’affermazione ma anche l’esitazione che nasce dal mestiere di Anatomico, ovvero pronto a rilevare una variazione. Lo studente e lo studioso saranno lieti di leggere e apprendere la complessità e la completezza del SNC senza subire quella frustrante barriera che dà alla descrizione anatomica un ruolo statico che non le appartiene. I circuiti esistono perché sotten- dono una funzione e la funzione è la circuiteria. Qualcuno (E.G. Jones?) ha detto che lo studio del SNC agli inizi sarebbe progredito molto più celermente se Cajal avesse letto Sherrington e se Sherrington avesse letto Cajal. In questo nuovo esercizio dove tutto nasce dal SNC e tutto vi ritorna, perché quest’organo è incarnato, in nessun capitolo, in nessun paragrafo, gli autori hanno mai tralasciato di precisare ciò che è umano e ciò che non lo è. Sempre puntual- mente si informa il lettore se il riferimento è a un dato clinico o se si tratta di dati ottenuti dalla sperimentazione su animali, mai il lettore confonderà l’uomo con il ratto e viceversa, e questo sarebbe superfluo dirlo, ma è forse un’esclusiva di quest’opera. Studenti e studiosi concorderanno che lo studio dell’Anatomia spesso risulta diffi- cile, non per la massa delle informazioni, rapportabile a numerose altre discipline di ambito medico-chirurgico, ma per la necessità assoluta di visualizzare in termini spaziali quanto appreso. È vero(cid:13) l’Anatomia rappresenta un corpo dottrinale squisi- tamente visivo e questo vale anche per la Neuroanatomia. La maggiore difficoltà incontrata da studiosi e studenti nello studio del SNC risiede proprio nell’ancora maggiore difficoltà di costruire una rappresentazione visuospaziale dell’encefalo e delle vie nervose. Questo “masterpiece” che da oltre trent’anni si perfeziona, supera queste difficoltà consentendo al lettore, unico nel suo genere, di “vedere” e non di leggere la struttura del SNC. VI Prefazione all’edizione italiana In ultimo, il mio primo pensiero nell’approcciarmi a questo lavoro va ad un Maes- tro dell’Anatomia Italiana, un grande Neuroanatomico, che non ho mai incontrato, ma che con il suo lavoro mi ha permesso trent’anni fa di conoscere e di amare quest’opera: il compianto Professore Gastone Nussdorfer, cui va il mio grazie e so- no certo quello di tanti nostri allievi che hanno “consumato” la prima edizione. A conclusione di questa nota un’ultima osservazione; quando fu pubblicata la pri- ma edizione, a molti apparve “inutilmente dettagliata”, l’encefalo così in dettaglio poteva essere osservato solo in preparati “post mortem”. In solo un decennio quelle immagini costituirono la “carbon copy” dei risultati offerti dall’imaging anatomico del SNC. Sono certo che anche questa edizione “inutilmente molto più dettagliata” della precedente costituisce già uno strumento indispensabile per leggere in manie- ra utile gli articoli scientifici e i tanti testi frutto di studi condotti con le avanzate tecniche di imaging disponibili e che arriveranno nei prossimi anni. Questo e null’altro mi ha spinto a questo lavoro che spero risulti utile a quanti avranno l’esigenza di consultarlo(cid:15) Grazie. Novembre 2009 MICHELE PAPA Prefazione alla quarta edizione inglese La presente edizione di The Human Central Nervous System è completamente di- versa dalle precedenti. Nelle passate edizioni, il testo fondamentalmente era limi- tato alla sezione riguardante i diversi sistemi funzionali dell’encefalo. Questa se- zione, che nell’attuale versione è stata riscritta e aggiornata, è ora preceduta da 15 nuovi capitoli, che introducono il materiale figurativo relativo all’anatomia ma- croscopica, la vascolarizzazione e le meningi e la struttura microscopica delle di- verse parti e relativo allo sviluppo, all’anatomia topografica e funzionale del mi- dollo spinale, del tronco encefalico e del cervelletto, del diencefalo e del telencefalo. Particolare attenzione è stata posta nel trattare dati e concetti recenti. Come pro- posto dall’immagine in copertina, c’è una particolare attenzione allo sviluppo dell’encefalo in termini evoluzionistici. Nell’ambito del testo numerosi sono i correlati neuropatologici e clinici. A seguito di una lunga riflessione, abbiamo deciso di sostituire l’intera terminologia in Latino, conservata in tutte le passate edizioni, con termini in Inglese e in Latino inglesizzato. È stato un addio emozionato a termini bellissimi come decussatio hipposideriformis Wernekinkii e pontes grisei caudatolenticulares. Non solo il testo, ma anche il materiale figurativo è stato ampliato e armonizzato con l’attuale stato delle conoscenze. Sono state aggiunte più di 230 nuove illustrazioni e nume- rose altre sono state rivedute. Il numero delle sezioni macroscopiche dell’encefalo è stato considerevolmente ampliato. Nell’insieme, queste illustrazioni ora costituis- cono un atlante completo ed esauriente per interpretare gli studi di neuroimaging. Le referenze bibliografiche sono aumentate da 272 della prima e seconda edizione, alle 1553 referenze della terza edizione, a circa 4000 referenze di quella attuale. Pertanto, il testo è cresciuto in maniera considerevole, pur tuttavia il fine, di fornire una guida diretta, chiara e affidabile all’organizzazione strutturale e funzionale del sistema nervoso centrale umano per i neofiti come per gli specialisti delle scienze neurologiche, non è cambiato. Durante la preparazione di questa e delle passate edizioni abbiamo ricevuto consi- gli e aiuti da diversi colleghi; quindi la nostra gratitudine è rivolta a tutti loro. Il Professor Luis Puelles e il Dr. Iain H.M. Smart sono stati particolarmente cari nella lettura critica del capitolo relativo allo sviluppo del sistema nervoso centrale. Il Professor Jean Büttner-Ennever ha letto e offerto preziosi consigli riguardanti le modifiche apportate nel capitolo sul sistema visivo. Sono state di grande aiuto i numerosi consigli ricevuti dal Professor Harry B.M. Uylings riguardanti la struttura e la suddivisione della cortex cerebrale. Il Professor Jaak Duysens ha fornito prezio- si suggerimenti relativi alla sezione sulla Locomozione nel Capitolo 21, Sistemi motori. VIII Prefazione (cid:66)lla quarta edizione inglese Desideriamo ringraziare anche gli artisti: Mr. Wil P.M. Maas, che ha preparato numerosi disegni al tratto, e Mr. Gerben van der Meulen, che ha dato a numerose immagini l’aspetto finale e ha aiutato anche nell’etichettatura. Mrs. Jenneke Kruis- brink, bibliotecaria del Netherlands Institute of Neuroscience che ha assistito nella revisione della letteratura. L’assistenza offerta nel lavoro di segreteria da Mrs. Inge Eijkhout e nella gestione delle referenze da Mrs. Irene S. Benne meritano una spe- ciale menzione. A conclusione di questa prefazione, l’impagabile supporto morale e pratico offerto da Mrs. Suzanne Bakker M.Sc. in tutte le fasi di questo progetto merita un particolare rin- graziamento e, infine, vogliamo estendere i nostri più sinceri ringraziamenti all’editore, Springer-Verlag, e allo staff – specialmente alla Dr. Maria Magdalene Nabbe, a Mrs. Sherryl Sundell e a Mr. Klemens Schwind, per il loro cortese aiuto durante la prepara- zione di questo libro. Ottobre 2007 RUDOLF NIEUWENHUYS JAN VOOGD CHRIS VAN HUIJZEN Indice generale Sezione I Orientamento, sviluppo, anatomia macroscopica, vascolarizzazione e meningi..................................................1 1 Orientamento....................................................................................................3 Bibliografia.........................................................................................................3 2 Sviluppo....................................................................................................7 Fasi precoci della morfogenesi...........................................................................7 Formazione delle regioni encefaliche................................................................9 Istogenesi.............................................................................................................16 Struttura morfologica fondamentale...............................................................24 Midollo spinale...................................................................................................26 Rombencefalo.....................................................................................................29 Cervelletto...........................................................................................................32 Mesencefalo.........................................................................................................39 Prosencefalo........................................................................................................41 Diencefalo............................................................................................................44 Telencefalo..........................................................................................................48 Recenti conoscenze relative allo sviluppo del prosencefalo.........................53 Bibliografia.......................................................................................................59 3 Anatomia macroscopica..............................................................................67 Bibliografia.......................................................................................................71 4 Vascolarizzazione, meningi e circolazione del fluido cerebrospinale........................................................................................95 Introduzione.......................................................................................................95 Arterie dell’encefalo...........................................................................................95 Meningi, cisterne e circolazione del fluido cerebrospinale..........................97 Organi circumventricolari................................................................................99 Vene dell’encefalo..............................................................................................99 Vasi e meningi del midollo spinale................................................................100 Bibliografia.....................................................................................................101 5 Sezioni dell’encefalo....................................................................................137 Introduzione.....................................................................................................137 Sezioni coronali................................................................................................138 Sezioni perpendicolari all’asse del tronco encefalico..................................153 Sezioni sagittali.................................................................................................158 Sezioni orizzontali............................................................................................165 X Indice generale Sezione II Struttura del midollo spinale e delle strutture encefaliche..............................................................175 6 Topografia del midollo spinale, tronco encefalico e cervelletto....................................................................................................177 Midollo spinale.................................................................................................177 Introduzione................................................................................................177 Sostanza grigia del midollo spinale..........................................................178 Afferenze primarie......................................................................................180 Sostanza bianca del midollo spinale.........................................................182 Topografia del tronco encefalico e del cervelletto.......................................190 Introduzione................................................................................................190 Nuclei dei nervi cranici nel tronco encefalico........................................190 Bulbo (midollo allungato).........................................................................191 Metencefalo e cervelletto...........................................................................198 Mesencefalo.................................................................................................204 Appendice: diencefalo e corpo striato...........................................................209 Bibliografia........................................................................................................210 7 Diencefalo: introduzione ed epitalamo...............................................247 Introduzione.....................................................................................................247 Epitalamo..........................................................................................................247 Bibliografia........................................................................................................250 8 Diencefalo: talamo dorsale......................................................................253 Note introduttive.............................................................................................253 Divisione del talamo........................................................................................255 Circuiti talamici e talamocorticali.................................................................259 Gruppo nucleare ventrale...............................................................................262 Gruppo nucleare anteriore e nucleo laterale dorsale..................................263 Nucleo mediodorsale.......................................................................................264 Corpo genicolato mediale...............................................................................264 Corpo genicolato laterale................................................................................265 Gruppo nucleare laterale................................................................................265 Complesso nucleare posteriore......................................................................266 Nuclei intralaminari e della linea mediana..................................................266 Aspetti funzionali............................................................................................268 Bibliografia........................................................................................................271 9 Diencefalo: talamo ventrale o subtalamo..................................281 Note introduttive.............................................................................................281 Nuclei subtalamici...........................................................................................281 Sistemi di fibre subtalamiche.........................................................................284 Bibliografia........................................................................................................286 Indice generale XI 10 Diencefalo: ipotalamo................................................................................289 Note introduttive..............................................................................................289 Topografia e divisione.....................................................................................289 Principali canali di conduzione......................................................................290 Aspetti funzionali 1: note introduttive..........................................................293 Aspetti funzionali 2: organizzazione di specifici sistemi funzionali ipotalamici.........................................................................298 Ritmi circadiani...........................................................................................298 Ciclo sonno veglia.......................................................................................301 Risposta allo stress.......................................................................................305 Termoregolazione.......................................................................................307 Assunzione di cibo......................................................................................308 Sete................................................................................................................311 Comportamento sessuale...........................................................................314 Comportamento difensivo.........................................................................320 Aspetti funzionali 3: riepilogo e conclusioni................................................322 Bibliografia........................................................................................................323 11 Telencefalo: introduzione e sistema olfattorio.................................337 Introduzione.....................................................................................................337 Sistema olfattorio.............................................................................................341 Aspetti macroscopici..................................................................................341 Recettori olfattori........................................................................................341 Bulbo olfattorio............................................................................................343 Proiezioni olfattorie secondarie e loro sedi di terminazione.................347 Ulteriori proiezioni dell’informazione olfattoria....................................353 Sistema olfattorio accessorio e nervo terminale......................................355 Bibliografia........................................................................................................357 12 Telencefalo: ippocampo e strutture relative......................................361 Introduzione.....................................................................................................361 Topografia e struttura dell’ippocampo..........................................................366 Microcircuiti del corno di Ammone.............................................................372 Connessioni intrinseche dell’ippocampo......................................................375 Principali sistemi di connessione della formazione ippocampale e delle sue dipendenze con le altre regioni dell’encefalo.............................378 Afferenze all’ipocampo....................................................................................379 Efferenze dell’ippocampo................................................................................383 Circuito di Papez..............................................................................................386 Sinossi dei dati anatomici: aspetti funzionali e clinici.................................386 Bibliografia........................................................................................................391 13 Telencefalo: amigdala e claustro............................................................401 Amigdala...........................................................................................................401 Topografia, suddivisione e struttura.........................................................401 Sviluppo........................................................................................................403 Sistemi di connessione relativi all’amigdala............................................404 Afferenze all’amigdala................................................................................404