Sostanza bianca del sistema nervoso: perché è così importante?

28 ottobre 2017 in Psicologia 123 Condivisi
La sostanza bianca del cervello

La sostanza bianca ha il compito di trasmettere l’informazione lungo tutto il sistema nervoso centrale. Il nome deriva dal colore bianco della guaina mielinica, che avvolge gli assoni dei neuroni e consente il passaggio dell’impulso elettrico da un neurone all’altro.

La sostanza bianca nel cervello si trova sotto la corteccia composta di materia grigia, mentre nel midollo spinale si trova all’esterno della sostanza grigia. È formata da assoni che inviano le informazioni sensoriali e motorie. Essa, però, è coinvolta anche in altri processi, non solo nell’invio di informazioni.

Localizzazione della sostanza bianca nel sistema nervoso centrale

La sostanza bianca dei due emisferi cerebrali è formata da tre tipi di fibre:

  • Formazioni commissurali interemisferiche: sono le fibre che uniscono i due emisferi cerebrali.  All’interno di questa categoria c’è la commissura anteriore, che unisce i bulbi olfattivi al lobo temporale. Il corpo calloso unisce l’emisfero destro a quello sinistro; se questa parte viene sezionata, si interrompe gran parte della comunicazione tra i due emisferi.
  • Fibre di proiezione: si tratta di assoni che arrivano fino alla corteccia cerebrale e si organizzano in modo da irradiare i due emisferi cerebrali.
  • Fibre di associazione: sono gli assoni che uniscono diverse zone della corteccia cerebrale dello stesso emisfero

Il midollo spinale è la porzione più abbondante del sistema nervoso centrale ed è in costante relazione con il sistema nervoso periferico; ha grande importanza in quanto a funzioni sensoriali e motorie. Il midollo è protetto dalla colonna vertebrale, la quale ammortizza i colpi per evitare possibili lesioni. Nel midollo spinale la sostanza bianca si trova all’esterno, ne ricopre la sostanza grigia, ed è organizzata in tre colonne: dorsale, laterale e ventrale.

  • La colonna bianca dorsale è formata da fibre afferenti somatiche dei nervi spinali che percorrono il midollo spinale senza creare sinapsi. Si raggruppano in due fascicoli, cuneato e gracile. Il primo raccoglie specificamente le afferenze provenienti dai segmenti toracici superiori e cervicali del midollo spinale. Il secondo, invece, riunisce le afferenze provenienti dai segmenti sacrali, lombari e toracici inferiori.
  • La colonna bianca ventrale e laterale è formata da vie nervose ascendenti, che trasportano informazioni somatiche e viscerali, e da vie discendenti, che inviano informazioni somatiche e di modulazione sensoriale.

La relazione con le funzioni cognitive

La sostanza bianca viene da sempre associata alla velocità di elaborazione, ma negli ultimi anni si è scoperto che probabilmente vi è una relazione con diverse funzioni cognitive, visto l’impatto su queste funzioni di un suo eventuale deterioramento. Sono molti gli studi che hanno tentato di chiarire il ruolo della sostanza bianca nel linguaggio, nella memoria o nell’attenzione.

Ad esempio, sembra che nei bambini con disturbo di attenzione un volume minore nella sostanza bianca frontale destra sia legato al grado di alterazione dell’attenzione sostenuta. Nei pazienti con Alzheimer e deterioramento cognitivo lieve si è riscontrato un legame significativo tra il volume della sostanza bianca e la memoria, anche la degenerazione può dipendere da quella della sostanza grigia.

Uomo che lavora al computer

La disconnessione delle fibre che uniscono il talamo alla corteccia frontale può interferire nella memoria verbale e deteriorare la memoria di lavoro. D’altro canto, l’apprendimento e la memoria visiva sono legati alla sostanza bianca parietale e temporale. La correlazione tra la memoria di lavoro e aree di sostanza bianca temporali, parietali e frontali è documentata da diversi studi.

Danno assonale diffuso

Il danno assonale diffuso è il risultato di una lesione traumatica con meccanismi di accelerazione-decelerazione o rotazione. È una delle cause più frequenti di morbilità nei pazienti con trauma cranico, in genere a seguito di incidenti d’auto. Consiste in diverse lesioni focali nella sostanza bianca da 1 a 15 mm in una caratteristica distribuzione.

Scatena una perdita immediata dei sensi; più del 90% dei pazienti rimane in stato vegetativo. Il danno assonale diffuso non provoca la morte, in quanto il tronco encefalico continua a funzionare e ad occuparsi delle funzioni vitali dell’organismo. È responsabile della maggior parte delle alterazioni di attenzione, memoria, velocità di elaborazione e alterazioni esecutive nei pazienti con traumi cranici moderati o gravi.

Stetoscopio

Il componente meccanico del trauma produce stiramento, torsione e rottura degli assoni e dei capillari cerebrali, provocando delle microemorragie. A causa dell’interruzione delle fibre ascendenti, dal punto di vista clinico, si manifestano confusione, perdita di coscienza o coma a seconda della gravità. Il grado di disconnessione determina la gravità e la durata del coma e la presenza e durata dell’amnesia post-traumatica.

A livello neuropsicologico, il danno assonale diffuso compromette la capacità di imparare e apprendere e causa alterazioni nell’attenzione, nella velocità di elaborazione delle informazioni e nelle funzioni esecutive. L’alterazione delle funzioni frontali è una costante e questo perché tali funzioni richiedono l’integrità di tutti i circuiti cortico-corticali e cortico-subcorticali coinvolti.

Patologie che provocano la degenerazione della sostanza bianca

Diverse patologie causano il deterioramento della sostanza bianca con gravi conseguenze a livello cognitivo, motorio e sensoriale. Una di queste è la malattia di Binswanger. In questo caso, l’aspetto cerebrale esterno è nella norma, ma il rapporto sostanza grigia/sostanza bianca è molto basso.

La malattia di Binswanger va dal danno degli assoni alla demielinizzazione degli stessi. I sintomi comuni sono il rallentamento della capacità di pensiero, alterazioni della memoria, confusione, apatia e perdita di interesse verso l’ambiente esterno. Il rallentamento o l’instabilità motoria sono sintomi precoci della malattia.

Paziente che cammina con l'aiuto delle stampelle

Le leucodistrofie fanno parte delle malattie che colpiscono la sostanza bianca. Si tratta di malattie genetiche rare che causano un’alterazione nel metabolismo della mielina. Le manifestazioni cliniche più comuni sono la tetraplegia, atassia, cecità, sordità e deterioramento cognitivo. Sono malattie degenerative e i primi sintomi si manifestano già durante l’infanzia.

Come avete potuto leggere in questo articolo, la sostanza bianca è una parte fondamentale del sistema nervoso. È il filo conduttore per l’informazione che riceve il nostro cervello, ma è anche un canale di comunicazione che il cervello usa per dare ordini ai diversi organi. Una buona quantità di sostanza bianca, e soprattutto una sostanza bianca in ottime condizioni, favorisce soprattutto l’attenzione e la velocità con cui eseguiamo i diversi processi cognitivi, come la presa di decisioni o l’acquisizione di nuove conoscenze.

Bibliografia

Kandel, E. R. et al. (2014), Principi di neuroscienze, Milano: Casa Editrice Ambrosiana.

Santoro, G. & Lanza, P. L. (2003), Danno assonale diffuso (DAI): http://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/19714009030160S143?journalCode=neua

Wasserman J. and Koenigsberg R.A. (2007), Diffuse axonal injury: http://emedicine.medscape.com/article/339912-overview

Guarda anche