CEREBELO E NUCLEOS DA BASE Curso de Neurofisiologia/Neurociências Graduação

Transcrição

1 André Ricardo Massensini, Ph.D. Bruno Rezende de Souza, Ph.D. Grace Schenatto Pereira, Ph.D. Juliana Carvalho Tavares, Ph.D. Márcio Flávio Dutra Moraes, Ph.D. Núcleo de Neurociências Departamento de Fisiologia e Biofísica Instituto de Ciências Biológicas UFMG

2 Controle do movimento Planejamento e programação Organização Espaço - Temporal

3 - Ativação dos neurônios motores e de pools de interneurônios que geram os movimentos dirigidos a metas e fazer os ajustes necessários de postura - Tronco cerebral e medula espinhal CEREBELO E NUCLEOS DA BASE Nível mais alto ESTRATÉGIA - Qual é o alvo do movimento e como melhor conseguir este alvo - Áreas de associação do neocórtex e núcleos da base do prosencéfalo Nível médio TÁTICA - Seqüências espaço-temporais da contração muscular necessárias para delicadamente e precisamente atingir o alvo estratégico - Córtex motor e cerebelo Nível mais baixo EXECUÇÃO

4 CÓRTEX MOTOR PRIMÁRIO O córtex motor é topograficamente organizado (giro pré-central do lobo frontal - área 4 de Brodman) Lesões A destruição do giro pré-central abole: todos os efeitos na musculatura distal que normalmente resulta da estimulação do córtex motor efeitos proximais produzidos por estimulação de outras áreas motoras

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10 Área pré-motora Controla os movimentos proximais que projetam o braço para o alvo. Recebe seu principal input do córtex parietal posterior. Envia projeções para o tronco cerebral (via reticuloespinhal) Controle dos músculos axiais e proximais bem como das fases iniciais de orientação do corpo e do braço em direção ao alvo.

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13 Nature 408, (2000) Real-time prediction of hand trajectory by ensembles of cortical neurons in primates JOHAN WESSBERG*, CHRISTOPHER R. STAMBAUGH*, JERALD D. KRALIK*, PAMELA D. BECK*, MARK LAUBACH*, JOHN K. CHAPIN, JUNG KIM, S. JAMES BIGGS, MANDAYAM A. SRINIVASAN & MIGUEL A. L. NICOLELIS*

14 Schwartz, Andrew B.

15 Área motora suplementar É importante para: a programação de seqüências motoras coordenação de movimentos bilaterais

16 Lesão Córtex Motor suplementar

17 Curso de Neurofisiologia/Neurociências Área motora Graduação suplementar

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19 Córtex parietal posterior Proporciona a informação visual para movimentos dirigidos a metas Córtex parietal esquerdo especializado para processar informações de linguagem Córtex parietal direito especializado para processar informações espaciais Lesões Síndome do neglect - Desenho de um relógio coloca os números de um só lado do relógio

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22 Córtex parietal posterior Neglect

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24 CEREBELO E NUCLEOS DA BASE Córtex parietal posterior

25 Cerebelo Curso de Neurofisiologia ICB

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27 Microscópico

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29 Entrada de sinais

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31 Saída dos sinais

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35 CEREBELO 10% do peso e 50% das células do cérebro; 25% do volume do crânio estrutura cristalina repetição regular de módulos de circuitos neuronais Função - Ajusta indiretamente a saída das maiores vias motoras, funcionando como um comparador Compara os comandos centrais para o movimento com o próprio movimento Compensa os erros, comparando a intenção com o desempenho

36 Aprendizagem motora Os circuitos cerebelares são modificados pela experiência e estas alterações são inputs para o aprendizado motor. Estudo dos movimentos oculares quando o campo visual é experimentalmente alterado. Reflexo vestibulo-ocular o uso de lentes prismáticas que invertem os campos visuais direito e esquerdo e invertem a direção do nistagmo Esta aprendizagem é prevenida por lesões no cerebelo.

37 Lesões cerebelares Desorganizam a coordenação motora dos membros, dos movimentos oculares e do balanço do corpo Extirpação unilateral Perturbações qualitativamente semelhantes às originadas pela lesão total. Quantitativamente são menos acentuadas que as bilaterais e se manifestam no hemicorpo do lado da lesão. Córtex verminiano distúrbios do equilíbrio e da marcha Hemisférios prejudicam os movimentos voluntários Lobo floconodular distúrbios do equilíbrio

38 Lesões cerebelares Lobo anterior (paleocerebelo) hipertonia espástica que se assemelha à rigidez de descerebração paciente consegue enfiar a linha na agulha após muitas tentativas Lobo posterior (neocerebelo) paciente nunca conseguirá enfiar a linha na agulha

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40 Distúrbios cerebelares Tremor é um movimento oscilatório sobre a articulação, devido a contrações alternadas do agonista e do antagonista. Nas lesões cerebelares ocorre tremor de ação Os distúrbios cerebelares são ipsilaterais à lesão Os sintomas da doença cerebelar tendem a melhorar gradualmente com o tempo, se a doença não progredir, especialmente se ocorrer na infância

41 Distúrbios de sinergia Sinergia descreve a coordenação e se refere à regulação da amplitude e da força do movimento ATAXIA - desorganização da sinergia -falta de regulação temporal precisa da seqüência de contrações Dismetria erro na direção e na força do movimento Membros inferiores marcha instável de base ampla (marcha de bêbado) Movimentos complexos decomposição do movimento Músculos dos olhos nistagmo Músculos da fala - disartria

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43 Distúrbios cerebelares Distúrbios do equilíbrio Incapacidade de manter a postura ereta (lesão do lobo floconodular) Distúrbios do tônus Hipotonia é mais freqüente que hipertonia Pode resultar em membro pendular (ex: depois de um reflexo patelar o membro fica balançando) Hipertonia também pode ocorrer

44 Núcleos da Base

45 Distonia do Escrivão

46 Distonia geral

47 Distonia laríngea

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50 Núcleos da base Caudado Putamen Globo pálido Substância negra Núcleo subtalâmico Sistema extrapiramidal???? Não tem conexões aferentes ou eferentes com a medula espinhal Característica da doença distúrbio de neurotransmissores

51 Entrada de sinais

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53 Controle do movimento via desinibição

54 Saída dos sinais

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56 Vou dançar + Circuito normal CÓRTEX CEREBRAL Estriado + Glu + DA - GABA- Sub Negra (compacta) Sub Negra (reticulata) + Glu N. Subtalâmico - GABA + Pálido lateral - GABA Pálido medial T. Córtico espinhal T. Córtico nuclear - GABA TALAMO N. Anterior + N. motores Medula e tronco O córtex associativo gera a vontade do movimento e antes que o córtex motor primário inicie a execução dos comandos motores, os núcleos da base, junto com córtex pré-motor, programam um refinado plano motor. Assim, os núcleos da base agem controlando o nível de excitabilidade dos neurônios talâmicos sobre o córtex motor (facilitando ou dificultando a excitabilidade dos neurônios corticais motores). Dança harmoniosamente

57 Vou dançar + CÓRTEX CEREBRAL HIPERCINESIA 1 Balismo Estriado +Glu + DA GABA- Sub Negra (compacta) Sub Negra (reticulata) + Glu N. Subtalâmico - GABA + Pálido lateral - GABA Pálido medial T. Cortico espinhal T. Cortico nuclear - GABA TALAMO N. Anterior + N. motores Medula e tronco As lesões do núcleo subtalâmico causam distúrbios motores como o balismo onde ocorrem movimentos involuntários violentos dos membros. A lesão reduz o efeito inibitório pálido-talâmico e acaba facilitando a excitação tálamo-cortical. DANÇA BALISTICA

58 HIPERCINESIA 2 Vou dançar Coreia de Huntington + 5 CÓRTEX CEREBRAL Estriado +Glu + DA GABA- Sub Negra (compacta) Sub Negra (reticulata) + Glu N. Subtalâmico - GABA Inibição do N. subtalâmico + Pálido lateral - GABA Pálido medial - GABA TALAMO N. Anterior T. Cortico espinhal T. Cortico nuclear + N. motores Medula e tronco Degeneração do estriado causam distúrbios motores hipercinéticos. A lesão do estriado aumenta a inibição do pálido sobre o n. subtalâmico. Como conseqüência, é como se o subtalâmico ficasse funcionalmente lesado e ocorreria inibição pálido-talâmica, facilitando a excitação tálamo-cortical. DANÇA BALISTICA

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60 Vou dançar + CÓRTEX CEREBRAL 5 HIPOCINESIA Parkinson Estriado +Glu + DA GABA- Sub Negra (compacta) Sub Negra (reticulata) + Glu N. Subtalâmico - GABA + Pálido lateral - GABA Pálido medial T. Cortico espinhal T. Cortico nuclear - GABA TALAMO N. Anterior + N. motores Medula e tronco As lesões da Substancia negra causa distúrbios hipocinéticos. A falta de DA no estriado causa um aumento da atividade inibitória pálido-talâmica, dificultando a excitação cortical motora. Assim o paciente apresenta quase nenhuma expressão facial, movimentos lentos, arrastando os pés quando anda e tremor de repouso dos dedos. DANÇA RIGIDAMENTE

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63 Observações clínicas Exame pós-morten Doença de Parkinson Doença de Huntington

64 Tipos caracterísitcos de distúrbios motores 1. Movimentos involuntários, incluindo tremor 2. Pobreza e lentidão de movimentos 3. Alterações na postura e no tônus muscular SN - neuromelanina parece ser polímero da DOPAMINA ou de seus metabólitos. O grau de pigmentação da SNC se correlaciona com a concentração de DA que ela contém, mas a função do pigmento não é conhecida

65 Distúrbios dos núcleos da base Coreias de Sydenham (Dança de São Vito) de Huntington Hemibalismo Doença de Parkinson

66 Coreia de Sydenham

67 Coréia de Huntington

68 Hemibalismo

69 Parkinson

70 Parkinson + DOPA

71 MPTP (1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetra hidropiridina)

72 Os núcleos da base podem contribuir para a cognição Funções motoras - putamen Funções cognitivas - caudado Em primatas lesões no córtex pré-frontal deficiência para a realização de uma tarefa alternada (memória espacial) Lesões no caudado (onde se projeta esta área cortical) causa as mesmas deficiências

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