disordini oculomotori da lesioni del talamo e dei nuclei della base

XXIII Incontro di strabologia e neuroftalmologia
Bosisio Parini (LC), 12 marzo 2016
DISORDINI OCULOMOTORI DA
LESIONI DEL TALAMO E DEI
NUCLEI DELLA BASE
Stefano Pensiero
SC Oculistica e Strabologia
IRCCS Burlo Garofolo di Trieste
Anatomia dei nuclei della base
(nuclei che se danneggiati producono disordini del controllo motorio)
Classificazione dei nuclei della base
a seconda della sede:
Origine telencefalica
• - Putamen
• - Nucleo caudato
• - Nucleo accumbens
Origine diencefalica
• - Globus pallidus
• - Nucleo subtalamico
Origine mesencefalica
• - Sostanza nera
• - Area tegmentale ventrale
Talamo e nuclei della base
Amigdala
• Ruolo nell’interazione sociale.
• Ruolo emozionale.
• Lesioni complete dell’amigdala producono una
riduzione severa del contatto oculare diretto
durante la conversazione.
• Probabile suo ruolo nell’autismo.
Anatomia
Anatomia
Anatomia
Terminologia
• NUCLEI DELLA BASE:
– Nuclei che, se danneggiati,
producono disordini del
controllo motorio.
• CORPO STRIATO:
– Caudato e Putamen (guscio
che avvolge il Pallido).
• NUCLEO LENTICOLARE:
– Putamen e Pallido.
Striato
RMN: Sezione coronale
Anatomia
RMN
Sezione assiale
RMN 3-Tesla
Sezione coronale
Anatomia: Mesencefalo
Origine telencefalica
• - Putamen
• - Nucleo caudato
• - Nucleo accumbens
Origine diencefalica
• - Globus pallidus
• - Nucleo subtalamico
Origine mesencefalica
• - Sostanza nera
• - Area tegmentale ventrale
Contiguità con MRF, CS, PPRF
Fisiologia: Programma motorio
(ideazione ed esecuzione dei movimenti volontari)
 Corteccia motoria:
 Seleziona un programma per ottenere un determinato
risultato motorio
 Nuclei della base:
 Avviano il programma prescelto e bloccano tutti gli altri
 Tronco encefalico e midolla spinale:
 Effettuano i singoli passaggi del programma (quando
arriva il comando dai centri superiori)
 Cervelletto:
 Confronta i risultati attesi con quelli osservati (e
corregge)
Nuclei della base:
Connessioni
1.Afferenti
2.Intrinseche
3.Efferenti
Connessioni
Circuiti nervosi coinvolgenti i nuclei
della base
Ogni circuito:
1. Origina da aree corticali accomunate da
funzioni simili
2. Percorre specifici nuclei della base e nuclei
del talamo
3. Raggiunge come proiezione finale aree del
lobo frontale
4 circuiti principali
• Circuito motorio scheletrico
• Circuito oculomotore
• Circuito della corteccia prefrontale (cognitivo)
• Circuito limbico
4 circuiti principali
▼ prefrontale limbico
►
Ora: FEF (frontal eye fiels) e SEF (supplementary eye fields)
SOSTANZA NERA MESENCEFALICA
Costituita da due parti:
• Pars reticulata (appartiene
ai nuclei efferenti e proietta
al talamo e al tronco
encefalico).
• Pars compacta (appartiene
ai nuclei intrinseci, contiene
neuroni dopaminergici i cui
assoni formano il fascio
nigro-striatale). Se lesa,
Parkinson.
Talamo “motorio”
Proiezioni finali dei 4 circuiti sul lobo
frontale (feedback)
Alterazioni dei nuclei della base, cioè
dei 4 circuiti principali
• Le malattie dei nuclei della base sono principalmente
caratterizzate dalla compromissione delle funzioni
motorie, che possono variare da una riduzione del
movimento (acinesia), accompagnata da un aumento
del tono muscolare (rigidità), alla comparsa di
movimenti involontari (ipercinesie). Instabilità
posturale.
• Inoltre disturbi psichici: ansia, insonnia, depressione,
decadimento cognitivo, allucinazioni. Abulia (apatia
con perdita di iniziativa e di risposte emozionali).
Circuito motorio scheletrico
E’ costituito da 2 vie.
Via diretta
• Putamen(IN) → Segmento
interno del pallido (OUT) →
Talamo
• facilitazione del movimento
Via indiretta
• Putamen(IN) → Segmento
esterno del pallido → Nucleo
subtalamico → Segmento interno
del pallido (OUT) → Talamo
• inibizione del movimento
La Dopamina eccita la via diretta
ed inibisce l’indiretta
Circuito motorio scheletrico:
lesioni della via diretta
• Disturbi ipercinetici:
Corea o malattia di
Huntington
• Aumento anomalo degli
impulsi eccitatori verso
la corteccia
Circuito motorio scheletrico:
lesioni della via indiretta
• Disturbi ipercinetici:
Emiballismo
• Aumento anomalo degli
impulsi eccitatori verso
la corteccia
• Lesioni del nucleo
subtalamico
Circuito motorio scheletrico:
lesioni delle vie nigro-striatali
• Disturbi ipocinetici:
Morbo di Parkinson
• Riduzione anomala degli
impulsi eccitatori verso la
corteccia
• Carenza di Dopamina
• Nel Parkinson-plus può
essere presente la
paralisi sopranucleare
progressiva (dello
sguardo verticale)
Circuito oculomotore
Corteccia cerebrale
• COF: campi oculari frontali
• COS: campi oculari supplementari
Corpo striato
• Nucleo caudato
Pallido e substantia nigra
• SNr: pars reticulata della substantia nigra
• Gpi: segmento interno del globo pallido
Talamo
• DMpl: parte laterale del nucleo dorsomediale
• VLc: parte caudale del nucleo ventrolaterale
• Vapc: parte parvocellulare del nucleo ventrale
anteriore
Circuito oculomotore
• Implicato nella regolazione dei movimenti
saccadici.
• I movimenti automatici degli occhi sono regolati
da cellule GABAergiche, che dalla zona reticolare
della sostanza negra (SNpr) raggiungono i collicoli
superiori (CS).
• Quale sia l’attività modulatoria del Talamo sulla
Corteccia Cerebrale, in questo e negli altri circuiti,
non è ancora del tutto chiara. Al Talamo arrivano
anche informazioni dal cervelletto.
Circuito oculomotore
2 vie talamo-corticali
Generazione di movimenti
saccadici volontari (VL e VA)
Feedback saccadico (MD)
• Neuroni talamici scaricano
durante i movimenti antisaccadici (alterati nel Parkinson,
schizofrenia, attention
deficit/hyperactivity disorders).
• I neuroni talamici presentano
un incremento della loro scarica
prima dell’inizio di un saccadico.
• Lesioni dei nuclei ventrali
producono incapacità a
generare saccadi volontarie.
• L’inattivazione del MD
talamo, che trasmette
segnali dal collicolo
superiore ai FEF, produce
una riduzione
dell’accuratezza dei
movimenti saccadici.
Effetto delle terapie ablative
• L’ablazione chirurgica di alcune porzioni del
talamo e dei nuclei della base o la DBS (deep
brain stimulation), effettuata tramite
stimolazioni elettriche trans-craniche ad alta
frequenza, eliminano le informazioni di
feedback alla corteccia.
• Migliorano i sintomi dei pazienti ma non
producono alterazioni significative dei
movimenti volontari.
Generazione dei movimenti oculari:
copia efferente
Sistema premotore dei movimenti
saccadici: MRF e PPRF
Strutture coinvolte nel controllo oculomotorio
Strutture corticali:
• FEF: frontal eye field
(controllo dei saccadici volontari)
• PEF: parietal eye field
(controllo dei saccadici riflessi)
• SEF: supplementary eye field
(partenza di programmi motori, sequenze)
• pre-SEF
(apprendimento dei programmi motori)
• DLPFC: dorsolateral prefrontal cortex
(inibizione saccadica, predizione, memoria
spaziale)
Funzioni corticali
• Le regioni corticali pre-frontali, che proiettano
direttamente o attraverso i nuclei della base al
CS, sono preposte alla generazione di saccadi
(nell’ambito di un processo di memorizzazione,
compresa l’anticipazione).
• La corteccia parietale posteriore (PEF) proietta
direttamente al CS ed è principalmente
deputata al ri-orientamento dell’attenzione
visiva su un nuovo target nel campo visivo.
Funzioni del Caudato
• Fa parte della via indiretta al CS, usata per la
selezione del target.
• Riceve dalla Corteccia e dalla Sostanza Nera
Compatta, trasmette alla Sostanza Nera reticolare
(SNpr) tramite una via diretta (inibitoria) ed una
indiretta (facilitatoria) attraverso il nucleo
subtalamico.
• L’azione, tonica, è quella di disinibire la SNpr per
selezionare il target (saccadici diretti
controlateralmente): memoria, attesa, attenzione,
ripetizione.
Funzioni di SNpr e Collicolo Superiore
• SNpr manda un’inibizione tonica al CS (cellule
GABAergiche): lesioni della SNpr danno
saccadi ripetitive dirette controlateralmente.
• Lesioni dei CS danno saccadi alterate verso il
lato opposto (ipometriche).
Overlapping dei sistemi saccadico ed
inseguimento lento
• A livello della sostanza nera, parte reticolata
(SNr).
• Neuroni a maggior funzione tonica
• Come nel caso delle saccadi, la SNr fornisce
una disinibizione (permissiva) dei movimenti
oculari di smooth pursuit.
• Ciò è in accordo con le alterazioni
dell’inseguimento lento rilevate in pazienti
con Parkinson.
Funzioni talamiche
• I nuclei centrali e dorsali portano la copia efferente
del comando motorio alla corteccia.
• I nuclei ventrali (in particolare VL) sono in relazione
con il cervelletto (talamo cerebellare).
• Pulvinar (porzione posteriore del Talamo):
– Infero-laterale: risponde a movimenti di immagini sulla
retina.
– Dorso-mediale: capacità di orientare l’attenzione visiva su
particolari dell’ambiente (nel campo visivo controlaterale);
capacità di interrompere la fissazione visiva.
Lesioni nei nuclei della base e del talamo
• I gangli della base sono
più spesso coinvolti
bilateralmente.
• Quando lesione
monolaterale
considerare la natura
vascolare.
Cause di lesioni dei nuclei della base e del
talamo
Talamiche:
Vascolari
Calcificazioni
Metaboliche (Fabry,
Wernicke, Wilson, Leigh,
Krabbe, gangliosidosi)
Demielinizzanti
Leucoencefalopatia
Traumi
Neoplasie
Infezioni
Status epilepticus (Pulvinar)
ecc.
Esempi
TC: calcificazioni del Pallido
TC: calcificazione dello Striato
Esempi
T2: Iperintensità asimmetrica del
Pallido in NF1
T2: iperintensità del Pallido e
infarto emorragico del Talamo
destro.
Esempi
T2: Ipointensità del Putamen
T2: iperintensità bilaterale in
Sindrome di Leigh
Esempi
Emorragia Talamica
Iperintensità porzione mediale
del Talamo in Wernicke
Esempi
Edema in preeclampsia
Glioblastoma multiforme
coinvolgente il Talamo destro
Lesioni talamiche
• Pulvinar:
– Difficoltà di indirizzare lo sguardo verso
l’emicampo controlaterale (prolungata
fissazione).
– Diminuzione dell’esplorazione visiva
spontanea.
– Latenze saccadiche normali se scomparsa
del punto di fissazione.
Lesioni talamiche
• Talamo mediale:
– Deviazione coniugata degli occhi
controlateralmente alla sede della lesione.
• Talamo caudale:
– Deviazione dello sguardo verso il basso, più spesso
con convergenza e miosi (ESOTROPIA TALAMICA).
Dovuto probabilmente anche a compressione del
tronco encefalico.
– Ma varie possibilità a seconda della localizzazione
e delle strutture adiacenti.
Lesioni del
Talamo
Wrong-way deviation
Peer at the nose: guardarsi il naso
Parkinson
• Interruzioni della fissazione
• Saccadi orizzontali e
verticali ipometriche
• Ridotto inseguimento lento
per ipometria delle saccadi
compensative
• Ridotta convergenza
• Crisi toniche oculogire
• Paralisi sopranucleare
progressiva
Saccadi ipometriche
(verso sinistra)
►
►
►
►
►
Intrusioni saccadiche, non ritmiche
Parkinsonismi (Parkinson Plus)
Alterazioni dello sguardo verticale
PSP:
(paralisi sopranucleare progressiva)
dello sguardo verticale
Huntington
• Difficoltà nell’iniziare la saccade (scuotimenti
del capo o ammiccamenti): aprassia
oculomotoria acquisita.
• Fissazione anomala (saccadic intrusions):
alterazione della SNpr.
• Ridotta velocità delle saccadi (forse per
coinvolgimento del CS o FEF).
• Inseguimento lento alterato.
Huntington
OMA acquisita
OMA acquisita:
scuotimento del capo
Altre sindromi
da
lesioni dei
nuclei della
base
Ringrazio
XXIII Incontro di strabologia e neuroftalmologia
Bosisio Parini (LC), 12 marzo 2016