La consapevolezza centro – periferia

Se osserviamo un singolo neurone, notiamo che esso ha una struttura organizzativa centro/periferia, in cui il centro è il corpo del neurone. Nella maggior parte dei casi, i neuroni hanno un centro somatico e due periferie: una dendritica e una assonale. I dendriti, presenti nella periferia omonima, sono ramificazioni che si originano direttamente dal soma; la periferia assonale comprende l’assone che è un singolo prolungamento che si origina dal soma e il terminale assonico. I flussi d’informazione, solitamente, sono raccolti dalla periferia dendritica, giungono al soma, viaggiano lungo l’assone e si diramano nei terminali assonici. (figura 1).

Figura 1) Le parti di un neurone.  Il neurone può essere ripartito in tre parti: un corpo centrale e due periferie., una dendritica, l’altra assonale.

Possiamo ripartire i flussi concernenti un singolo neurone in flussi afferenti e flussi efferenti. I flussi afferenti provengono dai dendriti e giungono al corpo centrale; i flussi efferenti provengono dal corpo centrale e giungono ai terminali assonici (figura 2).

Figura 2) Flussi di informazione nel singolo neurone. Possiamo differenziare i flussi di informazione interni al neuroni in: flussi afferenti e flussi efferenti. I primi dalla periferia dendritica giungono al corpo centrale; i secondi dal corpo centrale vanno verso i terminali assonici.

Siamo in presenza di una organizzazione centro/periferia intrinseca al neurone. Ciò significa che ogni neurone è composto di un corpo centrale da cui si diramano fibre afferenti ed efferenti.

 Se consideriamo la consapevolezza del neurone, possiamo affermare che il suo frazionamento in periferia dendritica → corpo → periferia assonale non è significativo . Il singolo neurone, infatti, non sa di essere frazionato in tre parti. Questa relazione è significativa per gli esseri umani che osservano la struttura del neurone.

I singoli neuroni sono organizzati in unità cognitive o agentive. L’unità agentiva più semplice è costituita dai neuroni funzionali al riflesso miotatico. Quest’unità è provvista di un proprio centro e di due periferie, una motoria (muscoli), l’altra percettiva (fusi neuromuscolari). Possiamo considerare l’interneurone, posto nel midollo, il centro di quest’unità. Esso riceve le informazioni sullo stato di stiramento del muscolo e invia al motoneurone il segnale di contrazione. Il neurone sensoriale è afferente, il neurone motorio è efferente (figura 3).

Figura 3) Unità agentiva del riflesso miotatico. Il centro di questa unità può essere considerato l’interneurone posto nel midollo. Il neurone afferente riceve le informazioni dai fusi neuromuscolari; il neurone efferente innerva i muscoli. Fusi neuromuscolari e muscoli sono le due periferie.

Nella figura 4 è illustrato il riflesso miotatico

Figura 4) Riflesso miotatico .Lo stiramento del muscolo è segnalato dai fusi innervati dal neurone sensoriale; l’interneurone segnala questa informazione al motoneurone che fa contrarre il muscolo.

La consapevolezza è soltanto percettiva. Se ci mettiamo dal punto di vista dell’interneurone, nell’unità agentiva, la sua consapevolezza concerne il passaggio di stato del muscolo. Quest’ultimo da stirato passa a contratto. Questo passaggio di stato è percettivo ed è codificato dai fusi neuromuscolari. Essi, infatti, trasmettono informazioni percettive concernenti lo stiramento/contrazione dei muscoli.  L’interneurone non ha alcuna consapevolezza della relazione centro/periferia, che noi umani percepiamo.

Le unità agentive concernono informazioni percettive e motorie. Tutte queste unità hanno un’organizzazione centro/periferia. Ciò significa che qualsiasi unità agentiva, di qualsiasi livello organizzativo, è costituita da un centro posto nella colonna o nell’encefalo e da due periferie una afferente (recettori sensoriali) e l’altra efferente (muscoli). Siamo in presenza di una organizzazione centro/periferia intrinseca all’unità agentiva.

Se ci soffermiamo sulla deambulazione, all’organizzazione centro/periferia si unisce l’organizzazione sinistra/destra e avanti/dietro. Sia il centro (corpi dei neuroni) che la periferia (muscoli e recettori sensoriali) sono ripartiti in sinistra/destra e avanti/dietro. Flussi d’informazione afferente ed efferente centro/periferia decussano portandosi controlateralmente a destra/sinistra e avanti/dietro.

Alcuni neuroni che trasmettono informazioni sensoriali hanno una periferia formata da dischi. E’ questo il caso dei coni e dei bastoncelli. Si tratta di fotorecettori, cioè di neuroni specializzati nella recezione della luce. Mentre i recettori fusali innervano i fusi da cui ricevono informazioni cognitive sullo stato dei muscoli, i fotorecettori hanno periferie (dischi) che trasformano il segnale luminoso in informazione cognitiva (figura 5).

Figura 5) Coni e bastoncelli .Si tratta di fotorecettori, la cui periferia è costituita da dischi. Nella periferia il segnale luminoso diventa informazione cognitiva.

Anche per quanto concerne i coni e i bastoncelli possiamo identificare due periferia e un centro (figura 6).

Figura 6) Organizzazione centro/periferia dei coni e dei bastoncelli . Anche i coni e i bastoncelli hanno un’organizzazione centro periferia. I dischi, posizionati in periferia, trasformano il segnale luminoso.

Essendo la consapevolezza di natura percettiva, i coni e i bastoncelli hanno una qualche consapevolezza dell’informazione che codificano grazie ai dischi.

Una terna di coni può generare la relazione centro (un singolo cono)/periferia (due coni).  Quest’organizzazione ternaria consente, col supporto di altri interneuroni, di frazionare in centro/periferia il campo recettivo di neuroni di livello superiore (cellule gangliari). Siamo in presenza di una relazione centro/periferia soltanto percettiva. Nella figura 7 sono illustrati il cono centrale e i due coni periferici supportati da due cellule amacrine orizzontali e da una cellula bipolare. L’insieme di queste cellule consente il frazionamento del campo recettivo di una cellula gangliare con campo recettivo centro on periferia off.

Figura 7) Organizzazione centro/periferia del campo recettivo di una cellula gangliare . Questa organizzazione si origina da coni posti uno al centro e due alla periferia. Con il supporto di interneuroni l’informazione, ripartita in centro/periferia, è convogliata verso una cellula gangliare. Quest’ultima ha un campo recettivo con centro on e periferia off

Le cellule gangliari possono essere centro on (con periferia off) oppure centro off (con periferia on). Nella figura 8) sono illustrate due cellule gangliari con centro on e periferia off  e con centro off e periferia on. A sinistra è illustrata l’informazione concernente il centro (on/off); a destra è illustrata l’informazione concernente l’informazione periferica (on/off).

Figura 8) Cellule gangliari centro on periferia off e centro off periferia on . Nell’immagine a sinistra è illustrata la generazione del campo recettivo centrale on/off; nell’immagine a destra è illustrata la generazione del campo recettivo periferico on/ off.

Anche le cellule gangliari hanno una certa consapevolezza della relazione centro/periferia, che esse stesse codificano. Siamo in presenza della più semplice forma di consapevolezza percettiva centro/periferia.

La consapevolezza centro/periferia delle cellule gangliari concerne uno spazio puntiforme.

I circuiti agentivi di livello superiore possono essere parmenidei o eraclitei. Si tratta di circuiti che vedono coinvolti le aree premotorie. I circuiti agentivi parmenidei sono funzionali alla fonoarticolazione delle sillabe, delle parole e delle frasi.  I circuiti agentivi eraclitei codificano passaggi di stato, misurazioni di grandezze, conformazioni, ecc. (figura 9).


Figura 9) Circuiti agentivi parmenidei e eraclitei. Si tratta di circuiti di livello superiore di cui fanno parte aree premotorie. I circuiti agentivi parmenidei sono funzionali alla fonoarticolazione . Di questi circuiti fa parte la corteccia associativa. I circuiti agentivi eraclitei sono funzionali al passaggio di stato, alle misurazione e ad altro. Di questi circuiti fa parte la corteccia parietale.

Tutti i circuiti agentivi hanno un’organizzazione centro/periferia. I corpi dei neuroni parietali, associativi e premotori, posti nell’encefalo, sono il centro di quest’organizzazione; la periferia è costituita dai muscoli e dai recettori sensoriali.

La consapevolezza centro/periferia è peculiare dei circuiti agentivi eraclitei ed è cosa diversa dall’organizzazione (centro/periferia)dei circuiti. Questa consapevolezza, infatti, concerne lo spazio percettivo. Circuiti agentivi eraclitei, nel loro agire generano un passaggio di stato, (oppure una misurazione, ecc.,) che viene codificato dai recettori sensoriali e inviato alla aree corticali superiori. Altri circuiti agentivi eraclitei con la focalizzazione primaria, cioè senza movimento, codificano, rendendole consapevoli, frazionamenti dello spazio in sinistra/destra, sopra/sotto, avanti/dietro e centro/periferia (figura 10).

Figura 10) Circuiti agentivi eraclitei funzionali all’azione e alla focalizzazione primaria. L’azione di questi circuiti determina un passaggio di stato, una misurazione o altro. La focalizzazione primaria genera la consapevolezza dello spazio percettivo frazionato in sinistra/destra, centro/periferia, ecc.

Soffermiamoci sul circuito premotorio/parietale FEF/ LIP. Questo circuito, funzionale ai movimenti saccadici, è un’unità agentiva che agisce generando passaggi di stato. Il muscolo passa da contratto a disteso e questa informazione è consapevole. Analizziamo il passaggio di stato consapevole codificato dal circuito FEF/LIP.

Sappiamo che la risoluzione spaziale ottimale di un oggetto o di un dettaglio avviene in un’area specifica della retina chiamata fovea. La fovea ha un diametro di 1,5 mm contiene la maggiore densità di fotorecettori (trasduttori del segnale luminoso in segnale elettrico) con capacità di discriminare minimi dettagli spaziali e specifiche lunghezze d’onda spettrali relative ai principali colori.

 Quando focalizziamo (senza movimento) una scena visiva, più stimoli esterni proiettano sulla superficie della retina frazionata in centro (fovea) e periferia. Quest’organizzazione percettiva centro/periferia si integra col passaggio di stato dell’unità agentiva. Lo stimolo, posto alla periferia del campo visivo retinico, passa al centro foveale.

L’organizzazione percettiva centro/periferia concerne anche il campo visivo. Abbiamo un campo visivo binoculare centrale con due campi visivi periferici sinistro e destro. Questi ultimi sono controlaterali. Il campo visivo destro, infatti,  proietta nella corteccia occipitale sinistra mentre il campo visivo sinistro proietta nella corteccia occipitale destra. Si notano due campi ipsilaterali sinistro e destro, senza campo centrale intermedio (figura  11).

Figura 11) Frazionamento del campo visivo. La posizione degli occhi e la presenza del chiasma ottico consente il frazionamento del campo visivo in tre parti: un centro binoculare e due periferie controlaterali sinistra e destra. Inoltre, il campo visivo è ulteriormente ripartito in: ipsilaterale destro e ipsilaterale sinistro.

Quest’organizzazione consente a circuiti premotori/ parietali eraclitei di codificare con una focalizzazione primaria senza movimento, lo spazio percettivo frazionato in: periferia controlaterale sinistra – centro binoculare – periferia controlaterale destra, nonché spazio ipsilaterale sinistro/spazio ipsilaterale destro.

Sappiamo che il campo visivo binoculare è ripartito in sinistro/destro e superiore/inferiore (figura 12).

Figura 12) Frazionamento del campo visivo binoculare . Il campo visivo binoculare è ripartito in sinistro/destro e superiore/inferiore.

Questo duplice frazionamento consente a due circuiti eraclitei premotori/parietali di codificare, con una focalizzazione primaria, lo spazio binoculare frazionato in sinistro/destro e superiore/inferiore.

Il passaggio di stato di uno stimolo in uno spazio frazionato acquista significato. Lo stimolo, infatti, può passare da destra a sinistra e viceversa, oppure da sopra a sotto e viceversa.

Acquista significato anche la posizione relativa di due stimoli sul campo visivo. Il primo può essere a destra/sinistra rispetto il secondo. Nella figura 13) il triangolo è a destra del rettangolo. Questa relazione richiede la presenza di un campo visivo attivato con la focalizzazione primaria e un passaggio dalla focalizzazione del rettangolo (riferimento) alla focalizzazione del triangolo (riferito). La freccia designa il passaggio da una focalizzazione all’altra.

Figura 13) Consapevolezza della relazione destra/sinistra . Con la focalizzazione primaria il campo visivo binoculare è percepito frazionato in sinistro/destro. Il passaggio  dalla focalizzazione del rettangolo (riferimento) alla focalizzazione del triangolo (riferito), supportato dal campo visivo frazionato in sinistro/destro, consente la consapevolezza che il triangolo è a destra del rettangolo.

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