Abbiamo scritto che i movimenti sono organizzati per livelli. Il livello più basso concerne i riflessi, le articolazioni di muscoli tendini e ossa e la deambulazione. I motoneuroni e neuroni sensoriali preposti al controllo di questi movimenti sono situati nel midollo. Un livello più alto dell’organizzazione dei movimenti concerne la loro direzione e la loro forza. I motoneuroni e i neuroni sensoriali preposti al controllo della direzione e della forza dei movimenti si trovano nella corteccia motrice primaria e la corteccia somatosensitiva primaria.
Sappiamo che forza e direzione dei movimenti non sono codificate da singoli neuroni, ma da popolazioni di neuroni che interagiscono in un gioco combinatorio. Il gioco combinatorio è un’organizzazione spazio/temporale dei neuroni. Quest’organizzazione assomiglia all’organizzazione meccanica delle articolazioni e dei piani corporei concernenti muscoli, tendini, ossa. La differenza tra organizzazione meccanica di tessuti non nervosi e organizzazione per gioco combinatorio dei tessuti nervosi risiede nel tempo. L’organizzazione meccanica è spaziale; l’organizzazione per gioco combinatorio è spazio/temporale. Nel gioco combinatorio un singolo neurone compartecipa in tempi diversi a combinazioni diverse. In altre parole, nel gioco combinatorio, un singolo neurone concorre a codificare più direzioni e più forze.
A questo gioco combinatorio compartecipano singoli muscoli che sono innervati dai motoneuroni e che si contraggono e si rilassano in sincronia. L’organizzazione meccanica spaziale è tipica dei tessuti dei muscoli, dei tendini e delle ossa. L’organizzazione spazio/temporale per gioco combinatorio è tipica dei tessuti nervosi e dei tessuti muscolari. La prima organizzazione è rigida; la seconda organizzazione è flessibile
Il gioco combinatorio è una particolare organizzazione spazio/temporale dei neuroni ed è peculiare delle aree primarie del sistema nervoso. Nella corteccia somatosensitiva primaria, la percezione della forza e della direzione del movimento degli arti è codificata dal gioco combinatorio di popolazioni di neuroni.
Il gioco combinatorio non concerne soltanto la direzione e la forza dei movimenti. Quest’organizzazione interviene anche nella fonoarticolazione. I movimenti articolari, infatti, non sono soltanto movimenti di primo livello, il cui controllo avviene nel midollo. Vi sono movimenti articolari di livello superiore, il cui controllo avviene nelle aree primarie della corteccia. I movimenti articolari di secondo livello concernono la fonoarticolazione, cioè la produzione orale dei suoni del linguaggio. Il controllo di questi movimenti concerne neuroni sensoriali della corteccia somatosensitiva primaria e neuroni motori della corteccia motrice primaria.
Il gioco combinatorio consente ai motoneuroni di generare numerose forme che gli organi fonatori possono assumere. Lo stesso gioco combinatorio consente ai neuroni sensoriali di discriminare le numerose forme che gli organi fonatori possono assumere. La flessibilità non concerne soltanto il tessuto nervoso, ma anche la struttura degli organi fonatori. Questi ultimi possono assumere svariate forme che consentono di emettere numerosi e diversi suoni. Il gioco combinatorio, in altre parole, coinvolge anche gli organi dell’apparato fonatorio. Ogni organo fonatorio può assumere più forme. La combinazione di singole forme di ciascun organo fonatorio genera un “fonema”, che è l’unità più piccola in cui si può scomporre la singola parola.
I due livelli di controllo dei movimenti, midollare e delle aree primarie, si differenziano non solo per il gioco combinatorio, presente nel livello delle aree primarie e assente nel livello midollare, ma anche per un altro aspetto. Al primo livello l’informazione percettiva dei neuroni sensoriali e la componente esecutiva dei motoneuroni sono codificate in un unico centro, cioè il midollo. Si tratta di un centro di controllo percettivo e motorio. A livello delle aree primarie l’informazione percettiva dei neuroni sensoriali concerne la corteccia somatosensitiva primaria, mentre la componente esecutiva dei motoneuroni concerne la corteccia motrice primaria. Il controllo dei movimenti, a questo livello, richiede due centri, uno percettivo e uno esecutivo. Il centro percettivo raccoglie i flussi informativi provenienti dalla periferia muscolare tendinea, articolare e somatica. Si tratta di flussi bottom→up, in cui “bottom” è la periferia, “up” è il centro percettivo. Il centro esecutivo invia output motori ai muscoli. Si tratta di flussi top→down, in cui “top” è il centro esecutivo e “down” è la periferia muscolare.
I due livelli di controllo dei movimenti, midollare e delle aree primarie hanno in comune il fatto che codificano movimenti intrinseci. I movimenti intrinseci concernono lo stesso ente. Essi vanno differenziati dai movimenti estrinseci. Questi ultimi sono movimenti di relazione, nei quali un ente si muove rispetto a un altro.
Soffermiamoci al primo livello, quello in cui il centro di controllo è il midollo. Nei riflessi, la componente esecutiva fa contrarre/distendere le fibre intrafusale e le fibre extrafusali; la componente percettiva codifica questa contrazione/distensione e la conseguente contrazione/distensione dei tendini. Nella flessione del gomito, la componente esecutiva fa contrarre/distendere i muscoli, mentre la componente percettiva codifica questa contrazione/distensione, la conseguente contrazione distensione dei tendini e la conseguente apertura/chiusura del piano angolare del gomito. Nella deambulazione, la componente esecutiva fa contrarre/distendere i muscoli, mentre la componente percettiva codifica questa contrazione/distensione, la conseguente contrazione distensione dei tendini, la conseguente apertura/chiusura del piani angolari delle articolazione e il conseguente spostamento in avanti del corpo. In tutte queste circostanze, siamo alla presenza di movimenti intrinseci. Nessun “ente” si sposta rispetto a un altro.
Consideriamo adesso il secondo livello, in cui il controllo esecutivo è nella corteccia motrice primaria e il controllo percettivo è nella corteccia somatosensitiva primaria. Nei movimenti degli arti, la componente esecutiva codifica direzione e forza, mentre la componente percettiva codifica la stessa direzione e forza. Nella fonoarticolazione, la componente esecutiva codifica le forme assunte dagli organi dell’apparato fonatorio, mentre la componente percettiva codifica le stesse forme. In tutte queste circostanze, siamo alla presenza di movimenti intrinseci. Nessun “ente” si sposta rispetto a un altro.