Un buon equilibrio è spesso dato per scontato.
Un buon equilibrio è spesso dato per scontato. La maggior parte delle persone non trova difficile attraversare un vialetto di ghiaia, passare dal camminare su un marciapiede all’erba, o alzarsi dal letto nel mezzo della notte senza inciampare. Tuttavia, con l’equilibrio compromesso queste attività possono essere estremamente faticose e a volte pericolose. I sintomi che accompagnano l’instabilità possono includere capogiri, vertigini, problemi di udito e di vista e difficoltà di concentrazione e di memoria.
Che cos’è l’equilibrio?
L’equilibrio è la capacità di mantenere il centro di massa del corpo sulla sua base di appoggio.1 Un sistema di equilibrio correttamente funzionante permette agli esseri umani di vedere chiaramente mentre si muovono, di identificare l’orientamento rispetto alla gravità, di determinare la direzione e la velocità del movimento e di fare aggiustamenti posturali automatici per mantenere la postura e la stabilità in varie condizioni e attività.
L’equilibrio è raggiunto e mantenuto da un complesso insieme di sistemi di controllo sensorimotorio che includono input sensoriali dalla visione (vista), dalla propriocezione (tatto) e dal sistema vestibolare (movimento, equilibrio, orientamento spaziale); integrazione di tali input sensoriali e output motori agli occhi e ai muscoli del corpo. Lesioni, malattie, alcuni farmaci o il processo di invecchiamento possono influenzare una o più di queste componenti. Oltre al contributo delle informazioni sensoriali, ci possono essere anche fattori psicologici che compromettono il nostro senso dell’equilibrio.
Input sensoriali
Il mantenimento dell’equilibrio dipende dalle informazioni ricevute dal cervello da tre fonti periferiche: occhi, muscoli e articolazioni e organi vestibolari (Figura 1). Tutte e tre queste fonti di informazione inviano segnali al cervello sotto forma di impulsi nervosi da speciali terminazioni nervose chiamate recettori sensoriali.
FIGURA 1. L’equilibrio è raggiunto e mantenuto da un complesso insieme di sistemi di controllo sensorimotorio.
Input dagli occhi
I recettori sensoriali nella retina sono chiamati bastoncelli e coni. Si ritiene che i bastoncelli siano meglio sintonizzati per la visione in situazioni di scarsa luminosità (ad esempio di notte). I coni aiutano la visione dei colori e i dettagli più fini del nostro mondo. Quando la luce colpisce i bastoncelli e i coni, questi inviano impulsi al cervello che forniscono indicazioni visive che identificano come una persona è orientata rispetto ad altri oggetti. Per esempio, quando un pedone cammina lungo una strada della città, gli edifici circostanti appaiono allineati verticalmente, e ogni vetrina che passa prima entra e poi esce dal campo della visione periferica.
Input dai muscoli e dalle articolazioni
L’informazione propriocettiva dalla pelle, dai muscoli e dalle articolazioni coinvolge recettori sensoriali che sono sensibili alla tensione o alla pressione nei tessuti circostanti. Per esempio, l’aumento della pressione è avvertito nella parte anteriore delle piante dei piedi quando una persona in piedi si piega in avanti. Con qualsiasi movimento delle gambe, delle braccia e di altre parti del corpo, i recettori sensoriali rispondono inviando impulsi al cervello. Insieme ad altre informazioni, queste indicazioni di allungamento e pressione aiutano il nostro cervello a determinare dove si trova il nostro corpo nello spazio.
Gli impulsi sensoriali provenienti dal collo e dalle caviglie sono particolarmente importanti. Le indicazioni propriocettive provenienti dal collo indicano la direzione in cui è girata la testa. I segnali provenienti dalle caviglie indicano il movimento o l’oscillazione del corpo rispetto alla superficie di appoggio (pavimento o terreno) e la qualità di tale superficie (per esempio, dura, morbida, scivolosa o irregolare).
Input dal sistema vestibolare
Le informazioni sensoriali su movimento, equilibrio e orientamento spaziale sono fornite dall’apparato vestibolare, che in ogni orecchio comprende l’utricolo, il sacculo e tre canali semicircolari. L’utricolo e il sacculo rilevano la gravità (informazioni in un orientamento verticale) e il movimento lineare. I canali semicircolari, che rilevano il movimento rotatorio, sono situati ad angolo retto l’uno rispetto all’altro e sono pieni di un fluido chiamato endolinfa. Quando la testa ruota nella direzione rilevata da un particolare canale, il fluido endolinfatico al suo interno rimane indietro per inerzia ed esercita una pressione contro il recettore sensoriale del canale. Il recettore invia quindi impulsi al cervello sul movimento del canale specifico che viene stimolato. Quando gli organi vestibolari su entrambi i lati della testa funzionano correttamente, inviano impulsi simmetrici al cervello. (Gli impulsi provenienti dal lato destro sono coerenti con quelli provenienti dal lato sinistro.)
Integrazione degli input sensoriali
Le informazioni sull’equilibrio fornite dagli organi sensoriali periferici – occhi, muscoli e articolazioni, e i due lati del sistema vestibolare – vengono inviate al tronco cerebrale. Lì, vengono ordinate e integrate con le informazioni apprese dal cervelletto (il centro di coordinamento del cervello) e dalla corteccia cerebrale (il centro del pensiero e della memoria). Il cervelletto fornisce informazioni sui movimenti automatici che sono stati appresi attraverso l’esposizione ripetuta a certi movimenti. Per esempio, esercitandosi ripetutamente a servire una palla, un giocatore di tennis impara a ottimizzare il controllo dell’equilibrio durante quel movimento. I contributi della corteccia cerebrale includono informazioni apprese in precedenza; per esempio, poiché i marciapiedi ghiacciati sono scivolosi, è necessario utilizzare un diverso modello di movimento per percorrerli in sicurezza.
Elaborazione di input sensoriali contrastanti
Una persona può diventare disorientata se gli input sensoriali ricevuti dai suoi occhi, dai muscoli e dalle articolazioni o dalle fonti degli organi vestibolari sono in conflitto tra loro. Per esempio, questo può accadere quando una persona è in piedi accanto a un autobus che si sta allontanando dal marciapiede. L’immagine visiva del grande autobus in movimento può creare un’illusione per il pedone che lui o lei – piuttosto che l’autobus – si stia muovendo. Tuttavia, allo stesso tempo le informazioni propriocettive provenienti dai muscoli e dalle articolazioni indicano che in realtà non si sta muovendo. Le informazioni sensoriali fornite dagli organi vestibolari possono aiutare a superare questo conflitto sensoriale. Inoltre, il pensiero e la memoria di livello superiore potrebbero costringere la persona a distogliere lo sguardo dall’autobus in movimento per guardare in basso, al fine di cercare la conferma visiva che il suo corpo non si sta muovendo rispetto al marciapiede.
Uscita motoria
Quando avviene l’integrazione sensoriale, il tronco cerebrale trasmette impulsi ai muscoli che controllano i movimenti degli occhi, della testa e del collo, del tronco e delle gambe, permettendo così alla persona di mantenere l’equilibrio e avere una visione chiara mentre si muove.
L’output motorio ai muscoli e alle articolazioni
Un bambino impara a stare in equilibrio attraverso la pratica e la ripetizione, poiché gli impulsi inviati dai recettori sensoriali al tronco cerebrale e poi ai muscoli formano un nuovo percorso. Con la ripetizione, diventa più facile per questi impulsi di viaggiare lungo quel percorso nervoso – un processo chiamato facilitazione – e il bambino è in grado di mantenere l’equilibrio durante qualsiasi attività. Esistono forti prove che suggeriscono che tale riorganizzazione sinaptica si verifica durante tutta la vita di una persona che si adatta ai cambiamenti di movimento.
Questa facilitazione del percorso è il motivo per cui i ballerini e gli atleti si allenano così duramente. Anche movimenti molto complessi diventano quasi automatici nel corso del tempo. Questo significa anche che se si dovesse sviluppare un problema con un input di informazioni sensoriali, il processo di facilitazione può aiutare il sistema di equilibrio a resettarsi e adattarsi per raggiungere di nuovo un senso di equilibrio.
Per esempio, quando una persona sta facendo le capriole in un parco, gli impulsi trasmessi dal tronco cerebrale informano la corteccia cerebrale che questa particolare attività è opportunamente accompagnata dalla vista del parco che gira in tondo. Con più pratica, il cervello impara a interpretare un campo visivo vorticoso come normale durante questo tipo di rotazione del corpo. In alternativa, i ballerini imparano che per mantenere l’equilibrio mentre eseguono una serie di piroette, devono tenere gli occhi fissi su un punto in lontananza il più a lungo possibile mentre ruotano il corpo.
Uscita motoria agli occhi
Il sistema vestibolare invia segnali di controllo motorio attraverso il sistema nervoso ai muscoli degli occhi con una funzione automatica chiamata riflesso vestibolo-oculare (VOR). Quando la testa non si muove, il numero di impulsi provenienti dagli organi vestibolari del lato destro è uguale al numero di impulsi provenienti dal lato sinistro. Quando la testa gira verso destra, il numero di impulsi dall’orecchio destro aumenta e quello dall’orecchio sinistro diminuisce. La differenza degli impulsi inviati da ciascun lato controlla i movimenti degli occhi e stabilizza lo sguardo durante i movimenti attivi della testa (ad esempio, mentre si corre o si guarda una partita di hockey) e i movimenti passivi della testa (ad esempio, mentre si sta seduti in un’auto che accelera o decelera).
Il sistema di equilibrio coordinato
Il sistema di equilibrio umano comporta un complesso insieme di sistemi di controllo sensorimotorio. I suoi meccanismi di feedback intrecciati possono essere interrotti da danni a uno o più componenti attraverso lesioni, malattie o il processo di invecchiamento. L’alterazione dell’equilibrio può essere accompagnata da altri sintomi come vertigini, vertigini, problemi di vista, nausea, affaticamento e difficoltà di concentrazione.
La complessità del sistema dell’equilibrio umano crea sfide nella diagnosi e nel trattamento della causa sottostante allo squilibrio. L’integrazione cruciale delle informazioni ottenute attraverso i sistemi vestibolare, visivo e propriocettivo significa che i disturbi che colpiscono un singolo sistema possono alterare notevolmente il normale senso di equilibrio di una persona. La disfunzione vestibolare come causa di squilibrio offre una sfida particolarmente intricata a causa dell’interazione del sistema vestibolare con il funzionamento cognitivo,2 e il grado di influenza che ha sul controllo dei movimenti oculari e della postura.
Autori: la Vestibular Disorders Association, con contributi di Mary Ann Watson, MA, e F. Owen Black, MD, FACS, e Matthew Crowson, MD