dreapta|miniatura|350x350px| Neuroanatomia reprezintă studiul anatomiei și organizării sistemului nervos. În poza de mai sus este reprezentată o secțiune sagitală a creierului uman. Neuroanatomia reprezintă studiul structurii și organizării sistemului nervos. În opoziție cu simetria radială a anumitor animale, ale cărei sisteme nervoase constau din rețele de celule nervoase distribuite, animalele cu simetrie bilaterală au sisteme nervoase separate, bine definite. Neuroanatomia acestora din urmă este mai ușor de înțeles. La vertebrate, sistemul nervos este împărțit în două părți fundamentale: structura internă a creierului și măduva spinării, denumite colectiv sistem nervos central (SNC), și căile neuronale ce conectează SNC cu restul organismului, denumite colectiv sistem nervos periferic (SNP). Delimitarea structurilor și regiunilor sistemului nervos are o importanță majoră în explicarea funcționării lui. Spre exemplu, multe dintre cunoștințele actuale ale neurologilor vin din observarea modului în care leziunile diverselor arii cerebrale afectează comportamentul sau alte funcții neurologice.
Istorie dreapta|miniatura| Anatomia creierului, trunchiului cerebral și coloanei vertebrale superioare, ilustrată de anatomistul francez J.M. Bourgery Primul document privind studiul neuroanatomiei este un papirus egiptean datând din c. 1600 î.Hr. (papirusul Edwin Smith). Următoarea dezvoltare majoră în neuroanatomie a venit de la grecul Alcmaeon, care a stabilit în sec. al V-lea î.Hr. că creierul, nu inima, stăpânește corpul și că simțurile depind de acesta.
După Alcmaeon, mulți alți medici și filozofi au contribuit la dezvoltarea neuroanatomiei, în special: Galenus, Herophilus, Rhazes și Erasistratus. Herophilus și Erasistratus din Alexandria au fost cei mai influenți neurologi greci, studiile lor implicând disecția creierelor. Ulterior, timp de câteva secole disecția a fost un tabu, de aceea nu s-au mai înregistrat progrese majore în neuroștiință. Către sfârșitul sec. al XV-lea, papa Sixtus al IV-lea a revitalizat studiul anatomiei, îngăduind disecțiile pe cadavrele criminalilor și morților neidentificați. Ca urmare, cercetările în neuroanatomie au înflorit în perioada renascentistă.
În 1664, Thomas Willis, medic și profesor la Universitatea Oxford, a brevetat termenul „neurologie”, prin publicarea lucrării Cerebri Anatome, considerată piatra de temelie a neuroanatomiei.
Alcătuire La nivel tisular, sistemul nervos este compus din neuroni, celule gliale și matrice extracelulară. Atât neuronii cât și celulele gliale apar în multe forme (vezi lista tipurilor de celule din corpul uman adult). Neuronii sunt celule sistemului nervos ce procesează informația: percep mediul înconjurător, comunică între ei prin semnale electrice și chimice (neurotransmițători) care acționează de-a lungul sinapselor (contactul dintre doi neuroni, sau dintre un neuron și o celulă musculară; de menționat că sunt posibile efecte extrasinaptice, la fel cum se pot elibera neurotransmițători și în spațiul neuronal extracelular), stochează amintirile (memoria), produc gândurile și locomoția. Celulele gliale mențin homeostazia, produc mielină (v. oligodendrocitele) și oferă suport trofic și protecție neuronilor. Anumite celule gliale (v. astrocitele) pot propaga unde de calciu pe distanțe lungi ca răspuns la stimulare și eliberează gliotransmițători ca răspuns la schimbările de concentrație a calciului. Cicatricile (urmări ale rănilor) de la nivelul creierului conțin astrocite în număr mare. Matricea extracelulară oferă suport trofic la nivel molecular pentru celulele nervoase, transportând substanțele spre și dinspre vasele de sânge.
La nivelul organelor, sistemul nervos este alcătuit din regiuni ale creierului, cum ar fi hipocampul la mamifere sau corpurile pedunculare la muștele de oțet. Aceste regiuni sunt adesea modulare și îndeplinesc roluri particulare în căile sistemice generale ale sistemului nervos. De exemplu, hipocampul este esențial pentru formarea amintirilor ce sunt în legătură cu multe alte regiuni cerebrale. Sistemul nervos periferic conține nervi aferenți și eferenți, reprezentând mănunchiuri de fibre nervoase cu proveniența în creier, măduva spinării, sau ganglionii periferici (senzitivi sau motori), ce se ramifică repetat inervând întreg organismul. Nervii sunt constituiți în principal din axonii sau dendritele neuronilor (axoni în cazul fibrelor motorii eferente, dendrite în cazul fibrelor senzoriale aferente), alături de o varietate de membrane care le înfășoară și le împarte în fascicule nervoase.
Sistemul nervos vertebrat este împărțit în sistem nervos central și sistem nervos periferic. Sistemul nervos central (SNC) este format din creier, retină și măduva spinării, în timp ce sistemul nervos periferic (SNP) este format din toți nervii și ganglionii (pachete de neuroni periferici) din afara SNC, care conectează SNC la restul corpului. SNP este la rândul său împărțit în sistem nervos somatic și sistem nervos autonom. Sistemul nervos somatic este alcătuit din neuroni aferenți, care aduc informații senzoriale de la organele de simț somatice (ale corpului) către SNC, și neuroni eferenți, care duc instrucțiuni motorii către mușchii voluntari ai corpului. Sistemul nervos autonom poate funcționa cu sau fără controlul SNC (de unde și denumirea) și are, de asemenea, două subdiviziuni, numite sistem nervos simpatic și sistem nervos parasimpatic, care sunt importante în transmiterea comenzilor motorii către organele interne ale organismului, controlând funcții precum ritmul cardiac (bătăile inimii), respirația, digestia și salivația. Nervii autonomi, spre deosebire de nervii somatici, conțin doar fibre eferente. Semnalele senzoriale provenite de la viscere sunt transmise SNC prin nervii senzoriali somatici (de exemplu, durerile viscerale) sau prin intermediul anumitor nervi cranieni (de exemplu, semnalele chemosensibile sau mecanice).
Orientarea în neuroanatomie stanga|miniatura| RMN para-sagital al capului la un pacient cu macrocefalie benignă genetică. În anatomie în general, și în neuroanatomie în particular, sunt folosiți o serie de termeni topografici pentru a indica orientarea și localizarea, făcând referire la axele corpului/creierului. Axa SNC este adesea percepută în mod greșit a fi aproape dreaptă, când de fapt înregistrează două flexuri ventrale (cervicală și cefalică) și o flexură dorsală (flexura pontină) datorită dezvoltării diferențiale embriogenetice. Perechile de termeni cele mai des folosite în neuroanatomie sunt:
Dorsal și ventral: termenul „dorsal” se referă la partea superioară, reprezentată de calvaria craniului, iar termenul „ventral” se referă la partea inferioară a craniului, reprezentată de baza acestuia. Acești termeni au fost inițial folosiți pentru descrierea generală a animalelor, dorsum reprezentând spatele, iar ventrum reprezentând abdomenul. Astfel, în poziție ortostatică (cazul oamenilor), aspectul ventral devine anterior, iar aspectul dorsal devine posterior. Cazul capului și creierului este deosebit, deoarece se consideră convențional că gura reprezintă o extensie a pântecelui. Prin urmare, în uz obișnuit, acele părți ale creierului care se află aproape de baza craniului și, prin intermediul acesteia, aproape de cavitatea bucală, se numesc ventrale – adică partea inferioară – în timp ce părțile dorsale sunt mai aproape de bolta craniană. Pentru a evita confuzia, se face referință la bolta și baza craniului în definirea celor doi termeni, ținând cont de flexurile axiale menționate mai sus. În concluzie, termenii de „dorsal” și „ventral” au valoare relativă când fac referire la creier, depinzând de locația specifică.
Rostral și caudal: „rostal” se referă în anatomia generală la partea frontală a corpului (lat. rostrum ~ înspre nas), iar „caudal” se referă la partea posterioară a corpului (lat. cauda = înspre coadă). Dimensiunea rostrocaudală a creierului se referă la axa omonimă care reprezintă marginea (inferioară) a flexurilor pomenite mai sus, de la vârful caudal al măduvii spinării până în zona rostală din apropierea chiasmei optice. În poziție ortostatică, ceea ce la animal este rostral la om devine superior, iar ceea ce la animal este caudal la om devine inferior. Toate vertebratele dezvoltă în tubul neural o curbură anatomică pregnantă, ce rămâne detectabilă și în sistemul nervos central al organismului maturizat, cunoscută ca flexura cefalică. Aceasta din urmă îndoaie partea rostrală a SNC la 180 de grade față de partea caudală, la tranziția dintre prozencefal (axa sa terminându-se rostal cu chiasma optică), trunchiul cerebral și măduva spinării (axa ultimei fiind aproape verticală, având însă și mici curburi în dreptul flexurilor pontină și cervicală). Aceste schimbări axiale datorate flexurilor devin problematice când se încercă descrierea pozițiilor relative și planurilor de secțiune ale creierului.
Medial și lateral: „medial” reprezintă apropierea relativă de linia mediană, iar „lateral” reprezintă îndepărtarea relativă de ea.
Planurile folosite în neuroanatomie pentru orientare sunt:
Planul sagital medial împarte corpul și creierul în două părți: dreaptă și stângă. Acest plan este paralel cu planul median, putând glisa pe axa orizontală. Termenul latin (lat. sagitta = săgeată) dă denumirea suturii despărțitoare a paselor parietale stâng și drept: sutura sagitală.
Planul transversal ridică probleme metodologice. Dacă până la nivelul creierului, planul transversal este paralel cu pământul (presupunând că subiectul stă în poziție ortostatică), la nivelul creierului acesta devine perpendicular cu pământul datorită faptului că planul transversal urmează curbura tubului neural ce se formează în timpul morfogenezei.
Planul coronal este paralel cu planul feței, originea denumirii aparținând suturii omonime. Acest plan (sub această denumire) se folosește doar pentru structurile capului, nu și pentru alte părți ale corpului.
Planul orizontal este planul paralel cu orizontul. Deoarece la majoritatea animalelor axa principală a corpului este orizontală, secțiunile orizontale se vor desfășura de-a lungul lungimii măduvei spinării. În cazul omului, secțiunile orizontale sunt perpendiculare atât pe secțiunile transversale cât și pe cele sagitale. Aceleași rapoarte se păstrează și la nivelul capului, doar că secțiunile transversale sunt înlocuite cu cele coronale.
Tehnologii de cercetare Evoluțiile ce se realizează în studiul neuroanatomiei sunt corelate direct cu tehnologiile disponibile pentru desfășurarea cercetării. Multe dintre tehnicile histologice se pot aplica sistemului nervos. Pe de altă parte, există și tehnologii folosite exclusiv în neuroanatomie.
Colorație celulară În sistemele biologice, colorația este o tehnică folosită pentru a crește contrastul între anumite caracteristici ale imaginile microscopice.
Metoda de colorație Nissl folosește coloranți bazici anilini pentru a marca poliribozomii acizi din reticulul endoplasmatic rugos, ce abundă în neuroni. Aceasta permite cercetătorilor să diferențieze tipurile de celule (precum neuroni vs. celule gliale), cât și formele și dimensiunile neuronilor din diferite regiuni ale sistemului nervos (i.e. citoarhitectura celulară).