James Papez, un neuroscienziato americano che ha aperto la strada allo studio della neuroanatomia comparativa, è nato nel 1883 e morì nel 1958. Ha identificato un circuito nel cervello dei mammiferi che sostituisce l’esperienza emotiva e l’eponimo, circuito di Papez, è saldamente stabilito nel vocabolario medico.

Papez lavorava nel laboratorio appartato della Cornell University ed era praticamente immerso nella pratica di esaminare vetrini del cervello al microscopio in uno splendido isolamento, in linea con la sua personalità placida, non interferente e ritirata, totalmente priva di ogni espediente, astuzia o vanità. Ha lavorato sui fatti stabiliti sull’ipotalamo già avanzati da Walter Canon (1871-1945), Philip Bard e Wilder Penfield (1891-1976), CJ Herrick e altri eminenti neuroscienziati prima di lui e ha identificato il circuito dopo aver iniettato il virus della rabbia nell’ippocampo di un gatto e monitorato il suo soggiorno attraverso il cervello. Il circuito di Papez parte dalla formazione dell’ippocampo, nota come subiculum, e attraversa il fornice, corpi mammillari, e poi attraverso il tratto mammillotalamico, spesso noto come tratto di Vicq d’ Azir, sinapsi nel nucleo talamico anteriore. Da lì, e raggiunge il cingolo, scorre attorno alla corteccia entorinale e ritorna alla formazione ippocampale ed è lungo circa 350 millimetri. Pubblicò le sue osservazioni nel 1937 in un articolo storico intitolato “A proposed mechanism of emotion” nella rivista Archives of Neurology and Psychiatry. Egli scrisse:

• “Il centro emotivo del processo di origine corticale può essere concepito come è stato costruito nella formazione dell’ippocampo e trasmesso alla mammillary body e poi il tratto di Vicq d’Azir (mammillothalamic tratto) e di là attraverso l’anteriore nuclei talamici alla corteccia del gyrus cinguli… le Radiazioni del processo emotivo da gyrus cinguli ad altre regioni della corteccia cerebrale aggiungere colorazione emozionale di processi psichici che si verificano altrove… è evidente che il meccanismo proposto di emozione dovrà l’ipotalamo, il nucleo talamico anteriore, il giro cingolato, l’ippocampo e le loro interconnessioni, costituiscono un meccanismo armonioso che può elaborare le funzioni dell’emozione centrale e partecipare all’espressione emotiva.”

Va notato che il concetto di un substrato anatomico per l’emozione non è iniziato con le opere di James Papez. Nel 1907, il neuropatologo bavarese Christfried Jakob (1866-1956) alludeva al cervello viscerale e concepiva la presenza di un cervello interno che sopprime i meccanismi visceri-emotivi, e basava la sua ipotesi sugli esperimenti sul cervello degenerante di scimmie e cani, nonché sui materiali autopsiati dal cervello umano.

L’aspetto inferomediale del cervello quando sezionato, sembra un limbus ed è per questo che Paul D. MacLean (1913-2007), l’influente fisiologo e psichiatra americano, preferì chiamare il circuito il sistema limbico dopo alcune modifiche e alcuni ricercatori lo chiamarono circuito Papez-MacLean. È importante sottolineare che McLean ha proposto il modello del cervello trino nell’evoluzione del proencefalo e del comportamento dei vertebrati. È costituito dal complesso rettile o dal complesso R, dal complesso paleomammaliano o dal sistema limbico e dal complesso neomammaliano o dalla neocorteccia. Il complesso rettiliano è costituito dai gangli della base e si occupa di modelli comportamentali istintivi come aggressività, dominanza, controllo del territorio e modelli ritualistici. Il complesso paleomammaliano è costituito dal setto, dall’amigdala, dall’ipotalamo, dal complesso ippocampale e dalla corteccia cingolata e nel 1952, MacLean introdusse il termine sistema limbico per riferirsi a questa parte del cervello. Questo era un concetto di importazione epocale e si ritiene che il sistema limbico si sviluppi all’inizio del corso dell’evoluzione del cervello dei mammiferi. Si pensa che questo sia responsabile della motivazione o della conazione e delle emozioni legate alla sessualità e al comportamento riproduttivo, all’alimentazione e alla pratica genitoriale. La componente finale del cervello dei mammiferi, la neocorteccia, funziona nella sfera del linguaggio, dell’astrazione, della pianificazione e della percezione. Tuttavia, negli ultimi tempi, l’idea di MacLean sul cervello trino ha incontrato serie critiche e molti neuroanatomisti comparativi contemporanei mettono in discussione la semplificazione eccessiva nell’evoluzione filogenetica dei modelli comportamentali, garantita in una struttura così complicata come il cervello umano.

Per dimostrare che l’idea di MacLean del cervello trino non è valida, i fisiologi si riferiscono alle opere di Paul Broca (1824-1880), dalla Francia, che descrisse l’aspetto mediale del cervello, più di cento anni fa, come le grand lobe limbique o il lobo limbico nel 1878, che significa limbus o un bordo curvo. Nel 1948, Paul Ivan Yakovlev (1894-1983), un neuroscienziato russo migrato negli Stati Uniti d’America, propose un circuito per le emozioni che differiva da quello descritto da Papez e MacLean, e coinvolgeva le cortecce orbitofrontale, insulare e anteriore del lobo temporale, l’amigdala e il nucleo dorsomediale del talamo. Tuttavia, nel 1952, McLean incontrò Papez alla Cornell University, discusse a fondo l’anatomia delle emozioni con lui e incluse il proencefalo, l’ipotalamo, l’amigdala e il setto nell’ambito del sistema limbico e nel tempo, il concetto di espressione emotiva è stato esteso anche alla corteccia prefrontale. Heimer e Nauta (1916-1994), lavorando negli Stati Uniti d’America e in seguito, Heimer e Van Hoesen hanno ampliato l’orizzonte dell’anatomia funzionale del sistema limbico, come intendiamo oggi. Lavori recenti suggeriscono che il cervelletto è anche operativo nell’espressione dell’emozione e forse il circuito inizia, non con l’ippocampo ma con le numerose fibre cerebellari di collegamento. Ciò è dimostrato dal fatto che le lesioni cerebellari sembrano avere un effetto inibitorio sul circuito e la stimolazione elettrica del cervelletto anteriore provoca eccitazione, aggressività e risposte di alimentazione positive.

Figura del circuito di Papez. Fonte: www.quora.com

James Papez. Fonte: www.pintrest.com

Sulla base degli esperimenti di Papez, inizialmente si credeva che il circuito da lui descritto nel 1937 fosse coinvolto dalle emozioni. La persistenza di sentimenti emotivi piacevoli o torturati, molto tempo dopo che un evento è passato, è stata interpretata in termini di fisiologia della post-scarica dell’ippocampo e della conseguente attività elettrica dell’ippocampo in corso. Il circuito collega l’ipotalamo e la corteccia e agisce come il sistema emotivo del cervello. Scrisse: “La corteccia cingolata proietta verso l’ippocampo, e l’ippocampo proietta verso l’ipotalamo attraverso il fascio di assoni chiamato fornice. Gli effetti ipotalamici raggiungono la corteccia tramite un relè nei nuclei talamici anteriori.”Le sue opinioni non furono prontamente accettate e una volta si lamentò con un amico nel 1942 che nessuno sembrava aver preso sul serio la sua opinione poiché pochissimi chiesero le ristampe. Tuttavia, nel 1939, l’interesse per il circuito era suscitata dall’opera di Heinrich Klüver (1897-1979) e Paolo Bucy (1904-1992), degli Stati Uniti d’America, uno psichiatra e un neurochirurgo, rispettivamente, che hanno segnalato prima di American Neurological Association bilaterali distruzione della maggior parte dei ippocampo e lobi temporali nelle scimmie rhesus portato a una sorta di cecità psichica, che si manifesta con agnosia visiva, orale esplorazione di oggetti, hypermetamorphosis o eccessiva visual attenzione, placidity e la perdita della naturale paura o rabbia, nella misura in cui essi erano spaventati nel presenza di serpenti. Altre caratteristiche notevoli includevano l’ipersessualità e il cambiamento nel comportamento alimentare e, quindi, la visione di Papez è stata rivendicata in larga misura. Il primo caso di sindrome umana di Klüver-Bucy venne da Terzian e Dalle-Ore nel 1955, che descrissero un maschio adulto con lobectomia temporale bilaterale che sviluppava quasi tutte le caratteristiche della sindrome. Marlowe et al. descritto il primo caso completo nel 1975 in un soggetto maschile di 20 anni con encefalite da herpes simplex.

A parte il ruolo del circuito Papez nel campo delle emozioni, alcuni lavoratori hanno trovato la prova che anche la memoria, ha le sue radici lì. Ci sono alcune prove sperimentali che esiste una forte sincronizzazione delle onde theta nell’ippocampo e nel talamo ventrale anteriore. Poiché le onde theta si occupano di problemi come la memoria e l’apprendimento, un certo numero di lavoratori ha suggerito che il circuito di Papez potrebbe essere coinvolto in funzioni mnemoniche e alcuni scienziati lo hanno ristretto anche al regno della memoria spaziale ed episodica. I corpi mammillari proiettano massicciamente al talamo anteriore attraverso il Vicq d ‘ Azir e il danno a questo tratto, al nucleo anteriore ventrale e al nucleo laterale ventrale può causare disturbi della memoria e del linguaggio e l’amnesia è la complicazione risultante. Il fornice, un fascio di fibre nervose, è altrettanto centrale per le funzioni cognitive e i danni di questo tratto può causare amnesia, Infine, le modifiche alla struttura del circuito di Papez sono stati documentati in condizioni come il morbo di Alzheimer, morbo di Parkinson, demenza semantica, la sindrome di Korsakoff, e l’amnesia globale transitoria, in cui l’amnesia è una caratteristica riconosciuta.

Tutto gainsaid, nonostante evidenti difetti nelle opere di James Papez su un circuito finora sconosciuto per il controllo delle emozioni, come dimostrato dai ricercatori successivi, le sue idee continuano a meritare uno studio serio. Commentando le sue opere, Segno Orso, Barry Connors e Michael ha commentato nel libro “Neuroscienze: Esplorando il Cervello” pubblicato nel 2007,

• “Riflettendo sul precedente lavoro di Cannone, Bard e gli altri, neurologo Americano James Papez proposto che c’è un ‘emozione sistema, e’ sdraiato sulla parete mediale del cervello, che collega la corteccia con l’ipotalamo… Papez ritiene che l’esperienza di emozioni è stato determinato dall’attività nella corteccia cingolata e, meno direttamente, altre aree corticali. Si pensava che l’espressione emotiva fosse governata dall’ipotalamo. La corteccia cingolata proietta all’ippocampo e l’ippocampo proietta all’ipotalamo attraverso il fascio di assoni chiamato fornice. Gli effetti ipotalamici raggiungono la corteccia tramite un relè nei nuclei talamici anteriori.”

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