El Poligono de Willis y la circulacion cerebral

EL POLÍGONO DE WILLIS Y LA CIRCULACIÓN CEREBRAL

CONTEXTO HISTÓRICO E IMPLICACIONES DE SU DESCUBRIMIENTO

El Polígono de Willis, fue descrito por Thomas Willis en el año de 1664, en su obra denominada Cerebri Anatome (“Anatomía del Cerebro”), la cual fue considerada la mayor contribución a la anatomía descriptiva posterior a Vesalio [1,3].

Este círculo arterial, ya había sido descrito por Johann Jacob Wepfer, pero con muy poca precisión, por lo que la obra de Willis fue aceptada, siendo reconocido, por muchos autores, como el pionero del real conocimiento del sistema nervioso [2,3].

CONSIDERACIONES ANATÓMICAS

El polígono de Willis, denominado también Círculo Arterial Cerebral, es una disposición vascular, en el espacio subaracnoideo de la base del cráneo, cerca de la silla turca. Se ubica a los lados, debajo y por detrás del quiasma óptico. Se encuentra por detrás y lateral a los tubérculos mamilares y al hipotálamo.

Esta estructura está conformada por la anastomosis de las carótidas internas derecha e izquierda con la basilar, de las cuales van a nacer una serie de ramas: las arterias cerebrales anteriores (ramas de las carótidas internas) y posteriores (ramas de la basilar), las cuales, en lo fundamental, van a formar este polígono. Las cerebrales posteriores se conectan con las carótidas internas mediante la arteria comunicante posterior, mientras que las cerebrales anteriores lo hacen por medio de la arteria comunicante anterior.

De esta manera diríamos que los lados del Polígono de Willis se encuentran limitados de la siguiente manera:

• Atrás, por la bifurcación de la arteria basilar y las dos arterias cerebrales posteriores hasta la salida de las comunicantes posteriores.
• A los lados, por las comunicantes posteriores.
• Adelante, por las cerebrales anteriores hasta el lugar en que la comunicante anterior  une a ambas.

Las arterias cerebrales anteriores corren en dirección medial y rostral hacia la cisura interhemisférica; por delante del quiasma óptico.

Las arterias comunicantes posteriores corren en dirección caudal y medial, y se anastomosan con las proximales de las arterias cerebrales posteriores.

Del polígono de Willis y de los vasos cerebrales principales nacen dos tipos de ramas:

• Las arterias centrales que se originan en el polígono de Willis y las porciones proximales de las arterias cerebrales principales, penetran en la sustancia encefálica e irrigan las estructuras profundas.
• Las arterias corticales originadas de las principales arterias cerebrales, pasan por la piamadre hacia grandes regiones de la corteza cerebral, se ramifican y forman plexos superficiales que se anastomosan libremente.

RAMAS CORTICALES:

Las ramas corticales del hemisferio cerebral derivan de las arterias cerebrales anterior, media y posterior.

Arteria cerebral anterior

Nace de la bifurcación de la carótida interna, en situación lateral al quiasma y nervio óptico. Pasa en dirección rostromedial, dorsal al nervio óptico, por delante del cual se une con la arteria homónima del lado opuesto mediante la arteria comunicante anterior.

Rápidamente llega a la cisura interhemisférica y describe una curva de concavidad posterior que se amolda a la convexidad de la rodilla del cuerpo calloso. Esta arteria da origen a ciertas ramas:

1. Arteria estriada medial
2. Ramas orbitarias
3. Arteria frontopolar
4. Arteria callosomarginal
5. Arteria pericallosa

ARTERIA	ESTRUCTURAS IRRIGADAS
Estriada medial	Porción anteromedial de la cabeza del núcleo caudado, partes adyacentes de la cápsula interna y putamen, y partes de los núcleos septales; cara inferior del lóbulo frontal
Ramas orbitarias	Caras orbitaria y medial del lóbulo frontal
Frontopolar	Partes medial anterior del lóbulo frontal
Callosomarginal	Lobulillo paracentral y partes de la circunvolución del cuerpo calloso
Pericallosa	Cara medial del lóbulo parietal, incluida la precuña.

Arteria cerebral media (Silviana)

La arteria cerebral media es la continuación de la arteria carótida interna, pero no forma parte del círculo arterial cerebral. Pasa lateralmente sobre la sustancia perforada anterior e ingresa a la fosa comprendida entre el lóbulo temporal y la ínsula, en donde se divide en varias ramas voluminosas que corren hacia arriba y hacia atrás, las cuales al alcanzar el borde dorsal de la ínsula, se curvan bruscamente hacia abajo, en busca de la cisura de Silvio, hasta alcanzar la convexidad lateral del hemisferio

Las ramas de la arteria cerebral media, en la región insular, forman un triángulo llamado triángulo de Silvio. Sus límites son:

• Vértice: rama más posterior de la arteria cerebral media
• Abajo: ramas inferiores de la arteria cerebral media
• Arriba: ramas curvas dorsales de la arteria cerebral media

Cuando estas arterias ya han llegado a la convexidad del hemisferio, se encargan de irrigar:

• Circunvoluciones orbitarias
• Circunvoluciones frontales inferior y media
• Gran parte de la circunvolución precentral y postcentral [
• Lobulillos parietales superior e inferior
• Circunvoluciones temporales superior y media

Las ramas de la arteria cerebral media comprenden:

• Arterias lenticuloestriadas
• Arteria temporal anterior
• Arteria frontoorbitaria
• Ramas prerrolándica y rolándica
• Ramas parietales anterior y posterio
• Rama temporal posterior

Arterias cerebrales posteriores

Estas arterias nacen por la bifurcación de la arteria basilar a nivel del surco protuberancial superior. Luego de recibir a las arterias comunicantes posteriores, siguen un trayecto supratentorial para pasar por las caras medial e inferior de los lóbulos temporal y occipital

La arteria cerebral posterior se divide en dos ramas principales:

• Arteria temporal posterior, la cual da ramas anteriores y posteriores. 
• Arteria occipital interna, la cual se divide en arterias parietooccipital y calcarina

ARTERIA	ESTRUCTURAS IRRIGADAS
Temporal posterior
Rama temporal anterior	Cara inferior del lóbulo temporal
Ramos posteriores	Circunvoluciones occipitotemporal y lingual
Occipital interna
Parietooccipital	Regiones de la cara medial del lóbulo occipital y rodete del cuerpo calloso
Calcarina (Arteria Terminal	Corteza visual primaria

RAMAS CENTRALES

Las arterias centrales, a su vez, se subdividen en tres tipos de ramas:

• Las ramas ganglionares se originan en las porciones proximales de las principales arterias cerebrales y comunicantes que irrigan el diencéfalo, los ganglios basales y la cápsula interna.
• Las arterias ganglionares perforantes se distribuyen en cuatro grupos, denominados anteromedial, anterolateral, posteromedial y posterolateral
• Las arterias coroideas o arterias características centrales

Arterias Ganglioares Perforantes

Grupo Anteromedial

• Se originan de las arterias cerebral anterior y comunicante anterior, van a irrigar al hipotálamo anterior, al área preóptica y región supraóptica

Grupo Anterolateral

De este grupo se originan dos ramas:

• Arteria estriada medial, se origina de la arteria cerebral anterior; irriga la porción rostroventral de la cabeza del núcleo caudado y las porciones adyacentes del putamen y cápsula interna
• Arteria estriada lateral, se origina de la arteria cerebral media; irriga al núcleo caudado (excepto cola) y putamen (excepto partes caudales extremas)

Grupo Posteromedial

• Se origina de las arterias comunicante posterior y parte proximal de la arteria cerebral posterior
• Da tres ramas:
• Ramas rostrales, irrigan la hipófisis, infundíbulo y regiones tuberales de hipotálamo
• Perforantes profundas o talamoperforantes, irrigan regiones anterior y medial del tálamo
• Ramas caudales, irrigan cuerpos mamilares, región subtalámica, núcleos, núcleos mediales del tálamo, calota del mesencéfalo y pies de los pedúnculos cerebrales

Grupo Posterolateral

• Se origina en la arteria cerebral posterior; irriga los cuerpos geniculados, pulvinar, grupo nuclear lateral y grupo nuclear ventral

Arterias coroideas

Las arterias coroideas son dos:

1. Arteria coroidea anterior
2. Arterias coroideas posteriores
1. Arteria coroidea posterior medial
2. Arteria coroidea posterior lateral

La arteria coroidea anterior nace de la carótida interna, distal a la arteria comunicante posterior. Pasa primero caudalmente a través de la cintilla óptica y luego en dirección lateral hacia la cara rostromedial del lóbulo temporal; penetra en el asta inferior del ventrículo lateral a través de la cisura coroidea [6]. Su territorio de irrigación comprende:

• Plexo cororideo
• Formación del hipocampo
• Ambos segmentos del globo pálido
• Porciones ventrolaterales del brazo posterior de la cápsula interna
• Porción retrolenticular de la cápsula interna.

Sus ramas más pequeñas irrigan:

• Partes de la cintilla óptica
• Partes del complejo amigdalino
• Partes ventrales de la cola del núcleo caudado
• Partes posteriores del putamen
• Partes ventrolaterales del tálamo

Las arterias coroideas posteriores nacen de la cerebral posterior y son dos:

• Las coroideas posteriores mediales alcanzan la región del cuerpo pineal, da ramas hacia el techo, plexo coroideo del tercer ventrículo y caras superior y medial del tálamo.
• Las coroideas posteriores laterales ingresan a la fisura coroidea e irrigan el plexo coroideo del ventrículo lateral.

CONSIDERACIONES FUNCIONALES

Al Polígono de Willis se le otorga la función de nivelar la irrigación sanguínea hacia diversas partes del encéfalo, pero normalmente existe un escaso intercambio de sangre entre el lado derecho y el izquierdo del círculo arterial debido a la igualdad de la presión sanguínea. También constituye rutas alternas de flujo sanguíneo al cerebro en caso de daño arterial

CONSIDERACIONES CLÍNICAS

Las lesiones vasculares del encéfalo son extremadamente frecuentes y el defecto neurológico resultante depende del tamaño de la arteria ocluida, el estado de la circulación colateral y el área del encéfalo afectada

Oclusión de la arteria cerebral anterior

Si la oclusión de la arteria es proximal a la arteria comunicante anterior, la circulación colateral es suficiente para preservar la circulación, en cambio una oclusión distal a la arteria comunicante puede producir los siguientes signos y síntomas:

1. Hemiparesia e hemihipoestesia contralaterales que afectan principalmente la pierna y pie (lobulillo paracentral de la corteza)
2. Incapacidad para identificar correctamente objetos, apatía y cambios de la personalidad (lóbulo frontal y parietal)

Oclusión de la arteria cerebral media

La oclusión de la arteria puede producir los siguientes síntomas pero el cuadro clínico varía según el sitio de oclusión y el grado de anastomosis colaterales:

1. Hemiparesia e hemihipoestesia contralateral que afecta principalmente el rostro y el brazo (circunvoluciones precentral y poscentral)
2. Afasia, en caso de estar afectado el hemisferio izquierdo (pocas veces cuando está afectado el hemisferio derecho)
3. Hemianopsia homónima contralateral (daño en la radiación)
4. Anosognosia si está afectado el hemisferio derecho (pocas veces si está afectado el hemisferio izquierdo)

Oclusión de la arteria cerebral posterior

La oclusión de esta arteria puede producir los siguientes signos y síntomas, pero el cuadro clínico varía según el sitio de oclusión y la disponibilidad de anastomosis colaterales:

1. Hemianopsia homónima contralateral con cierto grado de visión macular (daño de la corteza calcarina, se mantiene la visión macular debido a que el polo occipital recibe irrigación colateral desde la arteria cerebral media)
2. Agnosia visual (isquemia del lóbulo occipital izquierdo)
3. Deterioro de la memoria (posible daño de la cara medial del lóbulo temporal)

Oclusión de la arteria carótida interna

La oclusión puede ocurrir sin producir síntomas ni signos o puede causar una isquemia cerebral masiva que depende del grado de anastomosis colaterales

Sus síntomas son:

1.    Hemiparesia e hemihipoestesia contralateral que afecta principalmente el rostro y el brazo (circunvoluciones precentral y poscentral)

2.    Afasia si está afectado el hemisferio izquierdo (pocas veces cuando está afectado el hemisferio derecho)

3.    Hemianopsia homónima contralateral (daño en la radiación)

4.    Anosognosia si está afectado el hemisferio derecho (pocas veces si está afectado el hemisferio izquierdo)

5.    Existe pérdida parcial o completa de la visión del mismo lado pero la pérdida permanente es rara (embolias desalojadas que alcanzan la retina a través de la arteria oftálmica)

Oclusión de la arteria vertebrobasilar

Las arterias vertebral y basilar irrigan todas las partes del sistema nervioso central en la fosa craneana posterior y a través de las arterias cerebrales posteriores irrigan la corteza visual de ambos lados. Los signos y síntomas clínicos son extremadamente variados y pueden incluir los siguientes:

1.    Pérdida de la sensibilidad termoalgésica homolateral de la cara y contralateral del cuerpo

2.    Ataques de hemianopsia o ceguera cortical completa

3.    Pérdida homolateral del reflejo nauseoso, disfagia y disfonía como resultado de lesiones de los núcleos de los nervios glosofaríngeos y vago

4.    Vértigo, nistagmo, náuseas y vómito

5.    Síndrome de Horner homolateral

6.    Ataxia homolateral y otros signos cerebelosos.

7.    Hemiparesia unilateral o bilateral.

8.    Coma. 

Via Auditiva - Neuroanatomia

El nervio coclear se origina en las células del ganglio espiral, situado en la columela de la cóclea, que tienen glutamato como principal neurotransmisor.  Las prolongaciones periféricas de estas células bipolares del ganglio espiral terminan en relación con las células ciliadas del órgano de Corti. Las prolongaciones centrales de las células ganglionares forman en nervio coclear el cual ingresa al tronco del encéfalo  en relación lateral, dorsal y ligeramente caudal al nervio vestibular. Las fibras del nervio coclear terminan en dos masas celulares en la superficie lateral del pedúnculo Cerebelosos inferior, los núcleos cocleares ventral y dorsal.

El núcleo coclear dorsal forma una eminencia en la parte más lateral del piso del cuarto ventrículo, denominada tubérculo acústico.

El núcleo coclear ventral se subdivide en un núcleo anteroventral y uno posteroventral. Las células del núcleo coclear anteroventral, en la región rostral, contienen células ovoideas densamente agrupadas. El núcleo coclear posteroventral, próximo a la raíz del nervio coclear, contienen varios tipos de neuronas, con predominio de células multipolares.

Cada una de las subdivisiones de los núcleos cocleares está organizada de manera tonotópica y tiene una representación secuencial del espectro auditivo. La representación tonotópica múltiple en todas las divisiones del complejo nuclear coclear se debe a la ordenada bifurcación y distribución de las fibras en todo el complejo. La localización tonotópica en los núcleos cocleares es inversa a la de la cóclea, las frecuencias altas se perciben en las regiones dorsales y las bajas en las ventrales.

Las vías auditivas secundarias del tronco del encéfalo son complejas. Las fibras que se originan en las tres subdivisiones de los núcleos cocleares se agrupan en tres estrías acústicas:

·         Una estría acústica ventral que se origina en el núcleo coclear ventral y sigue un trayecto l de dirección medial por el borde ventral de la calota protuberancial

·         Una estría acústica dorsal que se origina en el núcleo colear dorsal

·         Una pequeña estría acústica intermedia, que se origina en partes del núcleo coclear dorsal y del ventral.

Las fibras de las estrías acústicas dorsal e intermedia pasan medialmente dorsales en relación con el pedúnculo cerebeloso inferior. La estría acústica dorsal cruza el rafe medio ventral al fascículo longitudinal medial, y sus fibras se unen al lemnisco lateral del lado contrario. La estría intermedia atraviesa la formación reticular en una posición más ventral, cruza la línea media y también penetra al lemnisco lateral contralateral. La estría acústica ventral es de mayor tamaño que las estrías dorsal e intermedia juntas y se origina principalmente en el núcleo coclear anteroventral. En su pasaje a través de la calota, las fibras de la estría acústica  ventral terminan en la formación reticular los núcleos olivares superiores y los núcleos del cuerpo trapezoide. Los núcleos olivar superior y trapezoide dan origen a fibras auditivas terciarias que ascienden principalmente en el lemnisco lateral contralateral, mientras que en el lemnisco lateral ipsilateral no ascienden de forma directa fibras de los núcleos cocleares.

Este complejo consta de un núcleo principal con forma de S y un núcleo accesorio con forma de cuña. Los núcleos olivares superiores reciben fibras auditivas secundarias y proyectan fibras al lemnisco lateral. El lemnisco lateral, principal vía auditiva ascendente en el tronco del encéfalo, asciende en la parte lateral de la calota.

El lemnisco lateral asciende hasta el nivel mesencefálico, donde la mayor parte de las fibras terminan en el tubérculo cuadrigémino inferior el cual da origen a fibras que se proyectan al cuerpo geniculados interno a través del brazo conjuntival posterior.  Los axones originados en el nucleo geniculado interno avanzan por el segmento sublenticular de la capsula internaformando radiaciones acústicas, para terminar en la corteza auditiva. La corteza auditiva se situa en el lóbulo temporal, en el labio inferior de la cisura lateral. El área auditiva primaria (A1) o área de Heschl corresponde a las áreas 41 y 42 de Brodmann. Debajo de esta se localiza el área auditiva secundaria (A2) o área de Wernicke, perteneciente a la corteza de asociación,  que corresponde al área 22 de Brodmann.

La corteza auditiva de cada hemisferio recibe información bilateral, de modo que incluso la destrucción total de la corteza auditiva de un lado apenas produce efectos. Sin embargo la percepción de la música esta lateralizada. Por lo general esta percepción se ubica de lado derecho. El área de Heschl tiene una representación tonotopica, las frecuencias mas bajas están representadas en la zona más anterior, y las altas en la zona posterior. La corteza esta dividida en bandas de dos tipos, unas conocidas como columnas de supresión, las neuronas responden cuando las señales proceden de un oído, las otras denominadas columnas de sumacion, en la cual las neuronas responden a estimulos procedentes de los dos oídos.