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Si tratta di 12 paia di nervi che emergono simmetricamente dalla superficie dell'encefalo. Ad eccezione del 4° paio (trocleare), che origina dalla superficie dorsale del mesencefalo, emergono tutti dalla superficie ventrale o laterale dell'encefalo. Si enumerano a partire da quello che emerge più rostralmente passando a quelli più caudali.
1°) il nervo olfattivo ha il suo punto di emergenza in corrispondenza del bulbo olfattivo del telencefalo; è formato dall'insieme dei filamenti olfattivi che recano al bulbo olfattivo. Le cellule olfattive occupano l'area di mucosa olfattiva corrispondente alla lamina cribrosa dell'etmoide attraverso la quale fuoriescono dal cranio. Annesso a questo primo paio di nervi cranici è anche il nervo terminale di cui si esclude qualsiasi funzione olfattiva mentre restano incerte tutte le altre.
2°) il nervo ottico deriva dalla vescicola ottica del diencefalo; è un fascio di fibre che si forma in corrispondenza della papilla del nervo ottico. Fuoriesce dal cranio a livello del foro ottico. I due nervi ottici si portano dall'avanti all'indietro e dall'esterno all'interno scambiandosi le fibre a livello del chiasma ottico.
3°) il nervo oculomotore emerge a livello della fossa interpeduncolare del mesencefalo ed ha il suo punto di uscita dal cranio a livello della fessura orbitaria superiore. È un nervo effettore composto da fibre effettrici somatiche e da una piccola componente di fibre effettrici viscerali. Queste ultime nascono dal nucleo parasimpatico del mesencefalo e conducono impulsi ai due muscoli intrinseci dell'occhio: sfintere della pupilla (costrizione pupillare) e ciliare (accomodazione). Sono innervati dall'oculomotore anche muscoli estrinseci dell'occhio: elevatore della palpebra superiore, retto superiore, mediale e inferiore ed il muscolo obliquo inferiore. Al di sotto di questo decorrono anche il nervo trocleare e quello oftalmico.
4°) il nervo trocleare (o patetico) emerge dalla superficie dorsale (unico tra i nervi cranici) del mesencefalo. Innerva il muscolo obliquo superiore dopo aver attraversato la fessura orbitaria superiore. A tale nervo si aggiungono, per anastomosi, rami del plesso cavernoso dell'ortosimpatico.
5°) il nervo trigemino è il più voluminoso dei nervi cranici ed origina dalla superficie ventrale del ponte. Lungo il suo decorso presenta una zona di maggior sviluppo (ganglio semilunare del Gasser) dal quale prendono origine le tre branche del trigemino:
nervo oftalmico che attraversa la fessura orbitaria superiore
nervo mascellare che attraversa il foro rotondo
nervo mandibolare che attraversa il foro ovale.
Il trigemino è un nervo composto di una parte somato-sensitiva e somato-effettrice. La componente somatica ha origine a livello del ganglio di Gasser. Esso è deputato alla raccolta di stimoli sensitivi esterocettivi dalla cute, dalla faccia e dalle mucose congiuntivale, della bocca e del naso. Si ipotizza inoltre un suo ruolo nella ricezione di stimoli dagli alveoli dentali, dai muscoli estrinseci dell'occhio e dai muscoli mimici.
6°) il nervo abducente emerge dal solco bulbopontino e, dopo aver attraversato la fessura orbitaria superiore all'interno dell'anello tendineo, raggiunge il muscolo retto laterale.
7°) i nervi faciale e intermedio originano dalla fossetta sopraolivare del bulbo ed escono dal cranio dopo aver attraversato il meato acustico interno. Il faciale è composto di fibre motrici somatiche che derivano dal nucleo del nervo faciale e provvedono all'innervazione dei muscoli mimici. Recano inoltre stimoli per la ghiandola lacrimale. Il nervo intermedio comprende fibre somatiche e viscerali che hanno origine comune nel ganglio genicolato.
8°) il nervo statoacustico (o vestibolococleare) origina dalla fossetta retroolivare del bulbo ed abbandona il cranio dopo aver attraversato il foro giugulare. È composto da: nervo vestibolare conduce stimoli correlati all'equilibrio; il cocleare trasmette ai centri nevrassiali stimoli acustici raccolti da protoneuroni del ganglio spirale.
9°) il nervo glossofaringeo è un nervo misto che origina a livello del bulbo e fuoriesce dalla scatola cranica attraverso il foro giugulare. È composto da una parte di fibre sensitive e da una parte di fibre parasimpatiche. Va ad innervare il muscolo costrittore superiore della faringe ed il muscolo stilofaringeo; le fibre visceroeffettrici inviano stimoli alla parotide e ad altre ghiandole salivari miori. Le fibre sensitive ricevono stimoli dalle papille gustative, dal seno carotideo e dal terzo posteriore della lingua.
10°) il nervo vago (o pneumogastrico) emerge dal solco laterale posteriore del bulbo e fuoriesce dal foro giugulare. È un nervo misto costituito dai quattro tipi di fibre. La componente effettrice viscerale invia stimoli al cuore, alla parete dell'aorta, alla muscolatura liscia dell'apparato respiratorio, del digerente e di parte di quello urinario. Le fibre effettrici somatiche si distribuiscono alla faringe, alla laringe e alla parte prossimale dell'esofago. Le fibre sensitive viscerali raccolgono stimoli della sensibilità generale dal seno aortico, dalla mucosa della laringe, della faringe, della trachea, dell'esofago e degli altri visceri toracici ed addominali. L'esiguo numero di fibre sensitive somatiche riceve stimoli da un piccolo territorio cutaneo del padiglione auricolare.
11°) il nervo accessorio del vago, formato esclusivamente da fibre motrici somatiche, emerge a livello del cordone laterale del midollo spinale per poi attraversare il foro giugulare. Va ad innervare il muscolo sternocleidomastoideo ed il trapezio.
12°) il nervo ipoglosso, composto esclusivamente da fibre motrici, origina dal solco anterolaterale del bulbo e abbandona il cranio dopo aver attraversato il canale dell'ipoglosso. Innerva i muscoli della lingua e della regione sopra- e sottoioidea.
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