Appunti Psicologia integrati

Psicofisiologia e neuroscienze cognitive

Modulo 1

Neuropsicologia

La neuropsicologia è una disciplina scientifica (poiché nasce dalla medicina) che ha come proprio oggetto di analisi le funzioni cognitive (termine contemporaneo, gli studiosi del tempo non utilizzavano questo termine) ed emotivo-emozionali in soggetti con deficit causati da lesioni o malfunzionamento del sistema nervoso centrale (SNC) e periferico (neuropsicologia clinica) o in soggetti sani (neuropsicologia sperimentale); associati o disfunzionali del sistema nervoso centrale, anche periferico ma meno (le osservazioni cliniche aiutano a comporre una figura coerente delle funzioni cerebrali). Ci sono dunque i deficit delle emozioni e della motivazione, ossia disturbi legati alle dipendenze e controllano il comportamento (le distinzioni che facciamo oggi non erano presenti nell’800).

La neuropsicologia ha due scopi (sono scopi attuali):

• Euristico: studio dei correlati neurali delle funzioni mentali, studiando come funzionava male il cervello “involontariamente” studiavano il suo funzionamento;
• Clinico: diagnosi e riabilitazioni di tali deficit (all’epoca usavano dire rieducare perché c’era un’incotaminazione pedagogica).

La neuropsicologia sperimentale e clinica, è il secondo filone della neuropsicologia che si è formato grazie allo sviluppo parallelo che la psicologia, e soprattutto la psicologia cognitiva, ha visto a partire dall’inizio del 900. La neuropsicologia può essere definita come:

• Una disciplina scientifica;
• Ha come proprio oggetto di analisi le funzioni cognitive ed affettive;
• In soggetti con deficit causati da lesioni o malfunzionamenti del sistema nervoso centrale e periferico (neuropsicologia clinica) o in soggetti sani (neuropsicologia sperimentale): la neuropsicologia nasce dal connubio di questi due approcci.

È una scienza interdisciplinare che trae le sue origini dall’integrazione delle conoscenze provenienti dalla neurologia e dalla psicologia, per indagare la relazione tra le funzioni e la loro base cerebrale si avvale dei contributi di diverse discipline: neuropsicologia, medicina nucleare ed elettrofisiologia. La moderna neuropsicologia si è evoluta storicamente nel corso dei secoli attraverso una costellazione di scoperte che hanno incluso:

• Studi basati sulla struttura anatomica, come le ricerche di Gall in ambito frenologico;
• Studi sulle proprietà funzionali, come nella mappatura cerebrale di Broadmann del cervello;
• Studi sulle proprietà elettriche della corteccia cerebrale, come le indagini di Penfield sull’eccitabilità corticale e i lavori di Galvani.

Le scoperte scientifiche

Le scoperte scientifiche si sono concentrate a fine 800/inizio 900 fino ad arrivare ad un momento cruciale per la psicologia, ossia gli anni ‘60/‘70 dove nacquero le metodiche di neuroimmagine che hanno rivoluzionato le neuroscienze e la neuropsicologia. Le prime teorie localizzazioniste, basate sull'ipotesi di poter associare funzioni mentali a organi o strutture biologiche specifiche, si focalizzarono sul cuore come organo responsabile della gestione del comportamento. La moderna neuropsicologia si è evoluta storicamente nel corso dei secoli attraverso una costellazione di scoperte che hanno incluso:

• Studi basati sulla struttura anatomica (come le ricerche di Gall in ambito frenologico), non basta mappare la struttura ma devo individuare le funzioni (come quello che oggi chiamiamo approccio anatomo-funzionale);
• Studi sulle proprietà funzionali (come nella mappatura cerebrale di Broadmann) del cervello;
• Studi sulle proprietà elettriche della corteccia cerebrale (come le indagini di Penfield sull’eccitabilità corticale e i lavori seminali di Galvani).

Si è arrivati a considerare il cervello come un oggetto privilegiato, ma con fatica l’attività cerebrale era considerata in passato meno importante di altre funzioni. Per questa ragione l’approccio privilegiato era quello cardiocentrico, successivamente si è passati a quello cefalocentrico. L’attività cerebrale oggi è monitorata e presentata mediante il ricorso a immagini a colori e tridimensionali, era considerata in passato meno importante di altre funzioni fisiologiche nel creare e nell’elaborare pensieri ed azioni; illustri medici e filosofi nell’antichità svilupparono diverse ipotesi circa il ruolo del cervello, passando da un preponderante approccio cardiocentrico all’approccio cefalocentrico vero e proprio.

L’approccio cardiocentrico era sostenuto da Aristotele, si focalizza sul cuore come organo cruciale per le sensazioni, i pensieri e il comportamento. L’approccio cefalocentrico è sostenuto da Ippocrate e Galeno, si focalizza sul cervello come organo cruciale per le sensazioni, i pensieri e il comportamento; le teorie cefalocentriche localizzavano le funzioni mentali nei ventricoli (sono 4 e hanno delle funzioni di natura protettiva in quanto contengono il liquido cerebrospinale, che ha proprio la funzione di proteggere la struttura connettiva, che protegge anche dai movimenti). Oggi possiamo inoltre affermare che sono inoltre spesso sede di patologie (es.: dilatazione dei ventricoli può voler dire qualcosa di importante), si arriva a questo processo perché si comincia ad usare le tecniche di stimolazione come la corrente elettrica. Si possono individuare diversi filoni storici interni al cefalocentrico, tra essi:

• I-XIV —> prime teorie localizzazioniste relative ai ventricoli cerebrali;
• XVI-XVII —> idee localizzazioniste di Descartes;
• XVII-XVIII —> teorie fondate sull’organizzazione della neocorteccia.

Ipotesi localizzazioniste

L’ipotesi è che diverse facoltà mentali hanno sede in diverse parti del cervello, le prime teorie localizzazioniste si erano basate sull’ipotesi di poter associare funzioni mentali ad organi o strutture biologiche specifiche, si focalizzavano sul cuore come organo responsabile della gestione del comportamento. Aristotele per esempio affermò che alcuni organi vicini al cervello erano connessi al cuore tramite “canali vascolari” e che il cervello esisteva al fine di equilibrare l’attività del cuore, nello specifico, nello specifico per raffreddare il sangue e controllare l’abolizione dei fluidi. Tale prospettiva teorica è stata definita cardiocentrica (i nervi avrebbero origine dal cuore e sia i pensieri sia le sensazioni risederebbero in tale organo), prospettiva criticata da Galeno e Ippocrate, i quali affermavano che fosse in realtà il cervello ad essere il responsabile del comportamento e delle funzioni fino ad allora iscritte al cuore (prospettiva cefalocentrica). Queste supposizioni seppur geniali rappresentano la minoranza, poiché solo nel XIX secolo studi sperimentali di localizzazione confermano l’importanza del cervello, in particolare della struttura più esterna (neurocorteccia) per il comportamento umano. In sintesi, lo scopo della neuropsicologia è stabilire le relazioni tra le funzioni psicologiche (movimento, sensazione, percezione, cognizione, motivazione e salute mentale) e struttura il funzionamento del cervello (localizzazione funzionale). La lateralizzazione funzionale ipotizza che una specifica funzione possa essere associata primariamente a una delle due sezioni/emisferi del cervello. Tuttavia è un principio che permane ancora oggi, se pur in forma diversa, non come la intendevano gli studiosi a fine 700/inizio 800, comunque ancora oggi il principio della localizzazione è un principio ancora valido (buona parte delle nostre funzioni mentali sono localizzate, ciò non vuol dire che siano contenute esclusivamente in un’area, ma che più aree sono connesse tra loro e supporta i una determinata funzione). Un’altra distinzione tra le due teorie (passata e attuale) è che alcune funzioni mostrano una localizzazione più specifica (es.: le aree del linguaggio sono fortemente localizzate, hanno sedi specifiche). Altre funzioni, soprattutto quelle che definiamo “di alto livello”(level function), sono soprattutto localizzate nel lobo frontale e sono maggiormente distribuite.

Franz Joseph Gall (1757-1828)

—> Franz Joseph Gall (1757-1828): frenologia (ripresa da Lombroso). Questi studiosi che osservavano collezioni di pazienti, mettevano a confronto una serie di pazienti per soprattutto osservare la componente neuroanatomica, non solo come la intendiamo oggi ma soprattutto la componente ossea (bozza ossea). I ricercatori confrontavano le scatole craniche dei pazienti, la maggior parte post-mortem, sulla base della struttura ossea correlando il volume della corteccia alle facoltà cognitive; supponevano ci fosse una correlazione tra lo sviluppo di una facoltà, il volume della corteccia cerebrale che la supporta e la bozza ossea nella scatola cranica soprastante. All’epoca non era possibile osservare l’interno del cranio (black box) se non in modalità post-mortem, erano arrivati a supporre che l’unico modo per comprendere l’interno del cervello era osservare la struttura ossea; le osservazioni partivano non solo da pazienti ma anche da persone che avevano commesso crimini (modelli ad oggi decaduti).

Korbinian Broadmann (1868-1918)

—> Korbinian Broadmann (1868-1918): citoarchitettura (caratteristiche proprie dei neuroni e la sua morfologia). Modello esplicativo che tenta di spiegare quale rapporto sussiste tra le proprietà citoarchitettoniche del cervello e l’organizzazione funzionale di quella struttura. Questi studiosi analizzavano l’organizzazione cellulare della corteccia ponendo in evidenza l’esistenza di tipi cellulari differenti in regioni diverse del cervello; si arriva ad individuare una mappa omogenea proprio per tipologie di cellule/neuroni. La mappa è composta da 52 aree (non tutte 52 fanno cose diverse —> BA1, BA2, BA50, …, è la nomenclatura di Broadmann) che secondo Broadmann sono in grado di suddividere il cervello in regioni. Si arriva a questo tipo di mappatura del cervello contemporaneamente allo sviluppo tecnico (tecnologie) in grado di colorare queste cellule, di evidenziarne la struttura. Oggi la mappatura di Broadmann ha un significato?

Secondo Broadmann questa differenza di assembramenti cellulari che lui ha identificato in queste 52 aree doveva necessariamente avere un significato funzionale, cioè che secondo lui non poteva essere un caso che il nostro cervello fosse composto da queste micro regioni differenziate sulla base della citoarchitettura e quindi aveva tentato di attribuire un valore funzionale a queste diverse regioni (secondo lui ogni regione doveva avere un corrispettivo in termine di funzione). Secondo Broadmann queste aree dovevano essere sufficientemente autonome le une dalle altre proprio nello svolgere queste funzioni (specificità funzionale e autonomia). In realtà quello che possiamo dire oggi è che questa mappatura non è valida in toto, anzi poche delle aree che Broadmann aveva individuato hanno un corrispettivo in termini funzionali (di queste 52 aree soltanto alcune sono effettivamente significativamente funzionali). Questa mappatura non è più valida sia per regioni storiche che per ragioni di utilità (non possiamo dire che oggi esista una mappatura analoga a quella di Broadmann dove noi possiamo mappare le aree e attribuite alle aree quelle funzioni). Noi sappiamo oggi che alcune aree fortemente localizzate contengono alcune funzioni, ma buona parte della nostra architettura mentale non è localizzata in un’area ma è distribuito in aree tra loro connesse. Il significato di mantenere la nomenclatura di Broadmann è quello di tenere conto che è vero che esistono delle aree fatte da delle regioni composte da tipologie di cellule diverse che poi non corrispondono a delle funzioni specifiche (non così importate —> il nostro cervello lavora spesso in modo interconnesso). Non è detto che in situazioni diverse in cui utilizziamo il nostro cervello si attivano sempre le stesse aree (cambiano i compiti e le risposte); il nostro cervello usa delle strategie attivando di volta in volta differenti per svolgere meglio il compito, questo lo rileviamo in particolare quando c’è un danno. Sebbene le aree facciano cose diverse noi abbiamo sempre la possibilità di allenare dando delle istruzioni al nostro cervello per utilizzare le funzioni/aree vicarianti, ossia la neuroplasticità neuronale, ma esiste pure una neuroplasticità funzionale.

Camillo Golgi (1843-1926)

—> Camillo Golgi (1843-1926): tecnica di colorazione. Sviluppa la teoria di colorazione che consentiva la visualizzazione dei singoli neuroni al microscopio, l’effetto fluorescente che mostra le differenze (numerosità e articolazione dei dendriti); questa tecnica ha permesso di riconoscere il neurone (unità ultima del nostro cervello) come struttura fondamentale per il sistema nervoso. I dendriti sono ramificazioni che nel corso del tempo diminuiscono i neuroni diminuiscono, rimangono solo i neuroni che vengono utilizzati di più. La neuropsicologia già nel suo escursus storica era interdisciplinare.

Santiago Ramón y Cajal (1852-1934)

—> Santiago Ramón y Cajal (1852-1934): usando la colorazione di Golgi scopre che i neuroni sono entità discrete e che la trasmissione dei segnali nervosi avviene dai dendriti verso l’apice dell’assone (comunicazione interneurale) attraverso il passaggio corrente. Le tecniche delle neuroimmagini strutturali e funzionali (elettroforo dinamica e risonanza magnetica); Cajal e Golgi vengono “supportati” dalle nuove scoperte.

Johannes Evangelista Purkinje (1787-1869)

—> Johannes Evangelista Purkinje (1787-1869): descrive per la prima volta la struttura di una cellula nervosa, egli inoltre si è focalizzato in particolare su un tipo di cellule che ancora oggi portano il suo nome. Il principio della neuropsicologia (non si basa su osservazioni tramite cui si ipotizzano delle correlazioni, approccio più cautelativo in si fanno supposizioni —> forma del riduzionismo, basata su diverse strategie e dove il principio di cause-effetto non è presente) per antonomasia è: il principio di correlazione anatomo-clinica (bidimensionalità del rapporto, è un legame con meno prevedibilità nel verificarsi in occasioni future —> principio in cui non è presente la temporaneità): la presenza di un’associazione tra un disordine comportamentale (alterazione di una particolare funzione, l’aggettivo comportamentale indica che la “ricerca” parte dall’osservazione di un sintomo —> qualcosa di manifesto) e la lesione di una parte del cervello consente l’inferenza che la base neurale di quella funzione è localizzata in quell’area (il rapporto tra l’area e la funzione è la correlazione). Questo è un principio ancora valido per certi aspetti, soprattutto in ambito clinico, poiché dove questo principio consente al clinico di creare dei legami tra un disordine e una lesione, questi sono i 2 principali ingredienti nella neuropsicologia poiché se non c’è disordine e lesione il clinico può individuare alcune sindromi. L’associazione tar queste 2 cose consente di fare un’inferenza che la base neurale di quella funzione è localizzata proprio in quell’area cerebrale (principio che vale fino a quando si indebolisce —> quando entra in azione il principio di plasticità, poiché la localizzazione forte così come la intendevano gli studiosi di allora non è più valida).

Jean-Baptiste Bouillaud (1796-1881)

—> Jean-Baptiste Bouillaud (1796-1881): attraverso lo studio i pazienti cerebrolesi suggerisce che il linguaggio è localizzato nei lobi frontali, questo studio è stato fatto nel 1825.

Paul Brocà (1824-1880)

—> Paul Brocà (1824-1880): afasia di Brocà. Descrivendo il caso del paziente “Tan”, afferma che il linguaggio articolato è localizzato nella parte ventrale della terza circonvoluzione frontae dell’emisfero sinistro (1861). Il cervello lesionato (lesione focale) di “Tan” non riusciva più a formulare il linguaggio se non pochissime espressioni, tra cui Tan (oggi questa lesione la chiameremmo afasia di Brocà, che è l’incapacità di produrre il linguaggio). Gli studi venivano fatti post-mortem, dato che allora non c’erano gli strumenti che ci sono oggi per osservare e studiare le lesioni; attraversi la neuroplasticità la lesione cambia in fretta dato che cerca di guarirsi in autonomia, quindi gli studi quando analizzavano i cervelli post-mortem erano diversi rispetto a quando era avvenuta la lesione.

La mappa moderna è una rappresentazione di una visione laterale del cervello dove noi vediamo in in modo molto chiaro, più la localizzazione dell’area che grazie agli studi di Brocà è stato appunto chiamata area di Brocà (tratta la produzione del linguaggio, ossia la capacità di produrre/articolare formulazioni di concetti —> se non ho concetti non posso neanche formulare parole); il deficit può essere considerato articolatorio e di tipo concettuale/semantica quando la lesione è estesa in entrambe le aree.

Al giorno d’oggi quello che ha fatto veramente la differenza sono le scoperte tecnologiche (PET= tecnica di neuroimmagine), nel 1929 avviene la rima registrazione dell’attività elettrica cerebrale nell’uomo. L’area di Wernicke ci serve molto sia nella produzione che nella comprensione del linguaggio contiene parte di alcune delle nostre rappresentazioni concettuali (non solo in quest’area) e infine si può attivare la componente sensoriale (embodiement).

XX-XXI secolo

• Nuove scoperte e nuove tecniche;
• Rapido progresso della disciplina neuropsicologica contemporanea;
• Nuove possibilità di studio per l’esplorazione dell’attività del cervello e per la verifica dei modelli funzionali derivati da studi clinici.

Modelli dell’attività mentale

—> Periodo classico della neuropsicologia (1861-1920), le funzioni mentali sono rappresentate tramite modelli di neuropsicologia, a partire dallo studio dei pazienti, ci sono aree che racchiudono rappresentazioni localizzate in aree specifiche. I centri (mente localizzata in regioni centrali, sono definiti come quell’insieme dirap