Neuropsicologia clinica - Psicologia clinica e della riabilitazione

Neuropsicologia

Approcci teorici

Diagrammisti (800-1900)

Broca (1861): prima localizzazione cerebrale del linguaggio.

• Wernicke: distingue un centro sensoriale (elaborazione delle immagini acustiche) e un centro motorio del linguaggio; descrive l’afasia di conduzione, deficit della ripetizione dovuto a danni ai fasci di congiunzione tra i due centri.

L’obiettivo era costruire modelli-diagrammi capaci di descrivere e prevedere deficit in base a lesioni cerebrali, basandosi prevalentemente su casi clinici singoli.

Olisti e critiche ai diagrammisti

• Sostengono l’equipotenzialità delle aree cerebrali: le funzioni non sono isolate ma interconnesse.
• Criticano il metodo di selezione dei casi dei diagrammisti, ritenuto troppo focalizzato su pazienti “speciali” con sintomi particolari, limitando la generalizzabilità.

Studi sui gruppi di pazienti (metà 900)

Vantaggi dell’approccio di gruppo

• Introduzione di metodi statistici per ridurre la soggettività dell’osservatore.
• Nascita dei test e batterie neuropsicologiche standardizzate, che consentono valutazioni uniformi.
• Uso di gruppi di controllo (soggetti sani) per isolare variabili casuali (età, sesso, livello di istruzione) e ridurre il bias sperimentatore.

Criteri di selezione

Critiche allo studio di gruppo

• Considerato eccessivamente empirico perché ancora orientato a correlazioni anatomo-cliniche.
• Mancanza di integrazione con la psicologia sperimentale (anni ’50-’60), limitando la comprensione dei processi cognitivi in soggetti sani.
• Rischio di “artefatto della media”: la media statistica può nascondere caratteristiche peculiari di singoli pazienti, sia eliminando variabili casuali sia occultando pattern rilevanti.

Neuropsicologia cognitiva (anni 70/80)

Integrazione con psicologia sperimentale

• Dialogo con i modelli di elaborazione dell’informazione della psicologia cognitiva, che concepiscono il cervello come un insieme di moduli o network elaborativi.
• Studio non solo di pazienti ma anche di soggetti normali, per inferire il funzionamento di cervelli lesi.

Differenze rispetto ai diagrammisti

• Metodi statici e sperimentali standardizzati a livello internazionale.
• Passaggio da una rigida localizzazione (un’unica area → un’unica funzione) a una visione circuitale: la stessa funzione può dipendere da più aree o da reti neurali.
• Valutazione delle interazioni tra funzioni anziché considerarle isolate.

Assunzioni fondamentali

Relazione tra prestazioni normali e danneggiate

“M* = M + Li”

• M*: sistema cognitivo danneggiato.
• M: sistema cognitivo normale.
• Li: lesione funzionale.
• Suppone che la relazione tra prestazione normale e alterata sia analoga, giustificando lo studio di soggetti sani.

Modularità vs equipotenzialità

• Modularità: sottocomponenti cognitive relativamente indipendenti; danni a un modulo non compromettono gli altri.
• Equipotenzialità: le componenti sono interdipendenti e non divisibili.

Concetto di modulo

• Marr (1976): la modularità favorisce correggibilità e maneggevolezza del sistema; un danno locale è contenuto.
• Fodor: modulo innato, indipendente, con accesso limitato alle informazioni in ingresso; applicato soprattutto a processi periferici (es. elaborazione visiva).
• Shallice: amplia la modularità anche a processi centrali (es. lettura, linguaggio); riconosce che alcuni processi superiori (es. programmazione) mostrano una struttura meno modulare.

Esempi di moduli

• Moduli periferici: aree visive specializzate per forma, movimento, contrasto, luminanza.
• Moduli centrali: lettura, linguaggio, pensiero (es. anosognosia: deficit di consapevolezza della patologia con preservata capacità cognitiva in altri ambiti).
• È importante considerare le interazioni: un danno alla memoria a breve termine può compromettere la comprensione del testo, dimostrando che i moduli non operano in isolamento.

Dissociazioni neuropsicologiche

• Dissociazione semplice: performance normale in un test (A) e patologica in un altro (B). Forte: evidenza chiara che la lesione ha colpito specificamente la funzione o testata in B.
• Debole: evidenza meno netta, possibile influenza di fattori secondari.
• Dissociazione doppia: entrambe le performance invertite (normale in B, patologica in A), indicante una più complessa separazione funzionale.
• Le dissociazioni supportano l’idea di modularità: danni localizzati possono produrre deficit selettivi, lasciando intatte altre funzioni.

Modello cognitivo modulare

Modulo cognitivo: unità funzionale isolabile che può operare normalmente o essere compromessa indipendentemente dagli altri sottosistemi.

È fondamentale considerare le interazioni tra sottosistemi, poiché un danno a un modulo (es. memoria a breve termine) può influenzare processi apparentemente distinti (es. comprensione del testo).

Dissociazioni in neuropsicologia

Dissociazione semplice

• Forte: il paziente mostra performance normale al test A e patologica al test B, indicando che le funzioni sottostanti ai due compiti sono chiaramente separate.
• Debole: il paziente ha performance scadente in entrambi i test, ma con differenze minori; non è possibile affermare con certezza la separazione dei moduli, poiché la lesione potrebbe interessare più componenti o un modulo coinvolto in entrambi i compiti.

Dissociazione doppia

• Forte: due gruppi di pazienti mostrano pattern opposti (gruppo 1: normale al test A, patologico al test B; gruppo 2: patologico al test A, normale al test B). Questo fornisce evidenza chiara di compromissioni selettive e di test distinti.
• Debole: entrambi i gruppi ottengono punteggi sotto la norma in entrambi i test, con trend opposti ma senza raggiungere valori normativi; le stesse precauzioni della dissociazione semplice si applicano.

Associazioni di sintomi

• Nella pratica clinica è più comune osservare associazioni di sintomi piuttosto che dissociazioni pure.
• Una lesione può coinvolgere più circuiti funzionali o un’intera rete, provocando sintomi multipli.
• L’estensione della lesione (quantità di tessuto danneggiato) è altrettanto rilevante quanto la sua sede.
• Le associazioni sintomatiche aiutano a ipotizzare funzioni cognitive compromesse, ma è necessario mantenere cautela: evidenze recenti mostrano che sintomi ritenuti inseparabili possono emergere in forma isolata.

Strumenti di indagine delle strutture e delle funzioni cerebrali

Tecniche di indagine strutturale

Tecniche di indagine funzionale

• fMRI utilizza due disegni sperimentali:
  • Disegno a blocchi: confronto dell’attivazione tra diversi compiti.
  • Disegno ad evento-correlato: analisi dell’attivazione legata a singole prove.
• Il metodo sottrattivo (riposo vs compito) è comune, ma critiche sottolineano che il cervello mantiene attività anche a riposo; le reti di riposo possono essere inibite durante compiti specifici.

Queste tecniche, combinate con l’analisi delle dissociazioni e delle associazioni sintomatiche, forniscono una base solida per comprendere la relazione tra lesioni cerebrali, strutture coinvolte e manifestazioni cognitive.

Metodo sottrattivo e attività cerebrale a riposo

Il risultato della sottrazione è spesso considerato direttamente legato all’esecuzione di un compito, ma il metodo sottrattivo è criticato perché il cervello mostra attività anche a riposo.

Non esiste uno “zero” di attività cerebrale; al contrario, è stata descritta una rete cerebrale a riposo (default mode network) che rimane attiva. Alcuni compiti cognitivi sembrerebbero comportare l’inibizione di queste aree a riposo.

Magnetoencefalografia (MEG)

“La MEG registra i campi magnetici generati dall’attività elettrica cerebrale.”

La MEG offre una risoluzione temporale estremamente alta (ordine dei millisecondi) ma una risoluzione spaziale bassa rispetto a tecniche metaboliche.

• Struttura: il soggetto siede con la testa sotto un casco di sensori.
• Diffusione: in Italia sono presenti solo quattro sistemi, rendendo la tecnica poco comune.
• Costi: richiede una stanza schermata, assistenza specialistica costosa e manutenzione frequente, rendendola quasi inaccessibile.
• Vantaggi: permette di studiare con precisione le sorgenti neurali perpendicolari ai rilevatori, risultando particolarmente utile per la corteccia uditiva situata nel solco temporale, dove l’orientamento è favorevole.
• Confronto con EEG: la MEG è meno versatile e più costosa, ma fornisce informazioni complementari grazie alla sua elevata risoluzione temporale.

Spettroscopia nel vicino infrarosso (NIRS)

“La NIRS misura la ossigenazione tissutale mediante una radiazione ottica nella banda spettrale nel vicino infrarosso.”

• Principio: una sorgente emette fotoni NIR che attraversano il tessuto; i fotoni non assorbiti vengono captati da un detector (disposizione a “banana shape”). L’intensità del fascio è proporzionale all’ossigenazione.
• Configurazioni: da grandi cuffie con molteplici sorgenti-detectori a fasce più piccole posizionate su aree specifiche.
• Profondità di indagine: dipende dalla distanza sorgente-detector; distanza breve → superficie corticale, distanza maggiore → strati più profondi (ma limitati).
• Risoluzione: temporale migliore della fMRI, inferiore a MEG/EEG; spaziale migliore di MEG/EEG ma inferiore a fMRI/PET.
• Limiti: non adatta a soggetti con carnagione scura o capelli neri, poiché l’assorbimento del NIR è elevato.
• Vantaggi: alta resistenza agli artefatti da movimento (testa, occhi, muscolari), permettendo studi ecologici in sport, aviazione, ecc.
• Costi: ancora elevati ma più accessibili rispetto a MEG.

Storia dei metodi di studio cerebrale (documentario)

Il documentario ricostruisce l’evoluzione dai primi “diagrammisti” alle moderne tecniche di imaging cerebrale, evidenziando anche l’impatto sociale delle teorie. Un esempio è Cesare Lombroso, medico dell’Ottocento, che propose la frenologia, cercando correlazioni anatomiche tra crani e comportamenti violenti, dedicando la sua vita allo studio post-mortem di crani criminali.

Tecniche elettrofisiologiche centrali

• Patch-clamp recording: misura le correnti ioniche attraverso singoli canali della membrana cellulare, consentendo lo studio di assoni e sinapsi.
• Single-unit recording: registra l’attività di neuroni isolati in animali vivi (spesso ratti) mediante impianti cranici stabili.
• Elettrocorticografia (ECoG): elettrodi posizionati direttamente sul cervello; usata principalmente in pazienti epilettici farmacoresistenti per mappare i focolai epilettici prima della chirurgia.
• Elettroencefalografia (EEG): registra l’attività neuroelettrica con elettrodi di superficie, non invasiva e adatta a contesti ecologici.

Elettroencefalografia (EEG)

Sistema internazionale 10-20

• Posizionamento: elettrodi disposti secondo percentuali (10 % o 20 %) delle linee nasion-inion (mediale) e delle linee orizzontali attraverso punti auricolari.
• Denominazione: la prima lettera indica il lobo (F frontale, T temporale, C centrale, P parietale, O occipitale); i numeri dispari sono a sinistra, pari a destra. Gli elettrodi sulla linea mediana hanno la lettera Z (es. Fz, Cz).

Montaggi di riferimento

• Monopolare: riferimento su area elettricamente inattiva (mastoidia, naso).
• Bipolare: riferimento su area attiva (es. Cz). La scelta dipende dal tipo di studio.

Analisi delle frequenze

“Il n° di cicli presentati in un secondo costituirà il n° di Hertz.”

• Teoria di Fourier: un segnale EEG può essere scomposto in onde sinusoidali mediante la trasformata di Fourier, ottenendo uno spettro di frequenze con potenze specifiche.
• Bande di frequenza:

• Caratteristiche: le onde delta hanno ampiezza elevata e bassa frequenza; le beta hanno alta frequenza e bassa ampiezza. L’ampiezza (μV) riflette la potenza della banda.

Potenziali evento-correlati (ERP)

Gli ERP sono segnali EEG legati a eventi specifici (stimoli sensoriali, motori o cognitivi).

L’evento di riferimento (punto zero) può essere un suono, un’immagine o una pressione di tasto. Poiché i segnali EEG sono dell’ordine di 10 μV, necessitano di amplificazione per essere rilevati con precisione.

• Metodo sottrattivo: limitato perché il cervello è sempre attivo.
• MEG: alta risoluzione temporale, bassa spaziale, costosa, utile per la corteccia uditiva.
• NIRS: misura ossigenazione, buona temporale, intermedia spaziale, resistente ai movimenti, limitata da pigmentazione cutanea.
• EEG: non invasiva, sistema 10-20, montaggi flessibili, analisi di frequenza tramite Fourier, ERP per correlare attività a eventi specifici.

Frequenze EEG e loro interpretazione

• Alfa: frequenze 8-12 Hz, tipiche di uno stato di veglia rilassata. Vengono chiamate così perché Bergher (1929) osservò che la chiusura degli occhi aumentava la potenza di queste bande nelle aree posteriori. Un aumento dell’attività alfa indica minore attivazione cerebrale sotto gli elettrodi di registrazione.
• Beta: frequenze > 13 Hz, associate a attività cognitiva. Un incremento di beta riflette un aumento dell’attività mentale.

Potenziali evento-correlati (ERP)

• Gli ERP sono segnali EEG correlati a uno specifico evento (stimolo sensoriale, gesto motorio o evento cognitivo).
• Il segnale EEG, di ampiezza tipica di 10 μV, deve essere amplificato per essere rilevato.
• Averaging (media dei segnali) sfrutta la sommazione algebrica: ripetendo lo stesso stimolo più volte, le attività sincronizzate allo stimolo si mantengono, mentre il “rumore” (attività non sincronizzata) viene cancellato.
• Il risultato è un tracciato in cui il p-to-zero coincide con il marker dell’evento (es. presentazione di un’immagine) e mostra onde di polarità negativa con latenza di qualche millisecondo.

Potenziali lenti e preparazione all’azione (SCL)

• I potenziali lenti (slow cortical potentials) indicano il livello di eccitabilità corticale sotto l’elettrodo.
• Bereitschaftspotential (BP): attività EEG registrata nelle aree motorie e premotorie, comparsa 1,5-2 s prima di un movimento volontario (es. pressione di un tasto). Riflette la preparazione motoria a livello pre-SMA.
• Negative Slope (NS): incremento negativo nei 200-300 ms precedenti l’esecuzione, localizzato nella corteccia premotoria laterale e mostrante una chiara distribuzione controlaterale rispetto all’arto in movimento.
• Potenziali post-movimento:
  • MP (motor potential): picco generato dall’area motoria primaria (M1).
  • RAP (re-afferent potential): attività della corteccia somatosensoriale controlaterale, correlata al contatto del dito sul tasto.

Componenti ERP tipiche in esperimenti visivi