Riassunto esame psicologia dell'attenzione, Prof. Stablum Franca, libro consigliato Le funzioni esecutive, A.Cantagallo, G. Spitoni, G. Antonucci

Le funzioni esecutive

Quadri clinici e ipotesi interpretative

Secondo Burgess le funzioni esecutive rappresentano le abilità che permettono a una persona di stabilire nuovi pattern di comportamento e modi di pensare e di avere un’introspezione su di essi. Esse sono, inoltre, importanti in tutte le situazioni che non possono essere affrontate utilizzando schemi già appresi. Rabbitt ha, quindi, illustrato una serie di criteri che possono spiegare le funzioni del controllo esecutivo:

• Necessario per affrontare compiti nuovi che richiedono di formulare un fine e di confrontarlo rispetto alle probabilità di riuscita.
• Permette di andare oltre le informazioni disponibili in ogni momento.
• Interviene per prevenire risposte inappropriate.
• Permette l’allocazione strategica dell’attenzione e la sincronizzazione delle risposte.
• Fa in modo che l’attenzione sia sostenuta per periodi prolungati.
• È accessibile alla coscienza.

Problemi metodologici nello studio delle funzioni esecutive

Non è semplice identificare un compito il cui fallimento rappresenti una difficoltà esclusiva nei processi esecutivi. Ciò può essere spiegato da vari fattori. Innanzitutto, la prestazione in un compito esecutivo varia nel tempo e con la ripetizione in un modo che non è soltanto spiegabile sulla base della presenza di errori di misurazione. Un secondo aspetto che rende difficile isolare i sintomi esecutivi è legato al fatto che tutti i compiti richiedono il coinvolgimento di più processi cognitivi e di conseguenza il fallimento prestazione può essere spiegato in modi diversi. Va però osservato che il problema della task impurity è probabilmente superiore in compiti esecutivi. Dunque, non esiste nessun test che, di per sé, misuri esclusivamente le funzioni esecutive. Un terzo aspetto è legato all’estrema variabilità nei disturbi esecutivi presentati dai pazienti. Ad esempio, un paziente può cadere in alcune prove e non in altre e anche avere prestazioni variabili nella stessa prova a distanza di tempo.

Disturbi frontali e sindrome disesecutiva

L’analisi di pazienti con lesioni prefrontali mette in evidenza la presenza di quadri comportamentali molto vari, caratterizzati spesso da una sorprendente integrità delle funzioni cognitive di base. Hebb, ad esempio, aveva osservato che pazienti con ampie lesioni dei lobi frontali presentavano quozienti intellettivi (QI) interamente normali. Osservazioni su cambiamenti del comportamento e della personalità in pazienti con lesioni frontali sono state menzionate a partire già dall’Ottocento. Kleist ha cercato di correlare lesioni focali con specifici cambiamenti comportamentali. In particolare, riportò che lesioni fronti-orbitali erano associate a profondi cambiamenti nell’interazione sociale con comportamento immorale e disonesto.

Nel Novecento, invece, Feuchtwanger osservò che in pazienti con lesioni frontali erano presenti pochi cambiamenti nelle sfere intellettiva, attenzionale e mnestica, mentre prevalevano disturbi dell’umore con manifestazioni di euforia o depressione. Successivamente con Lurija si è iniziato a parlare di “sindrome frontale”.

Secondo Blumer e Benson è possibile identificare in soggetti con lesioni frontali due principali cambiamenti della personalità:

• Pseudodepressione: i pazienti mostrano apatia e indifferenza, perdita di iniziativa, ridotto interesse sessuale, scarse reazioni affettive e ridotta produzione verbale.
• Pseudopsicopatia: i pazienti mostrano un comportamento immaturo, mancanza di tatto, linguaggio scurrile, comportamento sessuale promiscuo, aumentata attività motoria e una generale mancanza di appropriatezza sociale.

Tuttavia, Blumer e Benson, hanno osservato che la maggior parte dei casi presentano un quadro misto. Secondo questi autori, cambiamenti duraturi nella personalità del paziente sono di norma associati prevalentemente a lesioni della superficie laterale, mentre quelli di pseudopsicopatia a lesioni della superficie orbitale.

Molto importanti furono, in particolare, due modelli cognitivi quali il Supervisory Attentional System (SAS) di Norman e Shallice e il modello esecutivo centrale di Baddley. Baddley ha sviluppato l’idea di esecutivo centrale all’interno del suo modello di memoria a breve termine, che rappresenta una componente responsabile del controllo e della regolazione dei processi cognitivi e che agisce come un supervisore che controlla sistemi subordinati di memoria. Tra questi sistemi subordinati vi sono il loop fonologico e il taccuino visuospaziale. Sulla base di questo modello, Baddley sostituisce al termine “sindrome frontale” quello di “sindrome disesecutiva”, per separare i disturbi legati a componenti cognitive rispetto a processi di controllo. Tuttavia vi furono non poche critiche relative al concetto di esecutivo centrale, come Parkin, il quale affermò che l’esecutivo centrale non esiste.

La letteratura successiva si è posta, dunque, nella prospettiva di identificare dei frazionamenti all’interno dell’esecutivo centrale. In tal caso, una caratterizzazione originale è quella proposta da Stuss, il quale frazionò i processi di controllo in tre sottoprocessi:

• Energization: processo che comprende le due fasi di iniziare e di sostenere ogni tipo di risposta. Deficits sarebbero osservati soprattutto nel caso di lesioni frontali mediali superiori.
• Task setting: coinvolto in tutti i compiti che abbiano una componente attenzionale e identifica l’abilità di costruire una relazione-risposta stabile. Lesioni frontali laterali sinistre produrrebbero una perturbazione nell’ambito del task setting.
• Monitoring: processo di controllo nel tempo della risposta al compito, per la verifica e l’adattamento del comportamento. La funzione di monitoraggio sarebbe colpita selettivamente nel caso di lesioni frontali laterali destre.

Prove che quantificano i disturbi disesecutivi in pazienti frontali

Una prova classica è costituita dal Wisconsin Card Sorting Test (WCST), in cui al paziente vengono mostrate quattro carte stimolo con disegni che variano per colore, forma e numero, il suo compito è quindi suddividere altre carte messe a sua disposizione impilandole davanti a una delle carte stimolo. Il solo aiuto dato consiste nel dirgli se la scelta effettuata è giusta o sbagliata. È stato riportato che i pazienti con lesione frontale mostrano notevoli difficoltà a portare avanti tale compito, in particolare nel cambiamento delle strategie di risposta. Il WCST coglie così un deficit nell’inibizione della risposta e la tendenza a un comportamento inflessibile.

Una prova con caratteristiche simili è costituita dal test di Stroop, in cui il soggetto deve denominare dei colori a partire da stimoli differenti, ad esempio denominare il colore della parola che indica però un colore diverso (la parola “verde” scritta in rosso). È stato riportato che pazienti con lesione frontale possono presentare una difficoltà molto accentuata nel sopprimere una risposta legata a un codice appreso come nel caso della lettura.

Un’altra prova che risulta molto sensibile al danno frontale è quella di fluidità verbale. Al paziente viene chiesto di dire più parole possibili che iniziano con una data lettera. È stato osservato che soggetti con lesioni emisferiche sinistre, anteriori all’area di Broca, non presentano chiari segni di afasia ma mostrano una perdita di spontaneità nel parlato e una difficoltà nell’evocare parole o frasi appropriate al contesto.

Vi sono molte altre prove che sono state utilizzate per mettere in evidenza disturbi esecutivi in presenza di lesioni frontali, ma anche solo questi esempi illustrano il problema della task impurity, ossia il fatto che la valutazione delle FE avviene nel contesto di compiti di base molto diversi. Così, un paziente può fallire in queste prove per una varietà di motivi che vanno al di là di difficoltà esecutive. Eslinger e Damasio hanno coniato il termine di “sociopatia acquisita” per far riferimento a pazienti che risultano normali in tutte le prove neuropsicologiche ma che non sono in grado di assolvere alle loro responsabilità personali e professionali, benché maniere e temperamento risultino appropriati. Questa discrepanza tra prove standardizzate e comportamento spontaneo, secondo Shallice e Burgess, sono dovute al fatto che il formato dei test standard presenti delle differenze sostanziali con le situazioni di tutti i giorni.

Per questo motivo, questi autori hanno cercato di costruire delle situazioni con sottocompiti senza una soluzione predefinita e che riproducessero il tipo di problemi prevalenti in pazienti come quello sopra descritto:

• Multiple Test: eseguito in una situazione reale in cui il paziente deve fare alcune compere, cercando di fare rapidamente e senza spendere troppi soldi. Nel confrontarsi con queste richieste, il soggetto deve rispettare una serie di regole.
• Six Element Test: al paziente viene chiesto di rispondere a tre diversi compiti, presentati in due varianti, quali dettare un breve resoconto del suo arrivo, leggere i nomi di alcune figure e risolvere problemi aritmetici. Nell’organizzare il suo comportamento egli deve rispettare alcune regole.

Questo studio dimostra che è possibile costruire situazioni che riproducono momenti di vita quotidiana e che possono mettere in evidenza deficit di pianificazione e di articolazione.

Implicazioni cliniche e interventi riabilitativi

I disturbi esecutivi hanno conseguenze sull’integrazione e sull’adattamento psicosociale. Inoltre, costituiscono un ostacolo al trattamento di altri disturbi cognitivi che possono essere riscontrati. Negli ultimi anni sono stati sviluppati alcuni approcci terapeutici basati su tecniche di modificazione del comportamento, su terapie cognitivo-comportamentali e su approcci comprensivo-olistici. L’analisi dei risultati ha indicato che maggiori benefici erano presenti nel caso di programmi comprensivo-olistici. Questi sono basati in generale sull’idea di sviluppare abilità alternative che sostituiscano i pattern maladattivi. I cambiamenti ottenuti in questo caso sono, dunque, più generalizzabili di quelli raggiunti con interventi riabilitativi tradizionali. Pertanto, è stato proposto che questo tipo di interventi possa essere considerato uno “standard di trattamento” per adulti con disturbi comportamentali e psicosociali dopo una lesione cerebrale. Nel caso di studi basati su tecniche di modificazione del comportamento o terapie cognitivo-comportamentali, invece, si può parlare di “opzioni di trattamento”.

Sviluppi interpretativi recenti

L’idea che un singolo fattore possa giocare un ruolo importante nello spiegare molti comportamenti umani è stata rilanciata da uno studio di neuroimmagine che si rifà al concetto di g proposto da Spearman. Duncan e colleghi, dunque, hanno confrontato una varietà di compiti molto diversi ma caratterizzati da una componente g alta o bassa; secondo gli autori, una stessa area cerebrale può così contribuire al successo in una varietà molto elevata di compiti differenti.

Risultati che indicano la presenza di più processi esecutivi differenziabili derivano invece da studi sulle differenze individuali in soggetti normali. Miyake e colleghi hanno utilizzato l’analisi delle variabili latenti che permetterebbe di minimizzare il problema della task impurity. In particolare, hanno identificato tre funzioni:

• Lo shifting tra compiti o stati mentali.
• L’updating and monitoring delle rappresentazioni in memoria di lavoro.
• L’inhibition di risposte dominanti.

L’analisi delle variabili latenti ha confermato che la struttura teorica a tre fattori rappresentava una soluzione più adeguata rispetto a quella a un fattore singolo. In uno sviluppo particolarmente interessante di questo lavoro, Friedman, ha esaminato campioni di gemelli monozigoti e dizigoti per valutare l’ereditabilità di queste tre sottocomponenti delle FE, dimostrando la presenza di influenze genetiche estremamente elevate.

Localizzazione cerebrale delle funzioni esecutive

Funzioni esecutive e lobo frontale

La parte anteriore dei lobi frontali si è tradizionalmente rilevata una regione del cervello difficile da studiare. Hitzig aveva ipotizzato che i lobi frontali anteriori fossero la sede delle facoltà intellettive più complesse. Tuttavia, i risultati dei suoi esperimenti erano apparentemente negativi. Anche la stimolazione elettrica della superficie corticale forniva risultati negativi; mentre la stimolazione elettrica della porzione posteriore dei lobi frontali produceva movimenti chiaramente osservabili, la parte anteriore dei lobi frontali si dimostrava sostanzialmente ineccitabile.

Ferrier individuava nei lobi frontali l’aspetto motorio dell’attenzione. In scimmie con lesioni frontali anteriori, egli riportò insieme all’assenza di alterazioni motorie e sensoriali, la presenza di alterazioni comportamentali e del temperamento. Bianchi propose, dunque, che i lobi frontali fossero la sede della coordinazione e dell’integrazione dei prodotti in ingresso e in uscita delle numerose aree sensoriali e motorie della corteccia, opponendosi all’idea che i lobi frontali fossero gli organi dell’intelligenza.

L’idea della corteccia prefrontale come sistema di controllo può essere fatta risalire a Lurija. Nella sua visione, la corteccia prefrontale fa parte, insieme al cervelletto e ad alcuni nuclei sottocorticali, di un sistema per la pianificazione, la regolazione e il monitoraggio delle azioni volontarie. Nonostante la validità di queste evidenze sia messe in dubbio, le idee di Lurjia hanno profondamente e direttamente influenzato i successivi modelli cognitivi del funzionamento frontale.

Shallice individua nella corteccia prefrontale la possibile sede del sistema attentivo supervisore (SAS); i sintomi disesecutivi dei pazienti frontali vengono quindi attribuiti all’incapacità di un SAS danneggiato di generare nuovi piani e nuove azioni volontarie nelle situazioni non abituali. Tale interpretazione è compatibile con l’idea che l’inibizione di questi comportamenti sia uno dei meccanismi fondamentali attraverso cui la corteccia frontale controlla il comportamento, richiamando l’ipotesi della Jackson, secondo la quale le lesioni dei centri superiori del cervello portano a una liberazione di centri inferiori posti normalmente sotto il loro controllo, con conseguente riduzione a una condizione più automatica.

Andrès ha sottolineato, invece, come pazienti con lesioni frontali focali non necessariamente mostrano prestazioni deficitarie in questi compiti, mentre si possono riscontrare prestazioni anomale in pazienti senza evidenza di danni frontali. Quindi, nonostante sia indiscutibile il fatto che il lobo frontale sia coinvolto nelle FE, è semplicistico considerarlo come il centro esecutivo del cervello.

Eterogeneità della corteccia prefrontale e dei sintomi disesecutivi

Vi sono altre due osservazioni importanti da fare. In primo luogo, i processi esecutivi non sono unitari; già nel modello di Baddley, l’esecutivo centrale è concepito come frazionabile in funzioni indipendenti tra loro. In secondo luogo, anche la corteccia prefrontale non è unitaria; si tratta di una regione molto vasta e eterogenea dal punto di vista anatomico, citoarchitettonico e neurofisiologico. La complessità nel fornire localizzazioni di specifiche FE dipende anche dal fatto che, allo stato attuale, non esistono ancora metodi condivisi che permettano di suddividere funzionalmente diverse porzioni della corteccia prefrontale.

Il lobo frontale comprende tutta la porzione della corteccia cerebrale umana anteriormente al solco centrale e dorsalmente al solco laterale. La parte posteriore del lobo frontale è composta da isocorteccia granulare ed è principalmente implicata nel controllo del movimento. La parte anteriore del lobo frontale, invece, costituisce la corteccia prefrontale propriamente detta. Anche questa regione è anatomicamente e funzionalmente eterogenea. Si possono distinguere:

• Componente paralimbica: costituita da isocorteccia agranulare, riceve estese proiezioni dall’amigdala e da altre regioni del sistema limbico e della corteccia paralimbica.
• Componente eteromodale: costituita da isocorteccia granulare, riceve estese proiezioni da numerose aree della corteccia, ma non dalle aree sensoriali e motorie primarie.

Entrambe queste componenti sono, inoltre, densamente interconnesse. Di particolare importanza sono i circuiti che collegano il lobo frontale ai gangli della base e al talamo. Questi circuiti sono almeno cinque e coinvolgono regioni diverse del lobo frontale. Tre di essi originano rispettivamente da:

• Corteccia prefrontale laterale.
• Corteccia orbitofrontale.
• Cingolo anteriore.

Sintomi disesecutivi possono conseguire non solo a lesioni prefrontali, ma anche a lesioni in un punto qualunque di questi tre circuiti cortico-sottocorticali. La corteccia orbitale, invece, è stata solitamente associata a modificazioni della personalità. In aggiunta, pazienti orbitofrontali, esprimono frequentemente sintomi tipici di un disturbo dell’attenzione. Le connessioni con l’amigdala, l’ipotalamo e l’ippocampo sembrano implicate negli aspetti emotivi della sindrome disesecutiva in seguito a lesioni orbitofrontali. Inoltre, la porzione mediale della corteccia prefrontale appare selettivamente implicata in molteplici aspetti che riguardano il controllo del movimento. Lesioni isolate di questa regione sono infatti comunemente associate a perdita di fluidità motoria e difficoltà nell’iniziazione di movimenti, mentre lesioni più estese provocano perdita di iniziativa e mutismo acinetico. Sulla base di queste evidenze, esso è stato considerato come la base del sistema attenzionale anteriore.