Riassunto esame Filosofia del linguaggio , Prof. Bucca Antonino, libro consigliato Neuropsicologia del linguaggio , Salvatore M. Aglioti, Franco Fabbro

Tecniche morfologiche e morfometriche: Tomografia Assiale Computerizzata (TAC) e Risonanza Magnetica Statica (RMS)

Le tecniche morfologiche e morfometriche, come la Tomografia Assiale Computerizzata (TAC) e la Risonanza Magnetica Statica (RMS), consentono di ottenere informazioni morfologiche in vivo.

Queste tecniche sono alla base del moderno metodo di correlazione anatomo-clinico, che consiste nel confronto tra sede ed estensione di una lesione cerebrale con i dati conseguenti ad essa.

La TAC, sviluppata negli anni '70, si basa sul diverso assorbimento di raggi X da parte delle varie strutture cerebrali, come la sostanza grigia e bianca, e del cervello sano rispetto a quello leso. Infarti, emorragie e tumori risultano chiaramente visibili rispetto al tessuto sano.

La RMS, invece, si basa sull'emissione di onde radio da parte di protoni precedentemente sottoposti a un campo magnetico. Questa tecnica è non-invasiva, non comporta l'uso di raggi X, e fornisce un'eccellente risoluzione spazio-temporale, superiore a quella della TAC.

La TAC fornisce immagini in 2D, con unità di misura in pixel, mentre la RMS fornisce immagini in 3D.

(unità di misura è voxel). La RMS è stata utilizzata anche per analisi della maturazione cerebrale.

DTI (diffusion tensor imaging) è una potente variante morfologica della RMS, che si basa sul rilevamento del movimento delle molecole di H2O nei diversi tessuti. Rispetto alla RMS, la DTI, cogliendo questo movimento di molecole, è in grado di tracciare dettagliatamente l'orientamento delle varie vie cerebrali.

Questa tecnica ha consentito di estendere il concetto classico secondo cui le aree di Broca e di Wernicke sono connesse soltanto dal fascicolo arcuato, mostrando che il fascicolo arcuato sinistro invia un fascio parallelo anche alla corteccia parietale inferiore.

La morfometria basata sull'analisi dei voxel è una tecnica computazionale che consente di paragonare le concentrazioni locali di sostanza grigia ottenute dalla RMS tra due gruppi oppure nello stesso soggetto in periodi diversi. Un recente esempio di applicazione di questa

La tecnica allo studio del linguaggio è stato fornito da una ricerca nella quale si esaminavano 25 monolingui, 25 bilingue precoci e 33 bilingue tardivi. I risultati mostrano un incremento della sostanza grigia nella corteccia infero-parietale sinistra nei bilingue rispetto ai monolingue. Inoltre, l'incremento era più pronunciato nei soggetti bilingue precoci rispetto ai tardivi. Poiché la regione infero-parietale sinistra è coinvolta nel linguaggio (specie nei suoi aspetti fonologici), lo studio costituisce un primo esempio di plasticità strutturale del sistema linguistico in vivo.

Le tecniche di neuroanatomia funzionale, come la tomografia ad emissione di positroni (PET) e la risonanza magnetica funzionale (fMRI), sono le due principali tecniche di visualizzazione dell'attività cerebrale in vivo. Si basano sulla nozione secondo cui incrementi di attività neurale in una data regione cerebrale si accompagnano a un aumento del flusso cerebrale e del consumo.

Di ossigeno nella stessa regione. Queste tecniche presentano un'altissima risoluzione spaziale ma una bassa risoluzione temporale.

PETLa può essere utilizzata sia per misurare il metabolismo cerebrale che il flusso ematico. Tale tecnica si basa sul tracciamento a livello cerebrale di una sostanza radioattiva, l'ossigeno-15 (O15). Il soggetto è sdraiato supino all'interno del tomografo e il tracciante O15 viene iniettato in vena sotto forma di acqua (H2O15) e raggiunge il cervello dopo circa 30s (relativamente invasiva). Il tomografo è costituito da una serie di sensori disposti ad anello intorno alla testa che rilevano il marcatore (la sostanza radioattiva), il quale si concentra nelle zone del cervello con maggior concentrazione di sangue, che sono anche quelle metabolicamente più attive. È dunque possibile valutare indici di attività cerebrale nel momento in cui un soggetto esegue un dato compito.

Primo studio

PET riguardante il linguaggio: in cerca delle aree cerebrali responsabili dell'analisi delle parole, gli autori hanno utilizzato come condizione di riferimento (baseline) la presentazione passiva di parole sia in modalità uditiva che visiva. Il quadro di attivazione cerebrale nella condizione di base è stato sottratto dalla condizione sperimentale nella quale i soggetti leggevano o ripetevano le parole. I risultati mostrarono che il compito semantico attivava maggiormente il giro frontale inferiore, la corteccia del cingolo e la regione frontale superiore (il risultato sembrò paradossale perché l'analisi semantica era stata attribuita al lobo temporale). La PET ha anche messo in evidenza il ruolo del cervelletto in compiti cognitivi, mostrando che il cervelletto di destra risultava attivato sia in compiti di generazione di verbi dalla presentazione di una parola; è stato dimostrato il coinvolgimento del giro sovramarginale del lobo parietale durante

L'analisifonologica di parole; coinvolgimento dell'emisfero destro nell'analisi di testi e nellacomprensione di aspetti non strettamente linguistici del discorso.

La PET essendo relativamente invasiva, in futuro sarà probabilmente sostituitafMri,dalla che non è invasiva, non implica somministrazione di sostanzeradioattive o impiego di raggi X, è sicura e indolore e consente una più elevatarisoluzione spaziale e temporale.fMri

La si basa sul fatto che ogni tessuto ha proprietà magnetiche di erenti, legatein genere alla diversa concentrazione di protoni. In un apparato di risonanzamagnetica nucleare, al soggetto vengono applicate delle onde radio di frequenzaadeguata a stimolare i nuclei degli atomi di idrogeno che emettono un segnaleelettromagnetico di risonanza. Variando il tempo intercorrente tra impulsisuccessivi (TR) e tra impulso e registrazione (TE) si possono ottenere immagini di erenti sorgenti di contrasto: la

densità dei nuclei d'idrogeno nei diversi tessuti;

le differenze dei diversi tessuti nel tempo di decadimento del segnale di risonanza (immagini anatomiche ad alta risoluzione della struttura cerebrale);

le disomogeneità locali del campo magnetico nei diversi tipi di tessuto (immagini funzionali del livello di ossigenazione sanguigna: tecnica BOLD).

fMri e linguaggio: supponiamo di voler studiare l'effetto di un errore sintattico in una frase:

1. Sottrattivo: misurare l'attività cerebrale in una condizione con errore e in una senza e poi confrontare le condizioni stesse. Le aree attive dopo la sottrazione saranno quelle coinvolte nel rilevamento dell'anomalia.
2. Event-Related fMri: ossia le attivazioni correlate a particolari eventi, viene cioè messo in relazione temporale il cambiamento di segnale BOLD con ciascuna condizione di stimolazione, ad esempio la presentazione di frasi con o senza errori.

Topografia ottica (OT): questo metodo, detto

anche spettroscopia vicino all'infrarosso, dipende dalla diversa trasparenza dei tessuti alla luce in zone dello spettro prossime all'infrarosso, un tipo di onda con lunghezza maggiore di quella della luce visibile. I fotoni di questa parte dello spettro hanno maggior potere di attraversare i tessuti rispetto a quelli della luce visibile e possono essere rilevati quando ne riemergono. In una tipica registrazione viene inviata luce "vicina all'infrarosso" tramite fibre ottiche applicate sullo scalpo. La luce attraversa il cranio e raggiunge la corteccia. Una parte della luce viene riassorbita, attraversa il cuoio capelluto e viene rilevata da sensibilissimi fotodiodi. Si applica la sottrazione luce riassorbita - luce inviata per verificare il cambiamento di concentrazione di emoglobina (e quindi il consumo di ossigeno). La risoluzione spaziale è minore della fMRI ma quella temporale è migliore. Non invasiva. tDCS) Tecniche elettrofisiologiche: tecniche distimolazione cerebrale (TMS, etecniche di registrazione dell'attività cerebrale (EEG). Queste tecniche sono estremamente invasive e hanno un'elevata risoluzionespaziale (potendo studiare ogni singola cellula) e temporale (potendo campionareun dato fenomeno al millesimo di secondo). Le due tecniche di stimolazione eregistrazione dell'attività cerebrale sono state impiegate durante l'esecuzione didiversi compiti linguistici. I risultati conferiscono all'emisfero sinistro un ruolofondamentale sia nella produzione che nella comprensione del linguaggio. Ilquadro generale dell'organizzazione corticale delle componenti del linguaggioemerso dagli studi di Ojemann è quello di un'organizzazione concentrica dellinguaggio. Nella porzione più centrale è organizzato il controllo dei movimentooro-facciali. La stimolazione di aree temporali o frontali inibisce la percezione deifonemi, mentre la stimolazione di aree ancora

più periferiche produce interferenzein altre componenti del linguaggio. La stimolazione del lobo temporale inferioreinibisce la denominazione, quella del lobo frontale inferiore provoca errori nellasintassi, quella dei lobi temporale e parietale inferiori interferisce con l’esecuzionedi compiti semantici. La stimolazione di aree del lobo temporale posteriore e diaree medio-inferiori del lobo frontale inibisce i processi di lettura, mentre lastimolazione dei margini di aree perisilviane disturba i processi di memoria verbalea breve termine.

Una tecnica di stimolazione cerebrale più moderna e meno invasiva dellastimolazione magnetica transcranicastimolazione diretta del cervello è la(TMS): è basata sul principio dell’induzione elettromagnetica, secondo il quale unimpulso di corrente elettrica che passa attraverso una bobina di metallo genera uncampo magnetico con direzione perpendicolare a quella del campo elettrico. Labobina può essere

Appoggiata sullo scalpo ed è connessa a un condensatore. Il campo elettromagnetico indotto è di elevata potenza e breve durata e attraversa i tessuti cutanei, muscolari e ossei del cranio, raggiunge la corteccia cerebrale e blocca in maniera temporanea la funzione dell'area corticale sottostante al punto di posizionamento della bobina (uno degli effetti può essere l'arresto dell'eloquio, balbuzie, ripetizioni di parole). I MEPs sono Potenziali Evocati Motori che è possibile suscitare per mezzo della stimolazione TMS in un'area a scelta della corteccia motoria. I MEPs aumentano all'aumentare dell'intensità dello stimolo, in quanto si aggregano ad un maggior numero di neuroni spinali motori. L'elettroencefalografia (EEG) permette di registrare, tramite una serie di elettrodi registranti posizionati sullo scalpo, i potenziali post-sinaptici extracellulari di neuroni piramidali (neuroni corticali) (circuito aperto).