Riassunto esame Neuropsicologia, Prof. Bernardis Paolo, libro consigliato Manuale di neuropsicologia, Vallar, Papagno

Neuropsicologia

Introduzione alla neuropsicologia

Prof. Paolo Bernardis

La neuropsicologia si colloca all'interno delle neuroscienze cognitive con lo scopo di capire il funzionamento della mente e del cervello. Essa però si differenzia dalle neuroscienze cognitive perché: la neuropsicologia utilizza la persona che ha dei deficit cognitivi per arrivare a comprendere il funzionamento della mente; mentre le neuroscienze cognitive utilizzano anche altre tecniche, come la stimolazione o l'immagine funzionale.

La neuropsicologia è una disciplina scientifica che studia i deficit cognitivi ed emotivo-comportamentali associati a lesioni o disfunzioni del sistema nervoso centrale.

Scopi della neuropsicologia

• Scopo euristico: per cui la disciplina può essere utilizzata per studiare e per indagare il funzionamento del sistema cognitivo
• Scopo clinico: per cui in base alla lesione si può riuscire a capire quali processi cognitivi sono danneggiati e quanto lo sono per poi fare una valutazione neuropsicologica dei processi cognitivi integri e danneggiati. In seguito, si possono cercare delle modalità per riabilitarli.

È una scienza interdisciplinare perché ad essa contribuiscono altre discipline come l'anatomia, la medicina nucleare, la linguistica, la fisiologia, la scienza dell'informazione.

Il deficit cognitivo

Al centro della neuropsicologia c'è il deficit cognitivo, che può essere descritto come un'alterazione del normale funzionamento delle funzioni corticali superiori (percezione, attenzione, abilità motoria, linguaggio). Il deficit cognitivo è osservabile dal comportamento del paziente ed è misurabile con la valutazione neuropsicologica (test sempre più specifici).

Esempi di deficit e valutazione

• Disturbo di memoria: riscontrabile già al primo colloquio neuropsicologico; il paziente ha una buona consapevolezza del suo disturbo e proprio per questo mette in atto delle strategie per migliorare la sua prestazione (es. prendere nota).
• Afasia non fluente: di Broca, disturbo del linguaggio; il paziente ha difficoltà ad esprimersi e a parlare, per cui l'esaminatore fa fatica a capirlo; usa una struttura delle frasi semplificata, manca di prosodia (discorso piatto, senza intonazione), ha difficoltà ad elaborare i numeri.
• Afasia fluente: di Wernicke, disturbo del linguaggio; il paziente non ha nessun problema a parlare, ma quello che dice è formato da neologismi e per questo è incomprensibile. In più non capisce quello che gli chiede l'esaminatore e quindi inventa e fa errori. La prosodia è mantenuta.
• Afasia anomica: il paziente ha una difficoltà specifica con le parole, non è in grado di ricordare certe parole e comincia a creare delle circonvoluzioni. L'eloquio è fluente ma poco informativo, la prosodia non è molto presente.

Esempi di valutazione dei deficit:

• Negligenza spaziale unilaterale -> test di Albert Danno all’emisfero destro (41-80%), deficit di consapevolezza spazio controlesionale, deficit attentivo.
• Sindrome frontale -> test dell’orologio Danno a strutture del lobo frontale, deficit cognitivi, motivazionale e disinibitori.
• Sindrome disesecutiva -> test BADS.

Possibili cause di deficit

• Malattie neurologiche
• Ematomi
• Emorragie
• Processi tumorali
• Ad alto grado di crescita, che proliferano in poco tempo
• A basso grado di crescita, che intaccano in modo lento
• Infezioni
• Processi degenerativi (AIDS, Parkinson, Alzheimer...)
• Traumi cranici
• Disturbi evolutivi nell'apprendimento dei bambini

Indagine del deficit

Tramite una valutazione neuropsicologica, che è un metodo d'indagine per verificare la natura e la gravità del deficit attraverso l'utilizzo di test specifici (dati quantitativi che vanno interpretati), in cui avviene un confronto tra prestazioni patologiche e prestazioni della popolazione di riferimento (5° percentile). Un test è uno strumento per formulare inferenze sull'organizzazione cognitiva. Per poter interpretare i risultati serve integrare le proprie conoscenze con i dati quantitativi (il risultato effettivo) e qualitativi (es. come il paziente arriva alla soluzione finale, le strategie).

Il ruolo del neuropsicologo

1. Osserva il paziente
2. Sceglie i test da somministrare, calcola i punteggi ottenuti nelle varie prove integrandoli con le osservazioni qualitative
3. Integra tutte le informazioni che ha raccolto sul paziente durante l’anamnesi, il colloquio neuropsicologico e il colloquio con i familiari
4. Crea il profilo cognitivo del paziente

Neuropsicologia cognitiva

La neuropsicologia cognitiva nasce nel 1970 in due convegni: Boston nei primi anni '50 e European Workshop on Cognitive Neuropsychology nell’84. Aspetti importanti sono: il concetto di modularità (Fodor), i modelli boxes and arrows, il connessionismo e le nuove tecniche di neuroimmagine.

Il modularismo: la mente è composta da moduli che hanno una loro indipendenza. Usando questi moduli bisogna creare dei modelli in cui si possono ipotizzare moduli che corrispondono a diverse fasi di un processo oppure che permettono la trasmissione da un modulo a un altro: modello del linguaggio di Wernicke e Geschwind.

Non tutti i modelli della neuropsicologia cognitiva prevedono l’aspetto di identificare un correlato neurale per ogni modulo o fase di un processo cognitivo (modello di riconoscimento e lettura della parola a due vie).

Gli studi con i pazienti possono essere di gruppo o di casi singoli: ricerca effettuata su singoli pazienti o su gruppi di pazienti con attenzione per i comportamenti discrepanti dalla media. La neuropsicologia cognitiva utilizza test tarati e standardizzati.

Mentre la neuropsicologia classica faceva largamente uso della correlazione anatomo-clinica, ora non è più necessario questo grazie ai metodi di neuroimmagine.

Il connessionismo: i fenomeni mentali possono essere descritti da reti di unità interconnesse (input, strati intermedi, output).

I nuovi metodi di indagine sono quelli della neuroimmagine.

Il cognitivismo è quella riconsiderazione di questioni teoriche in termini di elaborazione delle informazioni. I problemi neuropsicologici, compresi quelli concernenti la diagnosi clinica, sono inseriti in una logica che riguarda l’elaborazione dell’informazione. Quindi il compito della neuropsicologia cognitiva è localizzare la lesione funzionale all’interno di un modello teorico dell’elaborazione di un determinato tipo di informazione. Il tipo di modello a cui si riferisce è quello computazionale.

Compito della neuropsicologia cognitiva clinica

La diagnosi clinica deve identificare dove la lesione ha prodotto un danno delle componenti del modello computazionale e la loro mutua collocazione nel sistema cognitivo (Architettura funzionale).

L’architettura funzionale è composta da:

• Rappresentazioni: informazioni in un dato formato che deve essere specificato insieme al contenuto
• Processi: trasformano una classe di rappresentazioni in un’altra

I modelli funzionali possono essere lesionati concettualmente: gli effetti neuropsicologici possono essere confrontati con le predizioni del modello teorico.

Conseguenza: la neuropsicologia fa parte delle scienze cognitive. Scopo comune: una teoria cognitiva.

Localizzazione cerebrale: il progresso avviene solo quando lo permette il livello di dettaglio raggiunto dalla teoria. Un esempio è quello delle leggi di ereditarietà di Mendel del 1855 -> genetica nel 1909 -> DNA nel 1953.

Il livello in cui la teoria funzionale potrà essere utilmente confrontata con i dati anatomici sembra ancora lontano da raggiungere. Questo non vuol dire che i clinici debbano evitare il problema della localizzazione.

Obiezioni storiche alla neuropsicologia

1. Il danno cerebrale comporterebbe un abbassamento globale delle risorse e quindi le osservazioni che facciamo con i pazienti non è possibile generalizzarle o non sono utili per testare un modello cognitivo.
2. Un danno cerebrale potrebbe provocare un deficit cognitivo arbitrario (a parità di area lesionata: in un paziente il deficit è di un certo tipo, in un altro paziente di un altro tipo).
3. Il danno cerebrale potrebbe causare una riorganizzazione delle funzioni: a seguito del danno le funzioni cognitive si potrebbero riorganizzare diversamente e quindi studierei il sistema cognitivo in un paziente che non è come quello originario ed è diverso da quello delle altre persone.

Per confutare: è difficile che sorgano delle nuove funzioni dal nulla; doppia dissociazione; una certa riorganizzazione funzionale non è negata, infatti la plasticità è ammessa, ma questo non vuol dire che la funzione possa spostarsi da un’area a un’altra.

Fondamenti della neuropsicologia cognitiva

1. Principio di frazionamento: il danno cerebrale determina il deficit di una o più unità di elaborazione. Questo principio deriva dalla questione della modularità: qualunque sistema computazionale complesso è costituito da un insieme di sottocomponenti, i moduli, che sono indipendenti tra loro per quanto è consentito dal compito o dall’organismo (Marr). Secondo l’idea di modularismo di Fodor invece i moduli sono: innati e veloci (info predeterminate), specifici per modalità, obbligatori (se ci sono un insieme di processi all’interno del modulo questi avvengono tutti sempre), sostenuti da materia neuronale, soggetti a sviluppo predeterminato, incapsulati dal punto di vista informazionale e autonomi dal punto di vista computazionale. Inoltre, secondo Fodor, la porzione centrale del sistema cognitivo non era organizzata in modo modulare e quindi non può essere studiata. Secondo Tim Shallice i moduli sono equivalenti a sottosistemi isolabili e quindi dissociabili. Un altro approccio ipotizza moduli di tre livelli diversi (primo livello come quelli di Fodor, 2 e 3 livello meno rigidi).
2. Principio di trasparenza o sottrazione:
   • Formulazione forte: esiste una relazione trasparente tra un deficit osservato e una componente del processo di elaborazione dell’info che viene sottratta dal danno cerebrale. Un deficit selettivo è dimostrazione che la componente esiste (paradosso: è trasparente quel che è perso).
   • Formulazione debole: il danno cerebrale permette di osservare meglio il lavoro di processi di elaborazione dell’info che sono opachi nella prestazione di un cervello intatto. Scompare il paradosso: i sintomi sono meglio compresi in termini di ciò che il paziente fa piuttosto di ciò che non fa. Molto importante è l’analisi non solo del comportamento residuo ma anche degli errori. Qualunque cosa faccia può essere visto come un modo per superare il deficit.
3. Assunzione di corrispondenza: esiste una qualche corrispondenza tra l’organizzazione funzionale della mente e quella neurologica del cervello.
4. Assunzione di costanza: il danno cerebrale ha solo effetti locali sul sistema cognitivo che non subisce una riorganizzazione funzionale generale.

Metodi di indagine

• Dissociazione semplice
• Doppia dissociazione
• Associazione

Principio alla base delle dissociazioni: se il sistema cognitivo è multi-componenziale il modo migliore per evidenziare le singole componenti è di trovare pazienti con un danno ad una singola componente mentre le altre sono risparmiate.

Visto il principio di frazionamento le dissociazioni si possono considerare fonte di info circa l’organizzazione del sistema nervoso. Esse sono uno strumento fondamentale per l’investigazione dell’architettura funzionale del sistema cognitivo.

La dissociazione è una differenza nella prestazione tra due compiti appartenenti a domini distinti ma simili: indipendenza funzionale dei processi cognitivi.

Dissociazione semplice

Caso DF: paziente che soffre di agnosia visiva (deficit nel riconoscimento degli oggetti).

• Compito sperimentale A: usare la vista per riconoscere un oggetto.
• Compito sperimentale B: usare la vista per afferrare un oggetto.

Qui vediamo che la paziente riesce a fare il secondo compito ma non il primo. Dissociazione semplice: differenza di prestazione nello stesso paziente in compiti simili ma distinti (per il fine, in questo caso). Potrebbe essere che: compito B facile, compito A difficile. La dissociazione semplice non garantisce che ci sia una dissociazione effettiva tra i moduli, per questo si usa la doppia dissociazione.

Doppia dissociazione

In questo modo si può essere certi che non si tratta di difficoltà del compito ma di effettiva dissociazione tra i moduli.

• A: lettura e pronuncia di vocali
• B: lettura e pronuncia di consonanti

Paziente CF (incapace di scrivere le vocali, capace di leggerle) e paziente CW (errori selettivi di spelling nelle vocali) hanno problemi con le vocali ma non con le consonanti. Paziente AB (errori selettivi di spelling nelle consonanti) ha un problema con le consonanti e non con le vocali. Si può ipotizzare che consonanti e vocali vengano trattate e riconosciute in maniera differenziata. Studi con casi singoli: diversità lesioni cerebrali (non è possibile mediare tra pazienti), ottimo metodo per valutare, revisionare e sviluppare teorie.

Associazione

Per ogni dissociazione di deficit ci sono migliaia di associazioni (la maggior parte dei pazienti disgrafici hanno problemi sia con le consonanti che con le vocali). Il concetto di sindrome: associazione di sintomi clinici che si ritiene possano essere messi in relazione a qualche livello. Lo studio delle sindromi è utile in quei campi in cui la neuropsicologia cognitiva non è sviluppata sufficientemente, preparano il campo agli studi con singoli pazienti. Le associazioni di questi gruppi di pazienti possono essere fatte in diversi modi:

• Sindrome funzionale (forte): associazione fra n deficit che è determinata da un unico meccanismo che altera la funzione. Ad esempio, il deficit funzionale di memoria a breve termine verbale ha tra i suoi sintomi: la riduzione dello span di memoria, effetto recency nella rievocazione libera immediata.
• Sindrome anatomica (debole): associazione fra n sintomi determinata dal fatto che diverse funzioni sono localizzate in aree cerebrali vicine, che sono quindi lese assieme con frequenza.
• Sindromi anatomo-funzionali

Studi di gruppo: contribuiscono a preparare le basi di nuove teorie e primi sviluppi; forniscono importanti dati per il confronto con studi di neuroimmagine. Come raggruppare i pazienti? Gruppi per sindrome, per sintomi cognitivi o per lesione anatomica. Importante è fare attenzione a come si identificano i confini delle lesioni: le lesioni più semplici da identificare in cui il fluido cerebrospinale rimpiazza il tessuto danneggiato (infarto, neurochirurgia); molto più difficile è il caso di tumori gialli, difficili da circoscrivere. Inoltre, quando c’è un’emorragia produce un effetto per cui il sangue va a invadere tante parti del cervello oppure viene riassorbito (rende i neuroni non attivi temporaneamente ma non distrutti per sempre). Importante fare attenzione alle inferenze funzionali nelle associazioni lesione-deficit: se una funzione f è deficitaria dopo lesione a regione x, allora la funzione f è localizzata nella regione x, o allora il fine della regione x è di implementare la funzione f. Inoltre, è importante evitare le posizioni neo-frenologiche. Anche quando c’è una forte relazione tra un deficit e una regione bisogna chiedersi se c’è una relazione 1 a 1. Una lesione circoscritta può lesionare il funzionamento di una regione cerebrale distante (dischisi).

Incoerenze tra dati di pazienti e fMRI

Incoerenza 1: i dati fMRI indicano che una regione è attiva in un compito ma dati di pazienti indicano che la stessa regione non è cruciale. Questo potrebbe essere perché la regione riflette una peculiare (per il compito) ma non cruciale strategia; oppure perché la regione risulta attiva ma in realtà la sua attività viene inibita; oppure gli studi con i pazienti non hanno abbastanza potenza per rilevare la regione (perché il campione è piccolo); oppure perché la localizzazione non è stata fatta correttamente, o compiti diversi.

Incoerenza 2: i dati fMRI indicano che una regione non è attiva in un compito ma dati di pazienti indicano che la stessa regione è cruciale. Questo potrebbe essere perché c’è un problema con il paradigma di imaging; oppure ci sono difficoltà intrinseche nel rilevare l’attività della regione in questione (proprietà magnetiche); oppure il deficit nel paziente è dovuto ad un problema di connessione tra aree e non a un’area specifica.

Metodi

• Elettrofisiologia
• Brain Imaging
• Stimolazione magnetica (transcranica)

Elettrofisiologia

Metodi basati sulla registrazione di segnali elettrici, che possono essere di tre tipi:

• Single cell recording
• EEG, ERPs
• Magnetoencefalografia

Lo scopo è quello di capire qualcosa sul funzionamento della mente e sui modelli cognitivi. In più bisogna capire come il cervello e i neuroni agiscono sul mondo esterno. Capire l’architettura funzionale significa capire come sono le rappresentazioni e i processi. Se la rappresentazione mentale è un oggetto che serve per spiegare i modelli dei processi cognitivi, quali sono i correlati neurali.