Riassunto esame Psicobiologia, Prof. Fiorio Mirta, libro consigliato Neuroscienze cognitive , Gazzaniga

NEUROSCIENZE

COGNITIVE

Alice Staltari

Il ruolo del Cervello (lez.1)

Quando si parla di Psicobiologia si parla di una scienza empirica che studia il comportamento e i

processi mentali (come pensiero, emozioni e memoria) attraverso le loro basi biologiche, in particolare

il funzionamento del sistema nervoso, del sistema endocrino e l'ereditarietà.

→

La psicologia stessa è una scienza biologica deriva da psiche e lobos, ovvero lo studio scientifico dei

comportamenti e dei processi mentali.

si tratta dunque di una scienza biologica in quanto il comportamento e le funzioni cognitive dipendono

dal sistema nervoso e, inoltre, come gli esseri umani, a livello fisico, sono il prodotto dell’evoluzione

anche le funzioni cognitive sono il risultato del processo di evoluzione che le ha sviluppate in modo da

renderle le migliori per l’adattamento della specie nel suo ambiente.

è dunque corretto dire che il nostro comportamento e le nostre funzioni cognitive hanno subito gli

effetti della selezione naturale.

I fattori interagenti

Le funzioni cognitive sono influenzate da diversi tipi di fattori interagenti quali:

geni

ambiente

caso

Il genotipo è l'insieme dei geni di un organismo, cioè la sua specifica costituzione genetica che si

esprimono nel fenotipo (espressione genica), ovvero l'insieme di tutte le caratteristiche manifestate da

un organismo vivente, quindi la sua morfologia, il suo sviluppo, le sue proprietà biochimiche e

fisiologiche.

Nell’espressione del genotipo ha un ruolo altrettanto importante l’ambiente:

sociale

culturale

fisico

esterno

interno

che può favorirla o meno.

Quando si parla di fenotipo tuttavia, non si parla solamente di fenotipo anatomico ma anche

comportamentale e, dunque, l’ambiente può favorire o meno lo sviluppo dell’aspetto cognitivo del

soggetto.

es. GENI RELATIVI ALL’ASPETTO LINGUISTICO

i geni si esprimono in strutture anatomiche (cerebrali in questo caso),

se essi si esprimono correttamente, la funzione linguistica risulterà perfettamente funzionante

se essi, invece, nei primi 3 anni di vita dell’individuo, non vengono esposti al linguaggio

nell’ambiente esterno, si esprimono diversamente. Vale a dire che la funzione linguistica si

sviluppa, ma con struttura deficitaria. →

Fattore interagente dello sviluppo cognitivo è anche il caso capita, infatti, che si verifichino

interazioni tra geni e ambiente causate da situazioni fortuite, com’è capitato con le mutazioni

genetiche nel corso della storia dell’evoluzione delle specie.

Nello sviluppo dell’essere umano si è verificato un processo di ENCEFALIZZAZIONE:

→ evoluzione di un rapporto maggiore tra massa del cervello e massa del corpo

che ha portato il cervello umano:

a disporre del 20% costante rispetto al totale del flusso sanguigno destinato al funzionamento dei

→

processi del corpo umano tutto questo rappresenta un rapporto conveniente perché, non

destinando tutta “l’energia” al resto degli apparati, fa in modo di garantire il funzionamento del

cervello.

ad evolversi in:

→ la corteccia cerebrale presenta una struttura ripiegata che garantisce

CIRCONVOLUZIONI e SOLCHI:

una maggiore superficie (che non aveva prima di tale processo) che garantisce maggior spazio ai corpi

cellulari dei neuroni, collocati prevalentemente nella corteccia

→ MAGGIORE DIMENSIONE DEI LOBI FRONTALI: che sono molto più sviluppati in confronto ad altre

specie

Ad oggi, grazie a questo processo, il nostro cervello è molto più sviluppato rispetto a quello di altre

specie, in esso, infatti, si concentrano all’incirca 86 miliardi di neuroni.

Il ruolo della Fisiologia e della Neurologia nella

comprensione dei processi cognitivi nella storia

Nel corso della storia spesso si è posto il problema della comprensione della derivazione dei processi

cognitivi e mentali dell’individuo e fondamentali sono state la Fisiologia e la Neurologia (branca della

medicina che studia e tratta le patologie del sistema nervoso centrale e del sistema nervoso

periferico).

Contributo della Fisiologia

→ disciplina biologica strettamente legata all’anatomia che studia le funzioni degli organismi viventi,

sia animali che vegetali, analizzandone i processi chimici e fisici che ne determinano le funzioni vitali in

condizioni di normalità.

Nel corso della storia uno dei problemi che i fisiologi si sono posti è stata la MISURAZIONE

→

DELL’ATTIVITA’ PSICHICA il tutto deriva dallo studio degli astronomi

Essi, infatti, nel 1800 misuravano il tempo di passaggio dei corpi celesti che veniva scandito da un

→

metronomo, attraverso un retino applicato sul telescopio. Il tutto dipendeva quindi strettamente

dall’abilità di ogni singolo astronomo nelle misurazioni occhio-orecchio, facendo notare (dall’

astronomo Bessel) che le misurazioni variavano molto tra i diversi osservatori e in base al momento

→

della giornata, alla stanchezza, all’attenzione dunque l’equazione personale (elemento

soggettivo) influiva sul tempo di rilevazione.

Così molti fisiologi hanno iniziato a studiare la velocità di conduzione degli impulsi nervosi (quanto

velocemente lavoravano) :

Müllers 1844 →

La velocità di conduzione era infinita e che non poteva essere misurata non avevano i mezzi

principio dell’energia nervosa specifica: natura degli impulsi trasmessi non dipendeva dagli

agenti che hanno stimolato, ma dalla natura del nervo.

Von Helmoltz ‘50

La conduzione richiedesse un tempo definito e che poteva essere misurata (cronometria)

→

teoria tricromatica la percezione dei colori deriva dalla presenza di tre tipi recettori sulla

retina (coni sensibili a tre lunghezze d’onda della luce): rosso, verde e blu.

Exner ‘73 →

misurò la velocità di conduzione stimolando i nervi in diversi punti del corpo tempo di

reazione

Lentamente si passò della fisiologia alla PSICOLOGIA SPERIMENTALE e di vitale importanza per questo

furono le teorie di Donders (ancora oggi, grazie a lui si usa il termine “tempo di reazione”):

Così come è possibile misurare il tempo di conduzione, anche i processi mentali si possono

→

misurare e ne esistono di semplici e di più complessi che richiedono tempi diversi la loro

complessità può essere misurata calcolando le differenze di tempo necessario tra due

→ METODO CRONOMETRICO (misurazione del tempo delle funzioni

processi mentali differenti

cognitive): venne usato per calcolare il tempo di esecuzione mentale di diverse funzioni

cognitive in base alla loro complessità: attenzione, memoria..

→ sottopose dei soggetti ad esperimenti di complessità crescente, prima coinvolgendo una sola

→

funzione cognitiva (primo compito) e in seguito aggiungendone altre questo gli permise di calcolare

il tempo di durata del processo mentale di una funzione cognitiva specifica tramite il METODO

SOTTRATTIVO: tempo 2° compito - tempo 1° compito

es.

1° compito: devo premere un tasto il più velocemente possibile ogni volta che mi capita uno stimolo

→

visivo, ad esempio un cerchio dunque il compito è quello di premere il tasto il più velocemente

→

possibile compito semplice (tempo di reazione semplice) →

2° compito: devo premere ogni volta che lo stimolo visivo è di colore rosso compito semplice +

discriminazione visiva.

METODO STRATTIVO: tempo 2° compito (350 millisecondi) - tempo 1° compito (250 millisecondi) = la

funzione cognitiva di discriminazione visiva dura 100 millisecondi (al netto della risposta motoria che è sempre

→ il processo mentale di discriminazione visiva dura, quindi, 100 millisecondi

uguale)

→ Questo metodo venne usato anche dall’allievo di Von Helmoltz, Wundt, che oggi è considerato uno

dei (fondò il primo laboratorio di psicologia a Lipsia nel

padri fondatori della psicologia sperimentale →

1879) e che decise di chiamare la sua disciplina PSICOLOGIA FISIOLOGICA trattare la psicologia

come altre scienze esatte (medicina, chimica..).

Contributo della Neurologia

Il processo della nascita delle Neuroscienze Cognitive è iniziato con Thomas Willis nel 1650.

Egli era famoso perchè utilizzava delle tavole anatomiche particolarmente dettagliate realizzate

tramite autopsie (metodo utilizzato allora).

Facendo questo si rese conto che alcuni risultavano perfettamente intatti, mentre altri presentavano

delle lesioni e, incuriosito da ciò, notò che alcuni individui che in vita avevano dei problemi cognitivi o

→

comportamentali all’esame autoptico presentavano delle lesioni cerebrali. IPOTIZZO’, quindi, IL

→

LEGAME TRA CERVELLO E COMPORTAMENTO non venne preso sul serio

Quasi 200 anni dopo Joseph Gall, nel 1825, propose un modello di localizzazione cerebrale delle

secondo il quale ogni funzione cognitiva era legata ad una sola area del cervello ,

funzioni mentali

unica, definita e circoscritta.

→ secondo la sua teoria, se un soggetto esercitava, ripetutamente e più frequentemente delle altre,

una funzione cognitiva, l’area si espandeva e creava delle protuberanze nella scatola cranica che era

possibile percepire tastando l’area in questione e quindi dedurre il suo comportamento (frenologia)

→ L’unico della teoria di Gall è la corrispondenza diretta tra attività cerebrali e

elemento “salvabile”

attività mentali, ovvero il fatto che il cervello non è statico, le aree possono ridursi o espandersi in base

alle attività (NEUROPLASTICITA’) e questo gli consente il funzionamento ottimale.

VISIONE DEI PROCESSI MENTALI: GALL vs OGGI

verticale (Gall): funzioni separate e localizzazioni precise

Oggi sappiamo che esistono anche dei processi orizzontali al servizio di diverse funzioni cognitive

dunque, per essere svolta una funzione cognitiva è necessario il coinvolgimento di più aree

→ →

connesse fra loro NETWORK CEREBRALI tutto ciò grazie a Wernicke e Broca (correlazione

anatomo-funzionale) :

→ Paul Broca (1861) : notò che dei pazienti erano in grado di comprendere perfettamente ma

mostravano dei disturbi nella produzione dell’eloquio spontaneo (paziente Tan pronunciava solo la

→

→

sillaba «tan»). esami autoptici: danni in un’area precisa del lobo frontale (poi detta «area di Broca»).

→ Carl Wernicke (1876) : notò che dei pazienti mostravano disturbi nella comprensione del

→

linguaggio (non nella produzione). esami autoptici: danni in un’area precisa del lobo temporale (poi

detta «area di Wernicke»).

Dunque, considerato che entrambe fanno parte della funzione linguistica (produzione+ comprensione

+ prosodia), un danno al lobo frontale, temporale o alla connessione fra essi (che permette il

→ →

funzionamento completo della funz. cogn.) può causare afasia dunque un danno, legato a

queste aree, che non è attribuibile a difficoltà percettive, come la sordità, o motorie.

Afasia di Broca:

Dovuta a lesioni della corteccia associativa motoria del lobo frontale con interessamento

→

anche della parte posteriore del terzo giro frontale (aree 44 e 45). Nei casi più gravi sono

coinvolte anche le regioni premotorie e prefrontali (aree 6, 8, 9, 10 e 46).

L’eloquio spontaneo è molto ridotto (mutismo/forme di linguaggio incerto e di poche parole).

→ Errori tipici: sostantivi solo al singolare, verbi all’infinito o participio, eliminati gli articoli,

→

aggettivi e avverbi, omissioni. difficoltà a comprendere gli aspetti sintattici delle frasi

→ soggetto consapevole

Afasia di Wernicke:

Lesione della parte posteriore sinistra del lobo temporale (area 22) ma anche superiore (are 40

e 39) e inferiore (area 37).

La comprensione del linguaggio (anche visivo se la lesione è estesa) è compromessa:

→ Errori tipici:

non riescono a ripetere una frase

possibile deficit nel campo visivo destro

» Parafasie: usa parole sbagliate per il contesto del discorso;

» Neologismi: inventa nuove parole e/o aggiunge sillabe

» Logorrea: fluenti ma parlano a vuoto

→ soggetto non consapevole

→

es. neuroplasticità

già dai primi 12 mesi di vita si ha la capacità di riconoscere suoni umani, mentre fino ai 3 anni

impariamo implicitamente il linguaggio (lingua madre) e facciamo meno fatica a comprendere i suoni

→

di una ‘altra lingua, cosa che poi risulta più difficile negli anni successivi questo perchè i bambini

hanno un’impostazione all’apprendimento molto flessibile che permette di attivare più facilmente la

→

aree cognitive linguistiche, infatti è più facile imparare due lingue in quella fascia di età ma se, fino

ai 3 anni, si isola un bambino dall’ambiente linguistico, egli farà più fatica, in età adulta, ad imparare il

linguaggio, specialmente se viene isolato per un periodo molto lungo.

→ Grazie agli studi di Broca e Wernicke è stato possibile introdurre il concetto di CORRELAZIONI

ANATOMO-FUNZIONALI per riferirsi al ruolo di diverse parti del cervello, o di circuiti cerebrali, in

diverse funzioni cognitive

→ Questa idea e questo metodo di indagine sono stati poi applicati anche ad altre funzioni mentali,

come attenzione, percezione, memoria, emozioni.

Tecnica di colorazione dei neuroni

Nel 1875, grazie alla scoperta delle tecniche di colorazione (da parte di Camillo Golgi), è stato possibile

studiare al microscopio (quindi di individuare visivamente) le cellule che per la maggior parte

costituiscono il cervello: i NEURONI.

perfezionò la tecnica di Golgi (pensava che i neuroni fossero una cosa unica) e definì la

Ramon y Cajal

teoria del neurone, secondo la quale i neuroni sono unità discrete, separate, che comunicano attraverso

segnali elettrici in un’unica direzione. →

Questo consentì a Brodmann di creare una mappatura cerebrale partendo dall’apice del cervello le

aree vennero suddivise in base alla forma dei neuroni presenti in esse (tutti i neuroni con la stessa

forma facevano parte della stessa area)

→ ad oggi, per indicare un area, si usa, ad es:

area n 4 di Brodmann

o area del controllo motorio volontario

→ solo poche funzioni cognitive (in genere primarie) hanno 1 sola area, ad es:

→

ricezione di stimoli visivi, tattili.., stimolo motorio accolgono l’impulso nervoso esterno e lo

mandando all’area primaria

Le funzioni cognitive più complesse hanno bisogno di più aree (es. memoria..)

Neuroscienze cognitive →

Ad oggi è la scienza che studia come il cervello realizza le funzioni cognitive utilizzando tecniche

all’avanguardia (neuroimaging, registrazione elettrica, stimolazione elettrica e magnetica) per indagare

il funzionamento cerebrale mentre i soggetti sperimentali svolgono un compito cognitivo.

→ Il termine «neuroscienze cognitive» fu coniato negli anni ‘70 da George Miller e Michael Gazzaniga.

Altri filoni di ricerca e scuole di pensiero in Psicologia

→

La psicologia della Gestalt Si occupa dei processi cognitivi, tra cui percezione e pensiero.

Wertheimer (1912) formulò delle leggi di organizzazione dei processi percettivi.

→

Comportamentismo Watson (1913) l’oggetto di studio è il comportamento inteso come

l’insieme delle risposte muscolari e ghiandolari. Il metodo di studio è quello sperimentale in cui si

considerano gli stimoli ambientali come variabili indipendenti e il comportamento come variabile

→

dipendente. non considerava le variabili latenti

→

Cognitivismo Nasce come opposizione al comportamentismo. L’oggetto di studio sono i

processi cognitivi. Il metodo è di vario tip (es. Neisser ‘67 studiare il processo di elaborazione delle

→ sia introspezione sia comportamento.

informazioni). Metodo

Cenni di Neurobiologia (lez.2 dal libro cap.2)

Come sono fatti e come funzionano i Neuroni

→

La struttura di un neurone è funzionale alla sua funzione Morfologia (studio della forma e della

struttura degli organismi viventi e delle loro parti.)

Essi possono, infatti, avere forme diverse anche all’interno del cervello e si distinguono, in base al loro

ruolo, in: →

Sensoriali / afferenti si collegano alle cellule recettrici facendo da

(dalla periferia al centro)

ponte e trasmettendo l’informazione all’encefalo.

→

Motori / efferenti trasmettono l’informazione dall’encefalo o dal

(dal centro alla periferia)

midollo spinale alle cellule muscolari. →

Interneuroni / sia afferenti che efferenti Sono i più numerosi perché formano le aree

→

associative del cervello collegano gli altri neuroni

ricevono segnali da i: →

neuroni sensoriali sensoriali afferenti

da altri interneuroni

inviano segnali ai: →

neuroni motori efferenti

altri interneuroni

Struttura e funzione dei neuroni → →

La funzione di tutti i neuroni è quella di comunicare ricevono e trasmettono informazioni per

svolgere la loro funzione la struttura dei neuroni dispone di:

→

una parte che riceve informazioni INPUT (afferente)

→

una parte che trasmette informazioni OUTPUT (efferente)

MODALITA’ DI COMUNICAZIONE: → →

1- All’interno dello stesso neurone l’informazione passa dall’INPUT all’OUTPUT | comunicazione

elettrica →

2- Una volta arrivata all’output, l’informazione passerà all’altro neurone | comunicazione chimica

STRUTTURA DEL NEURONE:

INPUT = DENDRITI : ramificazioni del neurone che servono alla ricezione dei segnali provenienti

da altri neuroni. Ess