appunti personali presi in aula di psicofisiologia dei processi cognitivi ed emozionali, docente Sarlo

Introduzione

Vi è una forte connessione fra tutti i processi. In qualche modo possiamo decidere come rispondere ad una richiesta. Il sistema cardiovascolare ci sostiene o ci ostacola. Il controllo del movimento è un processo estremamente complesso, pianificato a livello corticale e sottocorticale in modo molto articolato. L’attività fisiologica si prepara molto prima dell’azione proprio perché si prepara alla pianificazione.

Un esperimento di Lippet importante ha dimostrato che circa 500 millisecondi prima di essere consapevoli di volerci muovere, inizia l’attività corticale. Questo esperimento è stato replicato nel corso di questi 30 anni, quindi partiremo da lì e vedremo molti altri studi. Gli studi di neuroimmagine dicono che siano molti di più i millisecondi, ma quello che conta è che la nostra consapevolezza arriva dopo. È il sistema che pianifica il movimento prima che noi ci rendiamo conto di volerci muovere.

Una parte importante del corso è il sonno che non verrà analizzato dal punto di vista neurofisiologico, cioè quali sono le strutture, i circuiti del ritmo del sonno, ma soprattutto studieremo a cosa serve. Spendiamo una quantità di ore notevole a dormire, sappiamo che in deprivazione di sonno abbiamo diversi problemi dal punto di vista cognitivo, emozionale e comportamentale, sappiamo che non si può vivere senza dormire, ma ancora non sappiamo perché.

Quando dormiamo siamo cechi, muti e i sistemi sensoriali hanno soglie molto elevate e quindi siamo isolati dal mondo. Questa condizione non è molto vantaggiosa dal punto di vista evoluzionistico. Siamo esposti ai pericoli dell’ambiente, quindi deve avere una funzione vitale per compensare questi rischi, dal punto di vista evoluzionistico.

Ipotesi sul sonno

Ci sono una serie di ipotesi, particolarmente quella del gruppo di ricerca di Tononi, ed altre più recenti che si integrano a questa. Secondo questa ipotesi il sonno serve per fare pulizia. C’è proprio una potatura sinaptica. Contrariamente a quanto si pensava, (durante il sonno i processi mnestici si potenziano) e quindi si pensava ci fosse un potenziamento sinaptico e invece c’è un depotenziamento sinaptico e quindi potenzia il consolidamento mnestico.

Quando siamo in veglia elaboriamo miliardi di informazione di tutti i tipi. Se tutte queste info le tenessimo in memoria non riusciremmo a sopravvivere, i neuroni non ce la fanno a compiere questo sforzo perché consumano energia. Durante il sonno quindi verranno eliminate queste sinapsi le quali si sono create durante la veglia ma non sono necessarie. Per farlo, vengono depotenziate tutte le sinapsi, quelle più deboli e quindi irrilevanti vengono eliminate del tutto, quelle che si sono consolidate perché c’è stato sforzo per ricordarle non verranno eliminate, ma verranno depotenziate. Le sinapsi che si sono integrate poco con la nostra memoria verranno quindi eliminate.

La ricerca in due tre anni può rivoluzionare un campo e quindi non vuole che studiamo cose che sono cambiate, ma vuole trasferirci conoscenze recenti. Un articolo è molto più recente rispetto ai libri. Il programma per questo si basa molto sugli articoli.

Il sonno come processo locale e asincrono

Il sonno contrariamente a quello che si può pensare, è un processo locale e asincrono, nell'addormentamento percepiamo un processo sonno-veglia, ci sembra che quando dormiamo dormiamo e quando ci svegliamo ci svegliamo anche se alcuni rimangono intontiti più a lungo, si chiama inerzia del sonno! Le aree corticali e sottocorticali si svegliano e si addormentano in momenti diversi, quindi è un processo locale, aree del cervello iniziano ad addormentarsi. Si addormenta prima l’area che lavora di più durante il giorno quindi è il lobo frontale (aree prefrontali sono quelle che spendono più energie nell’elaborare le informazioni, nel mantenere le risorse attentive, la memo di lavoro). Tra alcune aree subcorticali e sottocorticali c’è asincronia, in momenti diversi, in aree diverse alcune aree sono sveglie altre non ancora.

Certe aree dormono quando la persona pensa di essere sveglia e invece non lo è ancora. Il detto che quando andiamo a dormire poi ci svegliamo che siamo meno arrabbiati è vero, perché il sonno regola le emozioni. Il sonno REM ha anche la funzione di regolare le emozioni. I sogni sono dominanti in fase REM.

Riflessi e risposte emotive

Siamo stati dotati di tre riflessi di base che ci aiutano a interagire con l’ambiente:

• La risposta di orientamento
• La risposta di difesa
• La risposta di allarme

In modo riflesso ci aiutano a rispondere alle minacce dell’ambiente. L’amigdala è fondamentale sì nelle emozioni, ma un ruolo fondamentale è ricoperto anche dalla corteccia prefrontale ventromediale che si occupa di legare la parte cognitiva alle emozioni. Siccome le decisioni che si prendono hanno delle conseguenze, se l’esito ha un effetto emozionale, l’emozione centra eccome con la decisione. Come si fa a pensare che l’emozione non entri nella decisione.

Ancora si guarda l’emozione come un’interferenza nei processi decisionali, una visione difficile da scardinare. Andremo oltre a Phineas Gage (cranio rotto da un tubo), ci sono molti altri pazienti più recenti che hanno confermato le prime osservazioni. Ma anche lui, ha avuto una lesione prefrontale e improvvisamente ha cambiato personalità, aveva una disfunzione emozionale, in realtà questo caso è importante per capire che intanto questa lesione l’aveva alla corteccia ventromediale, non l’aveva alla parte cognitiva, lui non aveva un problema cognitivo, ma una forte disfunzione emozionale che influenzava sulle sue decisioni, non sapeva più decidere. Damasio ha lavorato molto su questo.

Processi decisionali ed emozioni morali

La parte morale interessa solo in quanto si possano creare dei conflitti che mostrino come i processi cognitivi ed emozionali vadano a cercare di risolvere questi conflitti. Una sorta di paradigma che si può usare, in questo momento ancora molto aperto. Situazione: c’è un carrello ferroviario che sta per investire 5 persone che lavorano su un binario, il soggetto deve decidere se tirare una leva che farà deviare il treno su un binario secondario dove ucciderà solo una persona o no. La maggior parte delle persone risponde che sì tirerebbe la leva. Se questo stesso dilemma viene proposto in un altro modo: se al posto di tirare una leva bisognasse spingere giù da un ponte, sopra le rotaie, un uomo piuttosto corpulento in modo tale da poter fermare il treno, ma ovviamente questo uomo morirà, la maggior parte delle persone non butta l’uomo dal ponte.

La domanda è perché dal momento che il rapporto costi benefici è esattamente lo stesso, una vita contro 5. La letteratura sono 15 anni che cerca di rispondere a questo quesito. Vedremo che i processi emozionali centrano e che cercano di impedire di buttare l’uomo dal ponte. Ce lo impediscono perché? Questo sarebbe uno dei casi in cui i processi emozionali portano ad una condizione svantaggiosa. Quindi l’emozione influenza le emozioni morali, condizioni conflittuali. Vedremo come l’empatia, che è un tratto di personalità, modula queste scelte. Le persone più empatiche forniscono risposte diverse rispetto alle persone meno empatiche ma dipende anche dal tipo di empatia. Certo le differenze individuali contano nel rispondere a questi dilemmi.

Le emozioni influenzano anche l’economia (neuroeconomia) per cui i modelli economici non spiegano il comportamento, le persone non si comportano sempre in modo tale da massimizzare il loro guadagno. Nel gioco chiamato “ultimatum game” le persone preferiscono lasciare un’offerta, perdendo dei soldi, se quest’offerta è valutata come iniqua, per punire un altro. Ma bisogna capire che senso ha punire una persona che non rivedremo mai più, è una punizione rivolta a chi? Non basta dire che le emozioni spiegano dei comportamenti che sembrano irrazionali, ma bisogna capire perché.

Attività cerebrale a riposo

Quando siamo a riposo il nostro cervello è molto attivo lo stesso, i ricercatori hanno scoperto che mentre siamo a riposo vengono attivati dei pattern che fluttuano di momento in momento. Attraverso la Rmf questi algoritmi sono in grado di capire che emozione sta provando in quel momento senza nessun compito, attraverso un pattern di attivazione cerebrale. Questo dispositivo impara ad associare un pattern di attivazione ad un’emozione, chiaramente prima. Nelle neuroscienze cognitive e affettive sta prendendo piede di insegnare a questi algoritmi cosa questa persona sta pensando e provando dal pattern di attivazione.

Un lavoro del 2016 ha scoperto che ci sono connessioni tra la corteccia e la porzione midollare della surrenale che gestisce lo stress sostanzialmente, e anche se si sapeva che la corteccia fosse in qualche modo connessa alla surrenale, questi ricercatori hanno identificato quali aree sono in comunicazione multisinaptica e sono aree cognitive, motorie ed emozionali. La potenzialità di questa scoperta riguarda i disturbi psicosomatici.

Psicopatia e comportamento

La psicopatia è un tratto di personalità, un disturbo della personalità essendo un tratto alterato, non è un disturbo di personalità del DSM. La sociopatia che può essere un’estensione della psicopatia sì, ma il classico psicopatico non è quello che compie atti criminali, è quello che ha un’alterazione consistente dei processi emozionali che hanno degli effetti molto importanti sul comportamento. Comportamento poco morale, che persegue un obiettivo personale a scapito di tutti gli altri.

Va oltre al deficit di paure, e non ci sono dati sufficienti per dimostrare che gli psicopatici non provino paura. Il loro deficit va ben oltre all’assenza di una percezione soggettiva di paura.

Registrazione elettrofisiologica

La psicofisiologia andrà ad analizzare la relazione tra mente e corpo, con una peculiarità, per la psicofisiologia il corpo è corpo, non è solo cervello. Prende in esame tutti i segnali che produciamo per capire se ci danno segnali sulla mente. Prende dalla psicologia i modelli teorici. Ha strette analogie con l’anatomia e la fisiologia. Studia tutti i legami tra l’individuo e l’ambiente dove l’ambiente è tutto l’ambiente sociale.

Punti cruciali nella definizione della disciplina

• Studio dei processi psicologici così come vengono indicati dagli indici fisiologici.
• Rapporto tra mente e corpo tenendo conto dell’ambiente sia fisico che sociale.

Questa disciplina utilizza sempre, ove possibile, 3 livelli:

• Soggettivo: quello che il soggetto riporta consapevolmente (verbalmente, con i test psicologici, questionari, le scale);
• Comportamentale: tutto ciò che si può osservare dal comportamento manifesto (video registrazione);
• Fisiologico;

Laddove è possibile differenzia sempre il contributo simpatico dal parasimpatico. I potenziali ventro relati forniscono info del tutto complementari con la risonanza magnetica, hanno potenzialità che si integrano. La psicofisiologia non lavora con gli animali, ma solo con gli umani. Utilizza tecniche che non vanno a ledere e penetrare l’involucro corporeo. Non utilizziamo sostanze nocive per il corpo umano.

Dal punto di vista sperimentale le variabili indipendenti (quelle che lo sperimentatore manipola), sono sempre di natura psicologica. Approccio Top Down e vedo cosa succede agli indici fisiologici (variabili dipendenti). A volte capita il contrario ma molto raramente. Riempiamo il soggetto di elettrodi perché non misuriamo mai solo un indice fisiologico, ma i vari indici ci danno diverse informazioni complementari. Ci serve che il soggetto sia rilassato, non deve essere in uno stato di tensione, a livello fisiologico la tensione crea delle modifiche che vanno ad alterare i test. Si lascia quindi il soggetto 10/15 minuti, dopo aver applicato gli elettrodi, di ambientamento allo stato artificioso in cui il soggetto si trova.

Ci sono degli step da seguire in un determinato ordine con determinati strumenti. Prima di tutto devo sapere di che natura è il segnale per capire che strumento mi serve. Noi produciamo tantissimi segnali che possono essere di natura elettrica e non elettrica.

Tipi di segnali

I segnali possono essere di 3 tipi (fondamentale):

• Potenziali bioelettrici: siccome è sempre una differenza di potenziali tra un punto e l’altro, significa che questa attività è prodotta da concentrazione di cariche elettriche in punti diversi del corpo per esempio tra dentro e fuori la cellula.
• Conduttanza cutanea (chiamato nell’800 riflesso psicogalvanico): usato come indicatore implicito dei processi, ma quali? Se non riusciamo a segnalare quali processi, la conduttanza li segnalerà sempre tutti. È il reciproco della resistenza, la natura elettrica è quindi la resistenza, non il segnale e quindi dovrò utilizzare strumenti diversi rispetto a quelli utilizzati per i potenziali.
• Segnali non elettrici: produciamo anche segnali non elettrici (temperatura cutanea, respiro) ed utilizzeremo strumenti ancora diversi. Se qualcuno ci chiede la prima cosa da fare è capire la natura di questo segnale.

Dalla superficie del corpo noi non possiamo misurare potenziali d’azione, ma dobbiamo entrare. Dalla superficie possiamo misurare solo una sommazione di questa attività, ma non è una sommazione confusa. Non possiamo misurare il singolo potenziale d’azione. Captiamo con l’EEG la somma dei potenziali d’azione post sinaptici, non dei potenziali d’azione dei neuroni. Passaggio del segnale attraverso tutti gli strati. Quindi il segnale che noi registriamo è molto più piccolo. Essendo un potenziale si misura in Volt e come entità in MilliVolt, quando arrivano in superficie queste sommazioni diventano Microvolt, quindi registriamo un’attività molto più piccola, ed essendo così piccola dobbiamo amplificarla, ed è quindi più soggetta ad inquinazioni di rumore dell’ambiente ecc.

Misure elettriche principali

Le tre misure elettriche principali sono:

• La corrente: movimento di cariche;
• La tensione o voltaggio;
• La resistenza: passaggio della corrente dal conduttore.

Maggiore è il voltaggio, maggiore è la corrente. La relazione che c’è tra queste due variabili direttamente proporzionali è importante. La legge di Ohm le mette in relazione tutte e tre: il voltaggio è il prodotto di corrente per la resistenza. La corrente si misura in Ampere (A), il voltaggio in Volt, la resistenza in Ohm. La corrente è direttamente proporzionale al voltaggio e alla resistenza perché col voltaggio: dobbiamo tenere costante una delle tre variabili: se teniamo costante la corrente, aumenta la resistenza, il voltaggio aumenta. È inversamente proporzionale tra loro la corrente alla resistenza. I trasduttori sono gli strumenti che trasformano una variabile elettrica in un’altra variabile. Lo fanno i macchinari.

Quella della batteria è una corrente continua: sempre stessa direzione e intensità. La corrente alternata: la polarità si inverte continuamente da un ciclo all’altro, creando un segnale sinusoidale. Una potenze di 50 Hertz significa che inverte la polarità per 50 volte la corrente la direzione e intensità. Gli amplificatori e i computer registrano solo potenziali in entrata non corrente o resistenza, ma dove c’è potenziale c’è corrente e resistenza. Quindi il nostro segnale fisiologico così segnalato sarà caratterizzato da variazione di potenziale.

Ampiezza: tensione massima raggiunta da quel segnale, e si può registrare come distanza picco-picco oppure come distanza dallo zero elettrico al picco massimo positivo o negativo. L’ampiezza si misura sempre in Volt perché è o comunque verrà trasformata in un potenziale. Devo sempre specificare se è picco-picco o 0-picco.

Periodo: tempo che impiega il segnale a compiere un ciclo completo. L’unità di misura è in Secondi o Millisecondi, ma più spesso sotto forma di frequenza: 1/t se t è espresso in secondi verrà poi espresso in Hertz perché 1 Hertz è 1 ciclo in secondo. Sempre trasformare in secondi poi applicare la formula mi da gli Hertz. Numero di cicli completi al secondo (ad esempio 2 e mezzo) sarebbe un segnale con ampiezza di 1 volt e 2.5 Hertz. Prima identifichiamo t, se il tempo è 1 secondo, la frequenza di questo segnale in Hertz è il numero di cicli gestito: 4, il periodo invece sarà 0,25 secondi e quindi 250 millisecondi.

Catena di registrazione

La catena di registrazione: procedura che ci aiuta a registrare qualunque indice fisiologico, parte dal soggetto con la disposizione di elettrodi o trasduttori (solo se il segnale in origine non è un potenziale), per tutto il resto usiamo gli elettrodi (solo dei potenziali). Ci serve un amplificatore, che dovrà amplificare questi segnali. Il computer accetta solo in Volt. Poi dobbiamo decidere dove registrare se in maniera analogica col poligrafo (molto più complicato per noi poi calcolare il segnale) (elettrocardiogramma è sempre su carta), se invece abbiamo i computer fa da solo.

Con i pazienti non li chiamiamo elettridi, questo nome fa paura perché fa pensare all’elettroshock e siccome gli elettrodi registrano ma non trasmettono è meglio chiamarli sensori. Li applichiamo sui siti d’interesse: dove metterli!!! Dobbiamo filtrare quali indici dobbiamo registrare. Per il computer il segnale deve passare per un convertitore. Il computer deve avere una scheda analogica-digitale, non va bene qualsiasi computer perché richiede questa trasformazione.

Esistono elettrodi tantissimi tipi e diametri, bisogna scegliere quelli che forniscono un segnale migliore. Abbiamo come materiali: lo stagno, l’argento, il clorurato d’argento e l’oro. Tutti registreranno il segnale, sono tutti buoni conduttori, ma il migliore è il clorurato d’argento.