Appunti Psicobiologia

Appunti psicobiologia e fisiologia del comportamento

Gli studi sul sistema nervoso - La nascita

Gli studi sul sistema nervoso sono affrontati dalle neuroscienze. Le neuroscienze sono una branca della medicina, che ingloba un insieme di discipline e di studi scientifici condotti sul sistema nervoso, cioè il cervello, il midollo spinale e le reti di neuroni che sono sparsi per tutto il corpo. L’uomo contiene, infatti, circa 100 miliardi di neuroni, che sono le unità funzionali del sistema nervoso e comunicano tra loro tramite segnali bio-elettrici, le sinapsi, liberando successivamente sostanze chimiche chiamate neurotrasmettitori.

Le neuroscienze indagano, per cui, lo sviluppo, la maturazione ed il mantenimento del sistema nervoso, la sua anatomia, il suo funzionamento, le connessioni esistenti tra le diverse aree cerebrali e i comportamenti manifesti. Le neuroscienze cercano di comprendere come lavora il sistema nervoso in condizioni di sanità, ma anche quando non funziona in modo adeguato, ossia in modo deficitario. Il funzionamento cerebrale deficitario si mostra attraverso la presenza di disturbi dello sviluppo, psichiatrici e neurologici.

Lo scopo delle neuroscienze è di effettuare studi empirici al fine di individuare strategie per prevenire o curare le devastanti patologie neurologiche, deficit dello sviluppo e i disordini psichiatrici che possono verificarsi, attraverso una serie di compiti riabilitativi.

Psicobiologia

La psicobiologia è una branca delle neuroscienze, infatti, è correlata e interdipendente ad essa. Il termine psicobiologia deriva dalle parole greche:

• Psychè: anima
• Bios: vita
• Logos: scienza

Essa consiste nello studio e nell’applicazione dei principi della biologia utilizzati per l’analisi dei processi psichici (ad es. percezione, attenzione, memoria, apprendimento) e del comportamento in relazione alle loro basi biologiche, fisiologiche e genetiche, appartenenti in particolar modo al sistema nervoso (SN).

Scienze affini alla psicobiologia

Vi sono 3 scienze affini alla psicobiologia, quali:

• Neuropsicologia: Che studia solo il sistema nervoso centrale e i processi comportamentali e cognitivi, opera infatti a un livello più macroscopico, focalizzandosi su estese aree del cervello.
• Psicologia cognitiva: Che studia i processi cognitivi cerebrali di trasformazione, elaborazione, archiviazione e recupero delle informazioni.
• Psicofisiologia: Che studia la fisiologia del comportamento, ossia le basi fisiologiche che sottendono i processi mentali e tende a fornire quindi una spiegazione fisiologica del comportamento.

Storia e sviluppo della psicobiologia

La natura della psicobiologia e della psicofisiologia deriva dalla psicologia, infatti, il primo manuale di psicologia fu scritto da Wundt nel 19° secolo, ed era intitolato “Principi di psicologia fisiologica”. La storia attuale della fisiologia del comportamento è stata scritta da psicologi che hanno combinato i metodi sperimentali della psicologia, con quelli della fisiologia e li hanno applicati a tutte le problematiche psicologiche, ponendo particolare attenzione alle condizioni patologiche (ad es. dipendenza da sostanze e disturbi mentali).

Lo studio della fisiologia e della biologia del comportamento affonda le sue radici nell’antichità. Nell’antichità Egizi, Cinesi e Greci erano convinti che il cuore fosse la sede delle emozioni e del pensiero e che quindi regolasse tutto il comportamento umano.

Ippocrate (460-370 a.C.) rivoluzionò questo pensiero affermando che in realtà la sede del comportamento e delle emozioni dell’uomo è la sua mente, ovvero nel cervello. Aristotele (384-322 a.C.) affermava invece che il cervello servisse solo a raffreddare le passioni del cuore. Galeno (130-200 d.C.) sosteneva che l’ipotesi di Aristotele fosse assurda, affermando che il cervello non serve a raffreddare le passioni del cuore, infatti, la natura ha collocato il cervello lontano dal cuore.

Partendo da questo assunto, Galeno si appassionò allo studio del cervello e iniziò a sezionare e studiare il cervello di animali. Cartesio (1596-1650) concentrò i suoi studi sul controllo esercitato dalla mente e dal cervello sul comportamento. Fu il primo filosofo, infatti, a suggerire l’esistenza di un legame tra mente o anima, capace di influenzare il cervello e più in generale il corpo.

Egli introdusse per primo il concetto di riflesso, ossia la mente è in grado di controllare i movimenti dei muscoli attraverso l’influenza esercitata sulla ghiandola pineale.

Ghiandola pineale: chiamata anche epifisi, è una ghiandola endocrina che si trova al centro del cranio e costituisce buona parte dell’Epitalamo. È denominata ghiandola pineale, in quanto assume una forma simile ad una pigna. Essa è necessaria per la sintesi e la secrezione di un ormone in particolare cioè la Melatonina, che essendo secreta durante la notte fa sì che questa ghiandola sia implicata nella regolazione del ritmo circadiano sonno-veglia. Inoltre, sintetizza anche la Serotonina.

Luigi Galvani (1737-1798) attraverso esperimenti con rane arrivò a comprendere che le informazioni partono dal cervello e arrivano agli organi sensoriali e ai muscoli tramite la stimolazione elettrica del nervo.

Muller (XIX secolo), filosofo tedesco, sostenne l’applicazione delle tecniche sperimentali alla fisiologia ed introdusse la dottrina delle energie nervose specifiche, la quale asserisce che l’informazione sensoriale doveva essere specificata dalle particolari fibre nervose attive.

Pierre Flourens (XIX secolo), filosofo francese, fu il primo ad effettuare degli studi direttamente sul cervello. Infatti, tramite l’ablazione sperimentale, ovvero rimuovendo da animali varie parti del cervello, osservava il comportamento, e inferiva la funzione della parte mancante. Tramite questa tecnica ha dimostrato che le lesioni provocate sperimentalmente in particolari aree del cervello, non determinavano un deficit comportamentale permanente, poiché gli animali recuperavano in breve tempo le funzioni perdute.

Gli studi di Flourens rappresentarono un notevole progresso metodologico e permisero di introdurre il concetto di plasticità del sistema nervoso, inteso come la capacità del cervello di recuperare col tempo le sue funzioni in seguito a lesioni cerebrali.

Pierre Paul Broca (anni 60 del XIX secolo) ebbe il merito di dimostrare la tesi di localizzazione attraverso le osservazioni fatte su un suo paziente colpito da ictus che aveva il braccio destro paralizzato e aveva perso l’uso della parola pur riuscendo a farsi capire a gesti. Il paziente, infatti, presentava disturbi del linguaggio ma non aveva disturbi articolari o di comprensione. Dopo la morte del paziente, Broca eseguì l’autopsia e notò che l’emisfero sinistro presentava un’ampia lesione che coinvolgeva il lobo frontale inferiore, area nota come area di Broca.

Attraverso questi studi Broca ipotizzò che:

• Il lobo frontale inferiore sinistro è il centro delle immagini motorie delle parole. Lesioni in questa regione generano la perdita del linguaggio definita Afasia di Broca.
• Esiste un’asimmetria funzionale tra emisfero destro e sinistro tale che l’emisfero sinistro (nei destrimani) è l’emisfero dominante e controlla le funzioni linguistiche.

La scoperta di Broca fu molto importante perché per la prima volta una funzione mentale complessa fu localizzata nella corteccia.

Herman von Helmholtz, scienziato tedesco del XIX secolo, era convinto al contrario di quanto sostenuto da Muller, suo maestro, che tutti gli aspetti della fisiologia fossero soggetti a una spiegazione meccanicistica e alla investigazione sperimentale. Egli fu il primo a misurare la conduzione lungo i nervi dimostrando che essa è più lenta rispetto a quella dell’elettricità, per cui la conduzione che corre lungo i nervi è un fenomeno di tipo fisiologico.

Il campo della biologia fu rivoluzionato dalla teoria dell’evoluzione di Darwin il cui focus sono i principi di selezione naturale ed evoluzione della specie. Darwin infatti sottolineò che qualunque caratteristica degli organismi umani racchiude un significato funzionale. Il comportamento in sé, infatti, non è ereditario, ciò che è ereditario è dato dal cervello che fa in modo che un dato comportamento si verifichi.

Secondo la teoria dell’evoluzione, le specie acquisiscono le loro caratteristiche adattive tramite mutazioni nel patrimonio genetico e tramite il processo di selezione naturale grazie al quale i tratti ereditari che conferiscono un vantaggio ai fini della sopravvivenza, aumentano di frequenza caratterizzando quella determinata specie.

Laborit fornì un importante contributo alla psicobiologia attraverso esperimenti su cavie da laboratorio chiuse in una gabbia dove vi era l’elettricità. L’esperimento si divide in tre situazioni in cui la cavia ha la possibilità di reagire in modo diverso ossia dal combattere al soccombere.

Dai risultati emersi da questi esperimenti, Laborit riuscì a dimostrare che quando si ha un problema importante, se possiamo fuggire non ci ammaliamo, se possiamo combattere non ci ammaliamo; ma se non riusciamo né a fuggire né a combattere ci ammaliamo. Quindi quando si è nell’inibizione dell’azione, ci si ammala perché non possiamo dare una risposta. Se non diamo una risposta, siamo in uno stato di stress grave.

Di fronte a queste condizioni:

• La nostra biologia mette in moto tutti i segnali di allarme consumando molta energia.
• Tutti i recettori esterni, che normalmente servono a darci segnali di avvertimento, in caso di eccesso di stress sono concentrati solo sul problema, per cui la probabilità di incidenti al di fuori del contesto sono più probabili.

Quindi se il problema non può essere risolto né dal pensiero né dall’azione; se non si può né fuggire né combattere, si è nell’inibizione dell’azione; il cervello biologico deve dare una risposta, perché un forte carico di stress non risolto porta a conseguenze gravi, sino alla morte. Il cervello, però, gestisce tutte le funzioni e perciò non riesce ad occuparsi solo del problema, che delega infatti ad un gruppo di neuroni che prenderanno il controllo di questo stress.

Il cervello isola, per cui, un gruppo specifico di neuroni, non tanto per l’avvenimento in sé, ma per il modo in cui è risentito, ovvero quello che l’avvenimento ha provocato all’interno dell’individuo in termini di emozioni, sentimenti e cambiamenti, senza riferimenti esterni.

Esempio: una moglie che torna a casa e trova il marito con la sua migliore amica. Questo shock da solo non determina nulla, quello che è determinante è il risentito cioè il modo, la colorazione, in cui la persona vive un determinato avvenimento. Il risentito scaturisce da una memoria incosciente ed ereditaria e porta il cervello ad isolare uno specifico gruppo di neuroni che gestisce un tessuto ed un comportamento.

Questo meccanismo di funzionamento e adattamento è indispensabile per garantire la sopravvivenza e le risposte non vengono modificate ad ogni generazione, ma rimangono script fissi nella memoria conservata nel mesencefalo, che si attivano fuori dalla nostra consapevolezza e guidano i comportamenti. Per poter disfare la memoria e il programma ereditato è necessario attraversare e risolvere il risentito che è rimasto in memoria all’interno della cellula, solo in tal modo possiamo risolvere il problema e le sue conseguenze in termini di comportamento e malattia.

Sviluppi importanti della psicobiologia

Altri sviluppi importanti circa la psicobiologia emersero all’inizio del XX secolo grazie a 3 psicologi:

• Ebbinghaus nel 1885 indicò come misurare l’apprendimento e la memoria nell’uomo.
• Pavlov rese pubbliche le ricerche condotte sui riflessi condizionati degli animali con la teoria del condizionamento classico.
• Hebb indicò come un comportamento cognitivo complesso sia realizzato da un’organizzazione di connessioni tra cellule definito assembramento cellulare; inoltre ipotizzò come l’uso e l’esercizio permetta ai neuroni di rafforzare le loro connessioni.

La psicobiologia oggi

La psicobiologia studia la biologia del comportamento, cioè come il sistema nervoso determina il comportamento e i processi cognitivi. Quando si lavora in psicobiologia è necessario sapere come funziona il cervello biologico; ci sono infatti 3 aspetti molto importanti da tenere in considerazione:

1. Il cervello biologico non conosce noi Il cervello ha sempre una buona risposta per la sopravvivenza. Ogni volta che non riusciamo a risolvere un conflitto attraverso il pensiero o sul piano di azione pratica, il cervello fornisce la sua soluzione, perché la necessità di sopravvivenza gli impone di abbassare il livello di stress. Il cervello dà una risposta biologica in quanto conosce noi e non gli altri, per cui può agire solo su di noi. Esempio sui disturbi alimentari: una bambina a proposito del fratellino appena nato può pensare: voglio farlo morire di fame perché mi ruba l’amore della mamma. Il cervello biologico in quanto attua risposte che agiscono solo su noi fa in modo che la bambina si identifichi nel fratello e quello che vorrebbe fare all’altro lo fa su sé stessa e quindi non mangia più. Poiché il mio cervello non conosce che me, quando parlo dell’altro parlo di me stesso.
2. Ciò che ci perturba all’esterno appartiene alle nostre memorie Infatti, le affermazioni, le considerazioni e le critiche che facciamo a proposito degli altri, ovvero quello che ci disturba e irrita in loro, corrisponde ai nostri conflitti.
3. Giustificare l’inverso della realtà Quando devo giustificare qualcosa di me stesso, giustifico il contrario di ciò che è realmente. Non affermiamo, quindi qualcosa di diverso ma ciò che è diametralmente opposto.

La psicologia applicata afferma, quindi, che nel considerare questi 3 aspetti fondamentali si può capire meglio ciò che ci viene raccontato, ad esempio da un paziente, ma anche quello che raccontiamo noi a noi stessi e di noi stessi. L’utilizzo della psicobiologia in terapia ci permette per cui di:

• Stabilire la carta dei bisogni di una persona, per conoscere i suoi bisogni ed aiutarla a soddisfarli, lavorando sulle sue credenze.
• Lavorare direttamente sulla genealogia e conoscere ed agire sulla memoria.

Nel nostro cervello la comunicazione avviene attraverso le sinapsi tramite cui le informazioni passano attraverso un gruppo di neuroni. La prima informazione, quindi passerà per un determinato percorso che lascerà una traccia chimica che migliora la conduzione elettrica, questo fa in modo che la seconda e le successive informazioni passino sempre per lo stesso percorso. Abbiamo miliardi di connessioni nel cervello, ma utilizziamo sempre le stesse, in quanto modificare una memoria è impossibile; ma possiamo insegnare al cervello che è possibile modificare l’apprendimento della risposta utilizzando altri percorsi a condizione di avere inquadrato il bersaglio.

Osservare i manifestati, cioè il nostro comportamento, il modo di fare le cose, le nostre preferenze che manifestano le nostre memorie. La psicobiologia si confronta con processi complessi la cui compressione necessita di un approccio a diversi livelli:

1. Osservazione diretta del comportamento
2. Misurazione dell’attività cerebrale
3. Determinazione dell’attività di singole cellule nervose
4. Misurazione di parametri biochimico-clinico molecolari

Il principale strumento di indagine in psicobiologia è la dissociazione. Nel cervello esistono molte parti separate capaci di interagire e coesistere tra loro. La dissociazione è una grave difficoltà nell’integrazione di queste parti che emerge da un danno selettivo di una specifica componente del sistema cognitivo che va ad interferire con il senso di sé della persona e con la personalità, cambiandola.

L’esistenza di una dissociazione è interpretata, dalle teorie modulari sulla funzionalità cerebrale, come dimostrazione dell’esistenza di una mente composta da moduli, cioè sistemi specifici che rispondono solo a stimoli di una determinata classe.

I metodi di ricerca utilizzati in psicobiologia

• Metodi istologici
• Tecniche di neuro visualizzazione (neuroimagining)
• Registrazione di segnali elettrici e magnetici
• Tecniche di stimolazione
• Tecniche di lesione
• Metodi farmacologici
• Metodi genetici

Neurone e struttura

Il sistema nervoso è l’organizzazione più complessa che conosciamo. Il sistema nervoso è costituito principalmente da 2 tipologie cellulari:

• I neuroni
• Le cellule gliali

I neuroni

Il sistema nervoso umano è costituito da oltre 100 miliardi di neuroni, essi rappresentano, infatti, l’unità cellulare funzionale del sistema nervoso. I neuroni sono cellule altamente specializzate con un diametro tra i 5 e 150 µm, e grazie alle loro caratteristiche fisiologiche e chimiche permettono di ricevere, integrare e trasmettere impulsi nervosi, nonché di produrre sostanze denominate neurotrasmettitori. I neuroni, quindi, ricevono informazioni dal mondo esterno o da altri neuroni, le elaborano e le trasmettono ad altri neuroni o ad altre cellule che ne consentono il movimento.

Il neurone anatomicamente è costituito da:

• Corpo cellulare o Soma
• Dendriti: ramificazioni deputate a prendere contatto con altri neuroni e trasmettono il segnale in direzione centripeta, ossia verso il nucleo
• Assone: estroflessione del corpo cellulare che si prolunga nel nervo periferico, propagando il segnale in direzione centrifuga, ossia verso altre cellule grazie alla presenza di una membrana chiamata guaina mielinica