Appunti Psicobiologia della resilienza e della vulnerabilità

12/10/2015

E-learning password: psicobiologia

Articoli in inglese (dispense) + slides

Esame: 10 domande aperte e 12 domande chiuse (V/F con giustificazione obbligatoria) +

orale facoltativo sopra il 21/30. Compitini sul primo e secondo modulo (5 domande

aperte e 6 chiuse).

Compitini: 16 novembre sul 1 modulo

Obiettivi: Meccanismi di base che possano aver fronte sulla psicobiologia. Studi

epidemiologici, preclinici (su animali), sull'uomo, sperimentali (di laboratorio).

Prevenzione e recupero di problematiche relative a eventi stressanti della vita a cui

una persona può essere più resiliente o vulnerabile.

I modelli preclinici hanno molta comunanza col bambino, perché non parlano.

Cosa si intende per RESILIENZA?

E' un termine che deriva dalla metallurgia, si applica una forza sui metalli, che

rappresenta la capacità dello stesso di resistere alle forze che vi vengono applicate, è

quindi il contrario della fragilità. E' una persona che non risente degli eventi esterni

negativi, rappresenta quindi l'opposto di una facilmente vulnerabile.

Esistono caratteristiche intrinseche e alcune che possono cambiare. E' la capacità di far

fronte in maniera positiva agli eventi traumatici.

Secondo Nestler (2012) la resilienza è anche la capacità di evitare le situazioni negative

dal punto di vista biologico, cosa inscindibile dalla psicologia quindi.

Werner (1993) fece uno studio longitudinale, dal 1955, sulle isole Hawaii (Kauai),

seguendo 700 neonati sia dal punto di vista biologico, che sociale.

Nei primi anni di vita si poteva osservare che un terzo dei neonati era potenzialmente a

rischio di sviluppo di un disagio psichico. Seguendoli nel tempo, a 40 anni circa, una

buona parte aveva risolto i problemi inserendosi perfettamente nella Società.

Quindi da un campione ugualmente a rischio c'era chi aveva intrapreso una strada e chi

un'altra. Alcuni di essi avevano quindi "resistito" ai fattori di rischio, gli individui

resilienti.

Quali sono i fattori di protezione che hanno messo quindi in atto per reagire in maniera

così positiva?

I maggiori problemi erano quelli durante la scuola e l'adolescenza, quindi sì, c'è qualcosa

che indirizza alla nascita, ma i fattori che influenzano poi la resilienza o la vulnerabilità

si incontrano successivamente.

Va bene studiare i fattori di rischio, ma possiamo studiare anche quelli compensatori.

Data una popolazione con un certo fattore di rischio, quali sono invece quegli elementi

che permetto di affrontare la situazione?

Negli animali, spostiamo il fuoco da deprivazioni (es: visiva) al fornire maggiori

stimolazioni sensoriali, motoria, sociale per studiare i fattori che possano sviluppare la

resilienza (arricchimento ambientale).

Qual è l'effetto a lungo termine delle esperienze avverse e quali i fattori protettivi?

Molti di questi giovani ad alto rischio (problemi mentali, ragazze incinte, delinquenza)

avevano recuperato a 40 anni.

Se cerchiamo fattori protettivi tardivi, le domande che nascono sono: dove dobbiamo

andare a cercarli? Con che tipo di analisi (es: genetica, eredità che indirizzano le

persone in un certo senso, ma anche l'ambiente circostante) e dove agiscono, in che

finestre temporali? Ci sono momenti della vita più presenti o durante tutto l'arco

indistintamente?

L'uomo e l'animale sottoposto a situazione difficile, il concetto di resilienza è

estremamente attivo. Es: sono sottoposta a stress cronico, in continuazione, che attiva a

livello ormonale e quindi lascia una traccia nel nostro organismo (glucocorticoidi che

possono portare a deficit cognitivi).

Se la soglia è alta non succede nulla? Ciò è stato smentito, ha sempre degli effetti,

esistono degli effetti a breve termine comuni a tutti, non è l'assenza di risposta

patologica. Nel momento in cui sono davanti al problema, mi serve avere una risposta

attiva allo stress, che ci permette di convogliare tutte le nostre energie, la nostra

attenzione. Una risposta vulnerabile, ci fa mettere in atto cose che non sono

controllate.

La maggior parte degli studi si è focalizzata su risposte neuroendocrine sono predittive

dell'essere resilienti o su fattori genetici, in particolare su polimorfismi, correlati con un

outcome di resilienza.

Le variazioni a livello genetico non possono essere enormi, quindi ci devono essere cose

un po' più sottili (polimorfismi = nella popolazione ci sono gli stessi geni, ma ci sono

anche delle diversità, variazioni, i geni sono ACGT in una certa sequenza del DNA e ciò

determina che il prodotto di quel gene in quella proteina ci posso trovare un

amminoacido o un altro, perché questo dipende dalla sequenza del DNA).

Si chiamano polimorfismi, perché sono differenti forme dello stesso gene, ma non danno

malattia. Parliamo di soggetti sostanzialmente sani alla nascita, ma che poi a un certo

punto risultano dare una diversità e quindi lo sviluppo di una patologia.

Ciò può dipendere dall'ambiente (es: dieta solo fatta esclusivamente di dolci o stress

emotivo molto forte).

Per studiare questa parte più genetica, è necessario lo studio quindi anche nel modello

animale.

Il codice genetico è quello fin dalla nascita, studi recenti (circa negli ultimi 10 anni)

studiano fattori anche ambientali. Es: topo che ha come vicino di gabbia un gatto oppure

un topo più grosso e uno più soggetto a “bullismo” dallo stesso.

E' probabile che sviluppino quindi delle psicopatologie.

E' vero che c'è la categoria della resilienza, ma ciò dipende ovviamente anche dagli

stimoli ambientali (es: starci 5 minuti o 5 anni, anche se uno è resiliente, dipende

dall'entità degli stimoli che vengono somministrati).

Cambia come viene sintetizzata la proteina, i geni possono essere più o meno attivi,

regola il come.

I fattori epigenetici fanno sì che un gene sia più o meno attivo.

I fattori genetici, epigenetici e ambientali interagiscono tra loro.

Plasticità delle connessioni nervose = capacità di modificarsi in risposta a degli stimoli

Lo stress influisce su molti circuiti, non riguarda solo la serotonina.

I circuiti neurali che coinvolgono la paura e la risposta emotiva (es: trauma e PTSD),

della ricompensa endogena, hanno un ruolo importante socialmente (dopamina e nucleo

accumbens), si attivano in risposta alla piacevolezza (es: ho fame, mangio, ma anche se

un amico riceve un premio, mi fa piacere). E' piacevole in anticipo pensare di soddisfare

un certo desiderio, che motivano un nostro comportamento verso una certa azione.

Questi circuiti sono collegati anche alle dipendenze, come le droghe.

L'anedonia, nella depressione è la mancata capacità di provare piacere per ciò che

solitamente ci dà piacere, grazie a questi circuiti.

Sono plastici, quindi si attivano più o meno delle risposte, è una cosa adattativa: ci

aiutano a imparare le emozioni, per evitare le cose spiacevoli e andare a godersi quelle

piacevoli. Es: l'arte è un piacere appreso, c'è l'attivazione del nucleo accumbens se

ascolto una canzone che mi piace particolarmente.

La plasticità è fortemente adattativa, è una capacità fisica del neurone, se la

modifichiamo troppo può non essere più adattativa però.

Gli studi che hanno più importanza sono quelli che cercano di trovare una relazione

causa-effetto.

Studi a livello molecolare associano la resilienza anche alla presenza di adattamenti

molecolari. La resilienza passiva si ha quando manca la risposta, quella attiva ha un

certo tipo di risposte molecolari che differenziano tra resilienti e vulnerabili.

Se la traccia rimanente è molto forte, lascerà una paura esasperata, se invece debole

sarà una risposta resiliente. Ci sarà comunque una memoria emotiva, ma sarà meno

radicata. Ci sono dei circuiti che permettono di controllare la plasticità.

La differenza tra resilienti e vulnerabili è la risposta allo stress: possiamo regolare la

nostra plasticità in risposta allo stress, se è eccessivo è importante ridurla.

I circuiti sono plastici (in particolare quelli del sistema della ricompensa), è una

caratteristica genetica. I fattori genetici e ambientali sono in interazione, e agiscono

tramite fattori epigenetici (sono i fattori chimici che riescono a cambiare come un gene

è attivo o no, senza modificare la sequenza del DNA) e come questi siano su specifici

circuiti.

Nel corso approfondiremo la plasticità, vedremo l'interazione Geni x Ambiente,

parleremo dei meccanismi epigenetici e vedremo quali circuiti entrano in gioco, sugli

animali e infine nell'invecchiamento gli aspetti patologici. 13/10/2015

PLASTICITÀ NEURALE

Risposte del cervello a stimoli esterni, che modifica in funzione di alcuni stimoli.

E' molto importante per lo sviluppo (apprendimenti del linguaggio nei primi anni di vita),

ed è massima durante lo sviluppo.

Possiamo modificare il nostro comportamento e variarlo secondo le nostre esperienze di

vita.

E' fondamentale per l'apprendimento della memoria. E' la capacità dei circuiti nervosi sia

a livello funzionale che morfologico, visualizzabili a livello microscopico.

E' importante a livello patologico, il SN mette in atto delle risposte.

Ci sono fenomeni velocissimi (es: adattamento da stanza luminosa a buia), dipendenti

dal contesto; relativa a cambiamenti transitori (es: memoria di lavoro) e a lungo

termine.

L'esperienza viene tradotta in attività elettrica, e sono importanti i pattern, cioè come

si distribuisce nel tempo quest'attività elettrica.

L'azione di fattori biochimici che sono estremamente regolati che controllano

localmente e temporalmente la plasticità (es: campanella nel cane di Pavlov, se gli

stimoli sono dati in una certa sequenza temporale).

Quando si parla di plasticità neurale si intendono vari meccanismi, contatti sinaptici già

presenti che aumentano o diminuiscono di forza, sia la creazione.

Per il giro dentato dell'ippocampo la plasticità coinvolge anche la formazione di nuovi

neuroni.

PLASTICITA' SINAPTICA

Ci sono delle regole che determinano quale tipo di fenomeno è stato messo in atto.

Es: LTP (Potenziamento a Lungo Termine)

Posso potenziare o deprimere la plasticità sinaptica.

Come si manifesta il cambio plastico?

Aumento o diminuzione della risposta post-sinaptica.

Hebb postulò una regola di plasticità: le sinapsi che si potenziavano avevano un'attività

pre-sinaptica in correlazione con quella post-sinaptica.

Se la risposta post-sinaptica è debole o assente, la sinapsi va incontro a depressione,

anche se c'è un'attivazione pre-sinaptica.

Spike-timing dependent plasticity = Potenziale d'azione che si genera a livello post-

sinaptica

Si mette un elettrodo nelle 2 cellule (pre e post-sinaptica) con tempi variabili: 0

(attivate simultaneamente)

Se abbiamo un'attivazione tra post-sinaptico e pre-sinaptico si ha una depressione se

viene attivato prima il post del pre.

Il calcio intracellulare se è tanto determina potenziamento (LTP).

Due vie attive simultaneamente scaricano meglio che se attive una dopo l'altra.

Esperimento col topolino: contesto A, dei neuroni si attivano con una certa luminosità;

contesto B

Quando è attivo il recettore NMDA la cellula si rende conto che ci sono le condizioni per

un LTP.

Prendono o tolgono i recettori.

Non risponde solo in termini elettrici, ma anche biochimici.

La metilazione è dovuta all'esperienza: l'epigenetica cambia a seconda dell'ambiente

esperito.

I neuromodulatori favoriscono la plasticità (es: ho fame e imparo dove andare per

mangiare).

Le malattie genetiche sono malfunzionamenti.

Nell'adulto abbiamo tantissime sinapsi.

L'ambiente biochimico può alterare le prestazioni delle connessioni.

Gli aspetti genetici dominano le prime parti.

Nelle fasi finali dello sviluppo cerebrale l'esperienza è fondamentale e si forma la

plasticità sinaptica.

Il bambino usa il cervello, mentre cresce. Da un punto di vista ingegneristico invece si

costruisce una cosa e solo quando è perfetta la si usa.

I circuiti nell'uomo sono particolarmente cesellati dall'esperienza.

L'esperienza si integra con il lavoro svolto dai geni (potenzialità che uno ha dalla

nascita).

Dal terzo trimestre della gravidanza il bambino riceve stimoli acustici. E' sensibile anche

agli ormoni che influenzano la madre.

Lo sviluppo dell'acuità visiva è graduale nell'uomo.

La caratteristica peculiare dell'uomo è la durata dello sviluppo: perfezioniamo lo

sviluppo.

Inizialmente c'è una ridondanza, poi una selezione e un'aggiunta.

Intorno ai 2 anni di vita abbiamo il maggior numero di connessioni sinaptiche.

L'assenza di esperienza visiva fanno ricevere dai neuroni altri stimoli (es: corteccia visiva

attivata con l'uso del Breil da un cieco dalla nascita).

La metaplasticità ci dice che non è sempre detto che uno stimolo ad alta frequenza dia

potenziamento, dipende dalla storia. Quando è difficile deprimere, è molto facile

potenziare e viceversa (es: cieco dalla nascita, sinapsi facilmente potenziabili).

Le frequenza intermedie non fanno niente (Teta, 5Hz/sec). La frequenza A che prima

dava depressione, per via della “storia precedente”, al buio dà potenziamento, ad

esempio. 26/10/2015

no lezione 19-20-21 ottobre

Se una via è già molto potenziata è più difficile indurre un ulteriore potenziamento.

Si ha una specie di “effetto soffitto”. Uno stimolo ad alta frequenza dà potenziamento,

uno a bassa frequenza, depressione.

Con stimolazione 0 non si ha cambio, è una frequenza di transizione. Può spostarsi

quest'ultima, è questa la metaplasticità.

Es: mancanza di attività fisiologica, influenza la plasticità del sistema (vedi figure

metaplasticità corteccia visiva)

se uno stimolo è mescolato ad altre stimolazioni, la metaplasticità è difficile che si

stabilizzi.

La metaplasticità omeostatica = un neurone completamente silenziato, dopo ore mostra

un cambiamento di metaplasticità (diventa più eccitabile)

Plasticità non hebbiane (Hebb = se si attiva in maniera sincrona presinaptica e post-

sinaptica si va incontro a potenziamento)

Le regole che determinano se un circuito cambi o meno, si basano sull'attività e regole

molecolari ed elettriche.

Servono per una maggiore adattabilità all'ambiente. Non è implicito che sia adattiva la

plasticità.

Esempi di plasticità maladattiva: fenomeno dell'arto fantasma (soggetti con un arto

amputato, ricevono stimolazioni dalle zone attive attorno alla zona silenziata e quindi

dà una doppia percezione) non dà nessuna capacità in più, anzi spesso è doloroso, per

questo è maladattivo.

Anche nel caso delle dipendenze è una continua ricerca di qualcosa, in questo caso pure

maladattivo.

Dipende dalle circostanze in cui avviene il fenomeno e anche dai circuiti (es: a livello

emotivo piuttosto che cognitivo), perché sia maladattiva: un trauma è giusto che ce lo

ricordiamo, ma se è troppo forte può essere maladattivo.

La plasticità comportamentale è macroscopica e tramite approcci correlativi come ad

esempio bloccanto la plasticità sinaptica, anche quella comportamentale dovrebbe

esserlo, con approcci causali, inducendo un cambio di plasticità sinaptica si dovrebbe

introdurre un cambio anche di plasticità comportamentale.

Nel caso di un occhio chiuso (miopia = perdita dell'acuità visiva), le sinapsi si inibiscono,

mentre nel caso di quello aperto (vedi slides) aumentano le sinapsi.

Se blocco LTP durante la deprivazione della corteccia visiva, blocco anche la plasticità

sinaptica e quindi comportamentale.

Approcci causali es: riducendo l'attività dell'occhio deprivato vedo che LTP è ridotto

→

(modificando il comportamento, cambia la risposta della sinapsi) perdita morfologica,

non ci sono proprio le sinapsi, non è che funzionano meno in questo caso

Con degli stimoli elettrici posso provare a indurre depressione, ma non avviene, quindi

essendo 2 meccanismi non additivi (non si possono aggiungere l'uno all'altro) non

avviene.

Posso indurre una modificazione d'esperienza, come un apprendimento, andando nel

circuito neurale coinvolto in quella particolare forma di apprendimento, il sistema di

memoria corrispondente (es: se imparo a sentire gli odori, li cercherò nel nucleo

olfattivo).

La sequenza appresa allarga la propria modificazione a livello corticale: l'area che si

attiva per la frequenza appresa è maggiore.

Es: un ratto con una zampa deve cercare di imparare un movimento complesso

(prendere una cosa incastrata in un punto)

Si va a verificare l'attivazione sinaptica: in una corteccia ci dovrebbe essere la plasticità

sinaptica (potenziamento di trasmissione sinaptiche, grazie all'apprendimento motorio),

nell'altra, di controllo, no. Aver imparato una certa cosa, cambia il modo in cui le sinapsi

trasportano le informazioni.

Nell'emisfero non allenato è più facile indurre LTP, perché non c'è allenamento e quindi i

meccanismi non occludono lo stesso canale.

L'allenamento “sposta” le sinapsi verso il “soffitto”, è più facile indurre quindi LTD

(depressione).

Nell'uomo con la TMS (simulazione transcranica magnetica) si è visto le risposte

nell'emisfero di soggetti che avevano fatto un apprendimento motorio.