Basi neurometaboliche delle funzioni cognitive

ESPERIMENTO DI BERNSTON SULLE ATTRIBUZIONI DI VALENZA E AROUSAL

Attribuzione di valenza: sono qualcosa attraverso il quale noi possiamo dire se una certa figura o aspetto lo troviamo positivo e negativo.

Arousal: quanto l'osservazione di questa figura ci attiva fisiologicamente.

Sono due aspetti diversi, in questo esperimento vengono utilizzate delle immagini sperimentali che riguardano varie categorie (un crescendo che va da immagini molto spiacevoli ad immagini molto piacevoli). Sono state somministrate a 3 tipologie di pazienti:

1. Pazienti con lesione all'insula
2. Pazienti con lesione all'amigdala
3. Gruppo di controllo (con altri tipi di lesioni)

Dovevano valutare la positività e negatività di ciascuna immagine e quanto trovassero attivante ogni immagine; è emerso che:

PER L'ATTRIBUZIONE DI VALENZA:

Come possiamo vedere dal grafico, pazienti con lesione all'insula in media avevano prodotto delle attribuzioni di valenza...

negatività che per positività. Inoltre, sembravano valutare meno positivamente e meno negativamente uno stimolo attivante e saliente di fronte a loro. D'altra parte, il gruppo di controllo valutava le immagini in modo simile ai controlli. Per quanto riguarda l'attribuzione di arousal, si osservano risultati interessanti. I pazienti con danno all'insula sembrano valutare come molto meno attivanti sia fisiologicamente che negativamente che positivamente le immagini a cui erano esposti. Invece, i pazienti con lesione all'amigdala valutavano in modo meno negativo le immagini spiacevoli, mentre la positività delle immagini piacevoli non veniva intaccata, era normale. In conclusione, i pazienti con danno all'insula mostravano una riduzione sia dell'attribuzione di negatività che di positività.

L'attribuzione di arousal fisiologico sia per figure positive che negative. Mentre i pazienti con lesione ad amigdala sembrano non avere problemi per quanto riguarda l'attribuzione di valenza ma mostravano una sorta di deficit selettivo per quanto riguarda l'attribuzione di arousal fisiologico solo per quanto riguarda le immagini spiacevoli. Questo ci potrebbe portare a dire che l'insula sembri giocare un ruolo integrativo ad ampio spettro per quanto riguarda l'assemblamento di aspetti sia positivi che negativi che arrivano da tutto il corpo per integrarsi con la cognizione.

Mentre l'amigdala sembra giocare un ruolo più selettivo per quanto riguarda la rilevazione di stimoli a valenza spiacevole e rischiosa, sembra una sorta di sentinella per quanto riguarda paura e rischio.

Nota clinica: che se trasportiamo tutte queste evidenze in pazienti clinici (non cerebrolesi) cosa possiamo dire? Che in realtà ci sono molti pazienti che hanno vissuto esperienze

Traumatiche e che non hanno problemi a valutare se una propria condizioni di vita abbia delle ripercussioni positive o negative nella propria vita, ovvero in molti casi sono consapevoli di come un qualcosa sta impattando nella loro vita, ovvero non hanno problemi di attribuzione di valenza, ma spesso in alcuni casi c'è qualcosa che potrebbe essere inibito a livello di amigdala, è come se non sentissero il rischio e la paura vera a livello fisiologico.

Il disgusto.

Il disgusto è un'emozione che è stata messa in relazione diretta con l'insula. Questa associazione non sorprende, visto che il ruolo rivestita da quest'area nella percezione degli stati corporei. Sulla base di studi di fMRI, molti neuroscienziati cognitivi sono d'accordo nel ritenere che l'AI sia essenziale nel rilevamento e nella sensazione del disgusto. Questa conclusione è consistente con la scoperta di un paziente (NK) che aveva un danno all'insula e che,

rispetto ai controlli, non riconosceva vari aspetti legati al disgusto, come dimostrato dalla misurazione attraverso questionari di auto-valutazione (self-report). Uno studio effettuato dal gruppo di Giacomo Rizzolatti a Parma (a cui va il merito anche di aver scoperto i mirror neurons) ha confermato questi risultati ed è andato un passo oltre. Nel loro studio, i ricercatori del gruppo di Rizzolatti hanno analizzato la risposta neurale durante l'osservazione di altre persone che provano disgusto e mentre provavano essi stessi disgusto. Hanno osservato che la stessa porzione di AI si attivava sia quando i partecipanti osservavano l'espressione di disgusto negli altri sia quando venivano a contatto in prima persona, olfattivamente, con odori spiacevoli. Questi risultati sono significativi per due ragioni: - Suggeriscono che la comprensione delle emozioni altrui possa richiedere un'esperienza emotiva, per quanto affievolita, delle stesse emozioni in prima persona (Craig, 2009). - Dimostrano che l'AI è coinvolta non solo nella percezione delle emozioni altrui, ma anche nella loro esperienza diretta (Wicker et al., 2003).

2009). Forniscono prove ulteriori che l'insula sia il correlato neurale della percezione del disgusto negli altri e della stessa esperienza del disgusto in prima persona.

In una meta-analisi di studi fMRI, Kristen Lindquist e colleghi (2012) confermarono che l'AI fosse particolarmente attiva per l'emozione del disgusto, ma che partecipasse anche a molte altre emozioni.

L'insula: rappresentazione interocettiva primaria - termocezione.

L'insula è un'area cerebrale che ha la capacità di integrare l'informazione sensoriale che proviene da molteplici aspetti della percezione corporea. Come abbiamo visto in precedenza, molti stimoli interocettivi di base sono in grado di attivare l'insula. Tra di essi vi è la termocezione. Potrebbe sembrare che la temperatura non abbia niente a che fare con gli aspetti emotivi ma in realtà non è così: l'attivazione di un ricordo dà luogo ad un correlato

colleghi hanno evidenziato che la temperatura oggettiva dello stimolo termico era correlata all'attività dell'insula posteriore sinistra, mentre la valutazione soggettiva del freddo era più significativa per l'insula anteriore destra. I partecipanti sono stati poi invitati a valutare soggettivamente il freddo percepito utilizzando una scala da 0 a 13, dove un valore più alto indicava una maggiore percezione di freddo. È emerso che all'aumentare del freddo percepito aumentava l'attivazione dell'insula destra.colleghi hanno mostrato che:

• I livelli oggettivi della temperatura (legati alla sensazione di freddo) vengono rappresentati nell'insula posteriore sinistra (poiché, in questo caso, controlaterale alla stimolazione che avveniva sulla mano destra). Zona posteriore: giungono informazioni sensoriali di base quindi si possono osservare corrispondenze con aspetti oggettivi dell'informazione che giunge al cervello.
• La valutazione soggettiva della temperatura (legata alla sensazione di freddo) viene rappresentata nell'insula anteriore destra. Zona anteriore: l'informazione tende a diventare soggettiva.

L'insula: rappresentazione interocettiva primaria - distensione gastrica. In un altro studio che ha indagato la distensione gastrica ha riportato che la sensazione soggettiva di "pienezza" era in grado di attivare l'insula. Anche la distensione gastrica è appannaggio dell'insula e nella fattispecie questo spetto è.statoindagato attraverso l'inserzione a livello gastrico di una sorta di sonda che poteva essere gonfiata edar luogo alla possibilità di manipolare il livello di pienezza percepita dall'individuo. Quando ilsoggetto riferiva una sensazione soggettiva di pienezza si vede che le attivazioni PET procedevanoda una zona posteriore ad una zona anteriore. Primariamente le aree attivare riguardavanol'emisfero sx, anche perché il segnale di distensione gastrica è un segnale primariamenteparasimpatico che ha luogo e termina prevalentemente a livello dell'emisfero sx.I risultati di Stephane colleghi hanno mostrato che: - Il pattern di integrazione sensoriale sembra essere coerente con la progressione dalla porzioneposteriore dell'insula, per poi procedere alla porzione intermedia e, infine, alla porzione anteriore (posterior mid anterior insula). - La tendenza verso un'asimmetria sinistra dell'attivazione sembra indicare chelo stimolo delladistensione gastrica attivi preferenzialmente afferenze vagali parasimpatiche. L'insula: funzione omeostatica - rilevazione del pericolo ambientale. L'insula è in grado di elaborare l'informazione sensomotoria dolorosa per larilevazione del pericolo ambientale. Uno studio pubblicato su Science, attraverso tecniche di optogenetica, ha dimostrato l'esistenza di due ordini di sinapsi che dall'insula proiettano verso l'amigdala. Intanto parliamo della porzione posteriore dell'insula, che è suddivisibile in 3 sotto-regioni. I ricercatori hanno isolato due sotto-sinapsi, ed in particolare hanno dimostrato che l'AIP (corteccia insulare agranulare posteriore) e parte della DI (corteccia insulare disgranulare) proiettano all'amigdala centrale (CeA zona di output dell'amigdala); in particolare a CeL. Mentre la GI (corteccia insulare granulare) e l'altra parte della DI

proiettano all'amigdala laterale (LA zona di input). Tendendo presente che l'attivazione optogenetica era inibitori, quindi si cerava di inibire questo tipo di sinapsi:

Il silenziamento optogenetico della sinapsi DI CeL durante la presentazione della scossa (US, stimolo nocicettivo) è in grado di ridurre l'efficacia dell'apprendimento (training), ma non impedisce la formazione della memoria aversiva (retrieval) l'animale se riesposto il giorno dopo a quel tono lo temeva.

Il silenziamento optogenetico della sinapsi GI LA durante la presentazione della scossa (US, stimolo nocicettivo) è in grado di impedire la formazione della memoria aversiva (retrieval), ma non ostacola l'efficacia dell'apprendimento (training) è come osservare un effetto simil-estinzione a lungo termine e cancellazione della memoria di una componente della paura condizionata. Durante una riesposizione al tono, gli animali mostravano livelli di

freezing inferiorial grup