Domande Neuroscienze Cognitive

Memoria di lavoro

Questo tipo di memoria media il mantenimento e la manipolazione delle informazioni per alcuni secondi e quindi per il raggiungimento degli obiettivi comportamentali a breve termine. Inoltre risulta coinvolta nella produzione e comprensione del linguaggio il quale a sua volta migliora le prestazioni della ML. Essa veicola il processo decisionale attivando rappresentazioni mentali che vengono dall'ambiente esterno o dalla memoria a lungo termine deputata, fra l'altro, alla manipolazione delle regole sociali.

Per questo motivo risulta indispensabile nell'esecuzione di compiti in cui l'elemento necessario alla decisione non è presente nel momento in cui si esegue il compito stesso, ma questo deve essere richiamato o mantenuto in memoria. Il primo modello che cercò di spiegare la ML fu quello di Atkinson e Shiffrin il quali sostennero che la memorizzazione avvenisse mediante processi di elaborazione di tipo seriale. In alternativa

Baddley e Hitch proposero un modello secondo cui la ML funzionerebbe grazie a varie componenti quali l'esecutivo centrale, il loop fonologico, il taccuinovisuo-spaziale e il buffer episodico.²⁹.

Risposta spaziale ritardata nella scimmia: consiste nella capacità di emettere una risposta sulla base di informazioni che, presentate dapprima ai sensi, vengono poi nascoste per un tempo di almeno 5 secondi. In questo processo entra in gioco la memoria di lavoro che ha il compito di manipolare le informazioni che non sono disponibili ai sensi. Studi sulle scimmie hanno fatto luce sul ruolo della corteccia prefrontale nella memoria di lavoro. Nello specifico, la risposta spaziale ritardata sembra compromessa quando ci sono lesioni alla corteccia prefrontale dorsolaterale, a differenza di quanto avviene nei test di memoria associativa. Della corteccia prefrontale dorsolaterale distinguiamo il solco principale, la convessità prefrontale superiore e la convessità prefrontale inferiore.

In particolare, il solco principale si occupa dell'elaborazione cognitiva delle informazioni utili alla pianificazione di azioni motorie.

30. Studio della memoria di lavoro in soggetti umani: aree coinvolte

Nei compiti che richiedono la memoria di lavoro è indispensabile la corteccia prefrontale e i neuroni di quest'area recuperano le informazioni depositate in altre aree mantenendole attive.

La PFC sarebbe quindi un deposito temporaneo per le rappresentazioni conservate in altri siti neurali e, grazie alle connessioni con le cortecce sensoriali posteriori, facilita il comportamento finalizzato.

Un'altra caratteristica è il filtro dinamico che, come un filtro appunto, seleziona le informazioni rilevanti per preparare la risposta comportamentale. A tal proposito interviene una componente attenzionale che permette di identificare la rilevanza delle informazioni.

Pazienti con lesioni della corteccia prefrontale dorsolaterale: deficit in test di recenza lesione dx:

alterazione performance con stimoli come oggetti comuni o figure astratte; lesione sn: alterazione performance con stimoli verbali. Le aree principalmente coinvolte quindi sono la regione parietale correlata con la precisione della performance e il solco principale relazionato con la difficoltà del task. Alcuni esperimenti con i bambini basati sul test della permanenza dell'oggetto hanno dimostrato che i bambini che età inferiore ai 12 mesi. I cui lobi frontali non sono completamente maturati, non riescono a trovare gli oggetti nascosti dallo sperimentatore mentre lo osservavano a differenza dei bambini con età superiore ai 12 mesi. Ulteriori studi dimostrano che la corteccia che circonda il solco principale è in relazione con i compiti che richiedono la memoria di lavoro.

31. Ruolo della dopamina nelle funzioni della corteccia prefrontale Oltre che per i meccanismi di rinforzo, la dopamina svolge un ruolo molto importante anche per le funzioni della PFC. Innanzitutto,

È fondamentale la sua presenza nel solco principale per le capacità di risposta nei compiti di risposta spaziale ritardata. Una deplezione della dopamina, infatti, in modo equivalente ad una lesione. Anche l'eccesso di compromette gravemente la prestazione, dopamina può generare una disfunzione. La DA ha un ruolo centrale nei compiti cognitivi che coinvolgono la memoria di lavoro e le funzioni esecutive e in particolare. Nello specifico la funzione della corteccia prefrontale ventrolaterale viene modulata dalla DA. Inoltre, sembra essere importante nel filtraggio degli stimoli interferenti, di fatto funge da filtro dinamico selezionando gli input permettendo all'attenzione delle migliori prestazioni. rilevanti per la risposta comportamentale32. Ipotesi dopaminergica della schizofrenia L'ipotesi "dopaminergica" della schizofrenia (sintomi positivi determinati da una eccessiva attività delle sinapsi DAergiche cerebrali) fu formulata nel1965 in seguito alla scoperta dei farmaci in grado di migliorare la fase psicotica. L'intuizione si basò sul fatto che tutti gli antipsicotici esercitano la loro azione bloccando i recettori DA-ergici D2 e che gli agonisti DA-ergici (amfetamina) tendono ad indurre psicosi, mentre i depletori di DA (reserpina) controllano i sintomi positivi. In virtù di queste scoperte la suddetta ipotesi sostiene che i deficit cognitivi nei pazienti schizofrenici siano dovuti ad una trasmissione dopaminergica eccessiva. I sintomi positivi della schizofrenia potrebbero essere ricondotti ad un'eccessiva attività della componente mesolimbica del sistema dopaminergico, deputato alle attività della memoria e delle emozioni. Mentre i sintomi negativi sarebbero correlati ad una disfunzione del sistema dopaminergico mesocorticale, atto alla pianificazione del comportamento tra cui quello sociale. Tale ipotesi oltre ad essere la più conosciuta è anche la più

Accreditata nell'eziopatogenesi della schizofrenia.

33. Corteccia prefrontale e disturbi dello spettro autistico

I numerosi studi condotti sulla base neurologica del disturbo dello spettro autistico concordano che il numero delle spine dendritiche e dei neuroni della DLPFC e della MPFC è patologicamente aumentato nei soggetti con ASD, e che inoltre lo sviluppo della connettività funzionale è patologicamente alterato nei soggetti con ASD. Nello specifico si parla del 67% di neuroni in più nella PFC rispetto ai soggetti di controllo. Nei primi studi condotti con risonanza magnetica sulla crescita eccessiva del cervello di soggetti con disturbo dello spettro autistico, fu ipotizzato che il numero eccessivo di neuroni potrebbe essere causato dalla disregolazione prenatale della proliferazione, dell'apoptosi o di entrambi. Tuttavia, la base neurale che spiegherebbe tale crescita.

Oltre ad un'eccessiva proliferazione neuronale, nella PFC è eccessiva.

rimane sconosciuta. Presente un'iperconnettività che sarebbe correlata alla disfunzione della sfera cognitiva ed emotiva. Una recente scoperta italiana sostiene che alla base dei deficit socio-cognitivi ci sia un isolamento della corteccia prefrontale con le altre regioni corticali, e nello specifico con le regioni parietali e temporali deputate, fra l'altro, all'elaborazione delle informazioni emotive. 34. Concetto di plasticità sinaptica La plasticità sinaptica è intesa come è la capacità del sistema nervoso di modificare l'intensità delle connessioni interneuronali (sinapsi) e di instaurarne di nuove e di eliminarne. Tale modifica avviene sia a livello strutturale che funzionale. Parliamo di plasticità di breve durata nel caso della facilitazione sinaptica, della depressione sinaptica e del potenziamento post-tetanico. Il primo indica dell'aumento della concentrazione di calcio.

Che aumenta la liberazione dell'esaurimento delle vescicole sinaptiche, neurotrasmettitore, il secondo e infine il potenziamento post-tetanico è una forma di rafforzamento della trasmissione sinaptica, la cui durata è di alcuni minuti, e anch'essa dipende dall'aumento della concentrazione di ioni Ca2+ nella terminazione presinaptica. La plasticità di lunga durata invece si riferisce al potenziamento a lungo termine e alla stimolazione di fibre nervose che determina il miglioramento dell'efficacia della trasmissione sinaptica, dura per settimane. La depressione sinaptica a lungo termine, a differenza di quella a breve termine che dura pochi minuti, è duratura nel tempo.

35. Potenziamento a lungo termine (LTP) si intende una forma di plasticità sinaptica consistente nell'aumento a lungo termine della trasmissione del segnale tra due

neuroni grazie ad una stimolazione sincrona. Questo fenomeno avviene nelle cellule nervose e in particolare viene studiato ciò che avviene nell'ippocampo e nelle strutture correlate ad esso. Tale stimolazione induce l'aumento dell'efficacia della trasmissione sinaptica determinata. Per indurre LTP è necessario che la membrana post-sinaptica sia depolarizzata nell'intervallo di tempo in cui il terminale pre-sinaptico rilascia glutammato. La sinapsi risulta rinforzata soprattutto grazie al calcio che è in grado di attivare un processo per cui i recettori AMPA presenti nella cellula vengono trasferiti sulla membrana e i recettori già presenti permettono il passaggio di una maggiore quantità di ioni. Ricerche condotte su topi hanno mostrato che la LTP nell'ippocampo è effettivamente collegata con la memoria a lungo termine. 36. Depressione a lungo termine (LTD) Si tratta di un tipo di plasticità sinaptica opposto e

Complementare al LTP principalmente studiato nell'ippocampo e nel cervelletto. Consiste nella riduzione della corrente sinaptica evocata dal rilascio del neurotrasmettitore. La sua durata, a differenza delle plasticità a breve termine, è di una decina di minuti. Per indurre LTD in un neurone post-sinaptico bisogna stimolare un neurone pre-sinaptico con una bassa frequenza di corrente per tempi prolungati. Come nella LTP, la LTD dipende dal ruolo del calcio. Succede che una concentrazione discreta e costante di glutammato è in grado di far aprire i recettori AMPA e di conseguenza si ha una concentrazione di calcio intracellulare bassa ma costante. Sembra che sia la LTP che la LTD possano susseguirsi un numero infinito di volte e che ciò rappresenti una proprietà importantissima per la nostra plasticità mnemonica.

Cellule di posizione (place cells) dell'ippocampo; funzione, studio nell'animale sperimentale e nei soggetti umani.

nervose che si trova nell'ippocampo, si attiva selettivamente quando

Questo particolare tipo di cellule

il soggetto è