Riassunto esame Neuropsicologia sperimentale, prof. Luzzatti

Storia della relazione mente-corpo

Storia antica

La storia dell'afasiologia è considerata iniziare con la comunicazione fatta da Paul Broca sulla sede del linguaggio articolato nel 1861. Tuttavia, descrizioni di disturbi di linguaggio sono contenute in testi medici e storici durante gli ultimi 45 secoli. Già nei tempi antichi, infatti, alcuni filosofi greci avevano ipotizzato che il cervello fosse la sede fisica della mente (e.g. Alcmeone da Crotone, V secolo AC).

• Erofilo di Alessandria (335-280 AC) fu il primo anatomista a fondare le sue ipotesi anatomo-funzionali sulla dissezione del corpo umano: per primo descrisse il sistema nervoso e ipotizzò che il cervello fosse la sede della mente.
• Galeno (130-200 DC) distingue tre principali componenti dell'intelletto:
  • Immaginazione
  • Ragionamento
  • Memoria
  Ipotizzò che ciascuna di queste componenti potesse essere danneggiata separatamente.

L'ipotesi alternativa sosteneva che il cuore fosse l'organo responsabile delle capacità sensoriali e del pensiero. Aristotele in particolare sosteneva questa ipotesi cardiocentrica.

Teoria dei ventricoli (dottrina delle celle)

Tuttavia, anche per coloro che sostenevano la relazione mente-cervello, la natura di questa interazione era tutt'altro che chiara. Per secoli i ventricoli sono stati considerati le principali strutture funzionali del cervello e il liquido cerebrospinale ivi contenuto era ritenuto essere la "sostanza" della mente (spiriti animali) e i ventricoli erano ritenuti le ampolle che raccoglievano queste essenze.

• 2: Terzo ventricolo
• 3: Quarto ventricolo
• 5: Acquedotto
• 6-9: Ventricoli laterali (1-2)

Erofilo di Alessandria considera la cella posteriore (4° ventricolo) sede della mente. Nemesio di Emesa (390 DC) [De Natura Hominis] propose che la percezione e immaginazione fossero localizzate nei ventricoli laterali (celle anteriori), il ragionamento nel terzo ventricolo (cella media) e la memoria (e linguaggio) nel quarto ventricolo (cella posteriore).

 La teoria delle celle prevede che le funzioni mentali siano distillate ed accumulate nelle celle dell'encefalo:

• C1: Celle immaginative: sensus communis, fantasia, immaginazione
• C2: Cella estimativa: ragionamento, giudizio, pensiero
• C3: Cella memorativa: memoria/linguaggio

Rinascimento

Nel corso del Rinascimento, la teoria delle celle subì un progressivo declino e il tessuto cerebrale iniziò ad acquisire un ruolo prominente nell'origine del pensiero. In quest'epoca si ha una descrizione sempre più accurata dell'anatomia del sistema nervoso e del cervello, ma la sua funzione rimane relativamente sottospecificata fino all'inizio del XIX secolo.

Enciclopedie mediche nel rinascimento

Johannes Schenck (Granfenberg, 1530-1589) raccolse 7 volumi di osservazioni cliniche, dall'antichità ai suoi tempi. Nel vol.1 si trova una chiara contro-prova alla teoria delle celle di Erofilo: "Conobbi un uomo, in cui una delle celle era stata completamente evacuata (...). La lesione coinvolge la cella dedicata alla memoria, (...) la sua memoria, tuttavia, era la stessa di prima."

La nascita del metodo sperimentale

Johannes Jakob Wepfer (1620-1695) in Observationes medico-praticae de affectibus capitis internis et externis discute la natura dei deficit delle funzioni cognitive e la loro localizzazione nella sostanza cerebrale. Descrive casi di: neglect unilaterale, afasia globale, alessia con agrafia, agrammatismo, dissociazione N/V e ne discute i meccanismi che li originano.

Swedenborg, 1740: Differenti funzioni mentali, sensoriali e motorie sono rappresentate in sedi anatomiche diverse dell'encefalo, le regioni motorie sono anteriori.

Gesner, 1770: Dissociazione automatico-volontaria e linguaggio funzione distinta dalla memoria episodica.

Iniziano a considerare la parte "solida" del cervello come il sito dell'elaborazione mentale. Tuttavia, gli scienziati consideravano ancora la sostanza bianca come la struttura cerebrale saliente e la sostanza grigia come una sorta di rivestimento protettivo (cortecia).

Francia post 1789

Franz Joseph Gall e Spurzheim sviluppano una teoria esplicita delle relazioni mente-cervello (localizzazionismo) la quale ipotizzava che:

• Il cervello è l'organo della mente.
• La mente è costituita da un numero definito di componenti distinte (facoltà).
• Le facoltà sono innate e localizzate in regioni specifiche (organi) della superficie del cervello (corteccia cerebrale) (Il linguaggio ha sede nei lobi frontali).
• Le dimensioni di ciascun organo forniscono una misura dello sviluppo della facoltà lì localizzata e di quanto essa sia un elemento costitutivo del carattere di una persona.
• La corrispondenza tra lo sviluppo maggiore o minore di una particolare facoltà e il volume aumentato o diminuito della regione cerebrale a essa associata determina la comparsa di una protuberanza o di una depressione della parte di osso cranico sovrastante.
• Palpando le diverse regioni del cranio (craniosopia) è possibile determinare lo sviluppo delle facoltà mentali di un singolo individuo.

Frenologia

 Esame della conformazione del cranio come indicatore delle facoltà mentali e dei tratti del carattere. La frenologia è stata abbandonata perché priva di adeguato fondamento scientifico. Tuttavia ha il merito di aver indirizzato l'attenzione alla correlazione tra aree cerebrali e funzioni cognitive. Hanno dato il via alla ricerca sulla localizzazione del linguaggio articolato nelle aree frontali della corteccia cerebrale.

Jean Baptiste Bouillaud (1825)

Verifica sperimentale della sede frontale del linguaggio + doppia dissociazione (nei casi in cui i lobi anteriori del cervello saranno compromessi, la parola sia ugualmente danneggiata, e viceversa; ed altra parte sarà necessario, che la parola sia risparmiata, quando il danno avrà sede in altre parti del cervello, senza coinvolgere in alcun modo la parte anteriore). Per verificare la sua ipotesi ha analizzato un ampio numero di casi neurologici con riscontro anatomopatologico e che avevano sofferto (o non) di disturbi di linguaggio. Sostenne di aver ottenuto piena conferma all'ipotesi di Gall di una localizzazione del linguaggio (solo e soltanto) nei lobi frontali. Tuttavia, nella sua fissazione di confermare la localizzazione del linguaggio nei lobi frontali trascurò numerosi casi la cui localizzazione era incongruente con questa ipotesi, cioè casi con danno frontale, ma senza afasia e viceversa. Non si rese conto che i casi incongruenti erano l'aspetto più saliente della sua analisi, cioè la lateralizzazione del linguaggio in emisfero sinistro.

Paul Broca

Nel 1861, Paul Broca descrive il caso Leborgne, soprannominato "Tan" a causa del suo frammento sillabico ricorrente residuo. È un uomo di 51 anni, lungodegente in un ricovero. Aveva perso l'uso del linguaggio volontario 20 anni prima. L'autopsia rivela un rammollimento cerebrale centrato nel piede della terza circonvoluzione frontale dell'emisfero sinistro. Nel 1865 pubblica un nuovo studio in cui ipotizza la lateralizzazione del linguaggio nel solo lobo frontale sinistro.

Critiche

Marc Dax: nel 1836 descrive oltre 40 pazienti afasici solitamente con emiparesi/emiplegia destra e suggerisce la lateralizzazione del linguaggio in emisfero sinistro. Paul Broca conosceva l'articolo?

Incrocio delle vie motorie

Fritsch e Hitzig (1870): la stimolazione elettrica di alcune parti di corteccia cerebrale del cane causa la contrazione di singoli muscoli nell'emisoma controlaterale. La distruzione di queste aree corticali causano la paralisi delle parti del corpo controlaterali. In altre parole, i movimenti di ciascun lato del corpo sono rappresentati in una particolare regione della corteccia motoria primaria controlaterale.

Theodor Hermann Meynert (1833-1892)

Ipotizza che la corteccia cerebrale sia suddivisa in una parte posteriore sensoriale e una anteriore motoria. Le due parti sono connesse da fasci di sostanza bianca che sono il substrato delle connessioni funzionali tra le diverse capacità del cervello. Le conoscenze sono depositate a livello cerebrale sotto forma di residui sensoriali. Stimoli che proiettano su una certa area cerebrale lasciano una modificazione permanente di quell'area corticale generando un'immagine in memoria (traccia) di quello stimolo.

Carl Wernicke (1848-1905)

È allievo di Meynert e applica le sue teorie al linguaggio (1874). Ipotizza una rappresentazione mentale delle parole: modello testato su pazienti afasici per lesione centrale di centri e connessioni tra centri. Il modello propone: un centro delle immagini uditive delle parole nel lobo temporale e un centro delle immagini motorie delle parole nel lobo frontale.

Età dei diagrammi

I neuropsicologi della scuola di Wernicke hanno fatto grande uso di diagrammi funzionali e anatomici. I diagrammi descrivono diversi livelli di elaborazione funzionale e i diversi deficit che conseguono alla lesione di ciascuno dei centri anatomici corrispondenti o dei fasci di fibre che li connettono. Quello più noto è quello di Ludwig Lichtheim (1885) che rielabora il modello originale di Wernicke. Il modello include la rappresentazione mentale della lettura e della scrittura.

Agnosia visiva (Lissauer, 1861-1891)

Il termine agnosia è stato introdotto da Freud nel 1891. Nel 1890, Lissauer descrive un disturbo dell'identificazione di oggetti familiari che si verifica per la sola modalità visiva e senza deficit visuo-percettivi primari conclamati. Il disturbo consegue a lesioni occipitali che risparmiano almeno in parte le aree visive primarie. Distingue due forme di disturbo:

• Deficit appercettivo: disturbo di elaborazione visiva precoce che impedisce anche la copia dell'immagine dell'oggetto.
• Deficit associativo: deficit più avanzato con risparmio dell'elaborazione precoce; il paziente copia l'immagine senza difficoltà ma non identifica l'oggetto rappresentato.

Aprassia (Liepmann, 1900, 1904, 1920)

Deficit della programmazione di atti motori complessi. Identifica 3 tipi:

• Aprassia ideativa: il paziente non recupera le conoscenze motorie concettuali dell'azione (manca l'idea dell'oggetto). Testato l'uso di oggetti.
• Aprassia ideomotoria: il paziente identifica l'azione da riprodurre ma non è in grado di ordinare la sequenza motoria necessaria per realizzare l'azione richiesta. Testata di solito su imitazione.
• Aprassia motoria: impaccio e imprecisione nella riproduzione di gesti anche semplici.

Intelletto e lobi frontali

Harlow: il caso Phineas Gage. Prima descrizione delle conseguenze di una lesione delle aree prefrontali. Gage era operaio delle ferrovie nel New England. Durante lo scavo di una galleria è vittima di un incidente mentre sta comprimendo della polvere da sparo con un'asta di ferro. A causa dell'esplosione, l'asta di ferro viene proiettata attraverso la mascella sinistra e attraversa le aree prefrontali bilateralmente. Prima era un uomo equilibrato e laborioso. Al risveglio presenta deficit cognitivi e motori diffusi, ma in rapida risoluzione. Residuano gravi deficit attentivi, disturbi del comportamento e inerzia. Harlow descrive allora la sindrome frontale: apatia/inerzia, modificazioni del carattere, comportamento blasfemo, comportamento sessuale disinibito, superficialità, perseverazioni, deficit attentivi.

Visualizzazione dei neuroni

Camillo Golgi (1843-1926): mise a punto una procedura di colorazione del tessuto cerebrale (impregnazione tramite nitrato d'argento) che permise per la prima volta di colorare ed evidenziare in microscopia ottica le ramificazioni dendritiche delle cellule nervose.

Santiago Ramón y Cajal (1852-1934): utilizzando la colorazione di Golgi dimostrò che ogni neurone costituisce un'unità sé stante e l'esistenza di connessioni sinaptiche tra le cellule nervose.

Limiti della neuropsicologia classica

• Con poche eccezioni, i pazienti sono stati descritti in modo aneddotico.
• Pazienti raggruppati in sindromi perché condividevano alcuni sintomi, ma di fatto differivano per molti altri fenomeni.
• Le premesse psicologiche teoriche e le procedure diagnostiche utilizzate erano troppo sommarie.

La rivoluzione avvenne quando la neuropsicologia classica e la psicologia cognitiva finalmente interagirono. L'assunzione fondamentale della psicologia cognitiva è che l'attività mentale si fonda sui principi dell'elaborazione dell'informazione (information processing). Stimoli specifici somministrati ai pazienti neuropsicologici permettono di fare inferenze sui processi che intervengono tra stimoli e risposte (cioè di elucidare la black box). In altre parole, la neuropsicologia cognitiva spiega i pattern di prestazione cognitiva normale e patologica osservata nei pazienti cerebrolesi in termini di danno di una o più componenti di un modello di funzionamento cognitivo normale e, d'altra parte, di trarre - sulla base dei disturbi osservati – conclusioni sui processi cognitivi normali coinvolti.

Neuroanatomia funzionale del cervello

Sistema nervoso centrale (SNC)

 Encefalo e Midollo spinale

Sistema nervoso periferico

 Nervi cranici, Nervi spinali e Sistema Nervoso Autonomo (SNA)

Sistema nervoso autonomo

Il SNA è un sistema nervoso prevalentemente periferico che agisce al "di sotto" del livello di coscienza e controlla le funzioni viscerali. Ha due sotto-sistemi antagonisti:

• SNA simpatico: lotta e fuga
• SNA parasimpatico: battito cardiaco, ritmo respiratorio, salivazione, sudorazione, diametro delle pupille, peristalsi intestinale (digestione), funzionalità viscerale, eccitamento sessuale.

Anatomia dell'encefalo

L'encefalo è composto da:

• Proencefalo
• Tronco cerebrale composto a sua volta da:
  • Mesencefalo
  • Ponte
  • Bulbo
• Cervelletto e Midollo spinale. Il midollo spinale è contenuto nella colonna vertebrale in un canale formato tra i corpi vertebrali e i processi spinosi e laterali delle vertebre.

• Sostanza Bianca: fibre rivestite di mielina (assoni neuronali)
• Sostanza Grigia: costituita dai corpi cellulari dei neuroni. Forma la corteccia di proencefalo e del cervelletto, i corpi cellulari dei nuclei profondi:
  • Talamo: proiezioni della corteccia
  • Nuclei della base:
    • Caudato
    • Putamen
    • Pallido
    • Claustro
    • Substantia Nigra
  • Amigdala
  • I corpi cellulari nel tronco cerebrale:
    • Nuclei dei nervi cranici
    • Sostanza reticolare
    • Centri respiratorio
• Ventricoli e liquor cerebrospinale.

Anatomia (funzionale) del proencefalo

• Immagini slides: Sezioni del proencefalo (coronale, sagittale, assiale), lobi (frontale, parietale, temporale, occipitale, limbico), neocorteccia, allocorteccia, paleocorteccia…

Anatomia del lobo frontale

• Vascolarizzazione

Ventricolo destro: sangue venoso (poco ossigeno). Mandato ai polmoni dove viene riossigenato e rientra nel cuore sinistro. Dal ventricolo sinistro esce con una curva verso l'alto (arco aortico)... Dal arco aortico escono i tronchi arteriosi che portano sangue agli arti superiori e all'encefalo. Carotide comune si divide in carotide interna (strutture intracraniche: encefalo e tronco cerebrale) e esterna (muscoli faccia, lingua).

Arteria Suclavia: appena dopo la sua origine dà origine all'arteria vertebrale che percorre un piccolo foro nei processi trasversi delle vertebre (non tutte le vertebre). Arteria vertebrale e carotide interna entrano nella scatola cranica  la carotide si divide in: arteria comunicante posteriore (collega circolo anteriore della carotide interna col circolo posteriore della... ), arteria cerebrale anteriore (corre lungo la scissura interemisferica, sopra il corpo calloso e vascolarizza gran parte della faccia mediale, interemisferica) e arteria cerebrale media (corre nella scissura silviana, corteccia dell'insula. Vascolarizza la convessità dell'emisfero cerebrale)...

Principali patologie del sistema nervoso centrale

Ptogenesi  meccanismo con cui compare il disturbo.

Eziogenesi  causa del disturbo (es. Alzheimer non si sa l'eziologia, ma si conosce la patogenesi).

Le cause dei disturbi neuropsicologici possono essere:

Patologie vascolari

• Patologie ischemiche
  • Territori vascolari
  • Trombosi/embolia
  • Attacchi ischemici transitori
  • Arresti cardiaci/anossia cerebrale. L'infarto cerebrale consegue a una mancanza di flusso per un periodo relativamente prolungato. Non arrivano zucchero e ossigeno. I necrofagi mangiano le cellule morte diminuendo la densità cerebrale (il cervello diventa più poroso).
• Patologie emorragiche

Quando il sangue viene drenato rimane lo spazio vuoto. La TAC misura la densità: l'iperdensità risulta bianca ed indica un'emorragia, invece un infarto o ischemia risultano più scuri (bassa densità).

• Ematomi intraparenchimali
• Ematomi epidurali  il sangue si raccoglie tra l'osso e la dura madre. Se una lesione è estesa può comprimere le strutture cerebrali e anche erniare nell'emisfero controlaterale. Di solito gli ematomi non arrivano in profondità, verso i ventricoli.
• Ematomi sottodurali
• Emorragia subaracnoidea (spazio subaracnoideo: tra meningi e corteccia)

All'inizio infarti ed ematomi sono molto diversi, ma col tempo diventano difficili da distinguere, ma cambia la loro forma. Ematoma intraparenchimale sembra una fessura, gli infarti hanno forma triangolare che corrisponde all'area vascolare dell'arteria. A 180° dal trauma spesso si trovano le petecchie emorragiche che, con la TAC, sono visibili come dei pallini bianchi.

Patologie traumatiche

Possono essere causate da colpi (encefalo colpisce il cranio nel punto d'impatto) o contraccolpi (l'encefalo rimbalza contro il cranio dal lato opposto).

• Lesioni focali