Riassunto esame Neuroscienze 2, prof. Cappa, libro consigliato The student's guide of cognitive neuroscience, Ward

LE AZIONI NEL CERVELLO

Il modello cognitivo per le azioni prevede una distribuzione gerarchica, ai livelli altri

troviamo la programmazione dell’azione (obbiettivi) e al livello più basso troviamo

sistema percettivo e motorio. Il sistema delle azioni integra gli obbiettivi dell’individuo

con la realtà esterna percepita. Il sistema motorio tuttavia affronta il problema dei

GRADI DI LIBERTÀ che consiste nel fatto che per poter compiere un’azione finale ci

sono innumerevoli modi per farlo. Molti teorie tuttavia postulano l’esistenza di

PROGRAMMI MOTORI predefiniti (programmazione degli aspetti superiori del

movimento, non delle azioni muscolari) per evitare di dover computare ogni volta un

nuovo movimento.

Spesso le azioni sono dirette verso oggetti percepiti soprattutto con la vista. Le

informazioni del sistema visivo vengono integrate con quelle del sistema

SOMATOSENSORIALE (propriocettivo, sistema che percepisce in che posizione sono i

nostri arti). Questo processo di integrazione è detto TRASFORMAZIONE

SENSO-MOTORIA. Tuttavia è necessario non dovere ricorrere alla spiegazione

dell’HOMUNCULUS per potere spiegare le azioni (dato che non esiste nessun Io dentro

la nostra testa che decide per noi). Si noti inoltre che il sistema è bidirezionale, dalla

programmazione all’azione e vice-versa, questo probabilmente a indicare che siamo in

grado di percepire e capire le azioni di altri individui.

Responsabile delle azioni volontarie è la CORTECCIA MOTORIA PRIMARIA, mentre la

programmazione delle azioni è posta nelle zone frontali anteriori a questa. In M1 c’è

un’organizzazione somato-topica (rappresentazione del corpo) e l’emisfero destro

controlla il movimento sinistro e viceversa, lesioni a questo emisfero portano a non

potere muovere le zone del corpo controlaterali (EMIPLAGIA). Il movimento oculare

invece è controllato dal CAMPO FRONTALE DEGLI OCCHI, perché riceve diversa

stimolazione sensoriale.

L’area anteriore a M1 è detta CORTECCIA PREMOTORIA che può essere divisa in AREA

PREMOTORIA LATERALE e AREA PREMOTORIA MEDIALE (detta anche area motoria

supplementare, SMA). La corteccia premotoria laterale sembra implicata

nell’interazione con gli oggetti nello spazio (prendere tazza caffè) e contiene un

possibile vocabolario delle azioni, mentre SMA sembra essere associata alle azioni

familiari che non richiedono un monitoraggio ambientale per essere compiute.

Esperimenti sostengono che SMA è implicata nelle azioni che devono essere

richiamate dalla memoria e inserite in un momento preciso.

L’area prefrontale (davanti a premotoria) invece è implicata nei più alti livelli cognitivi

di organizzazione e pensiero dell’azione. Ha il compito di mediare la selezione delle

aree premotorie e di mantenere l’obbiettivo (attenzione all’azione). L’area prefrontale

dorsolaterale sembra bene implicata nei compiti di scelta tra possibili risposte.

Modello SAS: (parla delle funzioni esecutive che coinvolgono la corteccia prefrontale in

relazione alla programmazione dell’azione). Lesioni all’area prefrontale causano

disorganizzazione e/o mancato raggiungimento dell’obbiettivo dell’azione

(perseverazione e utilizzo del comportamento –movimenti irrilevanti verso oggetti

nello spazio). Il nome SAS indica SISTEMA di SUPERVISIONE DELL’ATTENZIONE e

spiega come si mantiene l’obbiettivo dell’azione. Questo modello distingue tra azioni

automatiche (guidare, non richiede SAS ha schemi ben conosciuti) e azioni che

richiedono l’attivazione di processi di consapevolezza (richiedono attivazione SAS). Le

possibili azioni sono organizzate in schemi e il processo di CONTENTION SCHEDULING

ha il compito di scegliere tra diversi schemi quello coretto da usare. Lo schema

corretto viene scelto in base alla rappresentazione degli oggetti circostanti e dal

processo top-down del SAS che mantiene gli obbiettivi. Integrando questi due fattori

viene scelto lo schema corretto. L’UTILIZZO DEL COMPORTAMENTO sceglie lo schema

solo in base agli stimoli ambientali.

Lesioni all’area prefrontale portano ad APRASSIA FRONTALE (sindrome dell’azione

disorganizzata) che consiste nel fallimento delle azioni quotidiane a causa di problemi

nel settare e mantenere i diversi sotto-obbiettivi.

Alcune teorie sostengono che la scelta delle nostre azioni sia inizialmente incosciente,

altri invece sostengono che l’azione cosciente si riconosce nel momento in cui c’è una

scelta di uno specifico movimento o di una discriminazione tra due possibili compiti.

Inoltre successivamente all’implementazione del compito esiste un tardivo

meccanismo di controllo. Altre teorie (MODELLI PREMONITORI) invece sostengono che

il comando motorio prevede la conseguenza di una nostra azione e questo indica che

le nostre azioni sono coscienti (come nel solletico fatto a sé stessi).

Possiamo riprodurre le azioni viste in due modi: la mimica consiste la non percezione

dell’obbiettivo e solo mimare l’azione di un altro. Invece l’IMITAZIONE consiste in un

livello di analisi più profondo che consiste nel capire l’obbiettivo e poi cercare di

compiere la stessa azione. Sembra che questo secondo processo sia anche usato dai

bambini.

Sono stati osservati neuroni (area premotoria F5) che si attivano sia nel momento in

cui un’azione viene compiuta, sia nel momento in cui un’azione viene osservata fatta

da altri. Solitamente questi neuroni si attivano per specifiche azioni che corrispondono

a un obbiettivo: si attivano allo scopo verso un obbiettivo piuttosto che un’azione

muscolare a sé. Si attivano anche se non viene osservata l’azione di interazione con

l’oggetto questo significa che la corteccia prefrontale contiene delle rappresentazioni

astratte per compiere azioni e per capire quelle di altri individui. Negli umani questa

zona corrisponde all’area di Broca.

Invece, altra area cerebrale, implicata nell’azione è l’area parietale che è necessaria

per compiti più relativi all’azione motoria e all’integrazione del sistema

somato-sensoriale. In questo processo sono implicate sia le vie del WHAT/HOW (area

ventrale occipitale, temporale) sia quelle del WHERE (area dorsale da occipitale a

parietale). Pazienti con lesione alla via ventrale del WHAT sono in grado di orientare

l’azione verso l’oggetto nonostante non siano in grado di riconoscerlo, mentre pazienti

con lesioni alla via dorsale occipito-parietale non sono in grado di dirigere l’azione

verso un oggetto nonostante lo riconoscono. Questi ultimi pazienti, con danno alla via

del WHERE hanno deficit a livello dell’integrazione delle componenti visive con quelle

motorie. Il problema è nell’interazione tra processi complessi del movimento (come

grasping) piuttosto che di direzione verso esso.

La trasformazione senso-motoria è composta da diversi tipi di processi:

- I neuroni di F5 oltre a essere i cosiddetti neuroni specchio rispondono, ciascuno,

a precise azioni e sono quindi considerati come i neuroni responsabili del

vocabolario delle azioni.

- Neuroni in AIP (area intra-parietale anteriore) invece rispondono meglio a forme

di oggetti, dimensioni e orientazioni di questi e sembrano costituire

un’interfaccia da integrare al vocabolario di azioni in F5.

- Neuroni nell’area premotoria sembrano in grado di permettere l’interazione tra

le informazioni propriocettive e quelle visive. Questo facilita l’interazione con il

mondo esterno.

Capire come si usa e a cosa serve un oggetto: l’uso degli oggetti esiste in tutte le

specie ma è molto sviluppato negli esseri umani che quindi hanno regioni cerebrali

appositamente dedicate. Gli oggetti hanno in sé intrinseche informazioni sul loro uso e

obbiettivi. Inizialmente l’oggetto viene comparato con altri oggetti per capire la

struttura, successivamente si accede alle informazioni semantiche dell’oggetto che ci

permette di capire le funzioni associate all’oggetto. Sembra che il magazzino per le

azioni verso gli oggetti sia nel lobo sinistro parietale inferiore. Pazienti con lesione al

lobo parietale sinistro che non sono in grado di mimare un’azione su comando o dando

loro l’oggetto sono detti APRASSICI IDEOMOTORI.

L’uso degli oggetti sembra particolarmente legato all’attivazione della memoria

semantica nonostante alcune teorie dimostrano che non per forza dal riconoscimento

dell’oggetto all’azione sembra necessario passare tramite il magazzino semantico (ci

sono oggetti che ci informano del loro uso già a partire dalla loro forma, teoria

dell’AFFORDANCE).

Anche le strutture sottocorticali sono importanti per la programmazione del

movimento e il controllo di questo nell’azione. Queste vie sono il GIRO DEL

CERVELLETTO e il GIRO DEI GANGLI DELLA BASE. Il giro cerebellare sembra più

importante nella coordinazione del movimento (usando copie del comando motorio

corticale per assicurarsi che l’azione sia effettivamente raggiunta), il cervelletto è

quindi collegato con l’area prefrontale laterale e l’area parietale (trasformazione

senso-motoria).

La via dei gangli della base invece sembra molto importante nell’iniziazione

dell’azione e nel collegamento tra un’azione e l’altra ed è collegato con l’area SMA.

Questo giro è molto importante anche per l’apprendimento di un movimento. I gangli

della base non hanno tanto il compito di iniziare l’azione quando di interagire con le

regioni frontali e modificare l’azione.

MEMORIA

La memoria è la capacità di ricordare eventi di vita passati, oggetti e parole

precedentemente apprese. Questa facoltà è soprattutto dovuta alla PLASTICITÀ che

causa delle variazioni a livello sinaptico in tutto il cervello: nonostante questo ci sono

zone apposite che contribuiscono in diverso modo ai processi mnestici.

Memoria breve: memoria delle informazioni tenute in questo momento nel cervello, ha

capacità limitate.

Memoria a lungo termine: magazzino mnestico che ha capacità illimitate di acquisto

delle informazioni, non è necessario che le informazioni nel magazzino siano consce e

accessibili.

Spesso si parla di memoria a breve termine indicando la memoria a breve termine

fonologica che si testa con il test di ripetizione di parole o cifre (span). Lo span di un

individuo normodotato è +/- 7. Questi 7 span sono più pezzi con significato di

informazione che parole o sillabe. Ci sono teorie opposte a questa visione che offrono

la contro-teoria che influenzano lo span anche la dimensione della parola, le parole

fonologicamente simili o se durante il momento della codifica al soggetto veniva

chiesto di articolare se