Psicobiologia - Domande esame

1) INTERAZIONE GENI-AMBIENTE NELLA DETERMINAZIONE DEL FENOTIPO

COMPORTAMENTALE: GLI ESEMPI DEI RATTI DI TRYON, DEL MSTA E DELLA

DEPRESSIONE L'epigenetica (επί, epì = "sopra" e γεννετικός, gennetikòs

EPIGENETICA: = "relativo all'eredità

familiare") studia i cambiamenti che influenzano il fenotipo senza alterare il genotipo… Descrive le

modificazioni ereditabili che variano l’espressione genica, ma senza alterare la sequenza del

DNA. Si occupa dei fenomeni ereditari nei quali il fenotipo è determinato non tanto dal genotipo

ereditato in sé, quanto dalla sovrapposizione al genotipo stesso di "un'impronta" che ne influenza

il comportamento funzionale.

Un segnale epigenetico è un qualsiasi cambiamento ereditabile che, senza alterare la sequenza

nucleotidica di un gene, ne modifica l’attività. È lo studio delle modificazioni fenotipiche ereditabili

causate da meccanismi diversi dai cambiamenti nella sequenza genomica, ovvero lo studio di

meccanismi molecolari mediante i quali l'ambiente altera il grado di attività dei geni senza tuttavia

modificare l'informazione in essi contenuta, ossia senza modificare le sequenze di DNA.

semplificando i meccanismi molecolari: METILAZIONE DELLA CITOSINA A LIVELLO DEL

DNA…inattivazione

ACETILAZIONE DELLE PROTEINE DELL’ISTONE…attivazione

Fattori genetici ed esperienza interagiscono nell’ontogenesi del comportamento

esempio del caso Ratti “maze bright” e “maze dull”

MSTRA, studio in minnesota sui gemelli cresciuti separatamente depressione

“maze bright” e “maze dull”

Ratti

Tryon (1934) in controtendenza dimostrò che i caratteri del fenotipo comportamentale possono

essere sottoposti a selezione mirata (= simili messi con la tipologia di topi esattamente apposto).

si mette il topo davanti a un problema, labirinto vero il cibo compiendo il minor numero possibile di

errori.

è riuscita a produrre dei topi molto bravi e altri molto poco bravi nello svolgere questo compito.

grafico esplicativo.

All’inizio si osserva una equa nelle varie fasce d’ errore, ho una distribuzione tipica di

distribuzione

frequenza.

alla quarta generazione di allevamento selettivo si ottiene una separazione in 2 sottopopolazioni

con margine di sovrapposizione ma ce trand definito alla 8 generazione dove i topi bravi si sono

distinti da quelli scarsi. Si vede questa separazione al procedere delle generazioni in termine di

errori commessi al procedere nel labirinto.

possibile obiezione che si può fare: manca il cross fostering di controllo, ovvero prendo i piccoli

un’altra.

dalla pancia di una madre e li metto sotto la pancia di sto eliminando la componente

ambiente materno, così si evita la possibilità che alcuni siano più bravi perché la madre ha fatto

più cure parentali nei loro confronti. questo viene fatto e si verifica che la componente genetica è

cruciale. poi da qui so sono fatte altre successive selezioni mirate es ansia, aggressività…

l’ambiente

è importante manipolare in cui si prendono i topi, si prende un ambiente arricchito da

oggetti, tunnel, rampe. facendo uno studio con topo che è cresciuto in un ambiente arricchito la

differenza tra topo intelligente e non intelligente non cambia, si equiparano. …contributo

dell’esperienza!

GENETICA DELLE DIFFERENZE PSICOLOGICHE NELL’UOMO studio

Quanto dell’intelligenza dipende dai geni e quanto dall’esperienza?

Gli effetti dei geni e dell’esperienza sullo sviluppo di un comportamento o di una caratteristica

psicologica non sono separabili (%G + %E)

sono separabili: gli effetti dei geni e dell’esperienza sulle differenze individuali per un

comportamento

Genetisti del comportamento: in che proporzione la variabilità tra soggetti dipende da differenze

genetiche e da fattori esperienziali → per fare questo studio la popolazione preferenziale usata

sono stati i gemelli monozigotici.

studio fatto su Gemelli monozigotici e dizigotici dati in adozione a gemelli diversi. fatti da THE

MINNESOTA STUDY OF TWINS REARED APART (Bouchard - Science 1990 e 1994)

Studio su 59 coppie di gemelli monozigotici e 47 di gemelli dizigotici cresciuti separatamente

Controllo: gemelli mono- e dizigotici cresciuti insieme

fatto poi il TEST DI PERSONALITA’ E INTELLIGENZA (IQ)

Gli elevati coefficienti di correlazione dei gemelli monozigotici suggeriscono che le differenze

genetiche rappresentano un fattore importante nella determinazione delle differenze individuali di

QI. qui il controllo erano gemelli cresciuti nello stesso ambiente e insieme.

coefficiente di correlazione= se prendo 6 coppie di gemelli ognuno ha asse a gemello e b gemello,

cartesiane e ho un coefficiente che se è 1→

tiro retta di regressione sulle coordinate quando

gemello A prende 80, anche gemello B.

In statistica, l'indice di correlazione di Pearson tra due variabili statistiche è un indice che esprime

un'eventuale relazione di linearità tra esse

MSTRA: CONSIDERAZIONI

Distorsione dei risultati da parte dei media….”il 70% dell’intelligenza è ereditaria”

-) enfasi sulle similarità, per concludere che Bob e Bob sono virtualmente identici

falsa impressione che il MSTRA fornisca un’indicazione sul contributo relativo di geni ed

-)

esperienza allo sviluppo delle facoltà intellettive

Lo studio fornisce indicazioni sul contributo delle differenze genetiche alle differenze fenotipiche

tra soggetti, in particolare alle differenze di QI. Ma nulla conclude riguardo al contributo relativo di

geni ed esperienza allo sviluppo dell’intelligenza umana

-) scarsa variabilità della componente esperienza

-) tuttavia, gli studi sui gemelli umani e su modelli animali indicano che non esiste virtualmente

alcuna differenza psicologica che non abbia una significativa base genetica

le differenze psicologiche anche influenzando l’esperienza

-) le differenze genetiche promuovono

(es: aggressività)

Interazione genes - environment nella depressione

Polimorfismo della regione promoter del gene per il trasportatore della serotonina …cromosoma

17…prevede 2 varianti con: delezione/inserzione di 44 bp…chiamati alleli short e long…

questo short long infulisce sull’ insorgenza di depressione?

chi ha la variante short: ridotta efficienza nella trascrizione (Lesch 96) < n. molecole di

trasportatore < attività di reuptake

suscettibilità alla D (= depressione) (in presenza di eventi stressanti)

IPOTESI…variazioni nel gene per il 5HTT(= acronimo di serotonina) modulano il grado di

attivazione neurale e neuroendocrina di stress (Caspi 2003)

studio fatto dal prof e non riscontrati questi risultati. si vede una chiara differenza sessuale.

si vede solo per i maschi. al 30% hanno rischio depressione legato al genotipo ss, ma per le

femmine assolutamente non è valida questa cosa.

2) VISUALIZZAZIONE DEL CERVELLO UMANO

Metodi per lo studio del SNC e del SNP

registrazione dell’attività psicofisiologica nell’uomo

- visualizzazione del cervello umano - - metodi

fisiologici invasivi - metodi farmacologici - ingegneria genetica

Metodi per lo studio del comportamento

- test neuropsicologici - metodi comportamentali delle neuroscienze cognitive - paradigmi

psicobiologici del comportamento animale

VISUALIZZAZIONE DEL CERVELLO UMANO

X-RAY PHOTOGRAPHY fotografica… diverse strutture =

Fascio di raggi X attraverso un corpo e quindi su di una lastra

diverso grado di assorbimento delle radiazioni (ortopedia: contrasto tra tessuto osseo e t.

circostanti)

CONTRAST X-RAY TECHNIQUES Iniezione di una sostanza radio-opaca (che assorbe

efficacemente i raggi X)

Sistema circolatorio cerebrale infuso in un’arteria

ANGIOGRAFIA CEREBRALE Colorante radio-opaco

danno vascolare... dislocazione di vasi in presenza di tumori

X-RAY COMPUTER TOMOGRAPHY Scansioni di più piani cerebrali orizzontali, combinate a

fornire una rappresentazione 3D del cervello (TAC)

CT SCAN Evidenziato un tumore cerebrale nel lobo frontale sx.

MR MAGNETIC RESONANCE Misurazione di onde elettromagnetiche emesse dagli atomi di H,

attivati da onde in radiofrequenza in un campo magnetico

MRI, bidimensionale, con codice cromatico, sezione midsagittale

Informazioni sull’attività metabolica del cervello. carotide…

PET 2DG radioattivo in task specifico

catturato dai neuroni metabolicamente attivi , la lenta degradazione viene undividuata dal codice

cromatico. Si ha anche un aumento di flusso ematico nelle aree radioattive per il rilascio di NO.

f-MRI Immagini sulla risposta emodinamica (aumento di [O2] nei capillari e nel parenchima)

Vantaggi rispetto alla PET - no iniezione sostanza radioattiva - informazioni sia sulla struttura che

immagini 3D dell’intero cervello

sulla funzione - migliore risoluzione spaziale -

NB: Soggetto che osserva gruppi di lettere e deve specificare quali tra essi rappresentano parole

esempio studi pubblicati a riguardo:

-2010 PNAS Human Neuroimaging Laboratory - Baylor College of Medicine di Houston

ESPERIMENTO task: vendere e comprare oggetti mediante contrattazione… attivazione di aree

decision making e nel portare a termine compiti complessi… (es: corteccia

neurali importanti nel

prefrontale dorsolaterale destra)

“neuro-marketing” --> individuazione di canali di comunicazione diretti ai processi decisionali

d’acquisto

“neuro-architettura” artificiali prodotti dall’uomo sulla funzione cerebrale

--> impatto degli elementi

MEG Magnetoencefalografia tecnica di neuroimaging utilizzata per mappare l'attività funzionale

cerebrale mediante la misurazione dei campi magnetici prodotti dall'attività elettrica dell'encefalo

SPECT Tomografia ad emissione di singolo fotone tecnica di neuroimaging che utilizza una

radiazione ionizzante (raggi gamma). viene utilizzata una sostanza radioattiva e una telecamera

speciale per creare immagini 3D.

3) REGISTRAZIONE DELL’ATTIVITA’ PSICOFISIOLOGICA NELL’UOMO vedi domanda 11

Misure dell’attività cerebrale (EEG)

Misure dell’attività del S.N. Somatico (tensione muscolare)

Misure dell’attività del S.N. Autonomo (conduttanza cutanea, termografia, attività CVascolare)

1 SCALP ELECTROENCEPHALOGRAPHY (EEG)

Misura globale dell’attività elettrica del cervello. Ogni canale EEG raccoglie la differenza di V tra

due elettrodi

- misure bipolari: entrambi gli elettrodi su regioni attive

misure unipolari: un elettrodo su regione attiva, l’altro in un punto relativamente silente (es: lobo

-

auricolare)

Segnale EEG = risultante di molti eventi elettrici:

potenziali d’azione

-

- potenziali post-sinaptici

- segnali elettrici di cute, muscoli, vasi, occhi

VALORE DIAGNOSTICO: stati particolari di coscienza, patologie cerebrali

Confronto di segnali simultanei ottenuti da + coppie di elettrodi... …indicazioni sull’origine di

determinate onde EEGrafiche

così ottengo delle info più complete ovvero se ci sono e da dove provengono.

2 EVENT RELATED POTENTIALS (ERP)

potenziali evocati derivati da un determinato evento che li ha scaturiti.

SENSORY EVOKED POTENTIAL Variazione del segnale EEG corticale prodotta dalla

presentazione di uno stimolo sensoriale.

2 componenti: 1. Segnale (risposta allo stimolo), 2. Noise (attività EEG di sottofondo).

Problema: background noide spesso tale da coprire il segnale. Soluzione: tecniche di Averaging.

foto registrazioni: si vede a sx il rumore di fondo e averaging consiste nel

dividere ogni tratto di secondo in tratti di millisecondi per poi fare la media

dei 10 punti in verticale. Alla fine ottengo un tracciato baseline pulito. è una

media per ogni millisecondo di questi 10 punti in figura. idem nella

rilevazione di un secondo successivo allo stimolo, click è stimolo sonoro

cui segue una risposta elettrofisiologica. otterrò dei grafici ripuliti come

quello qui sotto.

ANALISI degli AVERAGED EVOKED POTENTIALS

FFP = piccole onde, nei msec appena successivi, indipendenti dal significato, lontano dalla cortex

(nuclei sensoriali del brain stem). ogni onda ha: 1. Direzione/verso (positivo o negativo) e ha 2.

Una latenza. P300= onda positiva che compare 300 ms dopo lo stimolo.

p 300 si chiama così perché compare picco d'onda a 300 millisecondi dallo stimolo e p si chiama

positiva anche se è una deflessione però è codificata come positiva nell’ elettroencefalografia

l’attività

3 Misure che consentono di misurare del SNA

- il cuore accelera - la pressione aumenta - i vasi sanguigni dei muscoli si dilatano - i vasi dello

stomaco, dell’intestino e della cute si contraggono - le pupille si dilatano (x migliore vista) - la

digestione è inibita - aumenta la mobilizzazione di substrati energetici - iniziamo a sudare

«fight or flight».

per misurare le attività del SNA si possono effettuare misure di CONDUTTANZA CUTANEA

perché Gli stati emozionali sono associati a variazioni di conduttanza elettrica cutanea.

Misurazioni: 1. livello basale di conduttanza (SCL) e 2. Risposta di conduttanza cutanea (SCR).

Boucsen’92:

Basi fisiologiche secondo le ghiandole sudoripare diventano attive in contesti

emozionali piu precisamente nei punti mani, ascelle, piedi, fronte.

THERMAL INFRARED IMAGING

tecnica più recente giunta alla neuroscienza. tramite telecamere ad infrarossi che rilevano la

variazione della temperatura del volto si riesce a risalire a emozioni o condizioni che il soggetto

sta provando.

ci sono delle ROIs = regions of interest nel volto dove si verificano eventi di vasodilatazione nel

volto e riesco a ricavare meglio se da una situazione baseline si ha una situazione di attivazione.

mento- punta del naso -zigomi- regione periorbitale e punta della fronte.

ATTIVITA’ CARDIOVASCOLARE sempre tecnica x misurare SNA (MOLTO AFFIDABILE)

attività che risponde velocemente agli stimoli ambientali, questo perché ha ruoli importanti:

Distribuzione di ossigeno e nutrienti ai tessuti, rimozione di scorie metaboliche, trasmissione di

messaggi chimici (ormoni)

LINK stati emozionali - funzione cardiocircolatoria

In Psicofisiologia, tre classiche misure dell’attività cardiovascolare

PRESSIONE ARTERIOSA, FLUSSO EMATICO, FREQUENZA CARDIACA

→ VARIABILITA’ DELLA FREQUENZA CARDIACA (HRV)

STRUMENTO PER LA MISURAZIONE INDIRETTA E NON INVASIVA DELL’ INPUT

NEUROVEGETATIVO AL CUORE

- respirazione - regolazione della pressione sanguigna - meccanismi di termoregolazione - sistema

renina-angiotensina - ritmi biologici (circadiani) - stressors fisici e mentali

L’HRV CONSENTE DI VALUTARE LE VARIAZIONI

HRV

NEL TEMPO DELL’INTERVALLO TRA PICCHI R

SUCCESSIVI

qui si guarda come variano simpatico parasimpatico negli

organi e se il loro equilibrio è spostato, una condizione

simpatica cronica è rischiosa.

tacogramma= andamento nel tempo dell’ intervallo RR.

esempi di HRV

Dal tacogramma posso applicare queste 3 modalità di studio dell’ HRV

4 andamenti nel tempo della distanza tra battiti

NB: basarsi su DS e intervallo rr tra grafici e per confrontare i vari grafici è fuorviante e da falsi

risultati.

quindi devo cercare di esplorare la variazione della frequenza cardiaca che siano più informativi di

media e DS.

DOMINIO DEL TEMPO- APPLICAZIONE DI SEMPLICI METODI STATISTICI

posso usare metodi statistiche che variano nel tempo e

sono indici vagali che quantificano le differenze tra

battiti adiacenti.

dire come varia l'intervallo tra battiti tra intervalli tra loro

adiacenti. la 2 dalla 3, la 3 dalla 4, la 4 dalla 5… quindi

applico la formula

sto quantificando la distanza tra 2 battiti vicini

focalizzandomi sulla variabilità del segnale e su come si modifica la frequenza nel brevissimo

termine.

lo si fa perché questo tipo di variabilità tra battiti è prodotta dalla componente simpatica (solo da

lei!)

ci sono molti parametri che si possono usare per fare le misurazioni, oltre quello appena visto c’è

la pNN50 (n.2 in foto su). La maggiore differenza tra intervalli rr è indicativa della componente

parasimpatica ancora una volta. è parasimpatico perché:

così con queste misure noi riusciamo a dire che da una condizione basale es. 10 di rmssd

(numero causale) poi va a 7 significa che la parasimpatica si sta ritraendo e la simpatica sta

aumentando e simpatico predomina su para. se da 10 vado a 15 x relax allora aumenta e prevale

la componente parasimpatica.

sulla base di quali criteri i fisiologi si sono basati? perché da info a parasimpatico piuttosto che su

simpatico?

Per una questione teoretica, parasimpatico a livello cardiaco trasmette acetilcolina con recettori

muscarinici.

se agisce simpatico ho recettori beta adrenergici e una tempistica di risposta del bersaglio

diversa.

Sono frequenze raide, il simpatico non è in grado di farlo a differenza del parasimpatico.

altra motivazione è quella di usare metodi di stimolazione e inibizione per vedere cosa succede,

se somministro agonista parasimpatico il parametro rMSSD è amplificato.

nel tacogramma si fa un'analisi spettrale

ANALISI SPETTRALE DI UN SEGNALE (estrazione e quantificazione del contributo di ciascuna

componente in frequenza).

segnale in un minuto.

al suo interno ci sono varie componenti che lo determinano e sono queste 3:

una quella bassa che in un minuto ha un solo evento, ha andamento discesa risalita che è

determinata anche dalla freq intermedia di 7 ciclo e dall’ altra ancora più frequente con 14 15 cicli

in un minuto. la loro combinazione produce questo andamento

fatto questo io riesco a quantificare alle 3 frequenze fisiologiche e c