Psicobiologia - domande d'esame svolte

Psicobiologia: domande d'esame svolte

Interazione geni-ambiente nella determinazione del fenotipo comportamentale

L'espressione fenotipica comportamentale è il risultato di pattern unici di attività neurali. Lo sviluppo del substrato è modellato dall'esperienza, correlato al contesto, ossia la percezione che ha l'individuo della situazione in quel momento. Il successo adattativo del fenotipo influenza la probabilità che questi geni vengano trasmessi alla progenie.

Nello studio di Tryon (1934) è stato dimostrato come caratteri fenotipocomportamentali possano essere sottoposti a selezione mirata. Da una popolazione di topi mista, dopo generazioni, si sono separati due gruppi di topi: Maze bright e Maze dull. Con il passare delle generazioni, i gruppi sono diventati sempre più distinti; la selezione era effettuata in base alla capacità di risolvere un test consistente nel raggiungimento di un reward in un labirinto. Lo studio è stato ripetuto con cross fostering per eliminare una possibile confounding variable, ossia per escludere il fatto che lo sviluppo dei piccoli fosse influenzato dalle cure parentali. Ripetendo l'esperimento in un ambiente arricchito si osserva una maggiore somiglianza dei dati ottenuti dai due gruppi, dimostrando un forte contributo dell'esperienza sul comportamento.

Nello studio MSTA si è invece valutata in che porzione la variabilità individuale dipende dalle differenze genetiche e da fattori esperienziali utilizzando gemelli omozigoti e dizigotici separatamente. Tra i molti test effettuati vi erano un test comportamentale e il test del Q.I. I coefficienti di correlazione mostravano un alto tasso di correlazione (0,85) tra i gemelli cresciuti insieme e una correlazione lievemente più bassa (0,70) per quelli cresciuti separatamente. Di conseguenza, le differenze genetiche rappresentano un fattore molto importante nelle differenze individuali di Q.I. Altri studi sui topi hanno dimostrato che non esistono differenze psicologiche che non abbiano una componente genetica significativa. Anche il fenotipo depresso è una risultante di una predisposizione genetica relativa a un polimorfismo che coinvolge la regione promotrice di un gene codificante per un trasportatore della serotonina a livello sinaptico. Studi inoltre hanno evidenziato differenze genetiche importanti predisponenti alla depressione tra maschi e femmine.

Visualizzazione del cervello umano

La visualizzazione del cervello umano è possibile grazie a diverse tecniche evolute nel tempo.

I raggi X permettono la visualizzazione in quanto, sottoponendo un preparato tissutale alla radiazione X, si ottiene una lastra fotografica che consente di evidenziare diverse strutture, ognuna con un grado di assorbimento differente della radiazione. Pur essendo poco efficiente, ha consentito di ottenere, tramite anche tecniche di iniezione di sostanze radiopache, informazioni sul sistema cerebrale come avviene nell'angiografia cerebrale.

La tomografia ai raggi X consente di effettuare scansioni su più piani cerebrali, fornendo una rappresentazione tridimensionale del cervello (tomografia assiale computerizzata TAC).

La MR, o risonanza magnetica, misura le onde elettromagnetiche emesse da atomi di idrogeno attivati da un campo magnetico.

La PET, o tomografia ad emissione di positroni, consente di avere informazioni dinamiche in tempo reale. Si può evidenziare l'attività metabolica durante lo svolgimento di alcuni task. Si utilizza il due-deossiglucosio radioattivo iniettato in carotide, che viene catturato dai neuroni più attivi, in quanto ha una lenta degradazione, ottenendo immagini in codice cromatico rappresentanti l'attività di determinate aree cerebrali. In alternativa, il rilascio di ossido nitrico a seguito dell’aumentato afflusso sanguigno può essere sfruttato per lo stesso fine.

La risonanza magnetica funzionale evidenzia la risposta emodinamica nei capillari o nel parenchima, in quanto l'emoglobina ossigenata è diamagnetica mentre quella deossigenata è paramagnetica. Rispetto alla PET, si hanno informazioni sia sulla struttura che sulla funzione, ottenendo immagini tridimensionali senza iniettare sostanze ed in tempo reale durante lo svolgimento di un task.

La MEG, magnetoencefalografia, misura l'attività cerebrale mediante la misurazione dei campi magnetici prodotti dall'attività dell'encefalo stesso. La SPECT utilizza infine radiazioni gamma e una particolare telecamera per creare immagini tridimensionali.

Registrazione dell'attività psicofisiologica dell'uomo

Per valutare l'attività psicofisiologica dell'uomo è possibile utilizzare l'ECG (elettroencefalogramma) per l'attività cerebrale, oppure la conduttanza termografica e dell'attività cardiovascolare il sistema nervoso autonomo. L'ECG misura l'attività elettrica complessiva. Ogni canale ECG raccoglie la differenza di potenziale tra due elettrodi, dando l'attività elettrica complessiva. Ha un grande valore diagnostico in quanto consente di valutare particolari stati di coscienza e patologie cerebrali. Si distinguono diverse onde con diversa ampiezza: le onde Alfa tra gli 8 e i 12 Hz, tipiche della veglia, e le Delta, tipiche del sonno profondo.

L'ERP misura i potenziali indotti da un determinato stimolo, ad esempio stimoli sensoriali o acustici. Nel segnale registrato si osserva oltre ad una componente principale anche una componente di rumore che va rimossa per evidenziare la risposta ad uno stimolo. Per eliminare questa componente di disturbo si utilizzano tecniche di averaging, ossia per ogni punto del grafico viene fatta una media dei valori. I grafici ottenuti mostrano un Fire field potenzials subito dopo lo stimolo. Si è visto che queste piccole onde corrispondono a regioni profonde in particolari nuclei sensoriali del tronco encefalico. Tali onde sono indipendenti dalla natura dello stimolo, si nota poi il p300 che è una deflessione a 300 millisecondi dallo stimolo.

L'attività del SNA si può misurare con la conduttanza cutanea, che è associata a stati emozionali. I livelli basali di conduttanza vengono confrontati con quelli di risposta allo stimolo, ciò accade poiché vi è un'attivazione delle ghiandole sudoripare in contesti emozionali. Tramite la telecamera a infrarossi si può risalire agli stati emozionali che il soggetto sta attraversando. L'attività cardiovascolare viene misurata, essendo molto reattiva e influenzata dall'ambiente. Vi è un forte link tra stati emozionali e frequenza cardiaca. Misurare la frequenza cardiaca consente di valutare la variabilità cardiaca in modo non invasivo, l'input dato dal sistema simpatico/parasimpatico in modo indiretto. La frequenza cardiaca è influenzata da respirazione, regolazione pressoria, termoregolazione, sistema renina-angiotensina, ritmi circadiani e stress fisiologici. L'HRV consente di valutare come varia nel tempo la distanza tra due battiti (R-R). Dall'elettrocardiogramma si passa al tacogramma che mostra come tale intervallo varia nel tempo; da ciò si può ricavare il dominio del tempo, R-MSD, PNN50 e dominio delle frequenze. Il dominio delle frequenze permette di scomporre il segnale. Secondo i ricercatori, la high frequency è data dal parasimpatico, la low frequency è data dal parasimpatico e simpatico insieme e la very low frequency da fattori ormonali e metabolici.

Metodi di ricerca fisiologica di tipo invasivo in psicobiologia

Con i metodi di ricerca fisiologica di tipo invasivo ci si riferisce ad intervenire mediante pressioni mirate, variazioni o connessioni per verificare che tipo di alterazioni fenotipiche e comportamentali si instaurano mediante anche la stimolazione elettrica di determinate aree. Attraverso la chirurgia stereotassica è possibile posizionare un elettrodo o una cannula in un'area cerebrale ben precisa. Attraverso questo tipo di tecniche invasive è possibile rimuovere una determinata area cerebrale distruggendone i neuroni per poi valutare le alterazioni fenotipiche. Si può procedere per sezioni interne a livello di connessioni tra aree cerebrali, per aspirazione, aspirando il tessuto cerebrale, per stimolazione, stimolando con correnti a radiofrequenza, oppure congelando un'area attraverso il blocco criogenico. Il blocco criogenico consente di analizzare il fenotipo in maniera reversibile in quanto i neuroni di quell'area saranno non funzionanti a causa della bassa temperatura ma potranno riprendere la loro attività una volta ritornati alla temperatura funzionale. Tra i metodi che garantiscono reversibilità vi sono anche quelli ad iniezione di sostanze come la lidocaina. Questa tecnica consente inoltre di inserire una cannula che, attraverso un meccanismo di diffusione, consente di rilevare la quantità di neurotrasmettitore presente in una specifica zona cerebrale durante lo svolgimento di alcuni task, come avviene per la micro dialisi.

Metodi di ricerca farmacologici in psicobiologia

I metodi di ricerca farmacologica in psicobiologia fanno riferimento alla somministrazione di sostanze che aumentano o riducono l'azione di neurotrasmettitori per poi valutarne il fenotipo.