Psicologia fisiologica

Psicologia fisiologica

Le domande dell'esonero sono estrapolate dalle slide. Presumibilmente il 20 di aprile in aula 1.1.

Test a scelta multipla

→ Test a scelta multipla con 4 opzioni, durata di 30 minuti. Non ci sono penalizzazioni per gli errori e le risposte non date. L’esame è uguale. Posso formalizzare subito il voto oppure dare l’orale che può incrementare il voto al massimo di 3 punti. Per confermare il voto dell’esonero bisogna firmare nella prima data di appello. Per dare l’orale ci si iscrive alla prima data di appello.

Metodo convergente di Hebb

Hebb col metodo convergente fa una serie di esperimenti per dimostrare come un dato comportamento fosse attribuibile ad una data attivazione fisiologica. Tre tipi di indagine delle relazioni tra cervello e comportamento:

• Interventi sul soma: si altera una struttura del corpo o del cervello per vedere l’effetto sul comportamento. Confronto tra gruppo sperimentale e gruppo di controllo. Esperimenti intergruppo = confronto due gruppi di soggetti con trattamenti diversi (serve sempre un gruppo di controllo quindi senza trattamento). Esperimenti intragruppo = gli individui vengono studiati prima e dopo il trattamento.
• Interventi sul comportamento: si modifica o si controlla il comportamento e si osservano i cambiamenti che si producono in strutture nervose e funzioni corporee.
• Studio di correlazione: come questi aspetti si influenzano tra di loro.

Generalizzazione e riduzione

P Possiamo interpretare tramite generalizzazione, quindi spiegare un fenomeno con legge generali (es. per spiegare una fobia → usiamo una legge generale, quella del condizionamento classico) oppure tramite riduzione. Gli psicofisiologi hanno il compito di spiegare il comportamento in base ai processi fisiologici che lo controllano, ma non possono essere solo riduzionisti. Alcune situazioni si verificano per ragioni differenti (es. ratto che fa il nido).

Esperimenti sulla coscienza

Josè Delgado prende un toro da corrida e mette un elettrodo di stimolazione a livello del nucleo caudato, sventolando la cappa rossa, il toro parte all’attacco, Delgado aziona la ricetrasmittente e il toro si ferma, poi inizia a compiere dei movimenti rotatori. Pensava di aver scoperto il centro della docilità e di poter cambiare qualcosa nel mondo della psicopatia.

Egas Moniz studia la scimmia Becky, rimuove i lobi prefrontali e lei diventa mansueta. Walter Freeman pensava che senza rimozione chirurgica dei lobi prefrontali si potesse ottenere lo stesso risultato → lobotomia transorbitale, movimento obliquo per disconnettere i collegamenti prefrontali. Alcuni risultavano in una condizione di totale appiattimento emotivo e affettivo, altri disturbi come epilessia, incontinenza urinaria e tutti i disturbi legati al non funzionamento delle strutture frontali.

Con un approccio psicofisiologico diamo la seguente definizione → Coscienza = consapevolezza delle nostre emozioni ed intenzioni, dei nostri pensieri e movimenti e delle sensazioni che proviamo. I soggetti con disturbo schizofrenico avevano una scarsa consapevolezza della propria situazione, hanno poca aderenza al trattamento psicologico perché non capiscono a cosa serva. La presenza di consapevolezza nell’Alzheimer è variabile.

Come vedere il funzionamento corticale rispetto ad un compito e studiarlo in una popolazione senza consapevolezza? Con la fMRI: devono rispondere premendo un tasto quando vedono le lettere dell’alfabeto ad eccezione della x (go), quando vede le x deve omettere la risposta (no-go), questo viene fatto prima sui malati di Alzheimer, poi su soggetti con ischemia, poi con Parkinson e poi con disturbo bipolare. Due gruppi di pazienti, uno consapevole e uno non consapevole (AQ-D), i pazienti non consapevoli hanno livelli maggiori di ansia, depressione, apatia e disinibizione del comportamento.

Ipotalamo, omeostasi e comportamento motivato

Studi importanti sull’ipotalamo in cui si capì che il corpo doveva avere un ambiente interno il più possibile costante per riuscire a funzionare. Le modificazioni dell’ambiente interno hanno effetto sulla motivazione. Una lesione all’ipotalamo determina cambiamenti in tutto l’organismo. L’ipotalamo si trova nel diencefalo che è suddiviso in talamo e ipotalamo. E’ connesso all’ipofisi da un peduncolo.

Suddivisione dell'ipotalamo

Suddivisione dell’ipotalamo in tre zone:

• Regione ipotalamica periventricolare: le cellule regolano il ritmo circadiano, hanno effetti sugli organi distali. Gli ormoni rilasciati dall’ipotalamo vengono liberati attraverso il sistema portale ipofisario.
• La struttura target ipotalamica della comunicazione tra ipotalamo e ipofisi anteriore sono i neuroni neurosecretori parvocellulari, essi non inviano gli assoni direttamente all’ipofisi anteriore (come avviene con l’ipofisi posteriore coi neuroni magnocellulari), ma avviene per via ematica.

Una componente stressogena può essere misurata con un prelievo ematico, si guarda la presenza di cortisolo. Meccanismo a feedback negativo → se c’è tanto cortisolo viene inibita la produzione dell’ormone (il rilascio di cortisolo agisce sull’ipotalamo che agisce sull’ipofisi che smette di produrre l’ormone). Questo avviene con stress acuto, se lo stress è cronico il sistema di feedback non funziona e i livelli cospicui di cortisolo provocano modificazioni permanenti. L’ossitocina fa aumentare la fase del travaglio.

Meccanismo a feedback positivo

Meccanismo a feedback positivo → produzione di ossitocina: la suzione dal capezzolo incrementa la produzione di ossitocina e quindi la produzione di latte.

Termoregolazione

Due aspetti principali nella termoregolazione: ci sono afferenze dai termocettori sulla cute che segnalano le differenze nella temperatura ambientale, coi potenziali d’azione arriva al talamo (che ha neuroni termosensibili, alcuni al caldo e alcuni al freddo). L’ipotalamo integra delle informazioni sia a livello periferico sia a livello centrale, i termocettori periferici sono quelli della pelle ma sono stati studiati anche a livello midollare e viscerale. I termocettori centrali sono nel ipotalamo anteriore. I recettori mettono in atto dei meccanismi deputati al mantenimento dell’omeostasi.

Abbiamo delle risposte scheletriche, quando si riduce la temperatura in maniera importante, vengono attivate delle risposte come il brivido grazie al quale aumentiamo la produzione di calore che riporta la nostra temperatura interna a una condizione di omeostasi, mettiamo in atto dei comportamenti mediati dalle complesse interazioni tra la zona ipotalamiche e le strutture neocorticali per fare un analisi anche del contesto ambientale, abbiamo delle risposte autonome → vasocostrizione che aumenta la pressione del flusso ematico.

Cambiamenti a livello tiroideo → gli ormoni aumentano o diminuiscono la loro secrezione rispetto a una variazione della temperatura. Con una riduzione della temperatura ambientale c’è la stimolazione del tessuto adiposo bruno. Componente corticale che determina un comportamento adeguato, es. mi copro se fa freddo. La produzione di calore dipende anche da processi metabolici. Quelli che aumentano o diminuiscono il metabolismo corporeo sono sotto il controllo del sistema endocrino (funzione della tiroide). Importanza degli zuccheri per aumentare il metabolismo corporeo.

Due sistemi che regolano la stessa variabile, cioè la temperatura → un centro del riscaldamento e uno del raffreddamento. Gli studi di neurochirurgia e di elettrofisiologia hanno portato alla scoperta di un centro del raffreddamento nell’ipotalamo anteriore, è deputato alla dispersione di calore, gli psicofisiologi hanno visto che la stimolazione elettrica di questa zona (in animali non anestetizzati) porta alla sudorazione per disperdere il calore e alla dilatazione dei vasi sanguigni. Se si lede l’ipotalamo anteriore l’animale sviluppa una ipertermia cronica, quindi il centro di raffreddamento non funziona più e vengono eliminate queste risposte atte alla dispersione di calore.

Il centro di riscaldamento è invece localizzato nel ipotalamo posteriore e serve per la produzione di calore (termogenesi), stimolando quest’area vi è vasocostrizione, brividi e aumento delle attività metaboliche per la conservazione del calore. Se si lede l’ipotalamo posteriore l’osservazione non è chiara come la lesione dell’ipotalamo anteriore, infatti non vi sono cambiamenti finché l’animale si trova a temperatura ambientale, solo se viene esposto al freddo va incontro ad ipotermia, quindi a una progressiva diminuzione della temperatura corporea. Quindi il centro del riscaldamento serve principalmente al mantenimento della temperatura.

FR=frequenza respiratoria. POA=area preottica. HP=ipotalamo. I termocettori centrali sono quelle entità specializzate che colgono le variazioni della temperatura corporea in funzione della temperatura ambientale, sono nell’ipotalamo anteriore e si dividono in neuroni sensibili al freddo e neuroni sensibili al caldo. Riescono a cogliere anche minimi cambiamenti della temperatura a livello ematico e variano la loro frequenza di scarica, rispondono anche a cambiamenti di temperatura locale e corporea, quindi non captano solo le variazioni nel flusso ematico ma anche in altri distretti.

I neuroni sensibili al caldo aumentano la frequenza di scarica quando la struttura ipotalamica viene riscaldata, trasducono l’informazione che arriva dal torrente circolatorio (a livello ipotalamico ci sono strutture particolari al di fuori della barriera ematoencefalica), cambiano frequenza anche quando percepiscono riscaldamento a livello cutaneo o midollare (midollo spinale), vengono inibiti quando si ha un loro diretto raffreddamento. Le informazioni raggiungono i centri corticali e viene messa in atto una risposta comportamentale.

I neuroni sensibili al freddo trasducono le informazioni dovute a un raffreddamento centrale (ipotalamo) → viene attivato il centro del riscaldamento (ipotalamo posteriore). Quando vi è aumento della f di scarica dei neuroni sensibili al freddo le connessioni tra i neuroni dell’HP anteriore e posteriore (dove è posto il centro del riscaldamento), avviano il comportamento adeguato, rendono cosciente l’esperienza e attivano la risposta comportamentale → risposte metaboliche atte a incrementare il calore corporeo (tra cui la liberazione di due ormoni tiroidei: T3 e T4 che aumentano il metabolismo tissutale → innalzamento della temperatura corporea e risposte come il brivido → termogenesi).

Ipofisi anteriore, ipotalamo e la tiroide interagiscono nella produzione di T3 e T4. Come avviene quest’interazione? Sono meccanismi di feedback che caratterizzano i processi omeostatici. In questo caso HP rilascia TRH che agisce sull’ipofisi anteriore e libera TSH che può ridurre la liberazione di TRH da parte dell’HP (feedback negativo). Il rilascio di TSH attiva la tiroide e produce T3 e T4. Il rilascio di T3 e T4 inibisce la produzione di TSH da parte dell’ipofisi e di TRH da parte dell’HP. Se lo iodio è carente (anche aspetti ambientali causano la carenza di iodio), si può sviluppare una ridotta funzionalità della tiroide (gozzo tiroideo). Maggior parte di T4 viene trasformato in T3 nel circolo sanguigno.

Una delle funzioni importanti è quella di aumentare il metabolismo corporeo, i pazienti con ipotiroidismo soffrono il freddo, quelli con ipertiroidismo soffrono il caldo. Gli ormoni tiroidei sono importanti anche per lo sviluppo del cervello e delle funzioni cognitive. Con l’aumento di T interna → riduzione di produzione di TSH ipofisario → diminuzione rilascio ormoni tiroidei → diminuzione metabolismo cellulare → risposte motorie viscerali e somatiche atte a disperdere il calore.

Assunzione dei liquidi

Segnali di sazietà che entrano in gioco con l’assunzione di cibo e liquidi, informano l’organismo rispetto alla cessazione di quel comportamento e riportano l’organismo alla condizione di omeostasi. Troppi liquidi = lacerazione delle membrane cellulari.

• Sete osmometrica: l’acqua viene assorbita dal sangue e diminuisce la concentrazione di soluti, raggiunge il comparto interstiziale che bagna le cellule corporee. Occorre del tempo per far sì che questi meccanismi avvengano. Vi sono recettori specializzati nella cavità orale che cambiano quando introduciamo acqua, mandano il segnale per diminuire questo comportamento per evitare di ingerire troppo liquido.
• Sete volumetrica: la diarrea può portare a una sete volumetrica. Più soluti nello spazio interstiziale → l’acqua fuoriesce → sete osmometrica.

Metodi di bioimmagine

Neuroimmagine = insieme degli strumenti tecnologici e delle procedure sperimentali per visualizzare il cervello in vivo. Vediamo i dettagli a livello morfologico e il funzionamento in seguito a stimolazione, come le varie parti collaborano per il raggiungimento di uno scopo. Gli strumenti di bioimmagine hanno il limite di obbligarci a vedere il rapporto mente-corpo ma non deve essere ridotto a mente-cervello. Strumenti di correlazione anatomo-clinica: Tomografia Assiale Computerizzata (TAC) e Risonanza Magnetica Nucleare (RMN). I metodi funzionali osservano lo spostamento/utilizzo di sangue, glucosio e altro, abbiamo la CBF, la SPECT, la PET, e la fMRI.

TAC

Permette di rielaborare il sistema cerebrale a livello di gradienti di scale di grigio (ossa bianche, tessuto molle con diversi tipi di grigio), in base alla colorazione possiamo capire di che cosa si tratta (ventricoli, ecc...), viene valutata la densità del tessuto, ovvero la resistenza che il raggio x incontra nel cercare di passare l’ostacolo. È uno strumento di routine, che ha il problema di essere invasivo, i raggi x non fanno bene e non se ne può assumere più di una certa quantità all’anno, modifica la struttura del DNA. È poco risolutiva nella capacità di elaborare le informazioni.

RMN-MRI (Risonanza Magnetica)

Camera protetta a bassa temperatura. Ci fornisce immagini dettagliate, usa campi magnetici e onde radio, non usa radiazioni ionizzanti (a differenza della TAC), possiamo quindi farla più volte senza alcun tipo di problema. Acquisiamo più piani nello spazio, la ricostruzione delle immagini è in funzione del legame biochimico delle molecole, si basa sulla struttura della materia. Riconosciamo non solo le info strutturali, ma anche i sistemi articolatori della bocca, il sistema respiratorio, ecc. È lo strumento più potente che abbiamo, consente di valutare le differenze tra tessuti (sostanza bianca e grigia). Visualizza ischemie, infiammazioni e neurodegenerazioni. Viene usata per sospetti di alterazioni strutturali. Si può fare con o senza mezzo di contrasto, con il mezzo di contrasto le strutture diventano fosforescenti e risaltano molto di più a livello video.

SPECT, PET e NIRS

Cambiamenti del flusso ematico locale legato all’aumento di attività cellulare e quindi neurale. I cambiamenti di flusso sono definiti “regioni di attivazione”. Con le neuroimmagini si può: attribuire determinate attività a specifiche regioni cerebrali, ricostruire un’anatomia di tipo funzionale, oltre che topografica; individuare circuiti neuronali complessi.

CBF (crebral blood flow)

Misura il flusso sanguigno. Si inietta un isotopo radioattivo, lo xeno 133, ne viene misurata la distribuzione del cervello, si valuta la concentrazione del tracciante e la sua distribuzione nelle diverse regioni cerebrali.

SPECT (tomografia ad emissione di singoli fotoni)

Usa composti radioattivi che emettono radiazioni gamma. Aiuta a capire i processi neurodegenerativi, si osserva la diminuzione di perfusione nelle regioni cerebrali.

PET (tomografia ad emissione di positroni)

Usa composti radioattivi e ne visualizza il decadimento delle molecole. Il decadimento libera positroni che a loro volta liberano radiazioni elettromagnetiche (Gamma). Noi studiamo o il glucosio o l’ossigeno con la PET, a seconda del tracciante usato. Glucosio → tracciante FDG marcato con la fluorina 18. Ossigeno → uso un isotopo marcato dell’ossigeno (O15) e ne studio la distribuzione nei tessuti. Possiamo analizzare 4 mm di tessuto. I soggetti vengono sottoposti a una grande quantità di radiazioni, per 3/4 ore il soggetto resta radioattivo, non devono esserci nei paraggi bambini o persone con leucemia, non può essere fatto alle donne incinta. Si continuano a fare gli studi PET perché dimostrano che le aree di ridotto metabolismo son più vaste di quelle strutturali.

fMRI (risonanza magnetica funzionale)

Non è invasiva, non porta effetti collaterali, è molto precisa. Permette di rilevare con un dettaglio infinitesimale, quali aree si attivano durante l’esecuzione di un determinato compito. Ottima risoluzione spaziale-temporale. Ma ci sono molte domande a cui non si è ancora data una risposta: non si sa se un aumento o se una riduzione di attività corrisponda ad un miglioramento o ad un peggioramento del funzionamento; non si può dire che singole aree cerebrali sono responsabili di un’unica funzione cerebrale (se dico al paziente di contare fino a 4, non posso sapere se sta effettivamente contando fino a 4); un certo tipo di risposta in una determinata zona non esprime la specificità dello stimolo di attivazione.

La risonanza magnetica nasce nel 1946: alcuni nuclei hanno la caratteristica di assorbire energia stimolati da radiofrequenza in un campo magnetico, e la rimettono durante il passaggio al loro orientamento originario (es. sedia a dondolo, per tornare nella forma stazionaria usiamo parte della nostra energia). Nel 1973 Lauterbur pubblica uno studio su come utilizzare queste informazioni della fisica + altro principio per la localizzazione spaziale.

Risonanza magnetica nucleare → risonanza = i trasferimenti di energia avvengono in condizioni di risonanza (stessa frequenza), magnetica = avviene in un campo magnetico, nucleare = sono i nuclei degli atomi, SPIN e campo magnetico. Spin = (rotazione dell’elettrone) quantità che individua un par...