Struttura e funzionamento dei sistema nervoso - la psicologia fisiologica

METODI ELETTROFISIOLOGICI: L'ELETTROENCEFALOGRAMMA (EEG)

L'elettroencefalogramma standard fornisce una registrazione dell'attività elettrica cerebrale, mediante elettrodi posti sulla superficie cranica. Non produce un'immagine diretta del cervello ed ha una capacità localizzatoria molto scarsa.

POTENZIALI EVENTO-CORRELATI

I potenziali evento-correlati, detti anche potenziali evocati (ERPs), sono piccole modificazioni dell'attività elettrica cerebrale spontanea sincronizzate con un evento definibile sperimentalmente come il momento d'inizio di uno stimolo in movimento. Hanno una dimensione molto ridotta rispetto agli EEG e vengono quindi estratti dal rumore di fondo mediante numerose registrazioni.

COMPONENTI ESOGENE (PRECOCI) DEGLI ERPs: APPLICAZIONI NEUROPSICOLOGICHE

Un uso neuropsicologico delle componenti esogene degli ERPs è per determinare se un dato disordine cognitivo sia attribuibile o meno a un

deficit sensoriale. In pazienti cerebrolesi destri con emianopsia e emianestesia sinistra, affetti da eminegligenza spaziale, sono stati registrati ERPs precoci normali a stimoli visivi somatosensoriali, che il paziente non era in grado di percepire. Questi risultati, dimostrando con una metodica elettrofisiologica che l'analisi sensoriale dello stimolo è relativamente preservata, suggeriscono che l'emianopsia e l'emianestesia possono essere una manifestazione di eminegligenza, anziché un difetto sensoriale primario.

COMPONENTI ENDOGENE (TARDIVE) DEGLI ERPs: APPLICAZIONI NEUROPSICOLOGICHE - Uno degli obiettivi più importanti della psicofisiologia cognitiva è quello di identificare componenti specifiche degli ERPs, come indicatori fisiologici di fasi o aspetti distinti dell'analisi dello stimolo. Il potere di localizzazione anatomico degli ERPs non è elevato. È possibile migliorarlo mediante procedure invasive, come la

registrazione intracranica degli ERPs. Negli ultimi anni sono state sviluppate numerose tecniche d'analisi che cercano di localizzare le sorgenti cerebrali degli ERPs, facendo uso di un numero elevato d'elettrodi.

MAGNETOENCEFALOGRAFIA (MEG) - La registrazione e l'analisi della distribuzione dei campi magnetici che accompagnano i potenziali elettrici cerebrali permettono una localizzazione della loro sorgente intracerebrale più precisa di quella consentita dagli ERPs e dallo EEG. La localizzazione della corteccia uditiva e di quella somatosensoriale sono esempi applicativi di questo uso della MEG.

STIMOLAZIONI CEREBRALI: STIMOLAZIONE ELETTRICA - Questo metodo consiste nella stimolazione di aree specifiche della corteccia cerebrale mediante elettrodi. Il limite principale di questa procedura è che può essere applicata solo a pazienti in cui, per ragioni cliniche, è necessario esporre la corteccia cerebrale.

Il trattamento può

interferire con l'attività d'altre strutture cerebrali, oltre a quelle direttamente stimolate di cui si vuole indagare la funzione. Inoltre l'uso di un maggior numero d'elettrodi consente la costruzione di mappe funzionali corticali più precise. In generale, i risultati ottenuti con questa metodologia concordano con quelli basati su altre procedure d'indagine nel suggerire un elevato grado di specializzazione funzionale del cervello.

STIMOLAZIONE MAGNETICA TRANSCRANICA (SMT) - La SMT permette di stimolare in modo non invasivo la corteccia cerebrale, con due effetti principali rilevanti per lo studio delle basi neurali delle funzioni cognitive. Gli effetti collaterali della SMT sono scarsi, anche se non del tutto assenti: ad esempio in soggetti predisposti possono verificarsi crisi convulsive.

RISPOSTE AUTONOMICHE - L'utilizzazione in neuropsicologia degli indici autonomi (risposte di conduttanza cutanea e variazioni della frequenza

1. lo studio delle asimmetrie emisferiche e della specializzazione cerebrale funzionale;
2. l'impiego di queste risposte, come indice del fatto che i soggetti sono in grado dianalizzare e discriminare informazioni anche se non sono consapevoli di queste operazionimentali.

VISUALIZZAZIONE "IN VIVO" DELLA MORFOLOGIA DELL'ENCEFALO - Vi sono vari metodi che consentono di visualizzare "in vivo" la morfologia dell'encefalo, sia in condizioni di normalità sia in presenza di lesioni. L'uso dei metodi radiologici tradizionali ai fini della correlazione anatomo-clinica ha un interesse quasi esclusivamente storico. Essi sono la radiografia del cranio, l'angiografia cerebrale, pneumoencefalografica, la scintigrafia cerebrale. La tomografia computerizzata (TC) è uno sviluppo dei principi fondamentali della radiologia tradizionale. La risonanza

La magnetica nucleare (RM) è basata su principi fisici radicalmente diversi da quelli dellaradiologia tradizionale, di cui la TC rappresenta un'evoluzione, sebbene molto sofisticata. La RM ha un potere di risoluzione spaziale e tissutale molto maggiore di quello della TC. È quindi possibile la localizzazione diretta dei solchi e circonvoluzioni corticali e delle strutture cerebrali profonde. Come la TC, anche la RM è un esame non invasivo che, inoltre, non richiede la somministrazione dei raggi X. La RM costituisce attualmente il "gold standard" nei metodi di localizzazione morfologica "in vivo". Il campo delle possibili applicazioni neuropsicologiche della RM è assai vasto e copre i principali settori di ricerca.

VISUALIZZAZIONE "IN VIVO" DELL'ATTIVITÀ CEREBRALE: METODI FUNZIONALI: FLUSSO EMATICO CEREBRALE REGIONALE - Questa è una tecnica invasiva, che limita l'utilizzo del metodo a pazienti in cui vi è la necessità di una valutazione precisa e dettagliata dell'attività cerebrale in tempo reale.

è un’importante motivazione clinica, e consente lavisualizzazione della perfusione corticale del solo emisfero ipsilaterale al lato dell’iniezioneimpedendo la raccolta dei dati dall’altro emisfero.

MISURAZIONE DEL rCBF IN CONDIZIONI STATICHE : STUDI IN PAZIENTICEREBROLESI - Questo metodo di misurazione del rCBF ha avuto larghe applicazioni incampo neuropsicologico. Molte ricerche hanno misurato il rCBF in condizioni “statiche”in cuiil soggetto non svolge alcuna attività e non riceve alcuna stimolazione sensoriale.

STUDI DI ATTIVAZIONE – La misurazione del rCBF in soggetti normali durante l’esecuzione dicompiti di vario genere, ha consentito i primi studi sistematici cosiddetti di “attivazione”,in cuivariazioni locali del flusso ematico cerebrale vengono messe in relazione con l’attività neuronale corticale, indotta dal compito in cui è impegnato il soggetto. Gli studi di misurazione del rCBF

Insoggetti normali durante l'esecuzione di varie attività hanno dimostrato come anche compiti relativamente semplici diano luogo all'attivazione di diverse aree cerebrali, spesso bilateralmente.

TOMOGRAFIA AD EMISSIONE DI FOTONE SINGOLO (SPET) - La tomografia di emissione di fotone singolo (SPET) consente di determinare il rCBF, fornendo ricostruzioni tomografiche tridimensionali del cervello, sotto forma di sezioni assiali. La radiazione gamma emessa dal tracciante (somministrato al paziente ed in grado di attraversare la barriera emato-encefalica e la cui distribuzione sia proporzionale al rCBF) viene registrata da una gamma-camera rotante attorno alla testa del paziente. I dati così acquisiti vengono successivamente elaborati da un computer, che fornisce immagini tomografiche della distribuzione dell'isotopo nel cervello, che vanno poi riferite alle strutture anatomiche. In pazienti portatori di lesioni cerebrali focali, la SPET, così già come la misura.

TOMOGRAFIA AD EMISSIONE DI POSITRONI (PET) – La tomografia ad emissione di positroni (PET) produce un'immagine della distribuzione in qualunque sezione del corpo di un radionuclide precedentemente somministrato al soggetto. Quest'immagine è equivalente alle autoradiografie quantitative ottenute negli animali da laboratorio, ma la PET ha il vantaggio d'essere poco invasiva, rendendo possibili gli studi nell'uomo. Le immagini PET vanno poi messe in relazione con le strutture anatomiche d'interesse. In campo neurologico, la PET può essere usata per misurare il rCBF, il metabolismo del glucosio e dell'ossigeno, la cinetica recettoriale dei neurotrasmettitori.

STUDI IN CONDIZIONI STATICHE IN PAZIENTI CEREBROLESI – In pazienti portatori di lesioni cerebrali focali, la PET ha confermato e precisato il

STUDI DI ATTIVAZIONE IN SOGGETTI NORMALI

La possibilità di eseguire studi di attivazione è strettamente collegata con il potere di risoluzione temporale della PET: la capacità di misurare rapide variazioni del rCBF o del metabolismo cerebrale associate allo svolgimento di attività sensori-motorie o cognitive. Per poter concludere che un dato compito determina l'attivazione di una o più aree cerebrali, occorre far riferimento ad una situazione di "base", in cui non vi è alcuna attivazione specifica per quel compito. Così, le aree cerebrali attivate dall'ascolto passivo di parole vengono individuate sottraendo dai valori di rCBF determinati in questa condizione quelli della condizione in cui il soggetto non riceve alcuno stimolo uditivo-verbale, ma, come avviene anche nella condizione di stimolazione, guarda soltanto il punto di fissazione. Studi PET sono stati