Homo musicus: meccanismi cerebrali e implicazioni cliniche in neuropsicologia

EFFETTI DI LESIONI CEREBRALI DI VARIA NATURA E

LOCALIZZAZIONE

Storicamente, la maggior parte delle informazioni

sull'elaborazione cerebrale della musica è stata ottenuta,

analogamente a quanto avvenuto nello studio del linguaggio,

esaminando le modifiche delle diverse abilità musicali

causate da lesioni cerebrali localizzate.

Le ricerche recenti nel campo della cognizione musicale

hanno esplorato una vasta gamma di argomenti importanti

per comprendere i principi delle funzioni cerebrali superiori.

Questi studi hanno esaminato sia l'architettura strutturale e

funzionale del linguaggio e della musica, sia i deficit associati

e la modularità del processamento cerebrale. In particolare,

la musica è stata utilizzata con successo per trattare diversi

disturbi, comprese condizioni psicopatologiche come l'ansia e

la depressione.

L'analisi approfondita degli effetti causati da lesioni cerebrali

di diversa natura e localizzazione, insieme allo studio

dell'attività elettrica e metabolica del cervello, può consentire

di ottenere indicazioni essenziali per comprendere le aree

anatomo-funzionali del cervello che sono alla base delle

abilità musicali. 4.1 Ritmo e Parkinson

La stimolazione uditiva attraverso l’ascolto di cellule ritmiche

può essere efficacemente utilizzata per riabilitare la funzione

76

motoria nei pazienti con disturbi motori come il Parkinson.

Questa malattia comporta la degenerazione dei neuroni

dopaminergici nella regione nigrostriatale, che causa una

ridotta inibizione dei nuclei che normalmente limitano

l'output motorio (pars interna del globo pallido e pars

reticularis del nucleo subtalamico) lungo la via diretta del

movimento.

Questa intensa inibizione del talamo ventrale porta a una

diminuzione dell'eccitazione della corteccia motoria,

causando l'incapacità di iniziare volontariamente un'azione,

rigidità muscolare e difficoltà nei movimenti, come

camminare e parlare. Un esempio tipico è l'andatura

disfunzionale dei pazienti con malattia di Parkinson, che

compromette in modo particolare i movimenti volontari.

L’alterazione della camminata nei pazienti con Parkinson è

caratterizzata da irregolarità del passo, riduzione della

lunghezza e della velocità dei passi, aumento della cadenza

e frequenti interruzioni. La perdita di automaticità e ritmicità

rappresenta una sfida nella riabilitazione di questi pazienti.

Negli ultimi tempi, è cresciuto l'interesse per le terapie che

utilizzano la musica, poiché sono stati riscontrati numerosi

benefici, tra cui il miglioramento delle funzioni motorie,

sensoriali e cognitive. Tuttavia, i meccanismi che

determinano questi effetti positivi non sono ancora del tutto

chiari.

Dal punto di vista neurofisiologico, il sistema nervoso

centrale (SNC) organizza e gestisce l’attività del cammino

considerando tre aspetti fondamentali: stepping, equilibrium

77

e adaptability. In altre parole, il SNC deve creare il modello

di base del cammino attraverso movimenti ritmici e alternati

delle gambe, mantenere il centro di massa all'interno della

base di supporto che è in costante movimento e mantenere

il corpo in posizione verticale nello spazio. Inoltre, deve

essere capace di adattarsi alle condizioni ambientali che

possono anche modificarsi o ai cambiamenti degli scopi che

guidano il comportamento. L'inizio del movimento del

cammino ha infatti una motivazione “cognitiva" o "emotiva",

quindi mirata a un obiettivo determinato dal soggetto; i

comportamenti orientati all'obiettivo sono sempre

accompagnati da un controllo automatico della postura.

Nelle persone sane, il cammino è gestito da processi

subcorticali e corticali; i processi subcorticali sono automatici

e rapidi, mentre il controllo corticale o cognitivo del cammino

è lento e richiede più sforzo. I pazienti con Parkinson, a causa

dell'interruzione dei processi di controllo automatico, devono

fare affidamento sul controllo corticale per poter controllare

83

il loro movimento .

A causa del funzionamento non corretto del sistema

dopaminergico, infatti, movimenti che solitamente sono

eseguiti in modo spontaneo e senza sforzo richiedono uno

sforzo consapevole e corticale.

C.K. BALASUBRAMANIAN, Hindawi Publishing Corporation, Stroke Research

83

and Treatment Volume 2014, Article ID 591013,

pageshttp://dx.doi.org/10.1155/2014/591013

78

Descrizione schematica dei circuiti cerebrali di

controllo del movimento. Sono raffigurati il circuito

esterno (data driven), regolato da feedback

sensoriali visivi o uditivi (in giallo); il circuito

interno, regolato dal proposito di agire (in blu), che

si basa su routine superapprese (per esempio

locomotorie, come l'andatura) gestite dall'area

supplementare motoria (SMA), il circuito

cerebellare/talamico, anch'esso modulabile dalla

84

.

stimolazione ritmica uditiva

I segnali uditivi ritmici possono essere utilizzati con successo

per migliorare l'andatura nei pazienti con malattia di

Parkinson, come dimostrato da numerosi studi clinici. Stimoli

uditivi esterni, come il metronomo o la musica con un ritmo

marcato, offrono segnali temporali prevedibili che aiutano

nell'avvio e nel mantenimento del cammino. La

presentazione di segnali ritmici ha un effetto immediato sul

84 A. MADO PROVERBIO; cit. 79

cammino nei pazienti con Parkinson, aumentando la velocità,

la lunghezza del passo e migliorando la simmetria e la

stabilità. In più, i benefici dei segnali ritmici possono

trasferirsi anche all'andatura senza segnali dopo un periodo

di allenamento con segnali uditivi. L'allenamento con spunti

ritmici può portare a una maggiore mobilità, una migliore

qualità della vita e una riduzione degli episodi di freezing. I

segnali ritmici trasmessi tramite la musica possono essere

più efficaci rispetto alla stimolazione fornita con un semplice

metronomo, come riscontrato negli anziani sani.

Poiché sia la musica che il metronomo condividono un ritmo

di base, è probabile che la musica abbia un impatto maggiore

sull'andatura grazie alla sua struttura complessa, che include

melodia, armonia e ritmi con molteplici periodicità, come

evidenziato nei capitoli precedenti. Inoltre, la capacità della

musica di evocare emozioni e aumentare la motivazione può

amplificare ulteriormente il suo effetto sul cammino.

Tuttavia, esistono indicazioni che l’efficacia di questi segnali

ritmici può variare significativamente nei diversi soggetti.

Questa variabilità nell'efficacia dell'addestramento con

segnali ritmici non è del tutto sorprendente. La malattia di

Parkinson (PD) è, per definizione, molto eterogenea.

L'evoluzione dei sintomi e la risposta ai trattamenti variano

notevolmente da un paziente all'altro. Questa eterogeneità

ha portato i neurologi a identificare criteri di risposta ai

trattamenti per determinare l'opzione terapeutica ottimale

per ciascun paziente. Una migliore comprensione delle cause

di tale variabilità potrebbe chiarire la funzionalità e i

80

meccanismi neuronali alla base degli effetti dei segnali

ritmici. Inoltre, può condurre a trattamenti personalizzati e a

un allenamento dell'andatura più efficiente nei pazienti con

85

PD . Schema che illustra i principi di base alla base dei

segnali ritmici individualizzati per il PD.

L'efficacia dei segnali uditivi ritmici per migliorare la

camminata nei pazienti con Parkinson varia notevolmente tra

le persone. Il beneficio che un paziente può ottenere da

questa stimolazione sembra dipendere dalle sue capacità

percettive e sensomotorie ritmiche. Queste capacità sono

sostenute sia dall'attività residua dei circuiti neuronali

danneggiati (come le reti dei gangli basali–talamo–corticali)

S. DALLA BELLA, D. DOTOV, B. BARDY, V. COCHEN DE COCK,

85

Individualization of music-based rhythmic auditory cueing in Parkinson’s

disease, ANNALS OF THE NEW YORK ACADEMY OF SCIENCES, Special Issue:

The Neurosciences and Music VI, 2018

81

sia da percorsi funzionali alternativi (come le reti cerebello–

talamo–corticali). Le evidenze crescenti indicano che la

capacità di seguire il ritmo favorisce una risposta positiva ai

segnali ritmici. Questo è stato confermato dalla naturale

inclinazione dei pazienti a sincronizzare i loro passi con il

ritmo (misura implicita) e dalla loro abilità di determinare se

un metronomo fosse sincronizzato con il ritmo della musica

(misura esplicita del tempo). Sarà interessante nelle future

ricerche verificare se la relazione tra percezione del ritmo e

risposta positiva ai segnali si manifesti anche con compiti di

temporizzazione implicita. Quando queste condizioni non

sono soddisfatte, molti pazienti o non rispondono ai segnali

o subiscono effetti negativi sulla camminata (come passi più

corti), il che può aumentare il rischio di cadute e di

dipendenza. Non è ancora chiaro se i pazienti con capacità

ritmiche limitate si affidino a percorsi alternativi per

compensare i loro deficit di temporizzazione, un aspetto che

86

necessita di ulteriori studi .

Secondo queste ricerche diventa così possibile ricevere

indicazioni ritmiche “personalizzate”, che utilizzano

tecnologie mobili assistive per compensare deficit ritmici,

grazie a segnali che si adattano in tempo reale alle variabili

che descrivono la cinematica e la dinamica dei segmenti

anatomici coinvolti nell’attività del cammino dei pazienti.

Queste indicazioni sono potenzialmente in grado di rendere

86 S. DALLA BELLA, D. DOTOV, B. BARDY, V. COCHEN DE COCK, cit.

82

più efficace il cueing training standard nel paziente PD e

anche di amplificarne gli effetti nel lungo periodo.

Anche per i pazienti colpiti da ictus, in cui i disturbi motori

sono comuni, la funzione motoria può essere supportata dalla

musica. 87

In un recente studio , sono stati rilevati indici

comportamentali della funzione motoria e misure

elettrofisiologiche prima e dopo una serie di sessioni

terapeutiche per valutare se questo nuovo trattamento

“musicale” potesse essere efficace per la riorganizzazione

neurale e il recupero motorio nei pazienti dopo l’ictus. Il

gruppo di studio comprendeva 32 pazienti affetti da ictus

degenti in un grande ospedale riabilitativo; avevano una

funzione motoria moderatamente compromessa e nessuna

precedente esperienza musicale. Per un periodo di 3

sett