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Induction of a depression-like negativity bias by cathodal transcranial direct current stimulation, tesi Appunti scolastici Premium

Tesi di laurea su: Disturbo depressivo maggiore (DM), Tecniche di elettrostimolazione, Tecnica tDCS,Corteccia prefrontale dorsolaterale, Controllo cognitivo (CC), Metodologia, Reclutamento dei soggetti, Procedimento, compiti utilizzati e strumento tDCS, Compiti a risposta ritardata di working memory (DWM), Compiti di inibizione aritmetica (AIT), tDCS, Analisi statistica e dati rilevanti, Analisi statistica... Vedi di più

Materia di Neuropsicologia relatore Prof. P. Argentero

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ESTRATTO DOCUMENTO

2.2.1 Compiti a risposta ritardata di Working Memory (DWM)

Questo compito è stato usato per misurare il CC. Ogni prova consisteva in:

Presentazione per 1000msec di uno schermo di fissazione su un monitor di un

- computer;

in seguito una serie di 6 lettere presentate simultaneamente per 2000msec;

- fase di distrazione nella quale il soggetto vede immagini di interferenza di valenza

- positiva negativa o neutrale, oppure una slide vuota (condizione di controllo);

una lettera sonda viene presentata per 4000msec e i partecipanti devono indicare

- premendo un tasto, il più veloce possibile, se la lettera è una delle sei presentate in

precedenza.

La prova successiva iniziava dopo i 4000 msec in cui veniva mostrata la lettera sonda

indipendentemente dalla correttezza della risposta. Ogni condizione (positiva, negativa,

neutra) consisteva in 15 prove, per 60 prove totali presentate in ordine casuale.

Le immagini incluse sono state prese da Emo-PicS (Wessa et al., 2010) e sono state

selezionate in base a valori normativi.

Compiti di inibizione aritmetica (AIT)

2.2.2

Il secondo compito nel quale è stato controllato il CC, sviluppato su base di un compito

usato in studi precedenti (Kanske, Heissler, Schnfelder, & Wessa, 2011; Van Dillen,

Heslenfeld & Koole, 2009; Wessa et al., 2013).

Le immagini sono state nuovamente prese da Emo-PicS e sono state selezionate in base

a valori normativi. Procedimento:

Presentazione di uno schermo di fissazione per 2000msec.

- Presentazione di due equazioni simultaneamente per 2000msec, separate da una

- linea verticale, sullo sfondo dello schermo di presentazione vi era di volta in volta

un’immagini negativa, positiva, neutra o slide vuota. Le equazioni erano formate da

due operandi con una sottrazione o una somma (es: 17+2|4-1)

I partecipanti dovevano indicare il più velocemente possibile quale delle due

- operazioni aveva un risultato maggiore.

La prova successiva iniziava dopo la risposta del partecipante indipendentemente dalla

correttezza, o trascorsi 6000msec in cui l’operazione era stata visualizzata. Ogni

condizione consisteva i 15 prove, per 60 totali presentate in ordine casuale. Prima

dell’inizio del compito sono state effettuate da ogni partecipante 10 prove di pratica

escluse dall’analisi dei dati. Sono state registrate risposte e latenze. 14

tDCS

2.2.3

I soggetti sono stati sottoposti a stimolazione transcranica elettrica continua da uno

stimolatore a base di batteria, usando un paio di elettrodi spugna 5x7 cm imbevute di

soluzione salina.

Per ridurre l’attività della CPDs, l’elettrodo catodico è stato messo sul cuoio capelluto sulla

posizione F3, seguendo il sistema internazionale 10-20 di collocamento degli elettrodi

(Jasper, 1958). L’elettrodo di riferimento è stato posizionato sul muscolo deltoide

controlaterale per evitare effetti indesiderati sul cervello, così ci si assicura che gli effetti

risalgano esclusivamente alla stimolazione catodica della CPDs. La stimolazione attiva è

stata somministrata per circa 20 minuti con corrente continua di 1Ma e una fase lineare di

dissolvenza di 5 sec. Per la stimolazione sham è stato usato lo stesso genere di

posizionamento degli elettrodi ma la corrente è stata applicata per soli 40 sec dall’inizio

della stimolazione e poi diminuita suscitando comunque una sensazione di formicolio

comparabile con la vera stimolazione, ma senza effetti sul cervello. L’ordine di stimolazioni

vere e sham è stato controbilanciato tra i partecipanti, alle stimolazioni sono stati

assegnati codici di riconoscimento sham/vera che hanno permesso lo studio.

I soggetti non hanno riportato disagio rilevante o effetti avversi durante e dopo la

stimolazione ma soltanto una sensazione di formicolio poco intensa durante la

stimolazione, specialmente all’inizio. Due partecipanti hanno mostrato un’irritazione alla

pelle dove è stata posta la stimolazione anodale. 15

ANALISI STATISTICA E RISULTATI RILEVANTI

3.

3.1 Analisi statistica dei dati tramite ANOVA

ANOVA deriva dall’inglese e significa Analysis of Variance, cioè analisi della varianza ed è

il test statistico maggiormente usato nella ricerca psicologica: si tratta di un insieme di

strumenti statistici facenti parte della statistica inferenziale che permettono di confrontare

due o più gruppi di dati confrontando la variabilità interna a questi gruppi con la

variabilità tra i gruppi. Il rapporto tra queste due stime si distribuisce secondo la

distribuzione di probabilità denominata F.

Il processo decisionale dell’ANOVA porta ad accettare o rigettare l’ipotesi nulla per un

ipotesi alternativa (dove l’ipotesi nulla presuppone che non vi siano differenze dovute al

trattamento, l’ipotesi alternativa che ci siano differenze dovute al trattamento)

La formula principale dell’analisi della varianza infatti è:

Varianza entro gruppi

F= Varianzatra gruppi

In questa ricerca l’analisi dei dati è stata supportata da SPSS 21.0 un programma

informatico per l’analisi della varianza.

In questa ricerca sono stati presi in considerazione i valori medi delle risposte,

accuratezza, latenze dei partecipanti sulla base dei risultati ottenuti dai test (in

stimolazione catodica e sham) e sulle valenze dei distrattori (negativo, positivo, neutro).

Sono state condotte quattro analisi ripetute della varianza (rm ANOVA):

entro soggetti e valenza di immagine (positiva, negativa, neutra)

- entro soggetti per esaminare gli effetti della stimolazione sull’accuratezza della

- risposta e sulla latenza nei compiti DWM e AIT

I test per le ipotesi sono stati eseguiti a doppia-coda (bidirezionali) con α=0.05 ( livello di

significatività).

Successivamente è stata effettuata un’analisi Post-hoc (a posteriori) per individuare le

differenze significative tra le condizioni. Per studiare i risultati del PANAS, (cioè i

cambiamenti nello stato dell’umore attuale) è stato condotto un rmANOVA:

fattore entro soggetti: stimolazione (catodica vs sham), misurazione (pre vs post

- stimolazione e completamento dei compiti) e stato affettivo (positivo vs negativo).

3.2 Risultati 16

Nella tabella 1 sono riportate le caratteristiche demografiche dei partecipanti, per le

caratteristiche neuropsicologiche sono riportate Media, Deviazione Standard e Range di

variabilità dei dati.

3.2.1 Risposte corrette e latenze nella decisione nel compito DWM

Caratteristiche demografiche, % M DS Range

neuropsicologiche e cliniche

Genere Femminile 71.40

Università 75.00

Età 30.86 10.18 19.00-54.00

TMT-A 23.25 6.67 13.00-40.00

TMT-B 49.04 15.46 23.00-100.00

TMT-B/TMT-A 2.14 0.44 1.41-3.13

MWT-B QI 118.64 17.15 94.00-145.00

VLMT – richiamo immediato 13.07 2.05 9.00-15.00

VLMT – richiamo ritardato 12.96 2.15 8.00-15.00

BDI-II 2.21 2.30 0.00-8.00

DWM – accuratezza 0.94 0.6 0.80-1.00

DWM – latenza 1.15 0.28 0.60-1.77

AIT – accuratezza 0.87 0.11 0.60-1.00

AIT – latenza 2.78 0.64 1.81-4.15

Tabella : TMT-A= tempo di completamento Trail Making Test A; TMT-B= tempo di completamento Trail Making Test B;

MWT-B QI= quoziente intellettivo valutato con MWT-B, VLMT= test di apprendimento verbale e memoria; BDI-II= sintomi

depressivi correnti valutato con BDI-II; DWM= Delayed Working Memory; AIT= Arithmetic Inhibition Task

L’ ipotesi prevedeva di trovare differenze dipendenti dalla stimolazione catodica nel

compito DWM, quindi punteggi con minor accuratezza e maggior latenza con stimolazione

catodica, rispetto a quella sham, soprattutto quando le immagini distrattive avevano

valenza negativa. La tabella mostra la media delle percentuali delle risposte corrette e

media delle latenze nelle differenti condizioni in DWM e AIT (trattato più avanti).

DWM SHAM DWM CATODICA AIT SHAM AIT CATODICA

M DS M DS M DS M DS

Accuratezza

Negativo 0.919 0.078 0.886 0.090 0.900 0.108 0.881 0.122

Neutrale 0.912 0.098 0.948 0.084 0.897 0.112 0.895 0.095

Positivo 0.933 0.063 0.938 0.070 0.896 0.112 0.919 0.114

17

Latenza

Negativo 1.255 0.278 1.327 0.586 2.743 0.619 2.928 0.761

Neutrale 1.202 0.277 1.265 0.514 2.753 0.609 2.817 0.557

Positivo 1.211 0.291 1.288 0.496 2.810 0.632 2.802 0.644

Tabella 2: Media e Deviazione Standard per accuratezza nelle risposte (%) e tempo di latenza (in sec) in DWM e AIT in

condizione di stimolazione SHAM e catodica

Per l’accuratezza delle risposte non ci sono stati effetti rilevanti dovuti alla stimolazione ma

effetti rilevanti per quanto riguarda la valenza delle immagini, F(2,24) = 3,39, P=.41

Come predetto l’analisi ha rilevato un’interazione importante tra stimolazione e valenza

delle immagini, F(2,54)=5,11, p=.009 n2=.159 (figura 2)

Figura 2: media delle percentuali delle risposte corrette e media delle latenze nelle differenti condizioni

Analisi successive hanno rivelato ridotta accuratezza per la stimolazione catodica, per le

immagini negative comparate alle neutrali t(27)=-3,42, p=.002, d=.71 e alle positive,

t(27)=-2,686, p=.012, d=.64 mentre quelle neutrali e positive non differiscono molto.

Sotto stimolazione sham non sono state rilevate differenze nell’accuratezza delle risposte

rispetto alle tre condizioni di valenza delle immagini.

Per quanto riguarda la latenza delle risposte, non ha prodotto un effetto rilevante dovuto

alla stimolazione, ne un’interazione rilevante tra stimolazione e valenza delle immagini.

(figura2). E’ stato trovato effetto rilevante della valenza delle immagini, F(2,54)=4,38 p=.17

n2=.139, questo indica il fatto che durante la stimolazione i partecipanti hanno risposto più

velocemente alle immagini positive e alle immagini neutrali rispetto a quelle negative.

3.2.2 Risposte corrette e latenze di decisione per AIT 18

La media delle percentuali di risposte corrette e la media delle latenze nelle diverse

condizioni sono rappresentate in tabella 2.

Il rmANOVA per quanto riguarda l’accuratezza ha rilevato che non c’è un effetto rilevante

ne della stimolazione, ne della valenza, e neanche un’interazione tra i due fattori.

Per quanto riguarda la latenza delle risposte non è stato rilevato un effetto della

stimolazione catodica, né della valenza di immagini.

È stato comunque rilevato che mentre le latenze delle risposte non differivano tra di loro in

base alla condizione di valenza della condizione sham (tutti p>.19), le latenze di risposta

nella stimolazione catodica nella condizione negativa erano più lunghe rispetto a quella

neutrale, t(27)=2,13; p=.05 d=.17 e a quella positiva t(27)=2,13, p=.04 d=.18.

Si denota che le latenze di risposta nella condizione positiva e in quella neutrale non erano

significativamente diverse, t(27)=.29, p=.78; quindi mentre la differenza tra stimolazione

sham e catodica era indicativa nella condizione negativa t(27)=-2.16, p=.04, d=.27, non ci

sono differenze dipendenti dalla stimolazione nella condizione neutrale.

Figura 3: media delle percentuali delle risposte corrette e media delle latenze nelle differenti condizioni

3.2.3 Gli effetti della tDCS sullo stato dell’umore (PANAS)

Un’ulteriore rmANOVA è stata condotta con i fattori entro-soggetti per stimolazione

(catodica o sham) e “misurazione” (pre vs post stimolazione e completamento compito) e

“stato affettivo” (positivo o negativo nella scala PANAS). Sono stati rilevati effetti per

“misurazione”, F(1.27)=110.38 p<.001, n2=.803 e “stato affettivo”, F(1.27)=14.47, p=.001,

n2=.349 e una interazione rilevante tra “misurazione” e “stato affettivo”, F(1,27)=35.45,

p<.001, n2=.568.

Test successivi hanno indicato che indipendentemente dalla stimolazione che i

partecipanti hanno ricevuto, quindi catodica o sham, l’influenza positiva è diminuita

significativamente dalla situazione pre-sessione alla situazione post-sessione t(27)=6.49,

p>.001, mentre l’influenza negativa è aumentata, t(27)=-2.44, p=.022 19

20

DISCUSSIONE

4.

Lo studio appena descritto è il primo che esamina se la stimolazione della tDCS catodica

della CPDs danneggia il CC e di conseguenza evoca influenza negativa in soggetti sani,

sintomo solitamente associato a depressione maggiore.

Lo studio ha dimostrato che applicare la tDCS catodica danneggia il CC, precisamente nel

processo di materiale negativo, questo è visibile nei compiti di AIT e DWM. In entrambi i

compiti, i partecipanti hanno dimostrato diminuzione della performance nella condizione

negativa, comparata a quella neutrale e positiva, sotto stimolazione catodica, e non sotto

stimolazione sham, ad esempio le latenze di risposta nella condizione negativa nel

compito AIT sono state significativamente più lunghe sotto stimolazione catodica rispetto

alla condizione sham.

Quanto dimostrato è in linea con l’ipotesi iniziale per cui si suggerisce che l’ipoattività della

CPDs causa deficit al CC, specialmente nell’elaborazione di materiale negativo,

inducendo influenza negativa (negative bias).

I risultati ottenuti sono coerenti con l’assunzione che l’ipoattività della CPDs può essere

neurofisiologicamente correlata con la difficoltà a disancorarsi dall’elaborazione negativa

(De Readt & Koster, 2010; Fales et al., 2008; Roiser, Elliot, & Shakian, 2012) e quindi

avvalora studi che rivelano un’associazione tra l’influenza negativa e meno attività della

CPDs in pazienti con depressione. (Berman et al. 2011)

Inoltre i dati ottenuti supportano modelli neuropsicologici recenti, che sostengono che un

CC danneggiato su materiale emotivo gioca un ruolo nel promuovere lo sviluppo e

mantenimento della depressione, causando influenza negativa (Rosier et al., 2012).

I risultati di una diminuzione di CC dopo una stimolazione di tDCS catodica non possono

essere generalizzati ad altri domini su funzioni esecutive che possono non essere

influenzate o addirittura migliorate da questo tipo di stimolazione, sarebbe interessante nel

futuro improntare studi su questa direzione.

Tuttavia questo studio dimostra chiaramente la valenza-specifica dell’effetto della

stimolazione catodica inibitoria e quindi da una ragione per credere che non solo le

differenti classi di funzioni cognitive possono mostrare una vulnerabilità diversa alla

stimolazione catodica ma anche l’uso di materiale stimolante differente è di particolare

importanza.

Mentre il CC su materiale negativo è stato ridotto significativamente sotto la stimolazione

catodica, non è stato trovato interferenza cognitivo-emozionale indotta dalla stimolazione

catodica per la condizione positiva e neutrale, questo dimostra una maggior suscettibilità

agli effetti d’inibizione catodica delle prove negative, suggerendo che, in soggetti sani,

predisposti bias cognitivi sono più vulnerabili agli effetti catodici inibitori rispetto ai bias non

predisposti.

Nel compito DWM, durante la stimolazione tDCS catodica nella condizione negativa, è

danneggiata l’accuratezza delle risposte ma non la latenza, mentre nel compito di AIT la 21

latenza della risposta è danneggiata ma non l’accuratezza. Questo si spiega per il fatto

che il DWM è stato condotto mentre la tDCS catodica era applicata alla CPDs, mentre lo

AIT è stato condotto dopo l’applicazione della stimolazione. Tuttavia non ci sono studi che

esaminano le differenze degli effetti “Online” (compito svolto durante la stimolazione) o

“Offline” (compito svolto post stimolazione) della tDCS nell’accuratezza e latenza della

risposta; un’altra possibile ragione per l’impatto diverso della tDCS sull’accuratezza e

latenza della risposta potrebbe essere la diversità delle richieste dei due compiti.

Si precisa che nel DWM i soggetti sono forzati a tenere sei lettere in testa mentre sono

distratti con stimoli emotivi nel periodo di ritardo. Dato che ai partecipanti è solamente

richiesto di controllare se la lettera-sonda è stata presentata subito prima, il tempo di 4000

msec per rispondere sembra relativamente lungo e la “pressione” di rispondere

velocemente non sembra avere un ruolo importante. In contrasto nel compito AIT, i

partecipanti sono chiamati a fronteggiare con due compiti semplici aritmetici e sono

distratti da immagini presenti nello sfondo del compito-target, portando a un maggior

carico percettuale, in competenza con le funzioni della WM. Come proposto da Muller,

Andersen, and Keil (2008), un input obbiettivo-irrilevante presentato simultaneamente,

sottrae risorse di elaborazione dal compito impegnativo primario, portando una minor

velocità di elaborazione. Il compito AIT richiede il calcolo di due equazioni matematiche e il

paragone dei loro risultati in un periodo relativamente breve di tempo (6000msec),

risultando il carico cognitivo alto e molta pressione.

Oltre alle differenze nelle tempistiche appena discusse, e nei requisiti dei due compiti, i

risultati ottenuti possono essere anche dovuti ad una generale fluttuazione di performance

tra le sessioni.

Inoltre è risaputi che gli effetti della tDCS sulla performance cognitiva possono essere

migliorati dall’attività cognitiva durante la stimolazione (Andrews, Hoy, Enticott, Daskalakis,

& Fitzgerald, 2011). Mentre il compito AIT è stato condotto immediatamente dopo la fine

della stimolazione e del compito DWM. Quindi, in contrasto al DWM, lo AIT può essere

influenzato da combinazione di tDCS e l’attività cognitiva che possono aver intensificato gli

effetti della stimolazione sullo AIT. Si suggerisce che successivi studi usino campioni

indipendenti in modo da riprodurre ciò che è risultato da questo studio.

Sarebbe interessante in futuro una ricerca con variazioni sistematiche nel carico di lavoro

(es: velocizzare il processo) o manipolazioni nel carico emozionale (es. materiale diverso,

non sociale) in modo da esplorare ulteriormente l’influenza della stimolazione catodica

tDCS sul CC sotto influenza emotiva. (Anticevic, Repovs, & Barch, 2010).

Un limite nello studio è stato quello di non aver chiesto ai partecipanti se hanno percepito

differenza tra la vera stimolazione e quella sham, si può quindi mettere in questione se il

doppio-cieco nello studio è stato efficace, anche se è stato dimostrato recentemente che

sia individui senza esperienza nel campo sia individui con alta esperienza, non sono in

grado di distinguere una stimolazione 1mA tDCS da una stimolazione sham. (Ambrus et

al., 2012) 22

L’utilizzo di una posizione extra-cefalica per l’anodo ha permesso di evitare effetti

contraddittori nella corteccia frontale controlaterale; va inoltre considerata la risoluzione

spaziale limitata della tDCS, l’area stimolata è relativamente grande e la stimolazione

probabilmente influenza sistemi neurali multipli, con diversi effetti comportamentali,

possibilmente in interazione tra loro.

Bisogna tenere in considerazione che probabilmente un’inibizione della CPDs può

modulare tra le sinapsi attività di altre regioni coinvolte nel CC che sono localizzate

direttamente sotto il catodo. (Polania, Paulus, Antal, & Nietsche, 2011)

Ad esempio, riducendo l’attività della CPDs può risultare un innalzamento dell’attività

dell’amigdala o cambiamenti in altre regioni che sono stati ripetutamente dimostrati essere

coinvolti nel CC di emozioni come, per esempio, la corteccia orbito frontale o la corteccia

anteriore cingolata.

Infine, ciò che rimane poco chiaro è se l’ipoattività della CPDs causa deficit nel CC e

quindi influenze negative, o se siano l’ipoattività della CPDs e un deficit nel CC

epifenomeni della depressione; per cui studi futuri dovrebbero combinare tDCS con studi

di Neuroimaging funzionale per approfondire. Inoltre sarebbe importante elucidare

ulteriormente i meccanismi sottostanti agli effetti della tDCS sul CC in situazioni cerebrali

con altre variabili come per esempio storie di stress e caratteristiche specifiche personali.

Questi effetti interattivi non sono di aiuto per predire gli effetti della tDCS ma sarebbero di

grande aiuto per individuare approcci terapeutici.

CONCLUSIONI

5.

Questo articolo è stato scelto poiché è interessante notare come un disturbo dell’umore,

apporti modificazioni cerebrali specifiche. Grazie a questo articolo si ha una visione

precisa di uno dei possibili meccanismi causali della DM, cioè il deficit di CC su materiale

emotivo negativo che porta allo sviluppo di bias negativi.

Combinati con i risultati precedenti che provano effetti benefici della tDCS anodale sul CC

in pazienti con DM, i risultati ottenuti stabiliscono l’applicabilità della tDCS per la

modulazione del CC e fa supporre la possibilità che le tecniche di stimolazione cerebrale

siano d’aiuto nel trattamento di disturbi depressivi, e riescano ad avere efficacia a

differenza di terapie con farmaci e psicoterapie che spesso da sole non riescono ad

apportare benefici. Sarebbe interessante testare l’efficacia della terapia tDCS anodica in

concomitanza con altri trattamenti come ad esempio quello farmacologico e/o di

psicoterapia.

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DESCRIZIONE TESI

Tesi di laurea su: Disturbo depressivo maggiore (DM), Tecniche di elettrostimolazione, Tecnica tDCS,Corteccia prefrontale dorsolaterale, Controllo cognitivo (CC), Metodologia, Reclutamento dei soggetti, Procedimento, compiti utilizzati e strumento tDCS, Compiti a risposta ritardata di working memory (DWM), Compiti di inibizione aritmetica (AIT), tDCS, Analisi statistica e dati rilevanti, Analisi statistica dei dati tramite ANOVA, Risultati, Risposte corrette e latenze nella decisione nel compito DWM, Risposte corrette e latenze di decisione per AIT, Effetti della stimolazione sullo stato dell’umore (PANAS), Discussione, Conclusioni.


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea in scienze e tecniche psicologiche
SSD:
Università: Pavia - Unipv
A.A.: 2015-2016

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher silvia.psicologia di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Neuropsicologia e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Pavia - Unipv o del prof Argentero Piergiorgio.

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