Tesi - Effetti della reiterazione subvocalica in un compito di discriminazione temporale

CORRELATI NEUROANATOMICI E

NEUROFISIOLOGICI DEI PROCESSI DI PERCEZIONE

TEMPORALE

Nuclei della base

E’ stato ipotizzato che i nuclei della base svolgano un ruolo

fondamentale nel controllare i processi dello stadio del pace-maker

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temporale o dell’orologio interno (internal clock). Il ruolo dei nuclei

della base nei compiti di valutazione della durata di un evento è stato

esaminato in pazienti con malattia di Parkinson ed in soggetti normali

in varie condizioni farmacologiche. Inoltre alcuni studi su modelli

animali hanno rivolto particolare attenzione al ruolo dei sistemi

dopaminergici nei compiti di percezione temporale.

Modulazione dopaminergica della percezione temporale in modelli

animali

Meck e collaboratori hanno proposto in una recente review che un

circuito dei nuclei della base nigro striatale, attraverso le proiezioni

dei neuroni dopaminergici della sostanza nigra pars compacta (SNc)

1 Modello dualistico che si prefigge di spiegare la percezione del tempo a partire dal confronto tra

“Mental Clock” (orologio interno) e Official Time (Tempo misurato dagli orologi) 36

sullo striato, rappresenti il pace-maker interno di discrete unità

temporali (o internal clock). E’ stato evidenziato in studi su ratti come

la somministrazione di agonisti dopaminergici (DA) sia in grado di

accelerare la velocità dell’orologio interno, mentre antagonisti come

l’aloperidolo determinano invece un rallentamento. Inoltre lesioni con

6-OH-dopamina sullo striato eliminano le capacità dei roditori di

valutare la durata degli eventi, e tale danno non è ristabilito dalla

somministrazione di agonisti dopaminergici. Di contro, le abilità di

stima temporale sono ristabilite dalla somministrazione di l-dopa in

quegli animali nei quali era stata danneggiata selettivamente la SNc,

suggerendo che questi neuroni-pacemaker striatali sono effettivamente

sensibili alle proiezioni dopaminergiche ( Meck WH, 1996). La

tendenza a sovrastimare la durata degli eventi, dovuta ad un

rallentamento dell’orologio interno indotta sperimentalmente dalla

somministrazione di farmaci dopamino-antagonisti, sembra essere

specifica per i sistemi recettoriali D . Questi studi rafforzano il ruolo

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dei nuclei della base nelle operazioni di percezione temporale, poiché

i recettori DA del gruppo sono particolarmente espressi nel caudato e

nel putamen della famiglia D .

2 37

Cervelletto

Il cervelletto è stato tradizionalmente associato con il controllo

motorio. In quest’ambito molte ricerche hanno enfatizzato il ruolo del

cervelletto nel controllare gli aspetti temporali dei movimenti di

agonisti ed antagonisti. Recentemente è stato proposto che tale

proprietà del cervelletto possa essere estesa oltre il controllo del

movimento. Ivry e Keele (1988) per primi hanno dimostrato che i

pazienti con lesioni cerebellari presentano un aumento della variabilità

delle prestazioni in compiti di percezione temporale. Ancora più

interessante è stata la scoperta che i pazienti cerebellari mostrano

deficit nel discriminare la durata di intervalli temporali su stimoli

acustici e anche in questo caso è stato riscontrato un aumento della

variabilità, ma non una chiara tendenza a sopra o sottostimare la

durata degli eventi (Ivry e Keele, 1989). Inoltre sono state

recentemente ridefinite le differenze funzionali tra le regioni mediali e

cerebellari in quest’ambito.

laterali degli emisferi

Un aumento scalare della variabilità nella stima di intervalli temporali

è stato trovato esclusivamente in pazienti con lesioni focali delle

porzioni laterali e dei rispettivi nuclei profondi, mentre tale deficit non

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era riscontrato in pazienti con lesioni delle porzioni mesiali cerebellari

o del verme (Malapani e coll.1998).

Corteccia cerebrale

Sorprendentemente pochi autori hanno preso in esame il ruolo della

corteccia cerebrale nella percezione del tempo, nonostante sia i nuclei

della base, sia il cervelletto, presentino multiple connessioni corticali.

Nei ratti è stato dimostrato che un danno della corteccia frontale altera

la percezione del tempo ( Meck, 1996), mentre i dati che emergono

dagli studi sugli umani sono discordanti, e non sono stati delineati

specifici circuiti neurali corticali implicati in processi cognitivi che

sottendono la percezione cosciente del tempo ( Ivry e Keele 1989;

Lacruz e coll. 1992; Nichelli e coll. 1995). Studi su gruppi di pazienti

con lesioni focali corticali hanno suggerito che le regioni prefrontali

(in particolar modo la corteccia frontale dorso laterale destra) e

parietali sembrano essere comunque le strutture critiche per

un’accurata percezione dello scorrere del tempo e tale ruolo è stato

messo in relazione probabilmente con funzioni attentive o di working

memory sottese a queste regioni (Harrington e coll. 1998). 39

Deficit selettivo di percezione del tempo in un paziente con lesione

della corteccia dorsolaterale prefrontale di destra.

sostegno dell’ipotesi di una rappresentazione

A ulteriore

prevalentemente corticale dell’informazione temporale, recentemente

è stato descritto il primo caso di disturbo selettivo di percezione

temporale dopo lesione della corteccia prefrontale. Questo primo

lavoro nasce da un osservazione diretta su un paziente che lamentava

singolari disturbi soggettivi di alterata percezione temporale nelle

normali attività quotidiane (Koch G, Oliveri M, G A. Carlesimo and C

Caltagirone, 2002).

Descrizione del caso

Un uomo di 49 anni fu ricoverato in ospedale a seguito

dell’improvvisa insorgenza di uno stato di confusione mentale e

difficoltà di concentrazione. All’ingresso l’esame obiettivo

neurologico non evidenziava grossolani deficit focali ad eccezione di

sinistra, regredita poi completamente nell’arco di

una lieve emiparesi

pochi giorni. La RMN encefalo evidenziava una lesione ischemica a

livello del lobo frontale destro, in prossimità della corteccia

dorsolaterale prefrontale (DLPFC; area di Broadmann 46/9). L’angio-

dei vasi extracranici mostrava un’occlusione dell’arteria

RMN 40

carotide interna. Dopo la risoluzione dell’acuzie, tornato alla normale

attività lavorativa, il paziente si rendeva conto di soffrire di una

singolare difficoltà nello stimare la durata degli eventi, tendendo

spesso a giudicarli più brevi di quanto fossero. Ad esempio riferiva di

avere difficoltà a valutare quanto tempo fosse passato dall’inizio di un

determinato evento (un film, un programma televisivo) o ancora non

l’orologio, di decidere

era in grado, senza guardare continuamente

quando fosse giunta l’ora di terminare la giornata lavorativa, lasciando

spesso l’ufficio in anticipo rispetto l’orario previsto.

Valutazione neuropsicologica

Il paziente otteneva punteggi normali ad un ampia valutazione

neuropsicologica che esplorava le funzioni mnesiche a breve e lungo

termine (Lista delle parole di Rey: rievocazione immediata e differita;

Figura di Rey-b: rievocazione immediata e differita; Digit Span; Corsi

Span, avanti e indietro; Supraspan verbale; Memoria visiva

immediata), le abilità visuospaziali e l’intelligenza generale (Raven

Progressive Matrices), l’attenzione (Trial Making Test), la prassia

costruttiva (copia disegni semplici e complessi), il linguaggio

(Costruzione di frasi, Boston Naming Test) e le funzioni esecutive

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(Tower of London; Wisconsin Card Sortine Test; Fluidità verbale).

Non presentava inoltre segni frontali come impersistenza motoria o

iteratività.

Test di stima del tempo

Al fine di valutare il deficit di stima del tempo il paziente ed otto

soggetti di controllo di pari età sono stati sottoposti ad un semplice

test di stima verbale del tempo nel quale il compito consisteva nel

riportare la durata di un trial indicato da markers visivi. In particolare

stimoli numerici (da 1 a 9) erano proiettati su uno schermo di un

computer con presentazione random, con durata variabile da 200 a

2000 ms, sino a quando il tempo precedentemente scelto era

completato. Gli intervalli selezionati erano di 5, 10, 30, 60 e 90

secondi. Ogni intervallo era ripetuto in maniera randomizzata quattro

volte. Al termine di ogni trial ai soggetti era richiesto di esprimere una

stima verbale dell’intervallo appena presentato. Durante ogni trial

inoltre ai soggetti era richiesto di leggere a voce alta i numeri

presentati sullo schermo, al fine di prevenire un possibile conteggio

sub-vocale. Il paziente si dimostrava significativamente meno

accurato nel confronto con i soggetti di controllo soprattutto nel

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giudicare gli intervalli più lunghi, mostrando una chiara tendenza a

sottostimare la durata degli eventi (durata stimata più corta di 2,5 SD

rispetto alla media dei controlli).

I risultati di precedenti ricerche su gruppi di pazienti con lesioni focali

hanno suggerito che la corteccia frontale destra è implicata nella

percezione del tempo. Questo lavoro descrive il caso di un singolo

paziente nel quale l’alterata percezione temporale emerge come deficit

selettivo a seguito di una lesione della DLPFC di destra. Il ruolo della

DLPFC di destra è stato messo in relazione con la codifica in memoria

di informazioni temporali ed alcuni studi hanno proposto il tempo

come la quarta dimensione della working memory (Gruber e coll.

2000). I risultati indicano che la DLPFC di destra potrebbe essere

implicata anche nella valutazione di intervalli temporali più lunghi, al

di fuori dei confini della memoria a breve termine e quindi della

working memory. Una possibile ipotesi è che la DLPFC di destra

possa fungere da accumulatore di un possibile orologio interno

centrale, ricevendo informazioni dai gangli della base o dal cervelletto

per formare una rappresentazione cosciente degli intervalli temporali

sia nell’ambito della memoria a breve termine, sia in relazione ad un

magazzino di memoria a lungo termine, pronto per essere utilizzato

per successivi compiti di comparazione o di stima di diversi intervalli.

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La percezione del tempo nella malattia di Parkinson: evidenze sul

ruolo dei nuclei della base ed effetti della stimolazione del nucleo

subtalamico

Evidenze sperimentali hanno mostrato che i pazienti con malattia di

Parkinson (PD) hanno una distorsione nella percezione del tempo. I

pazienti con PD sono stati confrontati con soggetti normali in diversi

aspetti percettivi riguardanti gli intervali temporali, come la

discriminazione tra diversi intervalli, la stima verbale, la riproduzione

temporale, la fusione di soglie temporali e il digittaping (O’Boyle et

al.1996; Malapani et al.1998, Pastor et al.1992, Nakamura et al. 1978;

Artiera et al.