Le strutture cerebrali - Neurofisiologia.unige.it
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CORSO DI LAUREA in<br />
Scienze e tecniche psicologiche<br />
Corso di<br />
<strong>Neurofisiologia</strong> Clinica<br />
Guido Rodriguez<br />
Andrea Brugnolo<br />
Nicola Girtler<br />
<strong>Neurofisiologia</strong> Clinica (DiNOG)<br />
Univers<strong>it</strong>à di Genova
Lobo Frontale
I lobi <strong>cerebrali</strong>
Lobo frontale
Lobo frontale<br />
Da Purves et al. Zanichelli 2004
Il modello c<strong>it</strong>oarch<strong>it</strong>ettonico<br />
della corteccia cerebrale:<br />
Aree frontali:<br />
Linguaggio: 44,45,46<br />
SMA 8<br />
PFDL: 9<br />
Programmazione: 10,11<br />
possono essere<br />
suddivisi in 4 porzioni pincipali:<br />
le aree di Broadmann (1909)<br />
basate sull’analisi di 1 solo cervello<br />
AREA MOTORIA: occupa il giro precentrale (area 4)<br />
AREA PREMOTORIA: anteriormente all’area<br />
motoria, include area 6 e parte della 8<br />
REGIONE PREFRONTALE:<br />
AREA PREFRONTALE: aree 9, 10, 45, 46<br />
PORZIONE BASOMEDIALE DEI LOBI: dall’area 9<br />
alla 13, 24, 32
FUNZIONI<br />
CEREBRALI<br />
LATERALIZZATE
Gli emisferi <strong>cerebrali</strong> non sono immagini speculari l’uno dell’altra e la scoperta<br />
della localizzazione delle aree del linguaggio fu la prima prova di questa<br />
LATERALIZZAZIONE FUNZIONALE.<br />
http://www.un<strong>it</strong>s.<strong>it</strong>/~brain/Neuroscienze.pdf<br />
Verbale, Anal<strong>it</strong>ico, Logico, Sequenziale,<br />
Sistematico, Simbolico, Lineare,<br />
Astratto, Dig<strong>it</strong>ale, Razionale<br />
> “PARLA” e “PENSA”<br />
Non Verbale, Sintetico, Intu<strong>it</strong>ivo,<br />
Casuale, Concreto, Olistico, Spaziale,<br />
Visivo, Sensoriale, Emozionale<br />
> “SENTE” e “CREA”
IN REALTA’ QUESTA CONCEZIONE SEMBRA<br />
ABBASTANZA SEMPLICISTICA E BANALIZZATA<br />
• Gli studi macroscopici mostrano delle discrepanze tra asimmetrie funzionali e<br />
corrispondenti asimmetrie anatomiche: ad es. mentre nel 95% dei destrimani<br />
l’emisfero dominante è quello SN, il planum temporale risulta più sviluppato a<br />
SN solo nel 65% degli stessi soggetti.<br />
Esistono pochi dati conclusivi su una possibile base microanatomica (cellulomolecolare)<br />
delle asimmetrie funzionali.<br />
• Numerose ricerche su soggetti normali sostengono che, più che di “asimmetria<br />
funzionale”, si dovrebbe parlare di ASIMMETRIA DI ELABORAZIONE nel<br />
contesto di una determinata funzione: ad es. di una frase musicale, l’emisfero<br />
SN è più specializzato ad estrarne gli elementi lessicali, mentre l’emisfero DX<br />
ad elaborarne la melodia.<br />
• Per il corretto espletamento di qualsiasi<br />
funzione mentale è necessaria<br />
l’NTEGRAZIONE INTEREMISFERICA<br />
dei processi elementari di elaborazione<br />
da parte di ciascun emisfero.
LA COMUNICAZIONE INTEREMISFERICA<br />
CORPO CALLOSO<br />
COMMESSURA<br />
ANTERIORE<br />
COMMESSURA<br />
POSTERIORE<br />
CORPO CALLOSO: voluminosa formazione interemisferica, cost<strong>it</strong>u<strong>it</strong>a da fibre<br />
trasversali, che interconnette aree omologhe della corteccia con modal<strong>it</strong>à<br />
“punto-a-punto” (connesioni omotopiche); alcune fibre connettono anche aree<br />
eterotopiche, sopratutto delle corteccie sensoriali e motorie primarie.<br />
COMMESSURA ANTERIORE: interconnette le aree temporali medi ed inferiori, e<br />
le <strong>strutture</strong> limbiche dei 2 lati.<br />
COMMESSURA POSTERIORE: interconnette le <strong>strutture</strong> diencefaliche e<br />
mesencefaliche dei 2 lati; importante per il riflesso consensuale alla luce.
LA COMUNICAZIONE INTEREMISFERICA<br />
Significato funzionale del corpo calloso<br />
• La maggior parte delle informazioni sulla funzione del corpo calloso derivano<br />
dallo studio di pazienti cerebro-divisi (spl<strong>it</strong>-brain). Già negli anni ’60, R. Sperry<br />
(Nobel Prize 1981) notava che la callosotomia potesse portare a sconnessione<br />
funzionale dei 2 emisferi.<br />
• In realtà, in base al grado di sconnessione anatomica<br />
le conseguenze funzionali possono essere diverse.<br />
• Il fatto che già si tratta di<br />
soggetti con una<br />
patologia cerebrale solleva<br />
il dubbio sull’importanza dell’inferenza sulla funzione<br />
callosa; alcuni modelli computazionali propongono pure<br />
che, invece che di cooperazione, potrebbe trattarsi<br />
di competizione interemisferica.<br />
• E’ interessante notare che questi quadri funzionali<br />
non si osservano nei soggetti con agenesia del corpo<br />
calloso (associata con altre malattie, come l’autismo),<br />
struttura che continua a maturare fino all’adolescenza.
IL LINGUAGGIO<br />
<strong>Le</strong> diapo contrassegnate con sono frutto anche di suggerimenti<br />
di Laura Salmon
L’elettrostimolazione<br />
delle aree del linguaggio
Il LINGUAGIO VERBALE rappresenta la facoltà mentale che ci permette di<br />
codificare le proprie idee e stati d’animo in simboli intelligibili, come suoni<br />
articolati, segni grafici e gesti, a scopo di comunicazione interpersonale<br />
> v<strong>it</strong>a sociale.<br />
L’eloquio e la scr<strong>it</strong>tura sono solo due dei possibili sistemi di codificazione<br />
linguistica e non ne cost<strong>it</strong>uiscono la definizione.<br />
Sembra che il linguaggio verbale sia una funzione mentale che interessi la sola<br />
specie umana; negli animali inferiori esistono pure forme di comunicazione<br />
sociale, come il canto degli uccelli, i ferormoni degli insetti e le grida delle<br />
scimmie, ma esse apparentemente mancano di un contenuto simbolico astratto<br />
e dell’arb<strong>it</strong>rarietà, caratteristiche tipiche del linguaggio umano.<br />
Il linguaggio umano è una forma di espressione molto complessa e sofisticata in<br />
cui si possono distinguere due componenti: emotiva e razionale.<br />
• La VOCE rappresenta anche la componente emotiva, quella parte della<br />
comunicazione che esprime lo stato d’animo e le intenzioni di chi parla. La<br />
voce (il timbro) è anche una firma, un impronta fonetica unica per ogni<br />
individuo, cui si associano caratteristiche, come il tono, modulabili a seconda<br />
delle s<strong>it</strong>uazioni.
La voce è una forma di comunicazione analogica: si avvale di una serie<br />
continua di segni, che hanno una maggiore aderenza alla realtà dei contenuti<br />
che si vogliono comunicare. Necess<strong>it</strong>a di capac<strong>it</strong>à cogn<strong>it</strong>ive meno sofisticate<br />
per la sua comprensione, è più aderente alle intenzioni della sorgente del<br />
messaggio, "più vera", ma meno facilmente riproducibile e più soggetta ad<br />
interpretazioni diverse.<br />
• La PAROLA è il lato esplic<strong>it</strong>o del linguaggio, si apprende : ogni parola ha un<br />
significato preciso, noto a tutti; l’insieme correttamente formulato di più<br />
parole cost<strong>it</strong>uisce un discorso e rappresenta ciò che si vuole esprimere.<br />
La parola si può esprimere con il suono della voce, per iscr<strong>it</strong>to usando lettere<br />
di un alfabeto, con il movimento delle labbra, con gesti come nell’alfabeto<br />
muto.<br />
La parola è una comunicazione dig<strong>it</strong>ale, perché utilizza una serie<br />
fin<strong>it</strong>a di segni (fonemi, grafemi, numeri) scarsamente aderenti alla realtà del<br />
contenuto. Necess<strong>it</strong>a di notevoli capac<strong>it</strong>à cogn<strong>it</strong>ive per essere compresa:<br />
senza averla studiata, per esempio, non si può capire una lingua straniera. Il<br />
vantaggio di questa comunicazione discontinua (per un<strong>it</strong>à fonetiche) è quello<br />
di essere facilmente riproducibile e meno soggetta ad interpretazioni<br />
soggettive.
STRUTTURA DEL LINGUAGGIO UMANO<br />
Cenni di Linguistica<br />
GRAMMATICA: studio delle regole che governano l’uso del linguaggio.<br />
Tradizionalmente, comprende 3 discipline:<br />
• FONOLOGIA: studia i suoni del linguaggio, detti Fonemi.<br />
Un fonema è la più piccola un<strong>it</strong>à sonora che può determinare un<br />
cambiamento di significato, es: gatto ratto (g, r); può essere una lettera<br />
o più lettere combinate.<br />
Ogni lingua impiega in media 20-80 fonemi che, combinandosi in<br />
maniera precisa, danno origine ai Morfeni = le più piccole un<strong>it</strong>à dotate di<br />
significato; ogni Parola è cost<strong>it</strong>u<strong>it</strong>a da 1 o più morfemi.<br />
La fonologia si occupa anche della Prosodia = studio dell’intonazione, del<br />
r<strong>it</strong>mo e dell’accento del linguaggio parlato.<br />
• MORFOLOGIA: studia la struttura interna delle parole e le modal<strong>it</strong>à di<br />
combinazione dei morfemi o delle parole stesse a produrne altre.<br />
Es. inarrestabile = in + arrest(are) + abile<br />
• SINTASSI: studio delle regole secondo cui le parole vengono combinate in<br />
Frasi e più frasi in Proposizioni. <strong>Le</strong> regole sintattiche sono molto variabili<br />
da una lingua all’altra. Es: “a red book” “un libro rosso” (diverso ordine<br />
aggettivo/sostantivo)
STRUTTURA DEL LINGUAGGIO UMANO<br />
Cenni di Linguistica<br />
SEMANTICA: disciplina che studia le modal<strong>it</strong>à secondo cui il linguaggio esprime<br />
diversi significati (semasìa = significato) (es. senso proprio versus metafora).<br />
Teoria Generativista del Linguaggio (N. Chomsky)<br />
Sostiene che una frase possa essere interpretata:<br />
struttura profonda.<br />
• La struttura profonda struttura profonda = tutte le relazioni sintattiche dal<br />
punto di vista cogn<strong>it</strong>ivo:<br />
• esempio: la penna di Maria<br />
• Maria’s pen<br />
• Ručka Marii<br />
È LA STESSA COSA e cioè esprime:<br />
[a/dativo] Y(Maria) appartiene X ⇒ X [di] Y ⇒ X di Y<br />
X di Y è l’universale di “la penna di Maria”
STRUTTURA DEL LINGUAGGIO UMANO<br />
Cenni di Linguistica<br />
SEMANTICA: disciplina che studia le modal<strong>it</strong>à secondo cui il linguaggio esprime<br />
diversi significati (semasìa = significato) (es. senso proprio versus metafora).<br />
Teoria Generativista del Linguaggio (N. Chomsky)<br />
Sostiene che una frase possa essere interpretata:<br />
• La struttura superficiale è quindi la “veste”, l’uso di suoni diversi secondo<br />
regole superficiali diverse (uso di preposizioni OPPURE di desinenza OPPURE<br />
di posizione del sostantivo con la s genetivale ecc.) per esprimere LO STESSO<br />
CONCETTO COGNITIVO (X di Y).<br />
<strong>Le</strong> REGOLE TRANSFORMAZIONALI convertono le <strong>strutture</strong> profonde in<br />
<strong>strutture</strong> superficiali e possono differire da una lingua all’altra.<br />
Esempio:<br />
La penna di Maria ⇆<br />
Maria ha la penna
STRUTTURA DEL LINGUAGGIO UMANO<br />
Cenni di Linguistica<br />
PRAGMATICA: disciplina che studia le relazioni tra significato dell’enunciato e<br />
significato del parlante. In particolare, viene indagato l’uso del linguaggio in<br />
rapporto con diversi contesti sociali ed ambientali.<br />
ASPETTI PERIFERICI DEL LINGUAGGIO<br />
Fonazione e Articolazione della Parola<br />
LA VOCE UMANA<br />
• Ha un’estensione media di 2 ½ ottave.<br />
• Cambia nel corso della v<strong>it</strong>a in rapporto a diversi fattori, tra cui il sesso: nel<br />
periodo pubere il testosterone determina ipertrofizzazione della mucosa<br />
laringea, per cui la voce scende di circa 1 ottava. L’asportazione dei testicoli<br />
nel periodo prepubere impedisce questo processo, per cui la voce rimane<br />
“infantile” (tecnica molto usata nel passato per produrre la voce dei<br />
castratti, es. Farinelli).<br />
• Nell’adulto, le differenze tra voce maschile e voce femminile sono in gran<br />
parte dovute a differenze strutturali dell’apparato<br />
fonatorio.<br />
• Nei maschi il range vocale è maggiore
ASPETTI PERIFERICI DEL LINGUAGGIO<br />
Fonazione e Articolazione della Parola<br />
<strong>Le</strong> principali caratteristiche della voce, Altezza, Intens<strong>it</strong>à e Timbro, dipendono<br />
da vari fattori fisiologici.<br />
• L’altezza è proporzionale alla frequenza di vibrazione delle corde vocali. A<br />
respirazione tranquilla (A), la glottide (delim<strong>it</strong>ata tra le code vere) è aperta.<br />
Durante la fonazione (B), una corrente di aria espiratoria determina la vibrazione<br />
delle corde: nella produzione dei suoni Gravi, la glottide assume una forma<br />
ovalare e la laringe si sposta in basso; per quelli Alti, invece, la rima è più<br />
ristretta e la laringe si sposta in alto.<br />
La pressione sottoglottica (corrente di aria espirata) è<br />
proporzionale all’intens<strong>it</strong>à della voce.<br />
• I RISONATORI (cav<strong>it</strong>à toracica, faringe, naso,<br />
bocca) amplificano è modulano la qual<strong>it</strong>à dei suoni laringei<br />
> sono responsabili del timbro della voce.<br />
Laringe e risonatori producono le VOCALI.<br />
• Gli ARTICOLATORI (lingua, labbra, bocca, palato molle e<br />
duro, mandibola, osso ioide e laringe posteriore) sono importanti<br />
perché la laringe produce suoni destrutturati, non articolati.<br />
Risonatori e articolatori producono le CONSONANTI.<br />
Il processo è modulato da riflessi acustici e propriocettivi.
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
• Nel 1861 il grande neurologo e antropologo francese P. Broca colse un caso<br />
clinico del tutto particolare, un signore conosciuto come “Tan”, che non<br />
riusciva a parlare né a scrivere o leggere ad alta voce.<br />
• Dopo la morte, gli fece una esame autoptico e scoprì che i sintomi erano dovuti<br />
ad una lesione localizzata a livello del piede del giro frontale inferiore<br />
(opercolo frontale) di SN > “Nous parlons avec l'hémisphère gauche!”<br />
• L’area interessata, ormai denominata Area di Broca, consta di una parte<br />
anteriore o pars triangularis (BA45), e di una parte posteriore o pars<br />
opercularis (BA44), che forse svolgono comp<strong>it</strong>i diversi nella PRODUZIONE del<br />
linguaggio.
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
• Nel 1874 C. Werniche, un altro neurologo tedesco, studiando pazienti con<br />
problemi nella COMPRENSIONE del linguaggio, fornì ulteriori informazioni<br />
sulla lateralizzazione della funzione fasica.<br />
• In questi casi, la lesione era localizzata nella parte posteriore del giro<br />
temporale superiore SN, a livello di BA22, ora conosciuta come Area di<br />
Wernicke.<br />
• Wernicke predisse anche che le 2 aree, di Broca e la 22, fossero connesse in<br />
modo che le informazioni che partono dalla 22 possano giungere all’area di<br />
Broca; e infatti lo sono attraverso il Fascicolo Arcuato, che parte dall’area di<br />
Wernicke, decorre nella profond<strong>it</strong>à dell’area 40 e dell’insula e giunge alla<br />
Broca.<br />
• Tuttavia, già ai tempi il modello “a centri” di Wernicke subì delle cr<strong>it</strong>iche che<br />
ne sottolinearono l’ipersemplificazione.
Il linguaggio: gli studi lesionali<br />
Paul Broca and the brain of his first<br />
patient in the Bicêtre Hosp<strong>it</strong>al, named<br />
"Tan", who was shown by Broca in<br />
1861 to have a lesion in the left inferior<br />
frontal gyrus<br />
Afasia di Broca<br />
L’emissione del discorso non è fluente:<br />
da mutismo a forme di linguaggio<br />
incerto fatto di poche parole<br />
Errori tipici: sostantivi solo al<br />
singolare, verbi all’infin<strong>it</strong>o o participio,<br />
eliminati articoli, aggettivi e avverbi,<br />
omissioni.<br />
Comprensione del linguaggio parlato<br />
e scr<strong>it</strong>to preservata.<br />
Consapevoli dei propri errori.<br />
Carl Wernicke 1874 "Der<br />
aphasische Symptomenkomplex".<br />
Afasia di Wernicke<br />
La comprensione del linguaggio è<br />
compromessa<br />
Errori tipici: Parafasia (usa parole<br />
sbagliate per il contesto del discorso)<br />
Neologismi (nuove parole) ed anche<br />
addizione di sillabe o parole<br />
Distorsioni soprattutto nei sostantivi,<br />
poi verbi, aggettivi e avverbi. Logorrea<br />
Non riescono a ripetere parole e frasi.<br />
Difficoltà in letto-scr<strong>it</strong>tura.<br />
Non sono consapevoli dei loro lim<strong>it</strong>i
Per discutere
Brocà<br />
Fig. 1 Three-dimensional MRI reconstruction of the lateral left<br />
hemisphere of a normal in vivo brain. The location now<br />
considered Broca’s area includes the pars opercularis<br />
(Brodmann’s area 44, anterior to the precentral sulcus) and the<br />
pars triangularis (Brodmann’s area 45, between the ascending<br />
and horizontal limbs of the sylvian fissure) in the posterior<br />
inferior frontal gyrus.
Brocà<br />
Broca P. Nouvelle observation d’aphemie produ<strong>it</strong>e par une<br />
lesion de la troisieme circonvolution frontale. Bulletins de la<br />
Societe d’anatomie (Paris), 2e serie 1861a; 6: 398–407.<br />
Broca P. Perte de la parole: ramollissement chronique et<br />
destruction partielle du lobe anterieur gauche du cerveau.<br />
Bulletins de la Societe d’anthropologie, 1re serie 1861b; 2:<br />
235–8.<br />
Broca P. Remarques sur le siege de la faculte du langage<br />
articule´, suivies d’une observation d’aphemie (perte de la<br />
parole). Bulletins de la Societe d’anatomie (Paris), 2e serie<br />
1861c; 6: 330–57.
Brocà<br />
Due malati il Sig. <strong>Le</strong>borgne che dice solo “tan” e<br />
che muore dopo alcuni giorni dalla vis<strong>it</strong>a; Brocà<br />
trovò all’esame autoptico una lesione a carico di<br />
una zona frontale dell’emisfero di sinistra.<br />
Alcunni mesi dopo, Brocà vis<strong>it</strong>a il Sig <strong>Le</strong>long (84<br />
anni) con disturbi della parola a segu<strong>it</strong>o di un<br />
stroke di 1 anno prima. <strong>Le</strong>long può dire solo ‘oui’,<br />
‘non’, ‘tois’ (al posto di trois” utilizzato per tutti i<br />
numeri), ‘toujours’ e ‘<strong>Le</strong>lo’ (il tentativo di dire il<br />
proprio nome); l’autopsia mostra una lesione simile<br />
al primo malato.
Il fascicolo long<strong>it</strong>udinale<br />
superiore
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
• Nel 1971 N. Geschwind, il “padre” della moderna neurologia del<br />
comportamento, rielaborò il modello di Wernicke, e negli anni ’80 vi aggiunse,<br />
insieme ad A. Damasio, ulteriori <strong>strutture</strong> <strong>cerebrali</strong> r<strong>it</strong>enute importanti<br />
nell’elaborazione nervosa del linguaggio Modello di Geschwind-Wernicke.<br />
• Tale modello è utile per la classificazione<br />
clinica dei disturbi del linguaggio, ma non<br />
comprende tutte le <strong>strutture</strong> coinvolte<br />
nella funzione fasica, per cui è stato<br />
ampliato con l’aggiunta di altre <strong>strutture</strong><br />
nervose, anche sottocorticali<br />
> il sistema di controllo del linguaggio<br />
risulta spazialmente distribu<strong>it</strong>o in<br />
numerose aree <strong>cerebrali</strong><br />
• Comunque non esistono dubbi sulla<br />
lateralizzazione della funzione fasica,<br />
che, tra l’altro, fu la prima dimostrazione<br />
di specializzazione funzionale degli<br />
emisferi <strong>cerebrali</strong>.
Il linguaggio: gli studi lesionali<br />
Hanno un linguaggio fluente ma intercalato da molti<br />
errori di tipo parafasico con pronuncia di parole e suoni<br />
sbagliati.<br />
Alterata la capac<strong>it</strong>à di ripetere parole e frasi<br />
<strong>Le</strong>ttura ad alta voce anormale.<br />
Scr<strong>it</strong>tura può essere alterata.<br />
Capac<strong>it</strong>à di comp<strong>it</strong>azione scarsa con errori di omissione,<br />
inversioni e sost<strong>it</strong>uzioni delle lettere.<br />
Comprensione del linguaggio in genere buona.
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
• Il concetto di DOMINANZA EMISFERICA nasce proprio dagli studi del<br />
linguaggio: un emisfero si dice “dominante” quando contiene le aree di<br />
elaborazione degli aspetti verbali del linguaggio (non necessariamente è lo<br />
stesso che controlla la mano con cui si scrive).<br />
• Nel 96% dei destrimani e nel 65% dei mancini è quello SN; un 15% di mancini e<br />
ambidestri, invece, hanno una rappresentazione bilaterale.<br />
• E COME SI FA A LOCALIZZARE L’EMISFERO DOMINANTE?<br />
Test di Wada: iniezione intracarotidea di amytal sodico, un barb<strong>it</strong>urico<br />
short-acting che, legandosi ai recettori GABA, determina un arresto<br />
temporaneo dell’attiv<strong>it</strong>à neuronale ipsilaterale mentre il soggetto parla.<br />
Elettrostimolazione cerebrale che determina<br />
arresto dell’emissione della parola<br />
fRMI e PET (a volte danno risultati ambigui).<br />
• Da notare che dominanza non vuol dire<br />
“indipendenza”, infatti, come vedremo più avanti,<br />
anche l’emisfero “minore” o non dominante è<br />
importante per alcuni aspetti del linguaggio.
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
Funzioni dell’emisfero dominante<br />
STRUTTURE CORTICALI<br />
• Area di Broca > espressione orale e scr<strong>it</strong>ta. Si r<strong>it</strong>iene che l’area 44 elabori con<br />
l’area 6 la progettazione degli enunciati, e che l’area 45 sia importante,<br />
insieme all’insula, per il controllo dell’attiv<strong>it</strong>à coordinata delle <strong>strutture</strong><br />
fonatorie<br />
• Area di Wernicke > comprensione della parola ud<strong>it</strong>a, un<strong>it</strong>amente all’area 39<br />
• Fascicolo arcuato > connessione Wernicke-Broca<br />
• Corteccia associativa parieto-temporo-occip<strong>it</strong>ale > le aree 20 e 21 servono per<br />
reperire nomi comuni e propri, mentre l’area 38 (polo temporale) per i soli nomi<br />
propri Memoria Verbale<br />
• Insula > rappresentazione interna del linguaggio articolato<br />
• Aree SMA e preSMA > iniziativa verbale, attenzione, gestual<strong>it</strong>à e mimica<br />
• Area sens<strong>it</strong>ivo-motoria (MI, SI) > controllo dei muscoli fonatori<br />
STRUTTURE SOTTOCORTICALI<br />
• Gangli della base > il caudato serve per l’integrazione ud<strong>it</strong>ivo-motoria nella<br />
comprensione della parola ud<strong>it</strong>a<br />
• Pulvinar (talamo) > memorizzazione verbale e sonorizzazione fonemica<br />
• Cervelletto > articolazione del linguaggio
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
Circu<strong>it</strong>i Fasici<br />
• <strong>Le</strong>ssico Mentale: magazzino di rappresentazione interna dell’informazione<br />
semantica, sintattica e morfologica (ortografica, fonologica) delle parole.<br />
E’ quello che ci permette di reperire parole e significati e rende ragione della<br />
creativ<strong>it</strong>à del linguaggio: l’Uomo, combinando un numero relativamente lim<strong>it</strong>ato<br />
di vocaboli, è capace di generare miriadi di frasi e significati.<br />
• Gli studi funzionali propongono che sia rappresentato dall’attiv<strong>it</strong>à dell’area di<br />
Werniche e delle aree associative temporali antero-inferiori, con più<br />
rappresentazioni a vari livelli.<br />
(Damasio et al. 1996)<br />
Area di Wernicke<br />
(Damasio et al. 1996)
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
Circu<strong>it</strong>i Fasici – Comprensione del linguaggio<br />
COMPRENSIONE DELLA PAROLA UDITA<br />
L’ud<strong>it</strong>o è di fondamentale importanza sia nella percezione che nell’acquisizione del<br />
linguaggio > bambini affetti da sord<strong>it</strong>à congen<strong>it</strong>a o acquis<strong>it</strong>a nei primi anni di v<strong>it</strong>a<br />
sono destinati a diventare sordomuti perché non possono apprendere l’uso della<br />
parola; anche nel soggetto adulto defic<strong>it</strong> ud<strong>it</strong>ivi causano problemi nella<br />
comprensione e nella produzione della parola, perché si perde la modulazione<br />
ud<strong>it</strong>iva del linguaggio (sordastria).<br />
Rete neuronale per la comprensione della parola<br />
W = parole T = toni N = rumori<br />
Binder et al. 2000<br />
Aree<br />
associative<br />
(compresa la<br />
prefrontale)<br />
Corteccia<br />
associativa<br />
temporale<br />
Area di Wernicke<br />
Sistema ud<strong>it</strong>ivo
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
Circu<strong>it</strong>i Fasici – Comprensione del linguaggio<br />
COMPRENSIONE DELLA PAROLA SCRITTA<br />
La vista non serve solo a decodificare il linguaggio scr<strong>it</strong>to, ma risulta importante<br />
anche per la pragmatica attraverso il riconoscimento e l’interpretazione della<br />
gestual<strong>it</strong>à e della mimica, mezzi comunicativi che condizionano il contesto dei<br />
significati.<br />
•E’ altresì importante per l’alfabeto<br />
muto, il quale, essendo connesso a<br />
significati sol<strong>it</strong>amente precisi e<br />
talora approssimativi, crea delle<br />
difficoltà nella comunicazione<br />
attraverso il linguaggio dei gesti<br />
(infatti sarebbe difficile che un<br />
sordomuto <strong>it</strong>aliano riuscisse a<br />
comunicare con un sordomuto<br />
tedesco, esistono più di 150 alfabeti<br />
muti diversi).<br />
Aree<br />
associative<br />
(compresa la<br />
prefrontale)<br />
Corteccia<br />
associativa<br />
temporo-occip<strong>it</strong>ale<br />
Cortecce extrastriate<br />
(NON passa dalla Wernicke)<br />
Sistema visivo
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
Circu<strong>it</strong>i Fasici – Comprensione del linguaggio<br />
COMPRENSIONE DELLA PAROLA SCRITTA<br />
Recentemente (Pulvermuller et al. 2004) è stato osservato che i diversi significati possono<br />
attivare aree <strong>cerebrali</strong> connesse con la rappresentazione dei loro effettori: ad esempio<br />
verbi che esprimono azioni (i.e. lick, pick, kick) attivano le aree motorie di rappresentazione<br />
dei movimenti delle labbra, della mano o della gamba.<br />
Inoltre, sembra che per la<br />
decodificazione della lettura siano<br />
necessarie due vie:<br />
•la prima, via diretta, sarebbe coinvolta<br />
nell’elaborazione dell’informazione<br />
ortografica e interesserebbe le aree<br />
extrastriate;<br />
•la seconda, via di assemblaggio, avrebbe<br />
il comp<strong>it</strong>o di tradurre l’input scr<strong>it</strong>to in<br />
un codice fonologico, ovvero i grafemi<br />
(segni grafici) in fonemi (suoni) > ad<br />
esempio, quando bisogna pronunciare una<br />
parola; in questa via sarebbero coinvolti<br />
sia le aree extrastriate (sopratutto le<br />
temporo-occip<strong>it</strong>ali ) che l’area di Broca.<br />
All’interfaccia tra comprensione e produzione<br />
delle parole c’è l’Integrazione Sintattica delle<br />
stesse in frasi; in questo caso si assiste ad una<br />
complessa attivazione delle aree del linguaggio;<br />
un ruolo maggior<strong>it</strong>ario sarebbe riservato alla<br />
corteccia temporale antero-superiore.
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
Circu<strong>it</strong>i Fasici – Produzione del linguaggio<br />
Nei destrimani le principali attivazioni sono nell’emisfero sinistro:<br />
- giro del cingolo anteriore (indice dello sforzo attentivo)<br />
- corteccia dorsolaterale prefrontale (indice della intenzionale volontà<br />
dell’azione)<br />
- giro frontale inferiore (area di Broca, coinvolta nell’accesso al bagaglio<br />
lessicale)<br />
①<br />
③<br />
②<br />
Stadi 2 e 3 = ELOQUIO<br />
Aree<br />
associative<br />
(compresa la<br />
prefrontale)<br />
Corteccia<br />
associativa<br />
temporale<br />
Area di Broca<br />
e Insula<br />
Muscoli
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
Funzioni dell’emisfero non dominante<br />
Presiede a comp<strong>it</strong>i paralinguistici, che arricchiscono il contenuto del linguaggio:<br />
• PROSODIA > qual<strong>it</strong>à acustiche del linguaggio che non possono essere<br />
rappresentate nella codificazione ortografica, ovvero il R<strong>it</strong>mo, la Melodia e<br />
l’Intonazione dell’enunciato.<br />
• PRAGMATICA > l’uso del linguaggio in particolari contesti sociali; sottolinea le<br />
indicazioni contenute nel discorso (es. affermazioni, esclamazioni, ordini);<br />
funzione simile ai segni di interpunzione del linguaggio scr<strong>it</strong>to.<br />
La rete neuronale che controlla queste funzioni ha un’organizzazione simile a<br />
quella dell’emisfero dominante:<br />
• il giro frontale inferiore DX controlla la produzione della prosodia e della<br />
pragmatica; pazienti con lesioni di quest’ area cerebrale, detta anche Area di<br />
Ross, perdono la capac<strong>it</strong>à di esprimere attraverso l’intonazione e la melodia il<br />
contenuto affettivo delle loro idee e fanno un uso inappropriato della<br />
pragmatica.<br />
• il giro temporale postero-superiore DX, un<strong>it</strong>amente alle aree associative<br />
speculari all’emisfero SN, controlla la comprensione delle funzioni di cui sopra;<br />
lesioni di tali aree rendono il paziente emotivamente “sordo”; spesso esistono<br />
problemi anche con l’interpretazione del contesto sociale della parola (es.<br />
barzellette)
RAPPRESENTAZIONE INTERNA DEL LINGUAGGIO<br />
Integrazione transemisferica del linguaggio<br />
Il corretto funzionamento del linguaggio nelle sue varie espressioni, linguistiche e<br />
non, necess<strong>it</strong>a della collaborazione tra emisfero SN ed emisfero DX > dominanza<br />
NON vuol dire indipendenza.<br />
• Un esempio è proprio quello appena esaminato, a propos<strong>it</strong>o delle funzioni<br />
dell’emisfero non dominante.<br />
• Un altro esempio è dato dallo studio di soggetti che hanno sub<strong>it</strong>o un<br />
emisferectomia SN completa: in questi casi si può ancora comprendere e<br />
produrre il linguaggio, ma i contenuti dello stesso sono fortemente emozionali<br />
ed automatici (insulti, bestemie, ironia...); nei bambini sembra che esista una<br />
maggiore probabil<strong>it</strong>à di recupero degli aspetti verbali da parte dell’emisfero<br />
DX, ma anche in questo caso a lungo termine esistono dei problemi nella<br />
comprensione di frasi semanticamente complesse.<br />
• Un terzo esempio è dato dai soggetti che soffrono di Balbuzie: anche se la<br />
natura intima di tale disturbo non sia ancora del tutto chiar<strong>it</strong>a, alcuni studi<br />
sostengono che, in parte, possa essere dovuto ad uno sbilanciamento<br />
dell’attiv<strong>it</strong>à tra area di Broca e giro frontale inferiore DX a favore del<br />
secondo: infatti più aumenta lo stress emotivo, più questi soggetti tendono a<br />
balbettare.
DISTURBI DEL LINGUAGGIO<br />
DISTURBI DELL’INTEGRAZIONE SIMBOLICA DEL LINGUAGGIO – LE AFASIE<br />
<strong>Le</strong>tteralmente è l’incapac<strong>it</strong>à di parlare, tipica conseguenza di una malattia che<br />
abbia colp<strong>it</strong>o l’emisfero o dominante.<br />
L’elaborazione del linguaggio si avvale della collaborazione incrociata di molti<br />
centri <strong>cerebrali</strong>: per questo motivo è quasi impossibile stabilire, a priori, quali<br />
saranno le conseguenze di un danno (ictus, embolia, trombo, tumore,<br />
trauma) alla parte sinistra del cervello.<br />
Clinicamente le afasie si dividono in molti sottotipi, a seconda della funzione<br />
specifica che risulta compromessa (es. scr<strong>it</strong>tura, comprensione, ripetizione), ma<br />
difficilmente questi defic<strong>it</strong> si presentano isolati.<br />
Per chiarezza comunque, si esaminano:<br />
• capac<strong>it</strong>à di attribuire il giusto nome agli oggetti<br />
• capac<strong>it</strong>à di comprendere il significato di un discorso<br />
• capac<strong>it</strong>à di leggere un testo<br />
• comprensione di un testo scr<strong>it</strong>to<br />
• capac<strong>it</strong>à di scrivere rispettando ortografia e grammatica<br />
• capac<strong>it</strong>à di ripetere esattamente le frasi ascoltate<br />
• eloquio spontaneo, cioè capac<strong>it</strong>à di formulare un discorso corretto e scorrevole<br />
• fluid<strong>it</strong>à verbale, il contrario della balbuzie > la regola generale è che le lesioni<br />
prerolandiche danno origine ad afasie non fluenti, quelle postrolandiche ad<br />
afasie fluenti.
DISTURBI DELL’INTEGRAZIONE SIMBOLICA DEL LINGUAGGIO – LE AFASIE<br />
AFASIA DI BROCA (Motoria o Espressiva)<br />
• <strong>Le</strong>sioni dell’area omonima + corteccia frontale + insula.<br />
• L’emissione del discorso non è fluente: da mutismo a forme di linguaggio<br />
incerto<br />
fatto di poche parole.<br />
• Errori tipici: sostantivi solo al singolare, verbi all’infin<strong>it</strong>o o participio, eliminati<br />
articoli, aggettivi e avverbi, omissioni.<br />
• Comprensione del linguaggio parlato e scr<strong>it</strong>to preservata.<br />
• Paziente consapevole dei propri errori > possibili reazioni depressive.<br />
AFASIA DI WERNICKE (Sensoriale o Recettiva)<br />
• <strong>Le</strong>sioni dell’area omonima + lobulo parietale inferiore + (talora) opercolo<br />
parietale.<br />
• La comprensione del linguaggio è compromessa<br />
• Errori tipici: Parafasie (usa parole sbagliate per il contesto del discorso)<br />
Neologismi (nuove parole), addizione di sillabe o parole<br />
• Distorsioni soprattutto nei sostantivi, poi verbi, aggettivi e avverbi. Non<br />
riescono a ripetere parole e frasi. Difficoltà in letto-scr<strong>it</strong>tura.<br />
• Paziente non consapevole del proprio disturbo: moltiplica il numero di parole<br />
per farsi capire e perciò diventa logorroico > afasia fluente (parla anche<br />
troppo!)
DISTURBI DELL’INTEGRAZIONE SIMBOLICA DEL LINGUAGGIO – LE AFASIE<br />
AFASIA DI CONDUZIONE<br />
• <strong>Le</strong>sioni del fascicolo arcuato, superficiali (BA40) o profonde (fibre insulari).<br />
• Hanno un linguaggio fluente ma intercalato da molti errori di tipo parafasico<br />
con pronuncia di parole e suoni sbagliati.<br />
• Alterata la capac<strong>it</strong>à di ripetere parole e frasi<br />
• <strong>Le</strong>ttura ad alta voce anormale. Scr<strong>it</strong>tura può essere alterata.<br />
• Capac<strong>it</strong>à di comp<strong>it</strong>azione scarsa con errori di omissione, inversioni e<br />
sost<strong>it</strong>uzioni delle lettere.<br />
• Comprensione del linguaggio in genere buona.<br />
• Paziente consapevole del proprio disturbo: all’inizio è più fluente, ma non può<br />
correggere i propri errori, per cui col tempo si inibisce dal parlare > possibili<br />
reazioni depressive.<br />
AFASIA GLOBALE<br />
• <strong>Le</strong>sione di tutte le aree della regione silviana; gravissima<br />
AFASIE TRANSCORTICALI (per lesioni pre- o post- Wernicke)<br />
• Motoria: lesioni delle aree premotorie o prefrontali > alterazione dell’iniziativa<br />
verbale<br />
• Sensoriale: lesioni delle aree associative parieto-temporo-occip<strong>it</strong>ali<br />
> compromessa la comprensione<br />
• Mista: Sindrome da isolamento delle aree del linguaggio, per lesioni perisilviane
DISTURBI DELLA FONAZIONE, DELL’ARTICOLAZIONE E DELLA LETTURA<br />
DISFONIE<br />
• <strong>Le</strong> anomalie della voce sono caratterizzate da una modificazione dell’intens<strong>it</strong>à e<br />
del timbro del segnale laringeo. Il classico abbassamento di voce si chiama<br />
disfonia<br />
e, in casi estremi, diventa afonia, cioè mancanza di voce.<br />
• Può essere dovuta a: uso eccessivo della voce, patologie infiammatorie, paralisi<br />
delle corde vocali, presenza di neoformazioni o di modificazioni del tessuto<br />
mucoso cordale<br />
• Esempi: voce b<strong>it</strong>onale, rinolalia<br />
DISLALIE<br />
• Disturbi dell’articolazione per cause muscolari, osteo-facciali o psicogene.<br />
DISARTRIE<br />
• E’ la difficoltà ad articolare ed emettere i suoni, ma è causata da una lesione<br />
cerebrale. In questo caso il defic<strong>it</strong> è puramente tecnico, i centri del linguaggio non<br />
sono stati colp<strong>it</strong>i, mentre sono rallentati, o paralizzati, i muscoli responsabili della<br />
fonazione. Ne deriva l’assenza di coordinazione motoria nei movimenti fini linguobucco-facciali,<br />
associata di frequente all'incoordinazione respiratoria. Il problema<br />
può migliorare con i trattamenti logopedici<br />
• Cause: lesioni del fascio genicolato, paralisi periferica dei nervi cranici, lesioni<br />
dei gangli della base, lesioni del cervelletto
DISTURBI DELLA FONAZIONE, DELL’ARTICOLAZIONE E DELLA LETTURA<br />
ALESSIE (Dislessie Acquis<strong>it</strong>e)<br />
• Incapac<strong>it</strong>à di comprendere o leggere ad alta voce lo scr<strong>it</strong>to. Possono essere<br />
associate o meno ad Agrafia (incapac<strong>it</strong>à di scrivere).<br />
DISLESSIE (Dislessie Evolutive)<br />
• Disturbi dell’apprendimento della lettura che insorgono durante lo sviluppo del<br />
linguaggio. Sono abbastanza frequenti e colpiscono soprattuto i maschi mancini.<br />
• Non hanno a che fare con defic<strong>it</strong> cogn<strong>it</strong>ivi o intellettivi (anzi, i dislessici spesso<br />
hanno un QI superiore alla norma), il problema è nella decodificazione dei<br />
segnali visuo-grafici, che risulta alterata, con inversioni di grafemi (es. b d)<br />
o parole. Spesso associata a discalculia e disortografia<br />
• Non esistono dati conclusivi sulla natura neurobiologica del disturbo; alcuni<br />
autori sostengono che l’alterazione sia a livello delle vie visive e ud<strong>it</strong>ive, con<br />
anche interessamento del cervelletto; inoltre, gli studi funzionali dimostrano<br />
minori asimmetrie funzionali nelle aree dell’emisfero SN che controllano la<br />
decodificazione dello scr<strong>it</strong>to; studi ancora in corso.<br />
PARAPRASSIA (Lapsus freudiano)<br />
Errori nell’uso delle parole “adatte”, che però potrebbero svelare ciò che<br />
realmente pensa il soggetto che ne commette. Sol<strong>it</strong>amente presente in segu<strong>it</strong>o alla<br />
caduta del livello di attenzione, Freud interpretò il fenomeno come la<br />
slatentizzazione di sentimenti residenti nell’incoscio.
ASPETTI EVOLUTIVI DEL LINGUAGGIO<br />
Filogenesi del linguaggio umano<br />
La maggior parte degli antropologi r<strong>it</strong>iene che tutti i linguaggi umani derivino<br />
da un’unica lingua ancestrale insorta in Africa circa 2 milioni di anni fa;<br />
ciò lim<strong>it</strong>atamente al linguaggio orale, perché la storia di quello scr<strong>it</strong>to è molto più<br />
recente: le prime prove di uso dello scr<strong>it</strong>to risalgono a circa 5000 di anni fa.<br />
• H. Habilis, il primo rappresentante degli Ominidi apparso 2,5 milioni di anni fa,<br />
presentava già delle asimetrie <strong>cerebrali</strong>, tuttavia pare che facesse uso di gesti<br />
e non parlava.<br />
• Poi apparve H. Erectus: studiandone le fossili, si scoprì una differenzazione<br />
dell’apparato vocale con abbassamento della laringe ed ampliamento della zona<br />
faringea.<br />
• Prossimo nella scala evolutiva fu H. Neanderthalis, con caratteristiche del<br />
tutto umane e la dimostrazione anatomica della presenza dell’osso ioide.<br />
• Ultimo nell’evoluzione è H. Sapiens, l’Uomo moderno.<br />
Si suppone che il linguaggio comparve con l’assunzione della posizione eretta, da H.<br />
Erectus in poi, la quale avrebbe reso libere le mani per l’uso dei gesti, e,<br />
successivamente, con l’arrivo di H. Neanderthalis, qualche mutazione dell’apparato<br />
vocale avrebbe permesso il controllo volontario della voce e l’evoluzione del<br />
linguaggio orale, a partire da un sistema ancestrale di grida instintive.
ASPETTI EVOLUTIVI DEL LINGUAGGIO<br />
Ontogenesi del linguaggio umano<br />
TEORIE SULL’ACQUISIZIONE DEL LINGUAGGIO<br />
TEORIA NATIVISTA<br />
N. Chomsky sostiene che le persone nascano con un “dispos<strong>it</strong>ivo” innato “di acquisizione del<br />
linguaggio”, geneticamente determinato, una specie di modulo cogn<strong>it</strong>ivo ered<strong>it</strong>ario che<br />
contiene gli strumenti necessari per comprendere e produrre il linguaggio.<br />
• Dati a favore: alla nasc<strong>it</strong>a il bambino ha già pronte tutte le <strong>strutture</strong> che lo fanno parlare<br />
e capire il linguaggio:<br />
gli studi funzionali dimostrano che già all’ottavo mese di v<strong>it</strong>a gestazionale nella<br />
maggior parte dei feti il planum temporalis (dove localizzata l’area 22) è più<br />
sviluppato nell’emisfero SN.<br />
l’analisi spettrografica della voce del bambino fa vedere che egli è in grado di<br />
emettere tutti i suoni di tutte le lingue naturali.
Noam Chomsky<br />
Noam Chomsky è nato nel<br />
1928 negli Stati Un<strong>it</strong>i. Ha<br />
rivoluzionato gli studi<br />
linguistici con la teoria<br />
generativista che ha avuto<br />
fondamentali ricadute<br />
nell'amb<strong>it</strong>o della ricerca<br />
psicologica, logica, filosofica.<br />
Attualmente insegna nel<br />
Department of Linguistic and<br />
Philosophy del Massachusetts<br />
Inst<strong>it</strong>ute of Technology<br />
[MIT].
N. Chomsky (va almeno detto che lui stesso ha negato le sue idee e le cambia di<br />
continuo, con uno scopo ricorrente: convincere che lui è il solo, unico vero linguista)<br />
b) a Chomsky si stanno opponendo tutti, compresi i suoi migliori allievi<br />
metà dei linguisti del mondo inorridiscono al solo nome di Chomsky<br />
c) Va nominata la LINGUISTICA COGNITIVA che oggi va per la maggiore e si basa<br />
sulla negazione di quasi tutto quello che ha detto Chomsky (cfr. Langacker, Taylor e<br />
mezzo mondo che conta);<br />
d) Chomsky divide la linguistica in due concetti:<br />
broad sense (quello di cui si occupano tutti i linguisti)<br />
narrow sense (quello di cui si occupa lui, cioè la sintassi)<br />
della prima a lui non importa nulla perché non è scientifica, solo la seconda è degna di<br />
attenzione cioè è scientifica (perché se ne occupa lui), detto in Science 2002, posizione<br />
invalidata in modo netto e convincente da Pinker e Jackendoff (tra i migliori linguisti al<br />
mondo) nel 2005 in un carteggio su “Cogn<strong>it</strong>ion” in risposta all’articolo di Science.<br />
L. Salmon
ASPETTI EVOLUTIVI DEL LINGUAGGIO<br />
Ontogenesi del linguaggio umano<br />
TEORIE SULL’ACQUISIZIONE DEL LINGUAGGIO<br />
TEORIA DELL’APPRENDIMENTO<br />
J. Piaget, il grande psicologo svizzero, r<strong>it</strong>iene invece che il linguaggio si sviluppi nel contesto<br />
di un processo generale di apprendimento sensori-motorio, dunque sottolinea l’importanza dei<br />
fattori socio-ambientali.<br />
In particolare, A. Bandura, un altro psicologo, ha sottolineato l’importanza<br />
dell’apprendimento im<strong>it</strong>ativo.<br />
• Dati a favore: la scoperta del sistema dei neuroni a specchio, che nell’Uomo è localizzato<br />
nell’area di Broca, attualmente rende credibil<strong>it</strong>à in questa teoria; studi in corso.
ASPETTI EVOLUTIVI DEL LINGUAGGIO<br />
Ontogenesi del linguaggio umano<br />
TEORIE SULL’ACQUISIZIONE DEL LINGUAGGIO<br />
TEORIA INTERAZIONISTA<br />
E’ il risultato dell’integrazione tra teoria nativista e quella dell’apprendimento e<br />
sostiene che il linguaggio sia il prodotto dell’interazione tra fattori innati e fattori<br />
ambientali di acquisizione dello stesso. In effetti, mentre alla nasc<strong>it</strong>a siamo<br />
capaci di imparare qualsiasi lingua naturale, l’apprendimento condiziona la nostra<br />
capac<strong>it</strong>à di parlarne una determinata.<br />
Che si tratti di apprendimento im<strong>it</strong>ativo, è una teoria accred<strong>it</strong>ata anche dal<br />
comportamento del bambino, il quale sviluppa delle precise reazioni motorie in<br />
risposta alla lingua che percepisce come “familiare” e sembra essere già in grado<br />
di riconoscere la prosodia materna.<br />
La COMPRENSIONE del linguaggio inizia attorno al primo anno di v<strong>it</strong>a e poco dopo<br />
se ne sviluppa la PRODUZIONE: all’inizio il linguaggio è Olofrastico, perché il<br />
bambino concentra il significato dell’intera frase in una singola parola;<br />
successivamente diventa Telegrafico, con omissioni di articoli e preposizioni e uso<br />
di frasi a 2-3 parole; infine, tra i 2 e 4 anni di età, si ha il rapido sviluppo della<br />
funzione fasica con uso di elementi sintattici e costruzione di frasi compiute.
Un’ulteriore ipotesi<br />
GM EDELMAN
Edelman Darwinismo Neuronale<br />
I concetti non sono necessariamente legati all'uso del linguaggio<br />
anche gli scimpanzé sviluppino concetti, che formano (tanto sul piano dell'evoluzione, quanto<br />
su quello dello sviluppo individuale) prima del linguaggio<br />
Essi sono<br />
1) funzionalmente indipendenti e separati dal linguaggio<br />
2) prelinguistici, "categorie ontologiche", che si basano, ad un livello fondamentale, su schemi<br />
astratti costru<strong>it</strong>i in modo in termodale a partire dalle posizioni assunte dal corpo nella sua<br />
interazione con l'ambiente esterno (i cosiddetti "schemi d'immagine": "oggetto", "movimento",<br />
"barriera", "conten<strong>it</strong>ore", etc. (Edelman, G.M. [1989], trad. <strong>it</strong>., p. 174.<br />
I concetti "prendono l'avvio dai materiali forn<strong>it</strong>i dall'apparato percettivo" e dipendono, nella loro<br />
formazione, dalle modal<strong>it</strong>à specifiche del funzionamento cerebrale (dal punto di vista della<br />
TSGN, dalla capac<strong>it</strong>à di categorizzare e ricategorizzare). In questo senso, "non sono<br />
convenzionali o arb<strong>it</strong>rari" (essendo anch'essi basati su "valori"), né "sono legati a una<br />
comun<strong>it</strong>à linguistica" . Per quanto riguarda il loro ordinamento sequenziale, Edelman<br />
propone il termine "presintassi": una forma di memoria (che potrebbe essere intesa nel<br />
senso di vincolo sulla ricategorizzazione) nella quale, ad esempio, "la risposta al concetto di<br />
un oggetto deve sempre precedere (o seguire) la risposta a un concetto di un' azione " La<br />
formazione e l'ordinamento dei concetti così intesi implicherebbero dunque: 1) la<br />
categorizzazione di attiv<strong>it</strong>à <strong>cerebrali</strong> (" mapping globali") da parte del cervello stesso<br />
(ricategorizzazione concettuale); 2) la connessione rientrante fra aree temporali, parietali e<br />
frontali a loro volta connesse con gli "organi della successione" (cervelletto, ippocampo e<br />
gangli della base), come nel caso della memoria categoria-valore.<br />
Fonte: C. Catenacci http://www.methodologia.<strong>it</strong>/l1205/disp1205.html
Linguaggio<br />
Edelman r<strong>it</strong>iene che tanto l'evoluzione, quanto l'acquisizione del linguaggio - inteso<br />
come funzione adattativa - dipendano dalla precedente evoluzione (o sviluppo) di aree<br />
<strong>cerebrali</strong> per i concetti. Egli abbozza una teoria "epigenetica" del linguaggio che si definisce per<br />
contrasto con la "linguistica cartesiana", ovvero con la grammatica universale di Noam Chomsky<br />
"incorporata sotto forma di un insieme di regole in un modulo cerebrale il cui funzionamente è<br />
geneticamente determinato" (Edelman, G.M. [1989],).<br />
Quattro le premesse<br />
1) una base necessaria ma non sufficiente per la semantica esiste già nelle aree del cervello che<br />
hanno attinenza con la formazione di concetti (lobi frontale, parietale e temporale);<br />
2) le aree di Broca e di Wernicke - che sono adattamenti evolutivi unici per il linguaggio,<br />
(assunzione della stazione eretta con relativi cambiamenti nella base del cranio, modificazione del<br />
tratto sopralaringeo e delle corde vocali e, sviluppo di regioni corticali associate - non sono di per<br />
sé sufficienti alla realizzazione di un linguaggio significante; inoltre, la base per i meccanismi<br />
fonologici e sintattici si trova già nell'apparato corticale preesistente allo sviluppo evolutivo di tali<br />
aree, connesso alla categorizzazione di " mapping globali" e alla presintassi;<br />
3) tali aree sono legate all'emergere di una fonologia sufficiente perché parole e frasi diventino<br />
"simboli" per concetti, rendendo possibile lo sviluppo di una sintassi vera e propria;<br />
4) dato in un individuo un lessico sufficientemente sviluppato, l'apparato concettuale può trattare<br />
ricorsivamente e classificare le varie produzioni del linguaggio (morfemi, parole, frasi) come "ent<strong>it</strong>à<br />
" da categorizzare e ricombinare senza alcuna necess<strong>it</strong>à di un ulteriore riferimento alle loro origini<br />
iniziali o alle loro basi nella percezione, nell'apprendimento o nella trasmissione sociale.<br />
Fonte: C. Catenacci http://www.methodologia.<strong>it</strong>/l1205/disp1205.html
Edelman r<strong>it</strong>iene che l'assunto di un modulo cerebrale specifico con "regole" innate<br />
contenenti costrizioni geneticamente imposte sul linguaggio appaia altamente<br />
improbabile, perché: 1) il modulo dovrebbe specificare regole di trasformazione<br />
estese e complicate; e 2) tale insieme di regole dovrebbe essere rappresentato in<br />
modo ordinato e completo in regioni <strong>cerebrali</strong> che sono già capaci di condurre alla<br />
formazione di concetti. L'idea delle regole innate andrebbe sost<strong>it</strong>u<strong>it</strong>a con quella di<br />
costrizioni o vincoli innati, i quali consentirebbero di spiegare in termini selezionistici<br />
l'emergenza epigenetica di regole appropriate. "In assenza di tali costrizioni,<br />
nessun sistema epigenetico potrebbe funzionare" (Edelman, G.M. [1989]). Va<br />
notata la parziale convergenza fra questa proposta di Edelman e le conclusioni<br />
raggiunte in amb<strong>it</strong>o neurolinguistico da Antonio Damasio e Hanna Damasio<br />
(Damasio, A.R., Damasio H. [1992]), secondo i quali il linguaggio<br />
sembrerebbe richiedere la cooperazione di tre sistemi neurali: un primo sistema<br />
che categorizza preesistenti rappresentazioni o concetti prelinguistici, un secondo<br />
che rappresenta i fonemi, le combinazioni fonemiche e le regole sintattiche per la<br />
combinazione delle parole e la costruzione delle frasi, ed un terzo che svolge una<br />
funzione di mediazione fra i primi due, collegando la produzione di concetti a quella<br />
di parole o frasi e viceversa; tale mediazione sembrerebbe avvenire nelle regioni<br />
temporali e frontali sinistre.<br />
Fonte: C. Catenacci http://www.methodologia.<strong>it</strong>/l1205/disp1205.html
Geswind N Engl J Med 1971
Il linguaggio: studi<br />
anatomici recenti<br />
Fascicolo arcuato<br />
Catani, Neuroimage 2002
Il linguaggio:<br />
PET
Language<br />
Cabeza & Nyberg, 2000, JOCN<br />
fMRI for Dummies
Il linguaggio: fMRI
50<br />
50<br />
Differenze tra sessi?
Fluenza fonemica<br />
S D<br />
Nei destrimani le<br />
principali attivazioni<br />
sono nell’emisfero<br />
sinistro:<br />
- giro del cingolo<br />
anteriore (indice dello<br />
sforzo attentivo)<br />
- corteccia<br />
dorsolaterale<br />
prefrontale (indice<br />
della intenzionale<br />
volontà dell’azione)<br />
- giro frontale<br />
inferiore (area di<br />
Broca, coinvolta<br />
nell’accesso al bagaglio<br />
lessicale)
Fluenza fonemica<br />
Attivazione media di un gruppo<br />
di 8 soggetti destrimani<br />
S D
La stessa prova<br />
nella maggioranza<br />
di 10 soggetti non<br />
destrimani<br />
determinava<br />
attivazione di<br />
entrambi gli<br />
emisferi,<br />
e in un soggetto<br />
l’attivazione era<br />
prevalente<br />
nell’emisfero<br />
destro<br />
Fluenza fonemica<br />
S D<br />
S D
ASPETTI EVOLUTIVI DEL LINGUAGGIO<br />
Il Bilinguismo<br />
Secondo l’ipotesi del PERIODO CRITICO (Penfield, 1959; <strong>Le</strong>nneberg, 1967)<br />
esiste un preciso intervallo di tempo, tra i 2 anni di età e la pubertà, per l’acquisizione del<br />
linguaggio o di una seconda lingua.<br />
• I dati sperimentali e clinici sembrano concordare con tale ipotesi, anche se non si<br />
sa esattamente per quale motivo ciò succeda: un’ipotesi è che fino all’inizio del<br />
periodo pubere il SNC avrebbe una maggior riserva di plastic<strong>it</strong>à adattiva e/o che<br />
fino a tale periodo non si sia ancora completata la lateralizzazione della funzione<br />
fasica.<br />
• Nei maschi le asimmetrie <strong>cerebrali</strong> sono più pronunciate che nelle femmine, per cui le<br />
seconde hanno maggiori capac<strong>it</strong>à di recupero e di adattamento.<br />
Dopo questo periodo cr<strong>it</strong>ico sarebbe sempre possibile imparare una nuova lingua, ma in<br />
maniera imperfetta, soprattutto per quanto riguarda fluenza e pronuncia; anche in questo<br />
caso, apparentemente i maschi hanno maggiori difficoltà rispetto alle femmine.<br />
VERSUS<br />
Bilinguismo in età evolutiva (Kim et al. 1997)<br />
Bilinguismo in età adulta
<strong>Le</strong> aree orb<strong>it</strong>ofrontali
Riceve informazioni da tutti i<br />
sensi; il meccanismo della<br />
ricompensa è modulato dai<br />
Neuroni della fame<br />
L’output verso striato e<br />
ipotalamo
RIDERE<br />
RIDERE
Itzhak Fried, della Medical School di Los<br />
Angeles, valutava l’origine delle crisi<br />
epilettiche di una giovane paziente, A. K<br />
La stimolazione della porzione più<br />
anteriore dell'area motrice supplementare<br />
dell'emisfero sinistro determinava il riso.<br />
Uno stimolo di bassa intens<strong>it</strong>à generava un<br />
sorriso o una risata di breve durata appena<br />
accennata, bastava però aumentare di poco<br />
l’intens<strong>it</strong>à della stimolazione che si<br />
scatenava una incoercibile e fragorosa<br />
risata.
Eppure molte malattie generano<br />
un'alterazione nel controllo del riso<br />
Ad esempio un tumore del lobo frontale<br />
o dell'ipotalamo porta a ridere molto<br />
facilmente; le patologie che colpiscono il<br />
tronco encefalico danno origine ad<br />
alternanza di momenti di riso e di pianto<br />
immotivato; infine le crisi epilettiche di<br />
tipo gelastico, tipicamente di origine dal<br />
lobo temporale, sono caratterizzate da<br />
eccessi di riso incontrollabile.
Mentre nessun paziente con tumore cerebrale o con<br />
crisi epilettiche gelastiche è in grado di spiegare<br />
le ragioni della propria ilar<strong>it</strong>à, A. K., quando le<br />
stimolavano la corteccia cerebrale, chiariva quale<br />
stimolo susc<strong>it</strong>asse la sua reazione emotiva: "Rido<br />
perché trovo esilarante la figura del cavallo che<br />
mi state mostrando; rido perché trovo buffo chi<br />
mi sta attorno" aveva affermato la malata.<br />
"Anche se l'origine del comportamento di A.K. era<br />
puramente sperimentale, non si trattava di una<br />
reazione meccanica; la giovane riconosceva<br />
nell'ambiente esterno la sollec<strong>it</strong>azione al proprio<br />
comportamento. Ridere è un'attiv<strong>it</strong>à complessa in<br />
cui si intrecciano aspetti motori, emotivi e<br />
cogn<strong>it</strong>ivi" sostiene Itzhak Fried.
Ridere<br />
La risata non è parte della crisi.<br />
L’area SMA possiede<br />
un’organizzazione somatotopica con<br />
lrappresentati più anteriormente<br />
delle braccia e gambe. Linguaggio e<br />
ridere sono quindi rappresentati<br />
nella parte rostrale della SMA,<br />
proprio davanti all’area dell’attiv<strong>it</strong>à<br />
manuale, forse come area di una<br />
ulteriore evoluzione del cervello<br />
umano.<br />
Itzhak Fried, et al<br />
NATURE | VOL 391 | 12 FEBRUARY 1998
Itzhak Fried non ha utilizzato, a differenza della<br />
stragrande maggioranza dei neuropsicologi, le più<br />
sofisticate e moderne tecniche di imaging, come la PET<br />
o la SPECT, ma ha invece stimolato direttamente, come<br />
ai tempi di Wilder Penfield, la corteccia cerebrale.<br />
La sua scoperta è frutto del caso: l'obiettivo dello<br />
studio non era la genesi del riso umano, bensì la<br />
localizzazione di un focolaio epilettico.<br />
Alcuni ricercatori rimproverano a questo studio "di<br />
basare le proprie considerazioni sulla stimolazione di<br />
un solo cervello, per lo più proveniente da un soggetto<br />
epilettico. L'esperimento andrebbe completato<br />
analizzando le reazioni di una decina di individui sani”.<br />
Altri neuropsicologi hanno sottolineato come manchi,<br />
nell'animale, un'area corrispondente al supposto centro<br />
del riso.
Jun Tanji, psicologo di Tokio, afferma:<br />
"Diversi studi su primati suggeriscono<br />
che all'interno dell'area premotoria<br />
supplementare si possono distinguere due<br />
centri nervosi, uno coinvolto nel controllo<br />
dei movimenti più semplici, l'altro di<br />
quelli più complessi. Entrambi però<br />
servirebbero a costruire il percorso<br />
spazio temporale del gesto, nulla a che<br />
vedere con il riso".
Far ridere è molto più facile che definire<br />
filosoficamente o scientificamente il riso.<br />
Da tanto scr<strong>it</strong>tori e comici sanno che, accanto al<br />
ragionamento logico, esiste un altro tipo di<br />
argomentazione e conoscono i mezzi per susc<strong>it</strong>are questa<br />
visione straniata e diversa del mondo.<br />
Nel racconto di Ernst Hoffmann la principessa Brambilla,<br />
il re Ophioch e la regina Liris vedono improvvisamente<br />
nello specchio magico della fonte di Urdar l'universo e la<br />
loro stessa immagine: "Ridere è la parola esatta, né<br />
sapremmo trovarne una migliore per esprimere ciò che<br />
essi provarono e che non era tanto un benessere<br />
interiore, quanto la gioia per la v<strong>it</strong>toria riportata da<br />
forze intime".<br />
Jean Starobinski, cr<strong>it</strong>ico letterario, così commenta il<br />
brano: "La fonte di Urdar non sarebbe altro che quello<br />
che si chiama l'umorismo, cioè la meravigliosa capac<strong>it</strong>à<br />
del pensiero, nata dalla profonda med<strong>it</strong>azione sulla<br />
natura, di creare un proprio sosia ironico, le cui strambe<br />
buffonate gli permettono di riconoscere anche quelle di<br />
tutta la v<strong>it</strong>a terrena e di trarne divertimento".
Ridere<br />
• Aumenta la pressione ematica<br />
• Aumenta le pulsazioni cardiache<br />
• Modifica il respiro<br />
• Determina una condizione pos<strong>it</strong>iva per il<br />
sistema autoimmune.<br />
• Aumenta il cortisolo, l’ormone della<br />
cresc<strong>it</strong>a e le catecolamine
Dalla risata all’umorismo<br />
• La risata nasce per segnalare che un contatto sociale<br />
(ad es. il solletico o un gioco) che potrebbe essere<br />
pericoloso, ma non lo è, anzi è piacevole<br />
• L’umorismo nasce quando entro uno schema narrativo si<br />
inserisce un elemento incongruente. La scoperta<br />
dell’incongruenza richiede uno sforzo cogn<strong>it</strong>ivo. La<br />
soluzione dell’incongruenza provoca un piacevole sollievo
Battute logiche e semantiche<br />
(Fono)logico: giochi di parole:<br />
Come si chiama il più bravo motociclista<br />
giapponese?<br />
Thofuso Lhamoto<br />
Semantico<br />
Qual è il colmo per un canguro?<br />
Avere le borse sotto gli occhi
• Umorismo: evoluzione dello stesso meccanismo<br />
che provoca la risata<br />
• Entrambi gli emisferi coinvolti<br />
• Emisfero sinistro: cogliere l’incongru<strong>it</strong>à<br />
• Emisfero destro: risoluzione dell’incongru<strong>it</strong>à (i<br />
pazienti con lesioni <strong>cerebrali</strong> dx hanno<br />
difficoltà a cogliere l’umorismo, anche se<br />
colgono l’incongru<strong>it</strong>à non la risolvono)<br />
• Amigdala coinvolta anche nelle emozioni<br />
pos<strong>it</strong>ive
•J Cogn Neurosci. 2006 Nov;18(11):1789-98.<br />
•Humor comprehension and appreciation: an FMRI study.<br />
•Bartolo A, Benuzzi F, Nocetti L, Baraldi P, Nichelli P.<br />
•Humor is a unique abil<strong>it</strong>y in human beings. Suls [A two-stage model for the<br />
appreciation of jokes and cartoons. In P. E. Goldstein & J. H. McGhee (Eds.), The<br />
psychology of humour. Theoretical perspectives and empirical issues. New York:<br />
Academic Press, 1972, pp. 81-100] proposed a two-stage model of humor:<br />
detection and resolution of incongru<strong>it</strong>y. Incongru<strong>it</strong>y is generated when a<br />
prediction is not confirmed in the final part of a story. To comprehend humor, <strong>it</strong><br />
is necessary to revis<strong>it</strong> the story, transforming an incongruous s<strong>it</strong>uation into a<br />
funny, congruous one. Patient and neuroimaging studies carried out until now lead<br />
to different outcomes. In particular, patient studies found that right brain-lesion<br />
patients have difficulties in humor comprehension, whereas neuroimaging studies<br />
suggested a major involvement of the left hemisphere in both humor detection<br />
and comprehension. To prevent activation of the left hemisphere due to language<br />
processing, we devised a nonverbal task comprising cartoon pairs. Our findings<br />
demonstrate activation of both the left and the right hemispheres when<br />
comparing funny versus nonfunny cartoons. In particular, we found activation of<br />
the right inferior frontal gyrus (BA 47), the left superior temporal gyrus (BA<br />
38), the left middle temporal gyrus (BA 21), and the left cerebellum. These areas<br />
were also activated in a nonverbal task exploring attribution of intention [Brunet,<br />
E., Sarfati, Y., Hardy-Bayle, M. C., & Decety, J. A PET investigation of the<br />
attribution of intentions w<strong>it</strong>h a nonverbal task. Neuroimage, 11, 157-166, 2000].<br />
We hypothesize that the resolution of incongru<strong>it</strong>y might occur through a process<br />
of intention attribution. We also asked subjects to rate the funniness of each<br />
cartoon pair. A parametric analysis showed that the left amygdala was activated<br />
in relation to subjective amusement. We hypothesize that the amygdala plays a<br />
key role in giving humor an emotional dimension.
LPFC<br />
Lateral PreFrontal Cortex<br />
LA WORKING MEMORY
LA MEMORIA DI LAVORO<br />
Si pensa anche che potrebbe essere composta da<br />
alcuni sotto insiemi:<br />
Una memoria breve centrale di piccola capac<strong>it</strong>à,<br />
una specie di agenda per appunti;<br />
Un circu<strong>it</strong>o riverberante fonologico che permette<br />
di tenere a mente un piccolo numero di<br />
informazioni linguistiche, non necessario<br />
all’accesso alla memoria a lungo termine;<br />
Un circu<strong>it</strong>o riverberante per le informazioni<br />
visuospaziali.
La memoria di lavoro<br />
• Il concetto della working memory nasce nell’amb<strong>it</strong>o della<br />
psicologia cogn<strong>it</strong>iva degli anni Sessanta e deriva<br />
dall’individuazione di un sistema di elaboarazione attiva dei<br />
contenuti mnestici, E’ distinto e sovraordinato rispetto alle<br />
funzioni passive di immagazzinamento a breve termine.<br />
• Un<strong>it</strong>à operativa di base, soggiacente e indispensabile allo<br />
svolgimento di qualsiasi attiv<strong>it</strong>à cogn<strong>it</strong>iva complessa<br />
(comprensione, ragionamento, apprendimento ecc.), il<br />
prodotto dei suoi processi elaborativi è identificato coi<br />
contenuti immediati della coscienza.<br />
• I modelli computazionali (Baddeley e H<strong>it</strong>ch, 1974) ipotizzano<br />
tre sistemi organizzati gerarchicamente: uno di gestione e<br />
controllo (stimolo-indipendente) due stimolo-specifici (uno<br />
fonologico ed uno visuo-spaziale).
La memoria di lavoro<br />
Questo modello tripart<strong>it</strong>o, pur con tutti i suoi lim<strong>it</strong>i, ha<br />
orientato la ricerca neuropsicologica degli anni<br />
successivi sui correlati neurali di questo sistema<br />
mnestico nel suo complesso, come pure delle sue<br />
sottocomponenti. Negli ultimi dieci anni, infatti, studi<br />
sperimentali psicofisiologici e di neuroimmagine<br />
funzionale hanno consent<strong>it</strong>o di individuare<br />
i circu<strong>it</strong>i neurali soggiacenti ai processi di working<br />
memory nel cervello sia animale che umano: la corteccia<br />
prefrontale dorsolaterale, un<strong>it</strong>amente alle sue f<strong>it</strong>te e<br />
reciproche connessioni corticali (aree associative<br />
posteriori) e sottocorticali (ippocampo, gangli della base<br />
e talamo), viene preferenzialmente proposta quale<br />
correlato neurale della memoria di lavoro.
La memoria di lavoro<br />
Il legame funzionale tra corteccia<br />
prefrontale dorsolaterale e working<br />
memory è sostenuto dai numerosi riscontri<br />
empirici relativi all'organizzazione<br />
circu<strong>it</strong>ale locale di questa regione (campi di<br />
memoria e mappa mnestica topografica),<br />
alle proprietà intrinseche dei suoi neuroni<br />
(bistabil<strong>it</strong>à) e al relativo assetto<br />
biochimico (soprattutto: modulazione<br />
dopaminergica, glutammatergica e<br />
serotoninergica).
La memoria di lavoro<br />
• Una definizione univoca del ruolo assolto<br />
dalla corteccia prefrontale dorsolaterale<br />
in mer<strong>it</strong>o alle diverse componenti<br />
funzionali della working memory non è<br />
però ancora stata raggiunta.
La memoria di lavoro<br />
<strong>Le</strong> indagini sperimentali in quest’amb<strong>it</strong>o hanno portato<br />
al profilarsi di due modelli alternativi che<br />
caratterizzano la corteccia prefrontale dorsolaterale<br />
in base o al tipo di informazione elaborata (modello<br />
della stimolo-specific<strong>it</strong>à) o allo specifico processo<br />
sostenuto (modello della processo-specific<strong>it</strong>à). Recenti<br />
ipotesi sperimentali fanno risiedere la specific<strong>it</strong>à<br />
funzionale di questa regione corticale nel<br />
mantenimento temporaneo di una rappresentazione<br />
integrata di informazioni multi-modali, convogliate<br />
dalle aree posteriori stimolo-specifiche (Prabhakaran<br />
et al., 2000).
La memoria di lavoro<br />
• In questa prospettiva la corteccia<br />
prefrontale dorsolaterale risulterebbe<br />
essere il più plausibile correlato anatomofunzionale<br />
della recentissima componente<br />
aggiunta da Baddeley nel 2000 al suo modello<br />
computazionale: il buffer episodico, deputato<br />
all'organizzazione e alla sintesi dei diversi<br />
contenuti mnestici, presenti e passati, in<br />
un'unica gestalt di significato<br />
(rappresentazione episodica).
La memoria di lavoro<br />
Recentemente il defic<strong>it</strong> di working memory è<br />
venuto gradualmente a profilarsi come il danno<br />
cogn<strong>it</strong>ivo fondamentale e "necessario" del<br />
disturbo schizofrenico, all'interno del modello<br />
interpretativo che considera l'ipofrontal<strong>it</strong>à la<br />
lesione "primaria" di questa patologia.
La memoria<br />
di lavoro<br />
Neural network for<br />
encoding immediate<br />
memory in phonological<br />
processing<br />
Xiaojian Li, et al<br />
Neuroreport 2004<br />
IFG= giro frontale inferiore<br />
CBL= cercelletto laterale destro
LA CONCLUSIONE<br />
Questo studio di fMRI dimostra che la ricognizione<br />
tonale in un paradigma di risposta-immediata con<br />
distrattori che si intercalano recluta un circu<strong>it</strong>o<br />
fronto-cerebellare per l’encoding articolatorio.<br />
Questo network aumenta l’encoding articolatorio nella<br />
memoria immediata. Lo stesso network appare<br />
mediare il rehearsal nel paradigma rispostar<strong>it</strong>ardata.<br />
Sembra quindi necessario rivedere il<br />
modello della working memory nel quale il rehearsal<br />
è opzionale mentre l’encoding è un componente<br />
obligatorio del loop fonologico.
Corteccia prefrontale<br />
• La regione prefrontale sembra implicata<br />
tra l’altro in alcune specifiche funzioni<br />
quale quella del:<br />
il riconoscimento<br />
dell’errore
Quando avviene il riconoscimento dell’errore si<br />
attivano molte aree <strong>cerebrali</strong>.<br />
Potrebbe essere il funzionamento tipico se<br />
dobbiamo apprendere dagli errori.
Corteccia prefrontale<br />
• Il caso di Phineas<br />
Gage (1848)<br />
• This is the bar that was shot through the head of Mr. Phinlius P. Gage at Cavendish,<br />
Vermont, Sept. 14, 1848. He fully recovered from the injure & depos<strong>it</strong>ed this bar in<br />
the Museum of the Medical College, Harvard Univers<strong>it</strong>y. Phinehaus P. Gage Jan 6 1850
On 13th. September 1848, an accidental<br />
explosion of a charge he had set blew his<br />
tamping iron through his head.<br />
In fact, from early in 1851 until just before he died nine years<br />
later, Gage seems to have worked at the one occupation,<br />
although in two places: in Currier's livery stable and coach<br />
business for 1 1/2 years, and in Chile in a similar capac<strong>it</strong>y for<br />
nearly seven more. There he clearly drove coaches, probably<br />
stage coaches. We know he was barely well enough to do a full<br />
day's work on his parent's farm until June of 1849, just well<br />
enough to travel to Boston in November of that year, and was<br />
still described in 1850 as failing in bodily powers. The maximum<br />
time he could have travelled around New England or been w<strong>it</strong>h<br />
Barnum's Museum would seem to have been about a year. We<br />
know nothing about the qual<strong>it</strong>y of his work for Currier or when he<br />
was in Chile, or to what extent he was able to support himself.<br />
This has not prevented the fabrication of employment histories<br />
somewhat at variance w<strong>it</strong>h one another: for example, in one he is<br />
totally aimless, in another he makes a lot of money from<br />
exhib<strong>it</strong>ing himself but dies penniless in an inst<strong>it</strong>ution.
http://www.deakin.edu.au/hmnbs/psychology/gagepage/Pgstory.htm<br />
No studies of Phineas Gage's brain were made<br />
post mortem. Late in 1867 his body was<br />
exhumed, and his skull and the tamping iron<br />
sent to Dr. Harlow, then in Woburn (MA).<br />
Harlow reported his findings, including his<br />
estimate of the brain damage, in 1868. He<br />
then gave the skull and tamping iron to what<br />
became the Warren Museum of the Medical<br />
School of Harvard Univers<strong>it</strong>y where they were<br />
much studied. They are now on display at<br />
Harvard's Countway Library of Medicine.
The return of Phineas Gage: clues about the brain from the<br />
skull of a famous patient.<br />
Science. 1994 May 20;264(5162):1102-5.<br />
Damasio H, Grabowski T, Frank R, Galaburda AM, Damasio<br />
AR.<br />
When the landmark patient Phineas Gage died in 1861, no autopsy was<br />
performed, but his skull was later recovered. The brain lesion that<br />
caused the profound personal<strong>it</strong>y changes for which his case became<br />
famous has been presumed to have involved the left frontal region, but<br />
questions have been raised about the involvement of other regions and<br />
about the exact placement of the lesion w<strong>it</strong>hin the vast frontal<br />
terr<strong>it</strong>ory. Measurements from Gage's skull and modern neuroimaging<br />
techniques were used to reconst<strong>it</strong>ute the accident and determine the<br />
probable location of the lesion. The damage involved both left and right<br />
prefrontal cortices in a pattern that, as confirmed by Gage's modern<br />
counterparts, causes a defect in rational decision making and the<br />
processing of emotion.Pochi casi in letteratura
Long term effects of bilateral<br />
Arch neurol 58 1139; 2001<br />
frontal brain lesion<br />
Matarò M. et al<br />
Vivere 60 anni dopo una lesione bilaterale<br />
frontale senza grandi disturbi della<br />
personal<strong>it</strong>à
Conclusion<br />
Macmillan (2000) has shown that the record of how Phineas Gage’s<br />
character changed after the accident must be considered w<strong>it</strong>h caution;<br />
this circumstance, in the light of our still vague understanding of<br />
neuropsychology ne<strong>it</strong>her requires nor can rule out such a hypothesis.<br />
According to our results, the brain parenchyma injury appears<br />
to be much less extended than previously thought. Only the medial and<br />
lateral orb<strong>it</strong>o-frontal as well as the dorsolateral prefrontal regions of the<br />
left frontal lobe were injured as a consequence of direct missile impact.<br />
Although modern neuroscience could perhaps dispense w<strong>it</strong>h<br />
the speculations prompted by this famous case, <strong>it</strong> is still a living part of<br />
the medical folklore and education. Setting the record straight based on<br />
clinical reasoning, observation of the physical evidence, and sound<br />
quant<strong>it</strong>ative computational methods is more than mere minutia.
E allora?
<strong>Le</strong> torri di Hanoi
Stroop test<br />
Rosso Verde Marrone Viola<br />
Blu Viola Verde Blu<br />
Marrone Marrone Rosso Verde<br />
Verde Rosso Viola Marrone<br />
Viola Marrone Blu Viola<br />
Blu Verde Rosso Blu<br />
Rosso Blu Verde Viola
Il test di Weigl
TEST DI WEIGL
Il<br />
sistema<br />
motorio
- Il movimento è generato a vari livelli e possiamo definire i movimenti<br />
riflessi, r<strong>it</strong>mici e volontari. I primi due sono prodotti da patterns<br />
stereotipati di contrazioni muscolari, mentre quelli volontari, orientati<br />
al compimento di un’azione, sono il risultato di interazioni tra<br />
meccanismi di feedback e di feed-forward e migliorano con la pratica.<br />
- <strong>Le</strong> capac<strong>it</strong>à motorie umane sono molto particolari.<br />
La naturalezza dei nostri movimenti è dovuta al continuo afflusso di<br />
informazioni sens<strong>it</strong>ivo sensoriali per conoscere le coordinate nello<br />
spazio e la posizione del corpo e dei suoi segmenti; le informazioni<br />
concernono anche gli effetti di ogni atto motorio.<br />
Inoltre abbiamo la possibil<strong>it</strong>à di compiere molte azioni contemporanee:<br />
guidiamo, parliamo e decidiamo di muovere qualcosa; del movimento<br />
volontario dobbiamo conoscere il goal ma non sappiamo i dettagli del<br />
movimento.<br />
- Non è necessario il controllo cosciente momento per momento del<br />
movimento.
I comandi motori sono adattati alle caratteristiche dei muscoli<br />
3 sono i vincoli per il movimento:<br />
1) l’inerzia della risposta meccanica dei muscoli: i muscoli agiscono come<br />
dei filtri nei confronti dei segnali dei motoneuroni; se troppo rapidi i<br />
muscoli rispondono in maniera inadeguata; per cambiamenti rapidi si<br />
ricorre all’attivazione alterna di agonisti antagonisti.<br />
2) I muscoli sono come una molla; la tensione varia con la lunghezza; il<br />
segnale del motoneurone modifica la lunghezza di riposo del muscolo e<br />
quindi la rigidezza; importante anche la lunghezza iniziale ed i carichi<br />
che applichiamo all’articolazione; il midollo spinale ha dei meccanismi di<br />
compenso ma questi meccanismi sono rifin<strong>it</strong>i anche grazie all’esperienza.<br />
3) Si devono controllare simultaneamente muscoli che agiscono a livello di<br />
molte articolazioni; pensare a cosa facciamo quando saltiamo un<br />
ostacolo; nella norma si devono allineare circa 100 ossa.<br />
L’integrazione motoria è la possibil<strong>it</strong>à di scegliere tra differenti opzioni;<br />
tali opzioni sono in effetti ridotte per la gerarchizzazione del controllo<br />
motorio.
Movimenti intenzionali<br />
Sono mirati a raggiungere un fine anche se possono essere<br />
attivati da inputs esterni (freno la macchina per ostacolo);<br />
migliorano con la pratica. Si corregge rispetto a quello che<br />
perturba il movimento dall’esterno in 2 maniere<br />
1) Feedback controllo momento-per –momento<br />
Segnale, errore si aggiusta output; attenzione al r<strong>it</strong>ardo di fase<br />
(r<strong>it</strong>ardo tra input ed output) la correzione risulta sfasata<br />
temporalmente. Lo usiamo per mantenere la posizione degli<br />
arti.<br />
2) Anticipazione= feed-forward<br />
Usiamo le informazioni sensoriali per comprendere cosa<br />
interferisce con il movimento e mettiamo in pratica modal<strong>it</strong>à<br />
di risposta basate sull’esperienza; controllo anticipatorio<br />
defin<strong>it</strong>o anche feed-forward: usato nel controllo della postura<br />
e del movimento; esempio prendere una palla. Quando è<br />
afferrata allora compare il meccanismo del feedback. Tre<br />
principi importanti.<br />
1) È importante per le azioni veloci<br />
2) Dipende dall’abil<strong>it</strong>à a predire gli eventi<br />
3) Può modificare i meccanismi del feedback.
Il cervello rappresenta l’output dell’azione<br />
motoria indipendentemente dall’effettore<br />
usato o dalla specifica via usata<br />
Il tempo necessario a risponde ad uno<br />
stimolo dipende dalla quant<strong>it</strong>à delle<br />
informazioni necessarie a raggiungere lo<br />
scopo<br />
Deve trovarsi un compromesso tra veloc<strong>it</strong>à<br />
ed accuratezza del movimento
Il cervello rappresenta l’output dell’azione motoria indipendentemente<br />
dall’effettore usato o dalla specifica via usata<br />
<strong>Le</strong> azioni motorie si assomigliano qualunque sia la maniera si esecuzione;<br />
legge della equivalenza motoria. Il movimento volontario è rappresentato<br />
in una forma astratta e non come serie di movimenti articolari o<br />
contrazioni di muscoli.
Il cervello rappresenta l’output<br />
dell’azione motoria indipendentemente<br />
dall’effettore usato o dalla specifica<br />
via usata<br />
I programmi motori possono interagire<br />
anche su elementi disturbanti il goal:<br />
ad esempio se si tiene un oggetto tra<br />
le d<strong>it</strong>a e l’oggetto scivola, stringo<br />
maggiormente le d<strong>it</strong>a. Questo viene<br />
fatto con un feedback spinale il cui<br />
circu<strong>it</strong>o viene attivato per questa<br />
azione.<br />
Il movimento è archiviato come<br />
rappresentazioni di set spazio-<br />
temporali molto semplici.
Il tempo necessario a risponde ad uno stimolo<br />
dipende dalla quant<strong>it</strong>à delle informazioni necessarie<br />
a raggiungere lo scopo<br />
I tempi di reazione variano con il numero delle<br />
informazioni che bisogna analizzare.<br />
In un riflesso monosinaptico i tempi sono nell’ordine dei<br />
40ms; una risposta volontaria dello stesso tipo impiega<br />
circa 120 ms; questo per il maggior numero di sinapsi<br />
utilizzate. Più lunga la risposta ad uno stimolo visivo<br />
che è di circa 180 ms. Il tempo di reazione aumenta<br />
con la scelta da fare ma è possibile attivare più azioni<br />
in parallelo riducendo i tempi ed ottenendo maggior<br />
veloc<strong>it</strong>à. Imparando si ottimizza il processo e si<br />
migliora la veloc<strong>it</strong>à.<br />
veloc<strong>it</strong>à
Deve trovarsi un compromesso tra veloc<strong>it</strong>à ed<br />
accuratezza del movimento<br />
I movimenti rapidi sono meno accurati di quelli lenti e<br />
questo forse perché c’è meno tempo per correggere gli<br />
errori.<br />
Un’altra motivazione è che per avere veloc<strong>it</strong>à aumentiamo la<br />
forza di contrazione e per questo dobbiamo attivare un<br />
maggior numero di motoneuroni e questo processo è casuale<br />
(maggiore possibil<strong>it</strong>à di errori da correggere).<br />
C’è maggior incertezza sulla forza e sui carichi necessari<br />
per raggiungere lo scopo.<br />
Ovviamente tutto questo si migliora con la pratica, il<br />
cervello impara le differenti condizioni ed esegue con<br />
veloc<strong>it</strong>à correggendo anche gli errori o i disturbi esterni:
Da Purves et al. Zanichelli 2004<br />
Il midollo spinale<br />
I motoneuroni α
Un<strong>it</strong>à motorie<br />
Da Purves et al. Zanichelli 2004<br />
Il principio della<br />
grandezza dei mn
Da Purves et al. Zanichelli 2004<br />
La forza
Il midollo spinale genera i riflessi<br />
I riflessi sono risposte automatizzate e stereotipate agli<br />
stimoli periferici (nel tronco encefalico ci sono circu<strong>it</strong>i simili<br />
per il governo dei riflessi della faccia e della bocca); se il<br />
midollo è sconnesso dai centri superiori tali risposte sono<br />
presenti anche se modificate.<br />
Il riflesso più semplice è quello monosinaptico o patellare.<br />
I movimenti r<strong>it</strong>mici sono ad esempio la masticazione,<br />
deglutizione e, molto più complessa la locomozione. I circu<strong>it</strong>i<br />
sono nel midollo e nel tronco encefalico; central patterns<br />
generetors.
Un riflesso di<br />
stiramento L’arco diastaltico del riflesso da<br />
stiramento è un servomeccanismo<br />
a retroazione negativa; il guadagno<br />
del sistema è regolato agendo sui<br />
motoneuroni γ<br />
Da Purves et al. Zanichelli 2004
La locomozione ed i<br />
central patterns generator
L’organizzazione gerarchica.<br />
Il tronco encefalico è il secondo livello. I sistemi laterali e mediali<br />
ricevono input dalla corteccia e dai nuclei sottocorticali e proiettano al<br />
midollo spinale.<br />
Il sistema discendente mediale controlla la postura integrando messaggi<br />
visivi, vestibolari ed informazioni somato-sensoriali.<br />
Il sistema discendente laterale controlla i muscoli distali degli arti ed è<br />
importante per il movimenti volontari (mani): il sistema discendente del<br />
nucleo rosso è lim<strong>it</strong>ato al livello cervicale.<br />
Altri sistemi controllano i movimenti degli occhi e della testa.
L’organizzazione gerarchica.<br />
La corteccia è l’ultimo livello.<br />
Il livello gerarchicamente più elevato<br />
può essere a sua volta diviso in due: il<br />
primo è l’are motrice primaria (6 di<br />
Brodmann) che proietta direttamente al<br />
midollo spinale (fascio cortico spinale) ed<br />
al tronco (cortico-bulbare).<br />
Un possibile secondo livello è cost<strong>it</strong>u<strong>it</strong>o<br />
dalla corteccia premotoria che coordina<br />
e programma le sequenze complesse dei<br />
movimenti. Riceve informazioni dalla<br />
corteccia parietale e dalle aree<br />
associative prefrontali, proiettando<br />
all’area motoria primaria ed alle stazioni<br />
inferiori.
La gerarchizzazione dei sistemi motori<br />
Il segno di Babinski: sfregando il piede di un adulto “normale”<br />
con una punta smussa le d<strong>it</strong>a del piede si flettono (d<strong>it</strong>a verso<br />
il basso); nel caso di danno del sistema motorio centrale o nei<br />
bambini l’effetto è opposto; cervello e<br />
midollo non sono in accordo e vince il<br />
cervello nel soggetto adulto normale.<br />
Anche la marcia mostra un processo simile: nel bambino<br />
appena nato, se viene sollevato e mantenuto in modo che i<br />
piedi tocchino terra, è possibile mettere in evidenza<br />
movimenti r<strong>it</strong>mici degli arti inferiori in risposta agli stimoli<br />
sensoriali provenienti dalle piante dei piedi; il cervello però<br />
sopprime immediatamente tale risposta molti mesi prima che<br />
sviluppi i propri patterns motori facendo un uso ottimale delle<br />
informazioni sensoriali
<strong>Le</strong> mappe <strong>cerebrali</strong>:<br />
esistono?<br />
Singoli muscoli?<br />
La risposta più attuale è<br />
che la corteccia rappresenti<br />
più volte un singolo muscolo<br />
(mosaico).<br />
Forse individua la forza e<br />
direzione del movimento.<br />
Da Purves et al. Zanichelli 2004
I singoli assoni del fascio<br />
piramidale terminano su gruppi di<br />
motoneuroni spinali che innervano<br />
muscoli differenti. La figura è<br />
tratta dal lavoro di Gould e coll.<br />
1986. I punti rappresentano le<br />
zone di stimolazione ed è evidente<br />
il mosaico delle varie parti del<br />
corpo che si sovrappongono e le<br />
d<strong>it</strong>a della zampa anteriore (viola) e<br />
quelle della zampa posteriore<br />
(verde) sono in differenti aree e<br />
separate da aree di parti del corpo<br />
vicine.
Per il movimento volontario è necessario un programma motorio
La modulazione dei nuclei<br />
della base e del<br />
cervelletto sulla motil<strong>it</strong>à.<br />
Da Purves et al. Zanichelli 2004
Il talamo e i nuclei della base
<strong>Le</strong>sioni del sistema motorio<br />
JH Jackson: sintomi pos<strong>it</strong>ivi e sintomi<br />
negativi<br />
Un sintomo pos<strong>it</strong>ivo è il segno del fenomeno di rilascio (segno di<br />
Babinski) cioè la mancata inibizione tonica dei centri superiori su quelli<br />
inferiori.<br />
Un sintomo negativo è la paralisi<br />
I segni del danno del motoneurone superiore o dei fasci corticali sono la<br />
mancanza di forza fino alla paralisi, la spastic<strong>it</strong>à (tono muscolare<br />
aumentato), l’aumento del riflesso miotatico; l’iperreflessia.<br />
La differenza fra lesione primo motoneurone e secondo motoneurone è:<br />
la spastic<strong>it</strong>à solo è centrale, l’atrofia molto marcata solo nel danno del<br />
motoneurone spinale ed infine il danno spinale è più localizzato ed i<br />
riflessi sono assenti o ridotti ed è presente ipotonia.
Il danno dei nuclei della base<br />
Alterazioni del movimento: tipico il Parkinson con<br />
bradicinesia, movimenti involontari, postura alterata e<br />
alterazioni cogn<strong>it</strong>ive motivazione e selezione di piani<br />
comportamentali adattativi<br />
Il danno del cervelletto<br />
Atassia cerebellare<br />
Asinergia (mancata coordinazione)<br />
Adiadococinesia (alternanza di movimenti)<br />
Tremore intenzionale<br />
Disartria
BALLISMO<br />
Infarto del nucleo subtalamico destro<br />
Infarto del nucleo subtalamico sinistro
Alterazioni del controllo<br />
motorio:<br />
morbo di Parkinson
Tics<br />
La causa che porta a tale movimento incontrollato rimane tutt’ora sconosciuta, anche se in taluni casi la scienza si<br />
è maggiormente interessata ad un’alterazione presente nei nuclei della base
Alterazioni del controllo motorio:<br />
Corea di Huntington<br />
La distruzione di una parte specifica dei nuclei della base (soprattutto il nucleo caudato)<br />
significa anche la distruzione di neuroni GABA-ergici i quali sono neuroni inib<strong>it</strong>ori causando così<br />
movimenti ipercinetici, dovuti in generale al venire meno delle funzioni di controllo motorio dei<br />
nuclei della base. Dal punto di vista genetico è stato individuato il gene sul braccio corto di<br />
cromosoma 4 in posizione 16.3 (4p16.3) per la proteina denominata "huntingtina" (Htt)