Apprendimento motorio nella malattia di Parkinson - Limpe
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RIABILITAZIONE NEI DISTURBI DEL MOVIMENTO - 1<br />
APPRENDIMENTO MOTORIO NELLA MALATTIA DI PARKINSON<br />
Giovanni Abbruzzese<br />
Dipartimento <strong>di</strong> Neuroscienze, Oftalmologia e Genetica - Università <strong>di</strong> Genova<br />
INTRODUZIONE: L’APPRENDIMENTO MOTORIO<br />
La riabilitazione motoria si basa largamente sull’assunzione che l’esercizio ripetuto<br />
e l’addestramento possano favorire un miglioramento delle capacità motorie<br />
in<strong>di</strong>viduali. La riabilitazione, pertanto, può essere considerata un processo <strong>di</strong> riappren<strong>di</strong>mento<br />
<strong>di</strong> specifiche “abilità” motorie finalizzato a garantire la migliore<br />
autonomia possibile dei soggetti nel fare fronte ai bisogni personali 1 .<br />
L’appren<strong>di</strong>mento <strong>motorio</strong> comprende sia l’acquisizione <strong>di</strong> nuove “abilità” (<strong>nella</strong><br />
programmazione ed esecuzione del movimento) sia l’adattamento <strong>di</strong> “abilità” già<br />
acquisite e preesistenti. Si tratta, quin<strong>di</strong>, <strong>di</strong> un processo <strong>di</strong>pendente e associato alla<br />
pratica e all’esercizio che comporta mo<strong>di</strong>ficazioni, relativamente permanenti, del<br />
comportamento <strong>motorio</strong>. L’appren<strong>di</strong>mento <strong>motorio</strong>, infatti, è essenziale per la<br />
naturale esecuzione <strong>di</strong> movimenti complessi (camminare, parlare, scrivere, etc.) che<br />
costituiscono un momento essenziale delle attività della vita quoti<strong>di</strong>ana, ma anche<br />
per calibrare accuratezza e scorrevolezza <strong>di</strong> movimenti semplici 1 .<br />
L’appren<strong>di</strong>mento <strong>motorio</strong> si sviluppa attraverso fasi temporali successive e <strong>di</strong>namiche<br />
che comprendono <strong>di</strong>fferenti meccanismi <strong>di</strong> “memoria” (“working memory”, “shortterm<br />
memory”, “long-term memory”): acquisizione, ritenzione consolidamento e<br />
automatizzazione. In queste fasi è variamente coinvolta l’attività <strong>di</strong> circuiti corticocerebellari<br />
e cortico-striatali per l’acquisizione e il consolidamento, mentre <strong>nella</strong> fase<br />
<strong>di</strong> automatizzazione lo striato è maggiormente legato all’appren<strong>di</strong>mento <strong>di</strong> sequenze<br />
motorie e il cervelletto ai compiti <strong>di</strong> adattamento 2,3 .<br />
Sono state identificate <strong>di</strong>fferenti modalità <strong>di</strong> appren<strong>di</strong>mento <strong>motorio</strong>. L’appren<strong>di</strong>mento<br />
“implicito” o “procedurale” è un processo non-<strong>di</strong>chiarativo in cui il soggetto<br />
acquisisce la conoscenza <strong>di</strong> un’informazione semplicemente attraverso l’esposizione<br />
all’informazione stessa. Il miglioramento dell’accuratezza o della velocità <strong>di</strong><br />
esecuzione documenta l’avvenuta acquisizione motoria. L’appren<strong>di</strong>mento “esplicito”<br />
è caratterizzato, invece, da un processo attivo in cui il soggetto riceve un’istruzione,<br />
ne analizza la struttura e acquisisce la consapevolezza dell’informazione appresa. La<br />
memoria “esplicita” è stata associata con l’attività funzionale dei lobi temporali<br />
(ippocampo) e <strong>di</strong> strutture <strong>di</strong>encefaliche, ma anche con le connessioni tra i gangli<br />
della base (in particolare, caudato) e specifiche aree corticali (DLPFC, pre-SMA). Più<br />
incerta appare l’identificazione dei circuiti connessi con la memoria “implicita”, ma<br />
stu<strong>di</strong> d’imaging funzionale hanno documentato il coinvolgimento dello striato e delle<br />
sue connessioni corticali (DLPFC, SMA, corteccia cingolata).<br />
Il coinvolgimento dei circuiti cortico-striatali nei meccanismi <strong>di</strong> “memoria” rende<br />
del tutto pertinente il quesito se l’appren<strong>di</strong>mento <strong>motorio</strong> sia possibile e normale<br />
nei soggetti con <strong>malattia</strong> <strong>di</strong> <strong>Parkinson</strong> (MP).<br />
L’APPRENDIMENTO MOTORIO NELLA MALATTIA DI PARKINSON<br />
76<br />
Stu<strong>di</strong> in modelli sperimentali <strong>di</strong> MP suggeriscono la possibile esistenza <strong>di</strong> meccanismi<br />
rigenerativi me<strong>di</strong>ati dall’esercizio e dall’appren<strong>di</strong>mento 4 . Inoltre, numerose evidenze
documentano l’efficacia della riabilitazione motoria <strong>nella</strong> MP 5,6 ; tuttavia, la breve<br />
durata del beneficio (che tende a ridursi o scomparire nel tempo) pone dubbi<br />
sull’integrità dei meccanismi <strong>di</strong> appren<strong>di</strong>mento nei soggetti con MP.<br />
I pazienti parkinsoniani sono in grado <strong>di</strong> apprendere un nuovo compito <strong>motorio</strong> o<br />
<strong>di</strong> migliorare la propria abilità con l’esercizio; tuttavia, appare incerto se la loro<br />
capacità d’appren<strong>di</strong>mento sia normale o deficitaria rispetto a quella <strong>di</strong> soggetti sani<br />
<strong>di</strong> controllo. Gli stu<strong>di</strong> sulla capacità <strong>di</strong> appren<strong>di</strong>mento <strong>motorio</strong> nei pazienti con MP,<br />
infatti, hanno fornito risultati contrad<strong>di</strong>ttori. È stato inizialmente suggerito che i<br />
pazienti parkinsoniani <strong>di</strong>mostrino maggiori <strong>di</strong>fficoltà nell’acquisizione <strong>di</strong> nuove<br />
abilità motorie o nell’uso delle informazioni utili per pre-programmare il movimento<br />
e, in generale, richiedano un maggiore esercizio 7,8,9 . Altri stu<strong>di</strong>, tuttavia, non hanno<br />
documentato significative <strong>di</strong>fferenze tra pazienti e controlli 10,11 . Tali <strong>di</strong>screpanze<br />
sono in larga parte <strong>di</strong>pendenti dalle metodologie <strong>di</strong> stu<strong>di</strong>o utilizzate.<br />
La maggior parte degli stu<strong>di</strong>, infatti, ha analizzato l’appren<strong>di</strong>mento <strong>motorio</strong> <strong>nella</strong><br />
MP utilizzando para<strong>di</strong>gmi <strong>di</strong> “tempo <strong>di</strong> reazione seriale” (SRT) in cui i soggetti<br />
rispondono il più rapidamente possibile alla presentazione <strong>di</strong> stimoli visivi in varie<br />
posizioni spaziali. Tali protocolli inducono un appren<strong>di</strong>mento sequenza-specifico,<br />
sostanzialmente in<strong>di</strong>pendente dalla “working memory” e risultano ampiamente<br />
con<strong>di</strong>zionati dalle caratteristiche cliniche della popolazione esaminata 12 .<br />
Muslimovic et al. 13 hanno evidenziato uno sca<strong>di</strong>mento dell’appren<strong>di</strong>mento<br />
procedurale solo nei soggetti in fase più avanzata <strong>di</strong> <strong>malattia</strong>. Analogamente,<br />
Stephan et al. 14 hanno <strong>di</strong>mostrato che i pazienti con MP richiedono più tempo<br />
nell’appren<strong>di</strong>mento e la loro performance è negativamente correlata alla gravità <strong>di</strong><br />
<strong>malattia</strong> (presenza <strong>di</strong> sintomi assiali, sta<strong>di</strong>o <strong>di</strong> Hoehn-Yahr, dose equivalente <strong>di</strong><br />
levodopa), in<strong>di</strong>pendentemente dalle capacità cognitive.<br />
Tuttavia, la metodologia del SRT presenta alcuni limiti intrinseci; si basa, infatti, sulla<br />
rilevazione <strong>di</strong> un’unica misura derivante dalla somma del tempo <strong>di</strong> reazione (RT) e<br />
<strong>di</strong> quello <strong>di</strong> movimento (MT). È stato recentemente chiarito che tali tempi riflettono<br />
rispettivamente meccanismi “espliciti” (RT) e “impliciti” (MT), suggerendo che<br />
l’appren<strong>di</strong>mento <strong>di</strong> sequenze non avviene in modo in<strong>di</strong>pendente dalla<br />
consapevolezza del soggetto 15 . È verosimile, comunque, che le modalità impliciteesplicite<br />
rappresentino un “continuum” con<strong>di</strong>zionato dalla situazione sperimentale<br />
(informazioni esterne, etc.).<br />
L’appren<strong>di</strong>mento <strong>motorio</strong> può essere stu<strong>di</strong>ato anche attraverso l’analisi <strong>di</strong> “arm<br />
reaching tasks” in cui al soggetto è richiesto <strong>di</strong> muovere l’arto dominante per<br />
raggiungere dei bersagli. Diversi protocolli sperimentali possono essere utilizzati,<br />
tra cui l’appren<strong>di</strong>mento visuo-<strong>motorio</strong> <strong>di</strong> sequenze con ren<strong>di</strong>conto verbale della<br />
sequenza appresa. Utilizzando quest’approccio è stato <strong>di</strong>mostrato che<br />
l’appren<strong>di</strong>mento “esplicito” è alterato <strong>nella</strong> MP, in<strong>di</strong>pendentemente dal grado <strong>di</strong><br />
compromissione motoria 16 . Tale alterazione riflette un deficit della “working<br />
memory” e si associa funzionalmente a una mancata attivazione dello striato 17 e ad<br />
un’attivazione compensatoria del cervelletto.<br />
Dalla meta-analisi <strong>di</strong> Nieuwboer et al. 18 sugli stu<strong>di</strong> “comportamentali” pur<br />
emergendo una relativa conservazione della capacità <strong>di</strong> acquisizione nei pazienti<br />
con MP si evince, tuttavia, che l’appren<strong>di</strong>mento è caratterizzato da una ridotta<br />
efficacia (maggior lentezza, incremento del network neurale, aumentata <strong>di</strong>pendenza<br />
dal contesto ambientale).<br />
RIABILITAZIONE NEI DISTURBI DEL MOVIMENTO - 1<br />
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CONSOLIDAMENTO E RITENZIONE NELLA MALATTIA DI PARKINSON<br />
RIABILITAZIONE NEI DISTURBI DEL MOVIMENTO - 1<br />
Il termine “consolidamento” si riferisce ai processi <strong>di</strong> plasticità che garantiscono<br />
mo<strong>di</strong>ficazioni permanenti della rappresentazione neurale <strong>di</strong> un’esperienza appresa.<br />
Tali processi sono intimamente connessi all’efficienza del sonno (sta<strong>di</strong>o 2) e<br />
coinvolgono aree sensori-motorie, il cervelletto e il putamen 2 .<br />
È stato ipotizzato che una delle ragioni per la breve durata dei benefici indotti dalla<br />
riabilitazione nei pazienti con MP risieda nel <strong>di</strong>fettoso funzionamento dei<br />
meccanismi <strong>di</strong> consolidamento. In uno stu<strong>di</strong>o recente 19 abbiamo <strong>di</strong>mostrato che i<br />
pazienti con MP (in fase inziale e in<strong>di</strong>pendentemente dal trattamento) sono in grado<br />
<strong>di</strong> adattarsi a mo<strong>di</strong>ficazioni visuo-motorie (rotazioni) analogamente ai soggetti <strong>di</strong><br />
controllo; tuttavia, la capacità <strong>di</strong> miglioramento nel tempo appare ridotta suggerendo<br />
un deficit <strong>di</strong> consolidamento del materiale appreso. Questi risultati confermano<br />
<strong>nella</strong> MP la compromissione dei meccanismi <strong>di</strong> consolidamento già evidenziata per<br />
compiti non motori 20 .<br />
INFLUENZE DEL TRATTAMENTO ANTI-PARKINSONIANO SULL’APPRENDIMENTO<br />
MOTORIO<br />
Nei soggetti normali durante l’appren<strong>di</strong>mento “esplicito” si osserva un’aumentata<br />
liberazione <strong>di</strong> Dopamina endogena nello striato antero-ventrale. Tuttavia, la<br />
somministrazione <strong>di</strong> levodopa nei pazienti parkinsoniani, pur migliorando la velocità<br />
<strong>di</strong> movimento, determina un’influenza negativa sulla capacità <strong>di</strong> appren<strong>di</strong>mento 21,22 .<br />
Tali osservazioni sono corroborate dagli stu<strong>di</strong> d’imaging funzionale che evidenziano<br />
un effetto <strong>di</strong>ssociato su <strong>di</strong>verse aree corticali 23 . Al contrario, alcuni stu<strong>di</strong> hanno<br />
segnalato un incremento dell’appren<strong>di</strong>mento procedurale (e dell’attivazione della<br />
DLPFC) in seguito alla DBS del pallido interno 24 .<br />
CONCLUSIONI<br />
L’appren<strong>di</strong>mento <strong>motorio</strong> è possibile <strong>nella</strong> MP, ma è caratterizzato da una ridotta<br />
efficacia rispetto alla popolazione <strong>di</strong> controllo. I pazienti parkinsoniani, infatti, sono<br />
più lenti ad apprendere, necessitano <strong>di</strong> un’attivazione neurale più <strong>di</strong>ffusa, risultano<br />
deficitari in particolare nell’appren<strong>di</strong>mento “esplicito” e <strong>nella</strong> ritenzione del<br />
materiale appreso. La presenza <strong>di</strong> limitazioni alla capacità d’appren<strong>di</strong>mento dei<br />
soggetti con MP comporta importanti ricadute <strong>nella</strong> programmazione dell’intervento<br />
riabilitativo.<br />
È verosimile, infatti, che i pazienti possano maggiormente beneficiare <strong>di</strong> protocolli<br />
<strong>di</strong> trattamento innovativi che incentivino la motivazione dei soggetti, si svolgano in<br />
un ambito ecologico, siano in<strong>di</strong>rizzati a obiettivi funzionalmente rilevanti, facciano<br />
ricorso a modalità d’appren<strong>di</strong>mento “implicito”, all’effetto <strong>di</strong> rinforzo legato all’uso<br />
d’informazioni sensoriali, favorendo la ritenzione con frequenti richiami.<br />
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