Disturbi della memoria e disturbi specifici di apprendimento

C.Cornoldi, C.Cornoldi, Università degli Studi di PadovaUniversità degli Studi di Padova

Sintesi dell’intervento• Geni, fenotipo, endofenotipo• L’endofenotipo mnestico. Sistemi

di memoria• Il ruolo particolare della Memoria

di Lavoro

Le basi biologiche dei disturbi di apprendimento sono state confermate da evidenze sia genetiche, sia neuropsicologiche. La ricerca sta esaminando quali endofenotipi potrebbero caratterizzare i DSA e i questo modo ha messo in luce come un rischio di carattere generale possa comportare dei rischi specifici (per esempio legati alla comprensione linguistica, alla consapevolezza fonologica e al senso del numero) che possono a loro volta produrre un problema di apprendimento. La relazione partirà da queste premesse per esaminare il caso particolare rappresentato dalla memoria, con particolare riferimento alla memoria fonologica che sorregge apprendimenti di base della lettura, scrittura e calcolo e la memoria attiva di lavoro che sorregge apprendimenti complessi, come la comprensione e la produzione del testo scritto e la soluzione di problemi.

Geni, endofenotipo, fenotipo

Definizioni

• Phenotype: il comportamento osservabileBEHAVIOURAL MANIFESTATION

• Endophenotype: il meccanismo sottostante (intermedio fra gene e fenotipo)

• RISK FACTOR

Relazione fra i livelli

6

La comorbid(l)ità

• Spesso il profilo di difficoltà non è puro, ma compare in presenza di altri problemi

Possibili collocazioni dei Geni che influenzanoReading Disorder, ADHD, o entrambi

RD

R+A

R+A

RD

RD

RDRD

RD

R+ARD

AD R+A

AD

AD

AD

R+A R+A

AD

R+A

R+A

RD

RD RDR+A

AD

Traduzione in strumenti di valutazione (Pennington e al., 2005)Variabile LatenteReading Ability Time limited word recognition task, PIAT Reading Recognition,

& PIAT Spelling

Inattention Symptoms Mother, Father, Teacher, & Examiner Ratings

Hyperactive/Impulsive Symptoms Mother, Father, Teacher, & Examiner Ratings

PA Phoneme Deletion (% correct, blocks 1 & 2), Pig Latin test, & the Lindamood Auditory Conceptualization task

VR Information, Similarities, Vocabulary, & Comprehension fromthe WISC-R

WM Nonword Repetition, Digit Span (Forward & Backward), Sentence Span & Counting Span

Inhibition Gordon Diagnostic System commission errors (Vigilance & Distractibility), & Stop Signal Reaction Time from the Stop Task

PS WISC-R Coding, WISC-III Symbol Search, Colorado Perceptual Speed Task,Identical Pictures, Trailmaking Test, Rapid Automatized Naming Task (Colors, Numbers, Letters, & Pictures) & Stroop Task (Word Naming & Color Naming)

_____________________________________________________________________________________Note. For ADHD, mean severity ratings from each rater were used as the indicators. This strategy allows for more variance than the more typical strategy of defining ADHD using symptom counts. Note. Errors from the same instrument (e.g., WISC Coding and Symbol Search) were allowed to correlate in both measurement models.

Relazioni fra endofenotipi e fenotipi riportate dal gruppo di Pennington

PA

VR

WM

PS

Inhibition

Reading

Ability

Symptoms off

Inattention

Symptoms

of Hyperactivity/ Impulsivity

0.33**

0.28**

0.59*

-0.28*

0.46*

0.44**

• L’endofenotipo mnestico. Sistemi di memoria

Articolazione della Memoria

• Memoria a breve e a lungo termine• Sistemi di Memoria

• L’idea di sistemi separati ha antiche origini. Per esempio Maine de Biran (1804) distingueva fra memoria rappresentativa (consapevole), meccanica (v. procedurale) e sensitiva (affettiva)

Possibili requisiti per parlare di un sistema specifico (Schacter e

Tulving, 1994; Schacter e al., 2000):

• Class inclusion operations• Properties and relations• Convergent dissociations

Class Inclusion Operations

• Il sistema si caratterizza per svolgere operazioni sue specifiche che non riguardano gli altri sistemi

Properties and relations

• Proprietà rilevanti di un sistema di memoria includono tipi di informazione, regole, substrati neurali e funzioni, capacità di risolvere un problema impossibile per un altro sistema

Evidenze neurali

• Le aree implicate sono differenti. Per es. le aree temporali mediali e l’ippocampo sono critici per la memoria episodica, mentre cervelletto, aree motorie e gangli della base sono critici per gli apprendimenti procedurali e le aree sensoriali sono alla base dei ricordi sensoriali che si riscontrano nel repetition priming

Convergent dissociations

• Da più punti di vista si ritrovano dissociazioni:• A) pazienti neuropsicologici• B) andamenti evolutivi• C) disturbi evolutivi• D) differenze individuali

SISTEMA SOTTOSISTEMIProcedurale Abilità motorie

Abilità cognitiveCondizionamento sempliceAssociazioni semplici

Rappresentazione percettiva

VisivaUditiva

SISTEMA SOTTOSISTEMIMemoria di lavoro

VisivaUditiva

Semantico (conoscenza)

SpazialeRelazionale

Episodico

Disabilità evolutive e Sistemi di Memoria

• Tutti i sistemi di memoria sono interessati in qualche misura, ma quelli prevalenti sono:

• DCM – Memoria Procedurale• DSL – Memoria Semantica• DSA – Memoria di lavoro

Caso dei DSA

• Faremo riferimento a tre sottotipi importanti:• -Disturbo di lettura (decodifica)• -Disturbo di lettura (comprensione)• -Disturbo nonverbale

Memoria episodica

• Normalmente i DSA hanno buona Memoria Episodica, ma questa è compromessa se è richiesta l’elaborazione di stimoli per loro difficoltosi

Un esempio di difficoltà in ME (NLD)Un esempio di difficoltà in ME (NLD)

Copia della figura in un ragazzo NLD Copia della figura in un ragazzo NLD di buona intelligenza verbaledi buona intelligenza verbale

Un altro caso NLD Copia della Figura Un altro caso NLD Copia della Figura di Rey (B.L.)di Rey (B.L.)

Colori: rosso-rosa-blu

Memoria di lavoroMemoria di lavoro I maggiori problemi dei DSA si I maggiori problemi dei DSA si

ritrovano comunque nella Memoria ritrovano comunque nella Memoria di lavoro, cioè nella capacità di di lavoro, cioè nella capacità di mantenere temporaneamente e mantenere temporaneamente e manipolare informazioni verbali o manipolare informazioni verbali o visuospazialivisuospaziali

La ML comprende le componenti funzionali della cognizioni che consentono all’essere umano di capire e rappresentarsi mentalmente l’ambiente intorno a lui, di mantenere informazioni circa le esperienze appena passate, di sostenere l’apprendimento di nuove conoscenze, di risolvere problemi, di formulare, collegare e mettere in atto mete attuali (Baddeley & Logie, 1999)

Una delle possibili definizioni di

Memoria di LavoroML

La ML è legata allo svolgimento di compiti cognitivi complessi

La ML non è un sistema per la semplice memorizzazione degli stimoli, ma regola lo svolgimento di attività complesse quali la:

Acquisizione linguistica (Baddeley, Gathercole & Papagno, 1998) e comprensione del testo (Daneman & Carpenter; De Beni, Palladino, Pazzaglia e Cornoldi, 1998)

Problem-solving (Passolunghi, Cornoldi & Di Liberto, 1999, Passolunghi & Siegel, 2001)

Ragionamento (Carlson, 1997; Kyllonen & Christal, 1990; Engle, Tuholski, Laughin & Conway, 1999; Conway, Cowan, Bunting & Therriault (2002)

Giocare a bridge (Clarkson-Smith & Hartley, 1990)Prendere appunti (Kiewra & Benton, 1988)

Modelli di organizzazione della ML

Il modello a cono è nato proprio per i DSA

Componente passiva fonologica

• Sono colpiti soprattutto i dislessici

ESEMPIO DI RICERCA• Studio con figli di dislessici visti a 4,6,8 anni

(Snowling, Gallagher & Frith, 2003)

– follow up a 12-13 anni(Snowling, Muter & Carroll, 2007)

[controlli provenienti da famiglie senza storia di dislessia e simile livello socio-educativo]

• [più del 40% evidenzia difficoltà di (dislessia); confronto tra lettori normale a rischio e controlli]

33

Age 4

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

1

At risk dyslexic

At risk normal reader

Control

Expressive language

Oral Language

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0.80

0.85

0.90

0.95

1

At risk dyslexic

At risk normal readerControl

ML e elaborazione fonologicaAge 4

Nonword Repetition

Disturbi della comprensione del testo

Comprendere un testo non significa solo mantenere delle

informazioni

Considerare la relazione fra parole, frasi e periodi che si susseguono

Comprendere un testo significa:

Costruire una coerente e significativa rappresentazione del

discorsoIntegrare le informazioni nuove con quelle già incontrate

Nonostante parlasse piano, il moderatore di ieri fu in grado di comprendere la domanda del

bambino.

(Just & Carpenter, 1980)Jack aveva comprato alla sua nuova fidanzata una tartaruga per Natale.

Decise di riportarla al negozio, quando scoprì che le piaceva la

zuppa. (Mitchell, 1982)

Memoria a breve termine

Comprensione del testo

4 6 9 7

?

Non è stata mai trovata una

relazione forte(Farnham-Diggory & Gregg, 1975; Perfetti & Goldman,

1976; Rizzo, 1939)

Meta-analisi (L & ID, 2009)

Abbiamo cercato nei seguenti database Medline, Web of Science and PsycINFO (da 1980 al September 2006) usando una combinazione di termini come reading comprehension difficulties e disabilities, poor comprehenders, con le keywords WM, verbal span, spatial span, short-term memory, phonological loop, visual-spatial sketchpad, digit span.

La ricerca si è limitata a lavori scritti in Inglese in rivistecon referee e libri.

Criteri di inclusione ed esclusione. I cattivi lettori dovevano essere selezionati con

una prova di comprensione standardizzata e il loro punteggio doveva essere 2 deviazioni standard al di sotto della media attesa o in alternativa 12 mesi inferiore alla loro età cronologica .

Il gruppo dei cattivi lettori doveva essere confrontato con un gruppo di lettori con una prestazione adeguata rispetto alla loro età.

Criteri per la meta-analisi

I gruppi dovevano essere appaiati in misure di funzionamento generale (QI o simili) e, nel caso dei bambini, in misure di decodifica.

  Kind of task Age Good

comprehendersPoor

comprehenders

Cain (2006) Study 2 VWM & VSWM 9-10 13 13

Cain, Oakhill & Lemmon (2004) Study 1Study 2

STMVWM

VSWM8-119-10

1212

1312

Carretti, Cornoldi, De Beni & Palladino (2004)

Experiment 1Experiment 2 VWM 18-30

18-301519

1218

Carretti, Cornoldi, De Beni & Romanò (2005)

Experiment 1Experiment 2 Updating 8-11

1210930

10930

Cornoldi, De Beni & Pazzaglia (1996) Experiment 1Experiment 2

VWM & VSWM 12-15 26

202620

De Beni & Palladino (2000) Experiment 1 STMVWM 8-11 12 12

De Beni, Palladino, Pazzaglia & & Cornoldi (1998)

Experiment 1Experiment 2

STMVWMVWM

18-3018-30

2215

2215

Floyd, Bergeron & Alfonso (2006) VWM VSWM 7-18 50 28

Leseaux, Pearson & Siegel (2006) Study 1Study 1

VWM VSWM 9-10 314 65

Nation, Adams, Bowyer-Crane, & Snowling (1999) Experiment 3 VWM &

VSWM 10 15 14

Oakhill, Hartt & Samols (2005) Experiment 1 VSWM 9-11 12 12

Palladino, Cornoldi, De Beni & Pazzaglia (2001)

Esperiment 1Experiment 2Experiment 3Experiment 4

STMUpdating

18-3018-3012-1518-30

14173020

16123018

Rankin (1993) Experiment VWMl 18-20 16 16

Stothard & Hulme (1992) Experiment 2 VWM 7-8 14 14

Swanson & Berninger (1995) Experiment 1Experiment 2

VWM & VSWM 8-12 33

342230

Swanson, Howard & Sáez (2006)VWM

VSWMUpdating

7-18 15 14

Yuill, Oakhill & Parkin (1989) Experiment 1 VWM 7-8 42 42

Total       931 636

Compiti o misure considerate

nella meta-analisi Digit span, word span

Memoria a breve termine74

19

Verbale

Memoria di lavoro Elaborazione e mantenimento delle informazioni

Reading span test e simili

La stima della dimensione dell’effetto Per stabilire la dimensione dell’effetto è stato

calcolato il classico indice proposto da Cohen (d, Cohen, 1988).

Questo indice esprime la forza dell’associazione fra le variabili.

• Il valore ottenuto è stato interpretato utilizzando le indicazioni di Cohen (Cohen, 1988).

d rPiccolo .2

0.10

Medio .50

.30

Largo .80

.50

Working memory measures

Number of

outcomes

Numberof participants

d

Goodcomprehend

ers

Poor comprehend

ers 95% CI r I295% CI

Simple span 11 109 107 .29 .10 - .47.14 0% 0 - 51

Working memory span Verbal

Visuo-spatial

29 695 399 .77 .65 - .88.36

38% 0 - 60

9 447 182 .36 .19 – .51.18 0% 0 - 54

High attentional controlled task (Updating) 7 235 230

1.07* .66 – 1.47

.47

71%

14 - 85

Intrusion errors (Inhibition) 10 163 262-.91

*-1.27 –

-.55-.41

70%

30 - 82

Verbal working memory Young adults

Children

8 87 83 .89 .64 – 1.15.41

17% 0 - 63

16 548 283 .77 .62 - .91.36

47% 0 - 69

Risultati

*Due to the high value of hetereogenety index, the d value was computed with a random effect analysis (see DerSimonian & Laird, 1986). In all the other cases a fixed effect model was used (see Hedges & Olkin, 1985).

Una prova di Memoria di LavoroCategorization Working Memory Span

(De Beni, Palladino, Pazzaglia & Cornoldi, 1998)

Un esempio di un gruppo di liste:

COSA MADRE CANE PAROLA NOTTEANNO CAMPIONE GAS POSTO INCONTRODONNA DAINO TESTA VISITA GIRAFFAIl materiale consiste in 8 blocchi di liste di parole, composto

ognuno di 4 gruppi contenenti un numero crescente di liste di parole (da 3 a 6).

I soggetti devono:

- battere la mano sul tavolo quando sentono il nome di un animale

- ricordare l’ultima parola di ogni lista nell’ordine di apparizione

COSA MADRE CANE PAROLA NOTTEANNO CAMPIONE GAS POSTO INCONTRODONNA DAINO TESTA VISITA GIRAFFA

Possono essere distinte tre categorie di parole:

Parole finali : NOTTE, INCONTRO, GIRAFFA Parole interne elaborate : CANE, DAINOParole non finali : ad esempio COSA, MADRE

Una prova di Memoria di Lavoro

Categorization Working Memory Span (De Beni, Palladino, Pazzaglia & Cornoldi, 1998)

05

1015

20253035

Cattivi lettori Buoni lettori

IntrusionianimaliIntrusioni non-animali

De Beni, Palladino, Pazzaglia & Cornoldi (1998)

Il compito di aggiornamentoscoiattolostellauovoombrellolampadinaautomobilelimonealberoelefantepennaruotafungoscopacalzinopallla

AlberoOnestàPennaCalzinoVergognaAutomobileRuotaSentimentoStellaOdioOmbrelloElefantePersonaggioFungoPigrizia

CRITERIO:3 item più in basso

AlberoOnestàPennaCalzinoVergognaAutomobileRuotaSentimentoStellaOdioOmbrelloElefantePersonaggioFungoPigrizia

Le parole in FucsiaFucsia sono gli item da ricordare.

Le parole in VerdeVerde sono gli item da dimenticare in momento successivo (intrusioni successive).

Le parole CelesteCeleste sono item da dimenticare subito (intrusioni immediate).

Esperimento 1

Buoni lettori Cattivi lettoriM SD 95% CI M SD 95% CI

Comprensione del testo

11.25 1.05 11.05-

11.45 7.15 1.43 6.87-7.42

Lettura decifrativa

19.31 2.99 18.74-

19.88 19 2.92 18.45-19.55

Ragionamento spaziale PMA

16.29 3.54 15.62-

16.97 15.4 2.97 14.84-15.97

Risultati Esp. 1 e 2Esperimento 1 Esperimento 2Buoni lettori

Cattivi lettori

Buoni lettori

Cattivi lettori

M SD M SD M SD M SD

% Ricordo 85.93 7.2665.2

915.67

82.78 6.1362.9

214.79

Intrusioni successive 1.86 1.0

4 5.92 2.78 4.57 2.1 12.2 12.1

Intrusioni immediate 0.10 0.30 0.28 0.82 3.10 1.96 4.13 3.04

Altri errori 0.26 0.46 0.35 0.63 0.53 1.14 0.4 0.56

Intrusioni lista precedente 0.12 0.33 0.18 0.44 0.60 0.77 1.03 1.21

Omissioni 0.88 1.14 1.44 1.92 3.07 2.93 8.37 8.59

Disturbo nonverbale (NLD)

Analisi al Corsi su un gruppetto di Analisi al Corsi su un gruppetto di bambini NLD (Mammarella e bambini NLD (Mammarella e Cornoldi, 2005; Cognitive Cornoldi, 2005; Cognitive Neuropsychology)Neuropsychology)

Forward Corsi

Backward Corsi

0

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4 5Controls VNLDLSLD

Problemi inibitori (Mammarella & Problemi inibitori (Mammarella & Cornoldi 2005, Acta Psychologica)Cornoldi 2005, Acta Psychologica)

Selezione di bambini da un campione diSelezione di bambini da un campione di 392 : tre gruppi di circa 20 bambini392 : tre gruppi di circa 20 bambini

Problemi inibitori (Mammarella & Problemi inibitori (Mammarella & Cornoldi 2005a)Cornoldi 2005a)

22 bambini con VSLD, altri con 22 bambini con VSLD, altri con disturbo linguistico e controlli disturbo linguistico e controlli affrontano un compito attivo di affrontano un compito attivo di MLVS dove devono ricordare solo le MLVS dove devono ricordare solo le ultime posizioni di una serie di ultime posizioni di una serie di sequenzesequenze

Esempio del Visuo-Spatial Working Memory Esempio del Visuo-Spatial Working Memory Selective TaskSelective Task

Invenzione

Risposta corretta

Intrusione Errore

Confronto fra DSA verbali e nonverbaliConfronto fra DSA verbali e nonverbali

Il problema di NLD in ML Il problema di NLD in ML visuospaziale è evidente, ma visuospaziale è evidente, ma riguarda soprattutto gli errori di riguarda soprattutto gli errori di intrusioneintrusione

GROUPSGROUPS MeanMean SDSD CONTROCONTROLL

CorrettaCorretta 87,0287,02 7,017,01

IntrusioIntrusionn

2,872,87 3,033,03

InventioInventionn

3,233,23 2,172,17

NLDNLD CorrettCorrett a a 72,1072,10 10,010,000

IntrusioIntrusionn

8,868,86 3,853,85

InventioInventionn

5,595,59 3,513,51

LD LD CorrettaCorretta 85,0385,03 9,259,25IntrusioIntrusionn

3,133,13 3,093,09

InventioInventionn

3,733,73 3,453,45

ConclusioniConclusioni L’endofenotipo mnestico dei DSA L’endofenotipo mnestico dei DSA

sembra legato alla Memoria di sembra legato alla Memoria di Lavoro, ma diverse componenti sono Lavoro, ma diverse componenti sono in gioco a seconda del tipo di DSAin gioco a seconda del tipo di DSA