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PsicobiologiaPrerequisiti Avere le conoscenze e le competenze anatomo-fisiologiche dibase e sui meccanismi che regolano la vita vegetativa e direlazione che sottendono all’attività psichica e del comportamento

PropedeuticitàSi: Fondamenti Anatomo-Fisiologici

Obiettivi formativiAcquisizione delle nozioni relative ai correlati anatomici e aimeccanismi neurobiologici e neurofisiologici alla base dellefunzioni cognitive superiori e del comportamento. Conoscenza deiprincipali metodi di indagine nel campo delle NeuroscienzeCognitive con particolare riferimento agli studidi lesione.

Libro di TestoUn testo a scelta fra i seguenti:

• Kandel, Schwartz, Jessel, et al. Principi di neuroscienze. Casa Editrice Ambrosiana

• Carlson, Fisiologia del comportamento. Piccin

• Purvers D. Neuroscienze. Zanichelli

• Gazzaniga, Ivry, Mangun, Neuroscienze Cognitive. Zanichelli

• Luo, Principi di Neurobiologia. Zanichelli

Università Kore di Enna, Prof. Guariglia

Le dispense fornite dalla docente durante le lezioni sono parte integrante del materiale di studio

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Ricevimento

paola.guariglia@unikore.it

Martedì dalle 13:00 alle 14:00Mercoledì dalle 12:00 alle 13:00

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PsicobiologiaLa psicobiologia (il termine deriva dal greco psyché

(ψυχή) = "anima", bìos (βίος) = "vita" e logos (λόγος) = "scienza"), chiamata anche psicologia biologica, è una branca delle neuroscienze che studia il comportamento, ovvero l'insieme di tutte le

attività manifeste dell'organismo così come tutti i processi mentali (percezione, attenzione, memoria, apprendimento, emozioni), in relazione alle sue basi

biologiche, strutture e processi corporei appartenenti in particolar modo al sistema

nervoso centrale.

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Psicobiologia

Università Kore di Enna, Prof. Guariglia

Sintesi di molte discipline scientifiche

Domande fondamentali

• Di che natura sono le interazioni tra corpo e psiche?

• Come si studiano i correlati cerebrali delle funzioni psichiche?

• Quali sono le applicazioni pratiche e cliniche dello studio del cervello?

• Qual è il ruolo dello psicologo in tutto questo?

LIVELLO PSICOLOGICOPercezioniEmozioniPensieroMemoria

LIVELLO BIOLOGICOSistema nervoso centrale

Organi di sensoSistema endocrino

Altri organi del corpo

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Psicobiologia?

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Risonanze magnetiche di due gemelli

monozigoti quello di destra è schizofrenico (vedi dilatazione dei solchi

e dei ventricoli)

diversi nel cervello e nel comportamento

Psicobiologia

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PsicobiologiaGli esperimenti degli psicobiologi vengono

effettuati sia su animali che su esseri umani sani o con lesioni a carico del sistema nervoso.

Soprattutto in quest'ultimo campo di indagine si sovrappone ad un'altra branca delle

neuroscienze, la neuropsicologia, che studia solo il sistema nervoso centrale, ed è molto più influenzata

dalla psicologia cognitiva ed opera ad un livello maggiormente macroscopico, focalizzandosi su

estese aree del cervello.

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Papiro egiziano del 1700 a.C. (Edwin Smith)

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StoriaAntichità: Nessuna menzione del cervello

ü Cuore = passione, ü Fegato = coraggio, ü Visceri = pietà

Ippocrate (medico greco 469-361 a.C.): Sosteneva che vi fosse una corrispondenza tra alcune

componenti interne dell’organismo, gli umori e il carattere dell’individuo. La salute o la malattia sarebbe il risultato

dell’equilibrio o squilibrio tra questi umori.Tipologia psicologica delle persone.

Sangue à SanguignoBile gialla à Collerico

Bile nera à MelanconicoFlegma à Flemmatico

Aristotele (350 a.C. ca.):

ü Il cervello è un organo di raffreddamentoü Le capacità mentali sono localizzate nel cuoreü L’anima abita l’intero organismo vivente e forma un

tutt’uno con il corpo, a cui infonde la vitaü Tutte le forme di vita (comprese le piante) sono

dotate di anima

Storia

Distinzione tra facoltà dell’anima:• anima vegetativa (l’organismo si nutre, cresce e si riproduce)• anima sensitiva (acquisizione di stimoli dall’esterno, sensazioni)• anima intellettiva (pensiero e volontà)

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Erofilo (350 a.C.):

–Identificazione dei nervi spinali

–Identificazione dei dermatomeri

Storia

Galeno (II secolo):

Il corpo è costituito dai quattro elementi, la cui composizione dà luogo ai diversi "temperamenti”

(Ippocrate). Lo spirito (pneuma) è un fluido misterioso che passa lungo i

nervi e le arterie per raggiungere le varie parti del corpo.Nel cuore e nelle arterie circola il pneuma vitale

responsabile delle funzioni involontarie necessarie alla vita (digestione) e dei fenomeni emotivi passionali (collera,

paura).Il cervello invece è la sede delle funzioni psichiche superiori, dunque della "parte razionale" dell'anima

(Pnuema Psichico).

Storia

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Filosofia cristiana medioevale:

Tutte le forme di vita sono dotate di un animo che conferisce loro la vita.

Gli esseri umani sono dotati da Dio, di un’anima(immortale) che conferisce loro la capacità di pensare e

sentire ed il libero arbitrio.

La psiche non può essere costituita da materia quindi è cosa altra rispetto al cervello, anche se si estrinseca in

buona parte attraverso il cervello à

dualismo tra corpo e psiche

Storia

René Descartes o Cartesio (1596-1650):ü Modello meccanicistico del mondo: anche il

comportamento animale è paragonato ad una macchinaü Cervello come sede delle funzioni mentaliü Gli esseri umani hanno una mente o anima, non

soggetta alle leggi dell’universoü Posso dubitare della veridicità delle informazioni che

provengono dai miei organi di senso, ma non posso dubitare della mia realtà interiore: “penso, dunque sono”.

ü La mente è pura coscienza, senza estensione, e non può essere suddivisa (res cogitans)

ü La materia è priva di coscienza, è provvista di estensione e può essere suddivisa (res extensa)

ü L’uomo ha una doppia natura.

Storia

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StoriaRené Descartes o Cartesio (1596-1650):

• La res cogitans e la res extensa sono in contatto l’una con l’altra. Infatti:– il nostro corpo manda continuamente informazioni

sensoriali alla nostra mente– il nostro pensiero e la nostra volontà modificano lo

stato del nostro corpo (ad esempio quando decidiamo di muoverci)

• Ma come avviene questa interazione?

Il concetto di RIFLESSO

Storia Il movimento volontario in Cartesio

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StoriaRené Descartes o Cartesio (1596-1650)

La ghiandola pineale come

luogo di interazione tra

mente e cervello, anima e corpo

Dualismo cartesianoConseguenze storiche positive

• Il mondo materiale viene liberato dal concetto di “causa finale” ed è completamente deterministico (un “perfetto ingranaggio”) e quindi studiabile scientificamente: spazio allo sviluppo della fisica e della chimica come scienze empiriche

• Il nostro corpo fa parte del mondo materiale (un “automa perfetto” al comando della mente) e può quindi essere anch’esso studiato scientificamente: spazio allo sviluppo della fisiologia; della biologia e della medicina come scienze empiriche

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Dualismo cartesianoConseguenze storiche negative

• Il discorso sulla mente rimane a far parte della filosofia e della teologia. Non può esistere una psicologia scientifica

• La mente non è stata considerata come una parte del corpo. La medicina occidentale (compresa la neurologia) ha trascurato la mente

• Le conseguenze psicologiche delle malattie del corpo vengono spesso trascurate

• La percezione da parte del paziente della propria condizione di salute viene spesso trascurata

• L’effetto placebo è stato a lungo ignorato• Il fatto che disturbi o problemi psicologici possano

provocare malattie somatiche è stato accettato solo recentemente

Mente, cervello, corpo

SISTEMA NERVOSO CENTRALE (cervello)

CORPO

Trasmissione nervosa

Flusso sanguigno

Sistema nervoso muscoloscheletrico

Flusso sanguigno

Sistema nervoso vegetativo

Mondo esterno

Organi di sensoComportamenti

MENTE (psiche)

? Ghiandola pineale

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StoriaNascita della neurofisiologia

Luigi Galvani (XVIII secolo): la stimolazione elettrica del nervo di una rana produce la contrazione del muscolo cui è attaccato

Johannes Müller (1801-1858):Teoria dell’energia specificatutti i nervi veicolano lo stesso tipo di impulso elettrico, ma attraverso canali diversi; per cui il cervello deve essere funzionalmente diviso in parti

Storia Flourens: Teoria dei campi associati

Osservazione del comportamento in seguito ad ablazione sperimentale di parti diverse del

cervello

“Tutte le percezioni e tutti gli atti volontari hanno la stessa sede negli organi cerebrali; le facoltà di

percepire, di concepire o di volere non rappresentano perciò che diversi aspetti di facoltà essenzialmente

unitarie.”Pierre Flourens 1823

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La FrenologiaFranz Joseph Gall (1757-1828)

Morfostruttura del cervello

I frenologi tentarono di suddividere la mente umana in funzioni relativamente autonome e di localizzare tali funzioni in specifiche regioni della corteccia cerebrale.Le funzioni mentali

ipotizzate rappresentano delle “disposizioni” piuttosto che dei “processi”.Si pensava che le differenze psicologiche individuali dipendessero dalla relativa grandezza delle aree.Si pensava che la forma e le dimensioni del cranio riflettessero tali differenze.

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Nascita della neuropsicologiaPierre Paul Broca (1824-1880)

La perdita della parola corrisponde alla lesione dei lobi anteriori del cervello.Pierre Bouillaud

1825

• Dax (1836):150 casi di disturbi del linguaggio invariabilmente associati a lesioni emisferiche sinistre

• Broca (1851):caso di un paziente che riesce ad articolare una sola parola (“tan-tan”), in assenza di deficit di comprensione del linguaggio

Aree del linguaggio

AREA DI BROCAPiede della terza circonvoluzione frontale(posizione approssimativa)

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StoriaAfasia “motoria” (o afasia di Broca)Il paziente ha perso un tipo particolare di memoria, che non è la memoria delle parole, ma quella dei movimenti necessari per articolare le parole.

Paul Broca (1851)

Noi parliamo con l’emisfero sinistro!Paul Broca (1864)

Karl Wernicke (1848-1905)All’ “afasia motoria” di Broca viene contrapposta un’ “afasia sensoriale”, localizzata nella parte posteriore della prima circonvoluzione temporale di sinistra

Aree del linguaggio

AREA DI BROCAPiede della terza circonvoluzione frontale(posizione approssimativa)

AREA DI WERNICKETerzo posteriore della prima circonvoluzione temporale

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Il caso di Susanne Adam

Dottore: Buon giorno, come sta?

S.A.: Grazie, sto molto bene.

Dottore: Quanti anni ha?

S.A.: Grazie, va bene.

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Dottore: Quanti anni ha?S.A.: Vuol dire come mi chia..., come io sento?Dottore: No, volevo sapere quanti anni ha.S.A.: Eh, non lo so, come io chiamare mire [si corregge] come io sento chiamarsi.

[Il medico le avvicina un orologio all’orecchio e quindi lo allontana, per riavvicinarlo di nuovo.]S.A.: Sì questo lo sento, anche questo, questo adesso non lo sento più, adesso diventa più debole.[Le viene mostrato un bottone.]S.A.: Questo lo so è un bottianio, un bottano.

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Dottore: Questi sono i suoi capelli?S.A.: Sì, il mio orologio, i miei copelli, i capellorologhi (Haaruhre).Alla fine dopo aver pianto la paziente conclude con una frase corretta:«O buon Dio, se potessi guarire!»

Centro Concetti

Aree uditive primarie

Area di Wernicke

Aree motorie primarie

Area di Broca

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Centro Concetti

Aree uditive primarie

Area di Wernicke

Aree motorie primarie

Area di Broca

AFASIA DI BROCA

Centro Concetti

Aree uditive primarie

Area di Wernicke

Aree motorie primarie

Area di Broca

AFASIA DI WERNICKE

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Centro Concetti

Aree uditive primarie

Area di Wernicke

Aree motorie primarie

Area di Broca

AFASIA di Conduzione

Neuropsicologia:definizione

Clinico-praticoValutazione disturbi cognitivi e loro riabilitazione Scienze umaneOsservazione del comportamento dei pazienti per la sua comprensione e descrizione

Scienze sperimentaliStudio sperimentale delle correlazioni tra mente e cervello

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Neuropsicologia:concetti fondamentali

Principio di localizzazione cerebrale

La mente è scomponibile in funzioni relativamente autonome, aventi ognuna una propria localizzazione cerebrale

Le lesioni cerebrali danneggiano una o più componenti del sistema cognitivo

Neuropsicologia:concetti fondamentali

Neuropsicologia cognitiva

La neuropsicologia può contribuire allo studio dei processi mentali normali: l’osservazione di dissociazioni tra sintomi permette di inferire che diverse componenti cognitive costituiscono dei moduli separati nel sistema cognitivo

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Neuropsicologia:concetti fondamentali

Processo / comportamento

Modellocognitivo

Localizzazione cerebrale

Patologie corrispondenti

Comprensione del linguaggio

Produzione del linguaggio

Area di Wernicke

Area di Broca

Fascicolo arcuato

Afasia sensoriale

Afasia motoria

Afasia di conduzione

LINGUAGGIO

Neuropsicologia:concetti fondamentali

Metodo della correlazione anatomo-clinicaAnalisi del comportamento del paziente + Individuazione della sede lesionale = Associazione tra un’area cerebrale e una funzione mentale

Dissociazione tra sintomi e segniLa funzione deve essere preservata nei pazienti che hanno lesioni al di fuori di quell’area

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DissociazionePaziente 1 con lesione dell’area X

La facoltà mentale Y è deficitaria

Paziente 2 con lesione che risparmia l’area X

La facoltà mentale Y è normale

Struttura X Funzione Y

Doppia dissociazione

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Neuropsicologia:limiti metodologici dell’ottocento

Si basava sull’osservazione occasionale di casi singoli e da essa si muoveva per induzione arbitraria dal particolare al generale

La valutazione del comportamento avveniva solo con colloqui e non con test tarati

L’analisi della lesione veniva fatta post morteme in genere a distanza di tempo, inoltre a volte si limitava ad un’analisi visiva della corteccia

Neuropsicologia:oggi

La ricerca è svolta su gruppi di pazienti, che vengono selezionati in base a criteri specifici indipendenti dalla presenza del sintomo oggetto di indagine

La valutazione del comportamento avviene con test standardizzati, ossia tarati su un’opportuna popolazione di riferimento

Confronto delle prestazioni dei pazienti con gruppi di controllo e utilizzo di opportune analisi statistiche per valutare i risultati

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Nascita della PsicobiologiaDonald Olding Hebb (1904-1985)

Nel suo libro “L'organizzazione del comportamento” (1949), Hebb combinò per la prima volta i dati provenienti dalla

fisiologia del sistema nervoso con quelli relativi agli studi sul comportamento umano, a cui aggiunse la personale

esperienza derivante dall'osservazione dei primati.In particolare, introdusse quella che è ancora conosciuta

come la legge di Hebb, o dell'apprendimento hebbiano: secondo cui, «se un neurone A è abbastanza vicino ad un

neurone B da contribuire ripetutamente e in maniera duratura alla sua eccitazione, allora ha luogo in entrambi

i neuroni un processo di crescita o di cambiamento metabolico tale per cui l'efficacia di A nell'eccitare B viene

accresciuta».

Mente, cervello, corpo

SISTEMA NERVOSO CENTRALE (cervello)

CORPO

Trasmissione nervosa

Flusso sanguigno

Sistema nervoso muscoloscheletrico

Flusso sanguigno

Sistema nervoso vegetativo

Mondo esterno

Organi di sensoComportamenti

MENTE (psiche)

? Localizzazione cerebrale