Recenti sviluppi in neuropsicologia clinica

Giuseppe SartoriUniversità di Padova

Email: giuseppe.sartori@unipd.it

Disturbi organici e disturbi funzionali

Disturbi organici (es. schizofrenia)

Disturbi funzionali (es. fobia )

Posizione originata dalla impossibilità di visualizzare la microstruttura e il funzionamento cerebrale

Dominante fino al momento dello sviluppo delle neuroimmagini funzionali

Attualmente

Disturbi psichici

Con correlati neuraliMacrostrutturali

Si evidenziano a TAC e MRI

Es. Afasia, Alzheimer

Con correlati neuraliFunzionali e microstrutturali

Si evidenziano a PET, fMRI,VBM-MRIEs. Fobia, DPTS

LA RISONANZA MAGNETICA

La risonanza magnetica è divenuta indagine medica diagnostica di elezione in molte

patologie, con possibilità di studiare ogni apparato umano sotto qualunque angolo di

incidenza, individuando natura e composizione biologica degli organi

LA RMI STRUTTURALE

VANTAGGI nell’uso della RMI

• Nessun effetto dannoso a causa di radiazioni ionizzanti

• Buona risoluzione spaziale e di contrasto• Possibilità di simultaneo multislice imaging• Assenza di artefatti ossei• Possibilità di imaging vascolare non invasivo• Possibilità di imaging funzionale e metabolico• Possibilità di usare metodi di contrasto a bassa

tossicità• Opportunità di realizzare procedure interventistiche

IMAGING FUNZIONALEfMRI

La strumentazione necessaria

Meccanismo BOLD

Attività cerebrale

Consumo di ossigeno Flusso sanguigno cerebrale

OssiemoglobinaDeossiemoglobina

Suscettibilità magnetica

T2*

Intensità del segnale MRI

Poprietà magnetiche della Deossiemoglobina e dell’Ossiemoglobina

Deossiemoglobina: paramagnetica ( > 0) paramagnetica in relazione al tessuto circostante

Ossiemoglobina: diamagnetica ( < 0) isomagnetica in relazione al tessuto circostante

L’ossiemoglobina e la deossiemoglobina durante l’attivazione

cerebrale

OssiemoglobinaDeossiemoglobina

Riposo Attivazione

Flusso cerebrale normale Flusso cerebrale maggiore

Come si genera il segnale fMRI

VANTAGGI nell’uso della fMRI

Rispetto alla PET, la fMRI:

• ha risoluzione temporale migliore

• si basa su un segnale intrinseco che non richiede alcun tipo di tracciante

• Le misurazioni ottenute per fMRI dell’attività legata al compito svolto dal soggetto in sede sperimentale possono essere rapportate direttamente alle immagini anatomiche tridimensionali del soggetto ricavate con la stessa tecnica.

POSSIBILI APPLICAZIONI DELLA fMRI

• Neurologia

• Neuroradiologia e radiologia interventistica

• Neurochirurgia

• Neuropsichiatria

• Neuropsicologia

• Psicofarmacologia

• Neuroscienze cognitive

fMRI: perché?

Strumento di elezione nei seguenti ambiti clinici:

• Accidenti cerebrovascolari• Anomalie metaboliche• Tumori cerebrali• Epilessie• Malattia di Alzheimer e morbo di Parkinson• Schizofrenia

La fMRI viene usata per studiare i correlati neuraliDei meccanismi mentali nel soggetto normale

Valori morali

Alterati nella Psicopatia, nella schizofrenia

Menzogna

Bloccare la risposta automatica per produrre la menzogna

Scelte e decisioni e preferenze

Cognizione sociale

Controllo degli impulsi

Impulsività ed inibizione delle risposte.Più alta è la capacità di inibire le risposte impulsive e maggioreÈ l’efficienza del lobo frontale

Alterati nella Psicopatia, alcuni Disturbi di personalità, Schizofrenia

Usata per studiare la maturazione cerebralee studiare i correlati neurali della maturazione psicologica

Regioni con aumento densità sinapstica fra 7 e 12 anni

Viene usata per studiare i correlati neurali dei disordini psichiciChe una volta venivano chiamati funzionali

Riduzione dellaGrey Matter Densitynella Schizofrenia

Metodo vbm

Anche disturbi pers.

Riduzione di volumeAmigdala nei disturbiBorderline diPersonalità

Il correlato neurale dimostrabile

Disturbi di personalità

L’imaging funzionale come predittore della schizofrenia

Neural dysfunction and violence in schizophrenia:

An fMRI investigation

Limbic over-activity in depression during preserved performance on

the n-back task

Che cosa succede nel cervello dei pazienti che rispondono allapsicoterapia?

Terapia della Balbuzie

Potenziali evocati Potenziali evocati

OO

Potenziali evento-correlatiPotenziali evento-correlati

Definizione dei PEDefinizione dei PE

• Modificazioni dell’attività elettrica del cervello in risposta a:

- stimoli ambientali (ad es. presentazione di un suono)

- processi cognitivi (ad es. decidere se una frase è grammaticalmente corretta)

- preparazione di movimenti

ANALISI PE:

•AMPIEZZA

•LUNGHEZZA D’ONDA

•TOPOGRAFIA

Principali tipi di PEPrincipali tipi di PE

• Potenziali sensoriali (< 100 ms)

• N100, P100

• MMN e N2

• P300a e b

• N400

• Potenziale di prontezza motoria

• Variazione contingente negativa

La P300 e’ una componente ERP endogena (si osserva anche in assenza di stimolo) che compare in risposta a stimoli rilevanti ma rari.

Il classico paradigma per evidenziare la P300 e’ l’ ‘oddball task’, compito in cui il soggetto e’ istruito a rispondere al più raro di una serie di stimoli.

L’ampiezza della P300 e’ maggiore quanto e’ minore la probabilità di comparsa dello stimolo. Inoltre, la sua latenza è funzione del tempo necessario per analizzare lo stimolo.

La P300 rifletterebbe il cambiamento o l’ aggiornamento del modello interno con cui il soggetto svolge il compito e interagisce con gli stimoli esterni.

COMPONENTI di PE : P300

COMPONENTI di PE :

MMN

COMPONENTI di PE :N400

La componente N400 degli ERP e’ un indice di incongruenza semantica. Ai soggetti e’ presentata una frase la cui ultima parola e’ congruente o meno con il significato della frase:

Mi piace bere il te’ con zucchero e limone.

Mi piace bere il te’ con zucchero e calza.

La N400 si osserva anche quando figure anomale (o incongruenti) sono mostrate durante l’ascolto di una frase, o quando la frase presenta una violazione sintattica.

Vantaggi e svantaggi degli ERP

Vantaggi:

- Ottima risoluzione temporale (accuratezza circa 1 msec)

- Basso costo e semplicita’ della tecnica

- Molte componenti ‘periferiche’ e ‘centrali’ degli ERP sono note (P300, N400)

- Poco invasivi

Svantaggi:

- Risoluzione spaziale molto povera

- Necessita’ di numerose prove per estrarre i potenziali

- Numerosi artefatti, soprattutto dovuti ai movimeneti oculari (ammiccamento) e allo stato di tensione dellla mandibola