Apprendimento e plasticità cerebrale
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nascita
o f
La corteccia cerebrale è la regione che contiene diverse aree con specifiche funzioni, che insieme
costituiscono la nostra abilità cognitiva
Il cervello ha distinte regioni funzionaliIl cervello ha distinte regioni funzionali
AREE SENSITIVE DELLA CORTECCIA CEREBRALE
Aree del linguaggioAree del linguaggio
Preparazione o strategia delMovimento ideato (mediale) o comandato (laterale)
Esecuzione motoria
Esecuzione atto motorio
Codifica forza, direzionevelocità
Ideazione-programmazioneCoordinazione bilaterale
4039
Associativa multimodale (somestesica, visiva, acustica, propriocettiva, vestibolare)Riceve Copie dei comandi motoriCodifica la posizione del corpo nello spazio duranteIl movimento monitorando movimento e risultati
scrittura
grafia
Lessico e sintassi Prosodia
Capacitàspaziale
Funzioni emisferosinistro e destro
verbale spaziale
lettura
Abilitàmanuale
Analiticosequenziale analitico
parallelo
dettagliglobalità
Riconoscimentovolti
EMOZIONI E SISTEMA LIMBICO
EMOZIONI E SISTEMA LIMBICO
EMOZIONI E SISTEMA LIMBICO
EMOZIONI E SISTEMA LIMBICO
CIRCUITINEURONALI
EPROPRIETA’ELETTRICHEDEI NEURONI
CIRCUITINEURONALI
CORTECCIA CEREBRALE
Figura 7.22 a
Sinapsi chimica
Regolatori del comportamento il cui stato a sua volta modula i processi sensoriali e cognitivi
Apprendimento - MemoriaEmozioni - Motivazioni
Comportamento
LinguaggioSensibilità somatica
Problem solving
Decision making
Visione
Acustica
Attività motoria
Pensiero
(morte di un dogma e rivoluzione nella concezione plastica del cervello)
Camillo Golgi (1843-1926) S. Ramon y Cajal (1852-1934)
ÂaxÄ vxÜäxÄÄÉ twâÄàÉ àâààÉ Ñâ´ ÅÉÜ|Üx x Ç|xÇàx Ñâ´ xááxÜx Ü|zxÇxÜtàÉÊ
dal greco plaistikos, ‘formare”dal greco plaistikos, ‘formare”
Una delle più moderne concezioni funzionali del cervello è la plasticità cerebrale intesa come risposta adattativa a stimolazioni-sollecitazioni che porta a riorganizzazione dei circuiti nervosi e migliora le funzioni.Sulla base della plasticità il cervello è potenziato dall’esperienza, è capace di apprendere, ricordare e rigenerare dopo lesioni.
Una delle più moderne concezioni funzionali del cervello è la plasticità cerebrale intesa come risposta adattativa a stimolazioni-sollecitazioni che porta a riorganizzazione dei circuiti nervosi e migliora le funzioni.Sulla base della plasticità il cervello è potenziato dall’esperienza, è capace di apprendere, ricordare e rigenerare dopo lesioni.
Le esperienze e l’esercizio generano modificazioni plastiche di specifiche aree cerebrali.
Cava Ispica. Il Castello visto da Jean Houël, viaggiatore francese del XVIII secolo
Per giocare a tennis impieghiamo diverse aree del cervello
Per giocare a tennis impieghiamo diverse aree del cervello
Attention/control task
Late/newly
Differenze cerebrali tra
musicisti e non musicisti
RisonanzaMagnetica
Finalizzata a:Finalizzata a:
Cambiamento strutturale dei circuiti cerebrali del cervello
in risposta a sollecitazioni.
Cambiamento strutturale dei circuiti cerebrali del cervello
in risposta a sollecitazioni.
migliorare una funzione (potenziamento funzionale)
migliorare una funzione (potenziamento funzionale)
La regolazione fine dei circuiti nervosi crea chiare differenze microscopiche tra due cervelli diversi e
Anche a livello dello stesso cervello in due momenti diversi, variazioni che dipendono dall’attività e quindi
dalle esperienze.
Le modificazioni plastiche sono durature?
Il numero di sinapsi o di ramificazioni si riduce dopo un periodo, compreso tra
6 mesi ed un anno, di completa interruzione dell’esercizio.
Lo schema della funzione sopravvive anche per lunghi periodi.
Cancellata del Palazzo dei BaroniBruno di Belmonte (Il Casino)
L’ampliamento plastico di funzioni cerebrali come incide nelle esperienze nuove?
Facilita l’apprendimento
Facilita l’esecuzione
Un continuo rimodellamento delle sinapsi (rimozione o aggiunta) è alla base dell’apprendimento e potenziamento delle capacità del cervello nonché del recupero funzionale nelle lesioni
Un continuo rimodellamento delle sinapsi (rimozione o aggiunta) è alla base dell’apprendimento e potenziamento delle capacità del cervello nonché del recupero funzionale nelle lesioni
Nell’adulto e con l’avanzare dell’età la plasticità si riduce e le nuove acquisizioni cognitive utilizzano prevalentamente un riarrangiamento sinaptico
Nel bambino l’apprendimento comporta un utilizzo dei circuiti esistenti che plasticizzano e sviluppano nuove ramificazioni assonali e nuovi dendriti e la plasticità cerebrale è elevata
La Riorganizzazione plastica delle sinapsi e dei circuiti è attività-dipendente e si riduce
con l’età
Memoria dichiarativa
EpisodicaSemantica
La memoria esplicita comporta almeno quattro processi:
CodificaConsolidamentoConservazione
richiamo
“Codifica"si riferisce al processo iniziale di riconoscimento ed si riferisce al processo iniziale di riconoscimento ed
elaborazione elaborazione dell'informazione appena appresa. Meglio dell'informazione appena appresa. Meglio èè
codificata una nozione, migliore sarcodificata una nozione, migliore sarààil successo delle fasi successive.il successo delle fasi successive.
Circuiti memoria dichiarativaCircuiti memoria dichiarativacorticocortico--ippocampaliippocampali e ippocampoe ippocampo--corticalicorticali
Codifica e conserva memoria esplicita
a breve termine
Memoria spaziale,Date e luoghi (episodica)Dettagli contestuali Parole e discorsiInformazioni scritte
Memoria dichiarativa
Episodica
Where?When?
What?
I due flussi di informazioni “What” e “Where”
sono integrati nelle regioni ippocampali GD-CA3
ParahippocampalParahippocampal
EnthorinalEnthorinal
EnthorinalEnthorinal
PerirhinalPerirhinal
Nella regione Nella regione ippocampaleippocampale CA3CA3--CA1 le informazioni CA1 le informazioni ““WhatWhat”” e e ““WhereWhere”” vengono combinate con lvengono combinate con l’’ordine temporale ordine temporale ““WhenWhen””
Temporal order
La memoria esplicita comporta almeno quattro processi:
CodificaConsolidamentoConservazione
richiamo
“Consolidamento"corrisponde al processo di trasformazione della corrisponde al processo di trasformazione della
memoria appresa in forma stabile. memoria appresa in forma stabile.
Memoria EsplicitaLobo temporale mediale
Lobo temporale
Durante il periodo di consolidamento post-learningl’ippocampo (lobo temporale mediale) agisce come Rigeneratore di combinazioneattivando simultaneamente i circuiti neuronali corrispondenti ai differenti moduli sensoriali e consolidando le loro connessioni.
consolidamento
la corteccia prefrontale è attivata durante la formazione della memoria episodica ed è richiesta per processi strategici come la ricerca di informazioni il monitoraggio degli esiti, la scelta degli obiettivi, la pianificazione, il controllo e la valutazione del comportamento.
emozioni
Amigdalacingulata
Connessioni delle subregioni della corteccia frontale mediale
azioni
Aree motrici
EsitiDelle azioniCorteccia rinale
Working memory Retrivied or experienzed Memoria episodica
Il contesto interno rappresentato dagli stati emozionali e Il contesto interno rappresentato dagli stati emozionali e motivazionali (impliciti) evocati dallmotivazionali (impliciti) evocati dall’’esperienza possono essere esperienza possono essere associati come segnali associati come segnali interocettiviinterocettivi allall’’evento appreso e come tali evento appreso e come tali costituire parte integrante dellcostituire parte integrante dell’’esperienza esplicita ed essere utili esperienza esplicita ed essere utili come segnali di consolidamento e richiamo della memoria, oltre ccome segnali di consolidamento e richiamo della memoria, oltre che he di apprendimentodi apprendimento
Emozioni-motivazioni associati all’episodio
LL’’acquisizione di nuove informazioni acquisizione di nuove informazioni èè fortemente incrementata fortemente incrementata dalldall’’abilitabilitàà strategica di integrare e organizzare le informazioni strategica di integrare e organizzare le informazioni rilevanti in una coerente e significativa rappresentazione rilevanti in una coerente e significativa rappresentazione delldell’’episodioepisodio
Una volta espletato il “consolidamento” la memoria a
lungo termine diviene indipendente dall’ippocampo.
Il tempo impiegato a raggiungere questa indipendenza è variabile e va da giorni-settimane a mesi ed
anni dall’acquisizione dell’informazione.
Il “Consolidamento” permette alla traccia di memoria dichiarativa di trasformarsi in
memoria a lungo termine e rendersi progressivamente indipendente
dall’ippocampo e dipendere dalle aree corticali siti di deposito a lungo termine.
Amnesia anterograda,
retrograda e remota
La memoria esplicita comporta almeno quattro processi:
CodificaConsolidamentoConservazione
richiamo
“Conservazione"riguarda i meccanismi, poco noti di mantenimento riguarda i meccanismi, poco noti di mantenimento
dell'informazionedell'informazioneappresa. Tale capacitappresa. Tale capacitàà èè illimitata nel tempo a illimitata nel tempo a
differenza di ciò che avviene differenza di ciò che avviene nella memoria a breve termine.nella memoria a breve termine.
La memoria remota è depositata in aree corticali diverse dal lobo temporale mediale e corrispondenti ai moduli sensoriali coinvolti nell’esperienza.
Il Lobo temporale mediale conserva la memoria retrograda secondo uno schema temporale di formazione non noto ma graduale in relazione al tempo.
Memoria dichiarativa
Semantica
Le nozioni semantiche sono formate nell’ippocampo e conservate a lungo termine in
diverse regioni della corteccia cerebrale
La memoria esplicita comporta almeno quattro processi:
CodificaConsolidamentoConservazione
richiamo
“Richiamo"èè fondamentale per richiamare allo stato di fondamentale per richiamare allo stato di
coscienza l'informazionecoscienza l'informazioneimmagazzinata. Il recupero comporta la riunione di immagazzinata. Il recupero comporta la riunione di
diversi tipi di informazioni che diversi tipi di informazioni che sono custodite in sedi cerebrali diverse.sono custodite in sedi cerebrali diverse.
Il richiamo della memoria episodica richiede una Il richiamo della memoria episodica richiede una ricodificaricodifica delle tracce di memoria, attivazione di delle tracce di memoria, attivazione di
multiple tracce di memoria mediata multiple tracce di memoria mediata dalldall’’ippocampo ippocampo
che permette un legame con i circuiti neuronali o che permette un legame con i circuiti neuronali o moduli corticali che rappresentanomoduli corticali che rappresentano
ll’’esperienza nella traccia di memoriaesperienza nella traccia di memoria..
Richiamo delle nozioni episodiche (luoghi e tempi) nella corteccia
prefrontale la cui lesione produce amnesia delle origini
Richiamo delle nozioni episodiche (luoghi e tempi) nella corteccia
prefrontale la cui lesione produce amnesia delle origini
Il lobo temporale potrebbe svolgere un ruolo di coesione-assemblaggio delle memorie nelle varie regioni ed il richiamo comporterebbe
il riassemblaggio. (Povertà del richiamo, confusione nel ricordare, e confusione tra reale ed immaginario supportano questa ipotesi)
Recupero o richiamo (tanto più efficace quanto più si svolge in un contesto simile
alprecedente)
Memoria implicitaNon dichiarativa
abilità motorie-percettiveO
procedurali
Si richiama facilmente
La memoria non-dichiarativa può essere formata e convertita in memoria a lungotermine con modalità independente dall’ippocampo.
La memoria implicita o riflessiva: abilità motorie
Dove si forma e conserva laMemoria implicita o non dichiarativa?
la memoria implicita non dichiarativasi forma e si conserva nelle aree di pertinenza :
L’apprendimento cognitivo implicito
percezioni affettive ed emozionali
Il bambino prima di imparare a parlare (gestione memoria esplicita) comunica per percezioni implicite
La La workingworking memorymemory èè una memoria a breve termine che una memoria a breve termine che coordina la conservazione transitoria delle informazioni coordina la conservazione transitoria delle informazioni
rendendo possibile una simultanea rendendo possibile una simultanea processazioneprocessazione e e manipolazione delle informazioni necessaria per la manipolazione delle informazioni necessaria per la
realizzazione di complesse funzioni cognitive.realizzazione di complesse funzioni cognitive.
comprensione di una frase comprensione di una frase ––discorsodiscorso. .
Guidare in un traffico complesso e disordinatoGuidare in un traffico complesso e disordinato
Short-term memory
Working memory
Multicomponenti di working memory
Working memory:Mantenere e manipolare le informazioni nel processo di guida ed
esecuzione di compiti sotto il controllo di una centrale esecutiva con il compito di attenzione ed integrazione.
Link long-term memory
integrazioneintegrazione
Spatial-verbal working memory
Lo sviluppo delle connessioni neuronali, di Lo sviluppo delle connessioni neuronali, di nuove sinapsi o stabilizzazione delle esistenti, nuove sinapsi o stabilizzazione delle esistenti, dipende dalldipende dall’’attivitattivitàà neuronale che entra nel neuronale che entra nel nostro cervello attraverso la nostra attivitnostro cervello attraverso la nostra attivitàà
sensoriale nonchsensoriale nonchéé dalldall’’attivitattivitàà intrinseca dei intrinseca dei circuiti che elaborano le informazioni e ne circuiti che elaborano le informazioni e ne
conservano una traccia di memoria.conservano una traccia di memoria.
Quali sono le basi anatomiche che si accompagnano alle modificazioni plastiche del cevello?
Aumento di ramificazioni neuronali
Incremento di sinapsi
Formazioni di nuovi circuiti neuronali
NEUROGENESI
Cambiamento plastico delle sinapsi durante l’apprendimento
Le informazioni sono conservate nei neuroni che sono attivati durante l’apprendimento.
L’efficacia della memorizzazione dipende dalla formazione di nuove connessioni e
sinapsi.
La memoria a lungo termine richiedefenomeni di potenziamentoe quindi fenomeni plastici
La formazione di memoria a lungo termine può richiedere ripetizione
Synapticpasticity
E.R. Kandel
Learning and memory are based on synaptic plasticity
Perché persone diverse ricordano
un evento in modo diverso?
La Conservazione della Memoria è statica
o dinamica?
La Conservazione della La Conservazione della Memoria Memoria èè staticastatica
o dinamica?o dinamica?Statica:
Conservazione degli eventi il cui richiamo se incompleto dipende dalla non
Accessibilità ad alcuni particolari.
Dinamica:Può essere influenzata dalla registrazione di nuovi eventi o variazioni nei meccanismi di richiamo con perdita di particolari degli eventi (memoria incompleta) o richiami distorti (falsa memoria)
“Le modificazioni indotte dall’apprendimento/memoria (esperienza) e l’architettura cerebrale su base genetica rappresentano le basi biologiche della individualità”
E.R Kandel
