Il lobo OccipitaleLamezia Terme, 25 novembre 2015

Maria Caterina Silveri

Università Cattolica- Milano

Superficie laterale: separata anteriormente dal lobo parietale attraverso la scissura

parietoccipitale, e dal lobo temporale. Presenta due solchi: la scissura occipitale

superiore e la scissura occipitale inferiore, che delimitano: la circonvoluzione superiore,

la media, la inferiore.

Superficie mesiale (o cuneo): scissura calcarina.: area visiva primaria (area 17; area

visiva secondaria (area 18) area visiva terziaria (area 19). Ricevono informazioni dalla

retina (soprattutto la17)

Superficie inferiore : …circonvoluzione paraippocampale e lobulo linguale

Coni=sensibili alla luce ed ai colori (decodificano tre colori: blu, rosso e verde (presenti nella fovea)(regione centrale della retina, punto di massima acuità visiva); trasmettono individualmente al neurone

Bastoncelli= sensibili alla luce crepuscolare; decodificano solo il bianco ed il nero (assenti nella fovea e presenti nelle regioni periferiche della retina); convergono a migliaia su un neurone

Coni e bastoncelli convergono nella Papilla Ottica (punto cieco) e attraverso le cellule bipolari e ganglionari convergono a loro volta nel nervo ottico (punto di convergenza = papilla ottica)

Rappresentazione del campo

visivo nella corteccia

Ogni meta’ del campo visivo e’

rappresentata nell’emisfero

controlaterale

I campi superiori sono

rappresentati nel labbro inferiore

della scissura calcarina

I campi inferiori sono rappresentati

in quello superiore

Circa la meta’ della massa del

tessuto nervoso della corteccia e’

devoluta alla rappresentazione

della fovea e delle regioni

immediatamente circostanti

(acuita’ visiva)

corteccia visiva primaria (corteccia striata;

include anche regioni peristriate ) area 17BA

VIA NON-STRIATA DELLA VISIONE ATTRAVERSO IL COLLICOLO SUPERIORE

Blind sight (per lesione nell’area visiva primaria): capacità di eseguire compiti visivI senza cosapevolezza della visione

nella zona dello scotoma (visione primitiva). Solo la percezione del movimento può mantenersi consapevole

collicolo

superiore

corteccia visiva

primaria (striata)

(area17BA)

corteccia extrastriata

corteccia extrastriata

genicolato

laterale

VIA STRIATA DELLA VISIONE ATTRAVERSO IL CORPO GENICOLATO (RICONOSCIMENTO)

Visione cieca Poppel, Held e Frost. 1973

Due tipi di comportamento nella visione cieca

-capacità di localizzare luogo e tipo di movimento senza consapevolezza

-capacità di dire che è avvenuta qualche cosa nel campo visivo ma che non era qualche cosa “di visivo”

Ungerlider and Mishkin (1982)

DORSALE

“where”(VISION –FOR-ACTION)

dalla corteccia visiva alla

corteccia parietale posteriore

VENTRALE

“what”(VISION-FOR-PERCEPTION)

dalla corteccia visiva alla

corteccia temporale inferiore

coordinamento

movimento-oggetto

riconoscimento

dell’oggetto

Le due vie della visione

Milner and Goodale (1995)

DORSALE

“where”(VISION –FOR-ACTION)

dalla corteccia visiva alla

corteccia parietale posteriore

VENTRALE

“what”(VISION-FOR-PERCEPTION)

dalla corteccia visiva alla

corteccia temporale inferiore

coordinamento

movimento-oggetto

riconoscimento

dell’oggetto

La differenza tra i due sistemi non è nel tipo di informazione che alaborano ma nel diverso comportamento che evocano:

- la via dorsale controlla il comportamento verso gli oggetti percepiti,

- la via ventrale rende la visione degli oggetti consapevole

Ungerlider and Mishkin (1982)

Milner and Goodale (1995)

DORSALE

“where”(VISION –FOR-ACTION)

dalla corteccia visiva alla

corteccia parietale posteriore

VENTRALE

“what”(VISION-FOR-PERCEPTION)

dalla corteccia visiva alla

corteccia temporale inferiore

coordinamento

movimento-oggetto

riconoscimento

dell’oggetto

CROSS-TALK

tra le due vie

Il processing visivo: modelli

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Riddoch & Humphreys, 1993

Fasi precoci del riconoscimento dell’oggettoMarr, 1982

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Riddoch & Humphreys, 1993

Agnosia

Difficoltà nell’identificazione di uno stimolo

presentato in una determinata modalità

(lo stimolo viene però riconosciuto se

presentato in un’altra modalità)

modalità visiva = agnosia visiva

Tipi di agnosia

(modello classico di Lissauer, 1890)

Agnosia appercettiva• Incapacità di riconoscere e

denominare l’oggetto

• Incapacità di copiare l’oggetto non riconosciuto

• Evidenza di un disturbo percettivo

• (lesione parietale dx)

Agnosia associativa • Incapacità di riconoscere e

denominare l’oggetto

• Mantenute capacità di ricopiare

l’oggetto

• Non c’è un disturbo sensoriale

percettivo

• Perdita della conoscenze

enciclopediche e contestuali

(memoria semantica)

• (lesione occipito temporale sinistra o

bilaterale)

Memoria

semantica

Agnosia appercettiva

Benson & Greenberg, 1969

Agnosia associativa

Farah, Hammond, Levine, et al., 1988

Lesione parietale posteriore destra:

agnosia appercettiva

Lesione occipitotemporale bilaterale:

agnosia associativa

Valutazione

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Riddoch & Humphreys, 1993

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Riddoch & Humphreys, 1993

BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

LH

MS

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Riddoch & Humphreys, 1993

BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

CORVIST Cortical Vision Screening Test,

James, Plant & Warrington, 2001

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Riddoch & Humphreys, 1993

minimal feature match foreshortened match

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Riddoch & Humphreys, 1993

BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

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Riddoch & Humphreys, 1993

VOSP The Visual Object and Space Perception Warrington & James, 1991

object decision task

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Riddoch & Humphreys, 1993

BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

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Riddoch & Humphreys, 1993

Item match

BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

association matchPicture of object

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Riddoch & Humphreys, 1993

BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

pyramid and palm tree

Howard & Patterson, 1992

Bozeat et al., 2000

Camel and cactus test

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Riddoch & Humphreys, 1993

MELA

BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

VOSP The Visual Object and Space Perception Warrington & James, 1991

Warrington, 1985

agnosia per le forme

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Riddoch & Humphreys, 1993

Figure incomplete di Gollin (1960)

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Riddoch & Humphreys, 1993

appercettiva

associativa

Anomia

Afasia ottica

Agnosiaappercettiva associativa

afasia ottica

• Il paziente è in grado di dimostrare che ha capito il significato dell’oggetto (ad esempio può eseguire correttamente compiti di matching tra figure strutturalmente diverse ma di identico significato) ma non denomina l’oggetto se presentato per via visiva

corpo calloso

Lobo occipital destroLobo occipitale sinistro

Disconnessione visuoverbale: afasia ottica – alessia pura

ALESSIA senza AGRAFIA (cecità pura per le parole)

-linguaggio intatto; disturbo della lettura ad alta voce

-scrittura conservata

-lesioni della corteccia occipitale SX e dello splenio;

-danno visivo (emianopsia controlaterale dx), mancato trasferimento informazioni visive

spesso associata a agnosia per i colori o acromatopsia

Alessia puraoriginariamente: sindrome di Dejerine, 1892

Disturbi “periferici” della lettura (non dipendenti da un deficit dello

«spelling»)

-Alessia senza agrafia

-Lettura lettere-per-lettera

-Dislessia da neglect

Dislessia da neglect (dislessia periferica)

1) Dislessia egocentrica: torrefazione = fazione

(quando la parola è nell’emispazio sinistro ma non

nell’emispazio destro)

2) Dislessia stimolocentrica: torrefazione = fazione

(indipendentemente dalla collocazione spaziale della

parola)

3) Dislessia dipendente dall’orientamento canonico delle

lettere (quindi dislessia per la prima parte della parola)

indipendentemente dell’orientamento della parola

(verticale o speculare)

Forme particolari di

agnosia visiva

Simultanagnosia Luria, 1959

Dorsale

Incapacità di analizzare più di uno stimolo alla volta (lesioni parieto occipitali bilaterali)

Ventrale

Incapacità di correlare una

parte dello stimolo al resto

dello stimolo (lesioni

temporocipitali inferiori sin)

Fara, 1990

Agnosia integrativaIncapacità di integrare una parte dello stimolo in una forma visiva coerente di alto livello

mantenendo tuttavia la capacità di percepire stimoli nel loro insieme (Riddoch &

Humphreys, 1987)

L’agnosia integrativa si collocherebbe lungo un continuum tra l’agnosia appercettiva ed

associativa

(il paziente copia anche se con difficoltà lo stimolo ma non è in grado di riconoscerlo)

lesioni temporo-occipitali bilaterali

Effetto Navon(immagini criptate)

Atassia ottica

• Difficoltà a raggiungere con l’arto oggetti posti nel campo visivo

• Ipotesi: disconnessione tra corteccia visiva associativa e regioni parietali-frontali (lobulo parietale superiore) che determina una incoordinazione visuomotoria

• Può riguardare un solo arto o entrambi; un solo emicampo o entrambi, generalmente più severa nelle parti periferiche del campo visivo

Sindrome di Balint (lesioni parieto occipitali bilaterali)

disordine dell’attenzione spaziale (visual disorientation -

Gordon Holmes' 1918-; o simultanagnosia -Wolpert in 1924)

paralisi psichica dello sguardo”: incapacità di shift

volontario dello sguardo dal punto di fissazione verso un altro

stimolo (aprassia dello sguardo)

atassia ottica difficoltà di raggiungere lo stimolo sotto

controllo visivo (disordine del “reaching”)

Il riconoscimento può avvenire attraverso la voce, il modo di camminare ecc…

Apperceptiva: incapacità di generare una entità percettiva-strutturale che

consenta di eseguire un match con una identità nota

Associativa: ricostruzione di una identità percettiva-strutturale adeguata ma

difficoltà ad associarla ad una identità nota

Incapacità di riconoscere

attraverso il canale visivo

volti noti, in assenza di altri

deficit percettivi, cognitivi e

di memoria

Wilbrand, 1982

Bodamer, 1947

L’elaborazione del volto è comune a quella di altri oggetti complessi (Damasio, 1982)

o richiede un modulo specializzato (McNeil & Warrington 1993)?

58

Codifica strutturale

Unità di riconoscimento (volto familiare)

Nodi di identificazione (identificazione del volto)

Produzione nome

(Bruce e Young, 1986)

Le prime fasi dell’analisi percettiva sono comuni a tutti gli oggetti ma successivamente

le vie si differenziano ed il volto va incontro a:

dove avviene il processamento del volto

Nella corteccia occipito temporale bilateralmente (regioni occipito temporali inferiori,

giro linguale e fusiforme)

Damasio, Damasio & Van Hoesen, 1982; Akahashi, Kawamura, Hirayama, Shiota & Isono, 1995

Nella regione occipito temporale destra (lesione monolaterale)

De Renzi, 1986; Landis, Regard & Bliestle, 1988; Rapcsak, Polster, Comer & Rubens, 1994;

Takahashi et al., 1995

De Renzi, Perani, Carlesimo, Silveri, Fazio, 1996

Matching Faces Task (Test di Benton)

Valutazione degli

aspetti percettivi

Valutazione degli

aspetti percettivi

Test di “familiarità”

Test di “riconoscimento di

identità”

Famoso si/no

Scrittore/pittore/scienziato/sportivo/attore/politico

Vivente si/no

Italiano si/noBizzozzero et al., 2005-2008

Rizzo et al., 2002

Agnosia topografica

(differente

dall’amnesia

topografica)

Test di valutazione: presentare fotografie di luoghi noti e

chiedere di identificarli

Disorientamento topografico

• Amnesia topografica: Deficit di memoria retrograda ed anterograda per i percorsi (lesioni paraippocampali)

• Agnosia topografica (agnosia per i luoghi): difficoltà a riconoscere gli edifici che costituiscono un determinato luogo spesso associata a prosopoagnosia (lesioni occipitali destre)

AGNOSIA PER LE FACCE, OGGETTI ED AGNOSIA PER LETTERE E PAROLE COSTIRUIREBBE UN CONTINUUM

PERCEZIONE PIÙ HOLISTICA GESTALTICA (FACCE), VS. PERCEZIONE LEGATA ALL’ANALISI DI PIÙ PARTI (LETTERE E PAROLE)

GLI OGGETTI SI COLLOCHEREBBERO NELLA PARTE E INTERMEDIA IN RELAZIONE ALLE SPECIFICHE CARATTERISTICHE STRUTTURALI

FARAH 1990

MELA

C

g

p S

Acromatopsia

(Discromatopsie)

Lesione occipitali ventrali

(bilaterali)(giro linguale e fusiforme)

ma sono anche descritti casi di

emicromatopsia

generalmente associata a

PROSOPOAGNOSIA

Test di valutazione:

-Farnsworth-Munsell 100-hue test (ordinare tonalità di colore di diversa

intensità senza denominazione)

-Test di denominazione di colori

Test di valutazione: tavole di Ishihara

Agnosia per i colori

Test di valutazione: attribuire il colore giusto ad un oggetto o

ad un animale (deficit di memoria semantica)

Disturbi della percezione del movimento

Generalmente associati ad altri disturbi percettivi (anche agnosia percettiva)

- lesioni delle aree 37 e 19 e sostanza bianca corrispondente all’area V5

- La stimolazione di V5 (TMS) produce disturbi transitori della percezione del movimento

Zihl, D von Cramon, Mai (1983) "Selective disturbance of movement vision after bilateral brain damage". Brain 106, 313-340)

Disturbi nella percezione della profondità (da lesioni occipitali ed occipito temporali)

sindrome rara; a volte associata alla sindrome di Balint

Deficit percettivi/agnosici : serie di disturbi nell’analisi visiva e nel riconoscimento visivo che

comprendono deficit propriamente agnosici e deficit percettivi più vicini alla visione primaria,

oltre a deficit di alcune componenti “semantiche” (ad esempio, il colore)

AGNOSIA NELLA DEMENZA SEMANTICA:

disturbo del riconoscimento dell’oggetto (incluso il volto e le parole ) che si rileva in tutti

I canali sensoriali generato dal decadimento della rappresentazione semantica nel magazzino

di memoria semantica

Agnosia in altri canali

sensoriali

Suoni non-

verbaliVoci Linguaggio

Sordità corticale - - -

Agnosia uditiva - + +Sordità verbale

pura + + -

Fonagnosia + - +

Altre forme di agnosia: disturbi nella percezione e

riconoscimento di suoni verbali e non verbali (“agnosia

acustica”)

Test per

l’agnosia acustica,

Palmieri 1986

Altre forme di agnosia: astereoagnosia (agnosia “tattile”)

Incapacità di riconoscere gli oggetti attraverso il tatto

(importanza della regione calcarina extrastriata, del lobulo

parietale inferiore e del giro frontopolare)

Deibert et al., 1999

Rappresentazione del corpo

• Termine generico che indica una serie di funzioni percettive e motorie

• SCHEMA CORPOREO

– In larga parte basato sulle afferenze propriocettive (quindi in assenza di controllo visivo) che permettono l’aggiornamento della posizione del corpo nello spazio in larga parte attraverso automatismi

• IMMAGINE CORPOREA

•Conoscenza della forma del corpo e capacità di localizzare stimoli sensitivi

• La cognizione del corpo deriva dall’integrazione di informazioni multisensoriali

– Es: se le informazioni sono in contrasto si produce una alterazione della rappresentazione del corpo (illusione di Pinocchio)

La rappresentazione del corpo è stabile

• arto fantasma: sensazione che la parte amputata sia ancora presente dopo l’amputazione, indipendentemente dalla riorganizzazione funzionale della corteccia sensoriale (e forse dalle afferenze sensoriali)

• la stabilità della rappresentazione ha verosimilmente una base genetica e non deriva esclusivamente dall’esperienza sensoriale (fenomeno dell’arto fantasma anche in bambini con ipoplasia degli arti) (teoria della neuromatrice)

Rappresentazione del corpo nelle regioni parietali posteriori (soprattutto dell’emisfero

destro)

• Lesioni di queste regioni possono produrre alterazioni varie della rappresentazione del corpo

– Sensazione di arti soprannumerari

– Sensazione di presenza aliena (che può riguardare l’intera persona)

Disturbi neuropsicologici “tipici” della rappresentazione del corpo

• Autotopoagnosia: perdita della capacità di localizzare parti del corpo (proprio ma anche altrui)

• Disorientamento “destra/sinistra”: incapacità di distinguere lato destro da lato sinistro sul proprio corpo, sul corpo altrui e sulla rappresentazione grafica di un corpo umano

• Agnosia digitale: incapacità di denominare e riconoscere le dita della mano

Sindrome di Gerstmann(lesioni temporo-occipitali prevalentemente sinistre)

• Disorientamento destra/sinistra

• Agnosia digitale

• Acalculia

• Agrafia

Patologie che coinvolgono le regioni posteriori dell’encefalo

La via del “what” e la via del “where” nella patologia neurodegenerativa

distribuzione del danno: neuroimaging

Voxel-based morphometry – MRI - MRS: AD vs. PCA

Whitwell et al.,2008

ACP e neglect

neuroimaging

CBD-p PCA-p1 PCA-p2 FTD-pPCA-p3

R L

PCA-p2

PCA-p1

PCA-p3

Silveri MC, Ciccarelli N, Cappa A, in revisione

ACP: una patologia del sistema visivo?

• disturbi visuopercettivi/visuospaziali– “HIGH LEVEL”

– “LOW LEVEL”

• disturbi visivi

– CENTRALI

– RETINA?

Demenza Semantica

Age Education(yrs) Manual preference Disease duration(yrs) Sex Neuroimaging

CG 65 13 R 2 M MRI-VBM

AM 60 13 R 2 M MRI-VBM

EA 63 8 R 2 F MRI-VBM

PB 65 18 R 3 M MRI-VBM

MA 76 5 R 2 F MRI-VBM

RC 83 5 R 3 F MRI-VBM

DFP 79 18 R 2 M MRI-VBM

ML 84 5 R 2 F MRI-VBM

PE 69 5 R 3 F PET

Demenza semantica

Minimal feature

view task

N=25

23.3 (2.0)

18.5-25

Foreshort.

view task

N=25

21.6 (2.6)

16.7-25

Drawing

from memory

N=6

Object decision

(Hard-A)

N=32

27 (2.2)

22-33

Object decision

(Hard-B)

N=32

25.4 (4.7)

14-31

Item match

N=30

30 (2.2)

24-32

CG 23 22 2 18 14 14

AM 23 20 2 20 15 30

EA 22 18 3 17 17 28

PB 24 24 2 16 16 32

MA - - - - - -

RC 20 15 1 19 18 29

DFP 22 24 4 23 21 31

LM 23 19 1 18 22 25

PE 21 18 0,5 16 18 25

Pre categorical and stored knowledge tasks(BORB – subsets)pathological

Demenza semantica

Association match

(BORB)

N=30

27.5 (2.4)

21-30

Ranking pictures

(from the largest…)

N=10 series

(4 items each)

Normal subjects

9 (36-40)

Ranking words

(from the largest…)

N=10 series

(4 items each)

Normal subjects

8 (34-40)

Chi2 p

CG 31 1/10

(20/40)

1/10

(15/40) -

AM 26 7/10

(32/40)

2/10

(13/40) 18.34 .0000

EA 20 6/10

(31/40)

3/10

(12/40) 18.15 .0000

PB 17 8/10

(35/40)

3/10

(21/40) 11.67 .0006

MA - - -

RC 22 1/10

(14/40)

1/10

(14/40) -

DFP 26 8/10

(36/40)

6/10

(31/40) -

LM 22 4/10

(23/40)

2/10

(15/40) -

PE 18 6/10

(30/40)

2/10

(15/40) 11.43 .0007

Verbal and Non-Verbal Semanticspathological

significant

Left H

Right H

Ungerlider and Mishkin (1982)

Milner and Goodale (1995)

DORSALE

“where”(VISION –FOR-ACTION)

dalla corteccia visiva alla

corteccia parietale posteriore

VENTRALE

“what”(VISION-FOR-PERCEPTION)

dalla corteccia visiva alla

corteccia temporale inferiore

coordinamento

movimento-oggetto

riconoscimento

dell’oggetto

CROSS-TALK

tra le due vie

in definitiva……….