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Il cervello e la mente

• Il cervello rappresenta tutta la conoscenza (Maffei, 1998).

• Nel cervello esiste una rappresentazione ordinata e precisa del corpo umano

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homunculus

Rappresentazioni più estese indicano aree cerebrali più ampie devolute al controllo sensoriale

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Motor homunculus

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Fenomeno dell’”arto fantasma”

Ci sono pazienti che possono percepire l’esistenza di un arto dopo la sua amputazione

La rappresentazione cerebrale dell’arto è intatta

Se si stimola ad es. a livello chirurgico la corteccia occipitale visiva, anche a occhi chiusi si vedono dei punti luminosi

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• Il cervello è stato spesso paragonato a un calcolatore

• Si è provato a descrivere le funzioni cerebrali con la matematica nota, riducendo un sistema così complesso a un sistema semplice

• Insuccesso: i sistemi biologici si rinnovano nella struttura e nella funzione

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Sistema nervoso

encefalo

Midollo spinale

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Struttura encefalo

1. Cervello: corteccia cerebrale

2. Strutture sottocorticali:

Talamo, ipotalamo, sistema limbico, tronco encefalico

3. Cervelletto:

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Corteccia cerebrale: 4 lobi

Pianificazione azioneControllo movEmotività soc

Sensazioni somaticheImmagine corporea

visione

Funz. UditiveApprendimentoMemoriaemozioni

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Centri del linguaggio, em. sn

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Lo sviluppo del sistema nervoso Geni o ambiente?• I geni che controllano il cervello sono meno di centomila

(= uomo e scimmia)• Il numero dei neuroni e delle connessioni sinaptiche (#

uomo e scimmia)

SELEZIONE DARWINIANA l’attività stessa del cervello controlla la stabilizzazione e

l’eliminazione delle connessioni nervose, così come anche l’espressione di determinati geni

• I primi neuroni nel 42° g. dal concepimento• 4 mesi prima della nascita sono già tutti presenti

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• Dopo la nascita nei primi anni di vita avviene uno strano processo:

• le connessioni sinaptiche dapprima si moltiplicano fino a raggiungere un numero che è anche 3 o 4 volte maggiore di quello osservato nell’adulto

• poi si riducono progressivamente (morte neuronale ≠ necrosi, che avviene in caso di lesioni o di altre cause patologiche)

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• al livello della sua connessione con le altre cellule, il neurone riceve un cibo, chiamato fattore neurotrofico, che lo tiene in vita; gli altri neuroni vengono eliminati.

• brain imaging e neuroimaging che misurano il metabolismo cerebrale, ritenuto

proporzionale all’attività elettrica dei neuroni e in particolare delle connessioni sinaptiche;

• non esiste nessuna dimostrazione che correli positivamente la densità sinaptica, o il metabolismo cerebrale, alla prestazioni del cervello

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I moduli cerebrali.

• Il cervello mostra esempi di organizzazione modulare;

• Zeki (1993):

• sistema visivo: i gruppi di neuroni si specializzano per determinare funzioni in modo relativamente indipendente dai neuroni circostanti;

• queste specializzazioni possono riguardare una determinata caratteristica dello stimolo;

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• la modularità delle aree corticali (specializzazione) non è mai completa, nel senso che esisterebbe un determinato modulo, e solo quello, per una certa funzione

• le tecniche di brain imaging indicano sempre un aumento della circolazione anche in aree diverse da quella ritenuta più direttamente responsabile

• estrapolazioni in campo psicologico:• (Gardner) sostiene che esistono molteplici forme

di intelligenza: eccellere in un tipo di intelligenza, non significa eccellere nell’intelligenza nel suo complesso

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Plasticità nella prima infanzia e periodo critico

• Plasticità: capacità dei circuiti nervosi di variare la loro struttura e la loro funzione in risposta agli stimoli sensoriali e consentire l’adeguamento all’ambiente delle strutture nervose

• Proprietà della corteccia cerebrale; particolarmente attiva nella prima fase della vita postatale

• dura per tutto il corso della vita• periodo critico (tempo di sintonizzazione del mondo

cerebrale con il mondo esterno);• a mondi diversi corrispondono cervelli diversi: se una

determinata modalità sensoriale non riceve un’idonea stimolazione dal mondo esterno

• durante il periodo critico, se essa non si sviluppa adeguatamente e non si sviluppa affatto

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Plasticità del sistema nervoso nell’adulto

• prima si credeva che il cervello, una volta finito il periodo di sviluppo e il periodo critico, diventasse una macchina definitiva, stabile, non più programmabile;

• le ricerche di questi ultimi 10 anni hanno messo in luce che anche il cervello adulto, seppure in modo molto ridotto, dimostra di essere ancora plastico;

• miglioramento delle abilità percettive o motorie in seguito ad esercizio; questo perfezionamento corrisponde alla riorganizzazione e all’ingrandimento dell’area corticale coinvolta nell’esercizio

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• Dogma: la fissità del cervello adulto: Per decenni si è ritenuto che il cervello avesse una struttura fissa, determinata fin dalla nascita, destinata a deteriorarsi col tempo

• Oggi: la neuroplasticità è permanente: il cervello ha la capacità di creare nuovi neuroni anche in età avanzata, di riprogrammare le proprie reti neurali, di superare danni provocati da traumi o malattie.

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• Rivoluzione copernicana: la scoperta della plasticità del cervello, soggetto a continui cambiamenti indotti dalle esperienze, dalle sostanze, dai rapporti con l’ambiente.

• La specializzazione del cervello non è fissata una volta per tutte dai geni, ma è anche il risultato di ciò che ci accade.

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• Il cervello si può “ammalare” in forza dell’interazione con l’ambiente

• Ma può avvenire anche il contrario: il pensiero e l’attività mentale possono modificare positivamente il pensiero.

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• La meditazione buddista, la preghiera cristiana, la terapia cognitivo-comportamentale possono modificare la struttura stessa del cervello.

Io posso

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Esperimenti

• Pascual-Leone (2005) ha chiesto a un gruppo di volontari di eseguire un semplice esercizio al pianoforte per 2 ore al giorno per una settimana.

• Risultati: l’area cerebrale deputata al movimento delle dita andava colonizzando le aree contigue, cioè un quantitativo sempre maggiore di corteccia cerebrale era delegata al compito.

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Pascual-Leone

La neuroplasticità non è solo la capacità di creare nuove sinapsi, cioè nuove connessioni fra neuroni, ma cambia la stessa funzione delle aree cerebrali.

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• Esperimento di Jeffrey Schwartz (2005) con soggetti con pensieri ossessivi-compulsivi

• (12 su 18) l’attività della corteccia orbitale frontale, centro del disturbo ossessivo, si era ridotta

• Esperimento di Richard Davidson: studio del cervello dei monaci

• (la meditazione aveva reso più attivi i circuiti della felicità)

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• Diventare promotori consapevoli e attivi del processo di cambiamento, attraverso l’allenamento.

• Allenamento e volontà• Applicazione intenzionale• The will … has the power to change the brain

… by activating adaptive circuitry. How someone thinks about thoughts can effect plastic changes in the brain.

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Plasticità in seguito a lesione periferica

• è stata dimostrata in soggetti adulti una massiccia riorganizzazione delle cortecce sensoriali e motorie dopo la riduzione della stimolazione proveniente dalla periferia nel caso di lesioni periferiche o amputazioni;

• primi studi sulle scimmie (la lesione di un nervo periferico determina la comparsa di una zona corticale silente corrispondente alle cellule che sono state deprivate dei segnali provenienti dai recettori;

• in seguito, però, tale zona silente praticamente scompare perché le sue cellule corticali cominciano a rispondere alla stimolazione della cute adiacente a quella deprivata delle fibre afferenti;

• Si produce una riorganizzazione della mappa somatosensoriale: le cellule corticali che facevano parte, per modificazioni plastiche possono essere particolarmente rapide ed avvenire nell’ambito di pochi giorni;

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• il fatto che il cervello rimanga plastico, pone il problema se sia utile o addirittura necessario un esercizio cerebrale mirato a tenere il cervello in allenamento e in buona forma sì, è utile perché:

• circuiti nervosi lasciati inoperosi diventano meno efficienti, talvolta con la conseguenza della perdita funzionale o strutturale di connessioni sinaptiche

• è noto anche l’inverso e cioè che un notevole traffico di impulsi nervosi nel circuito mantiene le connessioni in buona salute (e in speciali casi di allenamento può addirittura aumentare)

• l’allenamento cerebrale serve soprattutto a mantenere un funzionamento di base e a rallentare il fisiologico deterioramento della funzione nervosa che comunque inesorabilmente progredisce con l’età

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