Recenti sviluppi in neuropsicologia clinica Giuseppe Sartori Università 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 neurali Macrostrutturali Si evidenziano a TAC e MRI Es. Afasia, Alzheimer Con correlati neurali Funzionali e microstrutturali Si evidenziano a PET, fMRI, VBM-MRI Es. 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 FUNZIONALE fMRI

La strumentazione necessaria

Meccanismo BOLD Attività cerebrale Consumo di ossigeno Flusso sanguigno cerebrale Ossiemoglobina Deossiemoglobina Suscettibilità magnetica T2* Intensità del segnale MRI

Poprietà magnetiche della Deossiemoglobina e dell’Ossiemoglobina Deossiemoglobina: paramagnetica (c > 0) paramagnetica in relazione al tessuto circostante Ossiemoglobina: diamagnetica (c < 0) isomagnetica in relazione al tessuto circostante

L’ossiemoglobina e la deossiemoglobina durante l’attivazione cerebrale Riposo Attivazione Flusso cerebrale normale Flusso cerebrale maggiore Ossiemoglobina Deossiemoglobina

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 neurali Dei 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 maggiore È l’efficienza del lobo frontale Alterati nella Psicopatia, alcuni Disturbi di personalità, Schizofrenia

Usata per studiare la maturazione cerebrale e 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 psichici Che una volta venivano chiamati funzionali

Riduzione della Grey Matter Density nella Schizofrenia Metodo vbm Anche disturbi pers.

Il correlato neurale dimostrabile Disturbi di personalità Riduzione di volume Amigdala nei disturbi Borderline 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 alla psicoterapia?

Terapia della Balbuzie

Potenziali evento-correlati Potenziali evocati O Potenziali evento-correlati

Definizione 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 PE Potenziali sensoriali (< 100 ms) N100, P100 MMN e N2 P300a e b N400 Potenziale di prontezza motoria Variazione contingente negativa

COMPONENTI di PE : P300 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 : 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 - 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