Neuropsicologia delle emozioni Prof. Dario Grossi Dipartimento di Psicologia Seconda Università di Napoli dario.grossi@unina2.it

Emozioni Le emozioni sono risposte complesse dell’organismo a stimoli adeguati, che si manifestano con specifici repertori di azioni (ad esempio la fuga o l’evitamento) e con modificazioni dello stato interno (ad esempio la frequenza cardiaca), che è possibile osservare e misurare. Sono considerate emozioni primarie la paura, la rabbia, la sorpresa, la tristezza, il disgusto e la felicità.

Elaborazione delle emozioni PERCEZIONE ED INTERPRETAZIONE DI UNO STIMOLO EMOTIGENO REAZIONI FISIOLOGICHE ALLO STIMOLO ESPRESSIONI VEGETATIVE E MOTORIE ESPERIENZA DELL’EMOZIONE RICONOSCIMENTO DELL’ALTRUI STATO EMOZIONALE

Correlati neurofunzionali delle emozioni La percezione di uno stimolo emotigeno genera una serie di risposte complesse da parte dell’organismo che si esplicano attraverso l’attivazione di diverse strutture cerebrali: risposte ormonali attraverso l’attivazione dell’ipotalamo risposte vegetative attraverso il sistema autonomo simpatico e parasimpatico messo in funzione dall’ipotalamo risposte motorie attraverso il grigio periacqueduttale risposte esperienziali attraverso (verisimilmente) la corteccia del cingolo anteriore risposte sociali attraverso il lobo frontale

Correlati neuroanatomici delle emozioni Numerose strutture corticali e sottocorticali sono coinvolte nella regolazione delle emozioni, nella motivazione e nell’associazione degli stati emozionali con i ricordi e le sensazioni. Esse includono: Corteccia Cingolata Amigdala Ipotalamo Ippocampo Giro Paraippocampale Corteccia Orbito-frontale Corteccia Somestesica Insula Tronco Encefalico (nuclei monaminergici) Grigio Periacqueduttale

Basi neuroanatomiche delle emozioni: Sistema Limbico In passato le basi neuroanatomiche delle emozioni facevano riferimento al concetto di sistema limbico, un circuito incentrato soprattutto sull’ippocampo e sulle sue connessioni con l’ipotalamo. Una visione più moderna di questo circuito include anche l’amigdala e la corteccia prefrontale. Inoltre, la teoria del sistema limbico implicava che le stesse strutture cerebrali fossero coinvolte in tutte le emozioni e che esistesse una separazione fra sistema cognitivo e sistema emozionale. Entrambe queste ipotesi non sono più sostenibili in base alle conoscenze attuali. Corteccia prefrontale

Circuiti cerebrali delle emozioni L’ippocampo, l’amigdala e la corteccia prefrontale sono strutture in connessione con l’ipotalamo. I nuclei mammillari dell’ipotalamo sono in comunicazione con la porzione anteriore del talamo che a sua volta è connesso alla corteccia cingolata. Le connessioni che dal cingolo raggiungono e mettono in connessione ippocampo, amigdala e corteccia prefrontale completano il circuito. Sebbene l’intero circuito sia importante per il comportamento emozionale, l’amigdala e la corteccia prefrontale rivestono un ruolo fondamentale nel processo di comprensione ed interpretazione della natura delle esperienze emozionali.

Emozioni: strutture cerebrali coinvolte E’ possibile affermare che un sistema multiplo di strutture cerebrali, sia corticale che sottocorticale, contribuisca all’esperienza di un’emozione. Ciascun area cerebrale coinvolta risulta, però, svolgere un ruolo diverso ed apportare un contributo specifico all’elaborazione dello stimolo emotigeno. Le aree che risultano particolarmente attive nel processo di elaborazione emozionale sono: Ipotalamo Amigdala Corteccia Prefrontale Mediale Corteccia Cingolata Anteriore Insula

Ipotalamo L’ipotalamo è responsabile dell’attivazione delle risposte vegetative dell’organismo in relazione a stimoli emotigeni. Tali risposte consistono in variazioni a carico di diversi indici fisiologici: frequenza cardiaca temperatura corporea pressione arteriosa sudorazione ritmo respiratorio contrazione gastrica Tali variazioni sono indotte dall’attività noradrenergica del sistema simpatico e dalla risposta del sistema colinergico parasimpatico.

Amigdala La principale regione cerebrale implicata nell’elaborazione delle emozioni è l’amigdala, struttura collocata all’interno della porzione mediale del lobo temporale, adiacente all’ippocampo, con la corteccia prefrontale posta immediatamente anteriormente. L’amigdala è costituita da tre nuclei principali: basolaterale, corticomediale e centrale. Raggiungono l’amigdala fasci di fibre provenienti da tutti i lobi cerebrali, dalle vie sensoriali e dall’ippocampo. Le diverse stazioni di afferenza sono riccamente interconnesse tra loro. Partono dall’amigdala vie per l’ipotalamo (via amigdalofughe e stria teminale), che garantiscono la risposta vegetativa, vie per il grigio acqueduttale che garantiscono la reazione comportamentale e vie per la corteccia che consentono l’elaborazione, il controllo ed il riconoscimento emozionale.

Amigdala: ruolo funzionale Numerosi dati sostengono l’evidenza che l’amigdala sia responsabile della rilevazione, della generazione e del mantenimento delle emozioni correlate alla paura. Evidenze Sperimentali Ruolo svolto dall’amigdala in alcuni processi legati all’elaborazione di stimoli minacciosi: paura condizionata riconoscimento delle espressioni facciali paurose percezione della paura indotta da un anestetico (novocaina) evocazione di risposte emozionali paurose da stimolazione diretta Presenza di una risposta amigdalare anche quando l’espressione minacciosa non viene percepita in modo consapevole o quando i soggetti non sperimentano la paura in modo soggettivo. L’Amigdala risponde più genericamente alle caratteristiche salienti degli stimoli emozionali. 3) Lateralizzazione sinistra delle funzioni amigdaloidee in relazione alle emozioni. (Phan et al., 2004)

Corteccia Prefrontale Mediale La porzione mediale della corteccia prefrontale orbitale è connessa con le strutture limbiche, ed è implicata nei processi emotivi ed affettivi e nella capacità di prendere decisioni finalizzate ad uno scopo; in particolare le regioni mediali inferiori sono coinvolte, insieme alle regioni orbitali mediali, nella regolazione delle emozioni e del comportamento. Il circuito orbitofrontale mediale connette la corteccia prefrontale mediale con la corteccia cingolata anteriore, l’amigdala e le altre strutture limbiche; nell’ambito di questo circuito la corteccia prefrontale mediale riceve afferenze dalle strutture sottocorticali e mesencefaliche connesse con i circuiti della gratificazione e del piacere.

Corteccia Prefrontale Mediale: ruolo funzionale Evidenze Sperimentali La comune attivazione della MPFC (Medial Pre-Frontal Cortex) in compiti relativi a differenti emozioni suggerisce che tale struttura svolga un ruolo “generale” nel processo di elaborazione emozionale (stima, esperienza, risposta). Una possibilità, quindi, è che l’attività della MPFC sia implicata nell’elaborazione di quegli aspetti cognitivi che sono strettamente correlati al processo emozionale. 2) L’attività di tale struttura, inoltre, potrebbe essere coinvolta nella regolazione degli stati emozionali; le regioni prefrontali occupano una posizione strategica per assolvere alla modulazione dell’attività limbica; la MPFC, infatti, con le estese connessioni alle strutture limbiche sottocorticali - tra cui l’amigdala - (Corteccia Paralimbica), costituisce una plausibile zona di interazione tra i processi cognitivi ed affettivi. (Phan et al., 2004)

Funzioni e disfunzioni del circuito orbitofrontale mediale Funzione: Mediare risposte empatiche e socialmente appropriate Disfunzioni: Cambiamento di personalità Impulsività Labilità emozionale Eccessiva irascibilità Incapacità a rispondere agli stimoli sociali in modo appropriato Mancanza di empatia e di giudizio Commenti sessuali impropri e inappropriata giocosità

Corteccia Cingolata Anteriore La Corteccia Cingolata viene oggi distinta da un punto di vista funzionale in tre sottoregioni: rostrale (anteriore) – coinvolta nelle emozioni dorsale – coinvolta nella cognizione caudale (posteriore) – implicata nel controllo motorio Il circuito del Cingolato Anteriore mette in connessione tale struttura con la corteccia orbitofrontale e con l’amigdala.

Corteccia Cingolata Anteriore: ruolo funzionale Questa regione regola funzioni endocrine ed autonomiche ma è coinvolta anche nell’apprendimento emozionale condizionato, nella valutazione di contenuti motivazionali, nella capacità di attribuzione di valore emotivo ad eventi interni o esterni. Evidenze Sperimentali In generale, la porzione rostrale del cingolo anteriore sembra essere coinvolta nella valutazione della salienza di informazioni di tipo motivazionali ed emozionali; essa è anche coinvolta nell’attività di mediazione dell’attivazione emozionale, soprattutto quando l’informazione esterna, in contrasto con lo stato interno, richiede un processamento addizionale. L’attivazione di una porzione del cingolo anteriore – corteccia cingolata subcallosale – risulta specificamente associata all’emozione “tristezza”. Il richiamo indotto di un emozione attiva specificamente il cingolo anteriore. (Phan et al., 2004)

Funzioni e disfunzioni del circuito del cingolato anteriore Mediazione del comportamento motivato Disfunzioni Ridotta motivazione Mutismo acinetico Apatia profonda Abulia Possibile incontinenza Linguaggio monosillabico Assenza di: Iniziativa motoria e psichica Movimenti spontanei Risposte emotive

Insula L’insula giace profonda sulla superfice laterale del cervello, all’interno del solco laterale, che separa il lobo temporale dalla corteccia parietale inferiore. L’insula riceve differenti informazioni corticali e talamiche: la porzione anteriore dell’insula è in connessione con i nuclei ventro-mediali del talamo e con il nucleo centrale dell’amigdala; la porzione posteriore è in recoproca connessione con la corteccia somatosensoriale secondaria, col nucleo ventrale infero-posteriore del talamo e con la porzione posteriore del nucleo ventro-mediale del talamo.

Insula: ruolo funzionale L’insula svolge un ruolo fondamentale nell’elaborazione dell’esperienza emozionale soggettiva; essa, cioè, è preferenzialmente coinvolta negli aspetti valutativi, esperenziali o espressivi di stati emotivi generati internamente. Evidenze Sperimentali Si ritiene che essa svolga un ruolo importante nel processo di mappatura degli stati viscerali associati ad esperienze emozionali. L’insula sembrerebbe partecipare alla valutazione della significatività di sensazioni enterocettive emozionali in modo da fungere da sistema di allarme per pericoli percepiti internamente o per cambiamenti omeostatici. Questa ipotesi è sostenuta dall’evidenza che l’attivazione insulare aumenta in risposta a tutti gli stimoli negativi che evocano sensazioni viscerali/somatiche. (Phan et al., 2004)

Lobi frontali: circuiti cortico-sottocorticali Circuito Motorio Putamen Circuito del cingolo anteriore Tubercolo olfattivo Globo pallido Circuito orbitofrontale mediale Nucleus accumbens Circuito Oculomotorio Talamo anteriore ventrale Circuito orbitofrontale laterale Caudato Substantia nigra Circuito Prefrontale Dorsolaterale Talamo medio dorsale

Circuiti LCSPT (limbic-cortical-striatal-pallidal-thalamic) Corteccia Orbitofrontale Mediale Corteccia del cingolo anteriore ? Caudato Striatum Substantia Nigra AMIGDALA AMIGDALA AMIGDALA Pallidum Talamo mediodorsale Talamo ventrale anteriore Troncoencefalo Ipotalamo

Funzioni dei circuiti LCSPT Percezione emotiva (Phillips et al.,2003) Mediazione del comportamento emotivo appropriato La connessione reciproca tra amigdala e OFC permette alla corteccia di modulare reazioni endocrine,autonomiche,e comportamenti involontari (Tekin e Cumming, 2002) Interfaccia tra affetto e cognizione Formazione ed uso delle aspettative di una gratificazione rilevanti nel guidare un comportamento diretto a uno scopo(Holland e Gallagher, 2004)

Disfunzioni del circuito LCSPT Disturbi cognitivi (distraibilità) Cambiamenti di personalità (disinibizione,apatia,perdita di iniziativa) Disturbi della percezione emotiva Manifestazione di comportamenti e risposte emotive non appropriate al contesto sociale Assunzione di comportamenti rischiosi e non guidati dalle attese di premi gratificanti