Neurobiologia delle emozioni

Il sistema nervoso Sistema endocrino ormoni e ghiandole centrale periferico autonomo cervello midollo spinale sistema simpatico e parasimpatico nervi sensoriali e motori Sistema endocrino ormoni e ghiandole

Cervello Parasimpatico Simpatico Midollo spinale

Le cellule cerebrali: i neuroni

Dendriti ricevono messaggi Il neurone Assone trasmette messaggi

La comunicazione tra neuroni elettrica chimica

Comunicazione elettrica _ _ _ _ _ + - 90mV + + + Processo di depolarizzazione _ _ + _ + + + …mV Soglia di attivazione Il potenziale di azione _ + + + + + + + 60mV

La comunicazione chimica La sinapsi

Sostanze chimiche cerebrali Neurotrasmettitori Neuromodulatori Serotonina Dopamina Noradrenalina Endorfine Eccitatori Inibitori glutammato gaba

Sistema serotoninergico Nuclei del rafe

Sistema dopaminergico Substantia nigra

Il cervello: le aree funzionali Neopallio Telencefalo neocorteccia Paleopallio Diencefalo talamo ipotalamo Archipallio Mesencefalo Metencefalo Tronco encefalico ponte funzioni vitali n. modulatori bulbo

La corteccia: le aree funzionali

Metodi di ricerca Studi su pazienti con lesioni cerebrali Tecniche di visualizzazione cerebrale Elettrofisiologia: EEG, MEG Emodinamica cerebrale: FMRI, PET

Studio degli effetti di lesioni cerebrali Il principio della doppia dissociazione 1°paziente = deficit x, ma non y 2° paziente = deficit Y, ma non X trovare Deficit funzionale X Lesione in area X area di Broca no produzione del linguaggio Deficit funzionale Y Lesione in area Y area di Wernicke no comprensione del linguaggio Aree funzionalmente isolabili

Studio degli effetti di lesioni cerebrali il paziente non comprende Afasia di produzione: il paziente non parla Afasia fluente: il paziente non comprende Il principio della doppia dissociazione Deficit funzionale X produzione del linguaggio Lesione in area X area di Broca Deficit funzionale Y comprensione del linguaggio Lesione in area Y area di Wernicke Area motoria della parola (area di Broca) Area sensoriale della parola (area di Wernicke) Aree funzionalmente isolabili

Doppia dissociazione Identificazione dei volti Riconoscimento delle espressioni facciali delle emozioni non riconoscim. di espressioni di paura (…) prosopoagnosia sindrome di Capgras

Neuroimmagini funzionali dell’attività cerebrale Risonanza Magnetica Funzionale (fMRI)

Stimoli neutri vs Stimoli di paura fMRI ed emozioni Stimoli neutri vs Stimoli di paura

Aree specifiche per emozione fMRI ed emozioni Aree specifiche per emozione Stimolo di paura Amigdala

fMRI ed emozioni Stimolo di disgusto

fMRI ed emozioni Stimolo di disgusto Insula e gangli basali

Neurobiologia delle emozioni

Mente Comportamento Neuroscienze Cervello

Neurobiologia delle emozioni Obiettivo Comprendere come sono organizzate le risposte emozionali nel cervello Identificare i circuiti neurali specializzati per la produzione delle diverse emozioni Conoscere la base neurobiologica è fondamentale per comprendere i processi emozionali

Neurobiologia delle emozioni Approccio evoluzionistico Emozioni Cervello Relazione tra cervello ed emozioni

Cosa è un sistema emozionale? I circuiti neurali di un’emozione: Sono geneticamente predisposti (innati) e selezionati per il loro valore adattativo Sono organizzati per rispondere in modo automatico agli stimoli salienti Modificano i comportamenti, attivando o inibendo programmi motori, i pattern biochimici, l’attivazione fisiologica. Influenzano anche i sistemi sensoriali Interagiscono con i sistemi cognitivi Sono implicati nei circuiti alla base dell’esperienza soggettiva cosciente

Teoria periferica delle emozioni William James (1880) Emozione = percezione delle modificazioni corporee Dal corpo al cervello reazioni di paura modificazioni corporee e comportamentali (fuga) stimolo di paura emozione di paura

Teoria centrale delle emozioni Cannon e Bard (1927) Critiche alla teoria periferica di James Risultati sperimentali Lesioni sotto-diencefaliche Reazioni emozionali assenti Gatti decorticati: il cervello è intatto a livello diencefalico Reazioni emozionali presenti Centro emotivo: diencefalo

Teoria centrale delle emozioni Cannon e Bard (1927) Talamo Ipotalamo Emozione

Modello del sistema emozionale unico Da un unico centro sottocorticale per tutte le emozioni a un circuito sottocorticale composto da diverse aree interconnesse per l’elaborazione di tutti i processi emozionali

Il circuito di Papez (1937) Stream of thinking Stream of feeling neocortex neocortex Esperienza emoz fornice cingolo giro cingolo sentire emoz n. ant. talamo ippocampo n. anter. talamo fornice Ipotalamo ipotalamo Ippocampo espressione emoz Stream of feeling Stimolo emotivo talamo

come correlato cerebrale delle emozioni Il sistema limbico (Mac Lean, 1970) come correlato cerebrale delle emozioni Amigdala

Il cervello trino (Mac Lean, 1970) Cervello emotivo Cervello razionale Sistema limbico Neocorteccia Cervello rettiliano Tronco encefalico Gangli della base

Cognizione = corticale Emozioni = sottocorticali

La neocorteccia e le emozioni Le emozioni non sono solo sottocorticali Lesioni emisfero sinistro Lesioni emisfero destro Reazioni catastrofiche Disperazione Indifferenza inadeguatezza della risposta emozionale Emisfero sinistro: emozioni positive Emisfero destro: emozioni negative

Il ruolo delle aree corticali nelle emozioni Una proposta alternativa G. Gainotti et al. (1993) emisfero sinistro emisfero destro Regolazione emozionale attraverso modulazione dell’attività dell’emisfero destro. Adeguatezza della risposta emozionale Attivazione della componente espressiva e fisiologica della risposta emozionale

Il ruolo delle aree corticali nelle emozioni La lateralizzazione emisferica delle emozioni Davidson (1992, 1993) Maggior attivazione dell’emisfero sinistro a riposo Maggior attivazione dell’emisfero destro a riposo Maggior predisposizione soggettiva verso le emozioni positive Maggior attivazione in emozioni positive Maggior predisposizione soggettiva verso le emozioni negative Maggiore attivazione in emozioni negative

La dimensione della piacevolezza Emisfero destro: emozioni negative Emisfero sinistro: emozioni positive

La neocorteccia e le emozioni Superamento della dicotomia corticale - sottocorticale Cognizione Emozione Lateralizzazione emisferica e dicotomia emozioni positive - negative

Da un unico sistema neurale per tutte le emozioni a Sistemi neurali complessi e specifici per tipo di emozione

Il circuito della paura LeDoux (1996)

Il circuito della paura e ruolo dell’amigdala LeDoux (1996) Cortecce associative Cortecce sensoriali (visiva) Talamo Nucleo laterale Amigdala Nucleo centrale Nuclei modulatori Sostanze Neuromodul. Comport. Autonomiche Endocrine Nuclei attivatori di risposte

Il circuito della paura e ruolo dell’amigdala LeDoux (1996) Talamo Amigdala Ipotalamo (ormoni e regolazione motivazionale – comportamentale) Ippocampo (memoria, elaborazione contesto)

Doppia via di elaborazione Cortecce sensoriali (visiva) LeDoux (1996) Via alta riconoscimento degli stimoli Cortecce associative Cortecce sensoriali (visiva) Talamo Amigdala Via bassa elaborazione e risposta veloce Risposta

Il condizionamento alla paura LeDoux (1996) Amigdala Risposta di paura struttura ad alta plasticità cerebrale

Damasio (1994, 1999, 2001) 1. Interazione mente – cervello – corpo 2. Integrazione tra emozione e cognizione

Primarie e Secondarie (apprese) Emozioni e sentimenti (Damasio, 1994, 1999) Emozione: atto valutativo automatico + conseguenze somatiche inconsapevoli (modificazioni del milieu interno dell’organismo) Cort. sensoriali Cort. Associative Primarie e Secondarie (apprese) PFC Sentimenti: rappresentazione cerebrale delle modificazioni del milieu interno = percezione soggettiva dei cambiamenti somatici Corpo

Attivazione delle Emozioni Primarie Damasio (1994) Cort sensoriali inferiori e associative IR IR tal ipo Cort front ventromediale amig Risposte endocrine e chimiche dirette al flusso sanguigno Segnali diretti ai muscoli del viso e degli arti Segnali diretti ai nuclei neurotrasmettitori Segnali del sistema nervoso autonomo

Integrazione tra cognizione ed emozione Emozione e Decisione I processi decisionali si basano sulla valutazione emozionale Studi su pazienti con lesioni prefrontali Il marcatore somatico

Il marcatore somatico Decisione Emozione positiva Esito positivo Decisione Emozione negativa Esito negativo Modificazioni corporee e cerebrali Riattivazione sulla base dell’esperienza precedente Marcatore somatico: influenza lo stato interno e orienta il comportamento

Evoluzione dei modelli teorici del cervello e dei processi mentali Centro cerebrale unico per tutte le emozioni Sistema cerebrale sottocorticale unico per tutte le emozioni Dicotomia subcorticale – corticale (emozione – cognizione) La lateralizzazione emisferica Circuiti cerebrali complessi e specifici per tipo di emozione Integrazione mente – cervello - corpo

Panksepp (1998) Anticipazione (seeking) Paura Rabbia Panico Stimolo, evento ambientale Emozioni Sistemi motivaz. sociali Sistemi motivazionali-comportamentali Attaccamento Accudimento Sessualità Competizione Cooperazione Affiliazione Gioco Sociale Comportamento

Panksepp (1998) Seeking Fear Panic Rage Dopamina Comportam. Appetitivo Auto-stimolazione Comportam. rinforzati Anticipazione e Ricerca Nucleo del setto Gangli della base Seeking Fuga Freezing Difesa Agitazione Vocalizzaz. di stress Attaccamento Contatto sociale Fear Panic GABA e BZ Serotonina CCK Ormoni stress Norepinefrina Serotonina GABA Rage Amigdala Ipotalamo PAG Amigdala Ipotalamo PAG Attacco Lotta

Le basi neurobiologiche dell’attaccamento e dei legami sociali Neuromodulatori: endorfine (oppiacei) endogene Aree cerebrali: Grigio Peri-Acquedottale (PAG), amigdala, ipotalamo

Le basi neurobiologiche della sessualità Coordinazione tra processi emozionali, cognitivi, motivazionali, comportamentali e fisiologici Differenze tra maschi e femmine Strutture sottocorticali mediali Sistemi bio-chimici diversi implicati nelle diverse fasi

Vasopressina / Ossitocina Il cervello sessuale Ipotalamo Ippocampo recett. ossitocina memoria? Vasopressina / Ossitocina Eccitaz. Orgasmo Desiderio Erezione Erezione territorialità aggress. tra maschi corteggiamento Area preottica elevato dimorfismo, molti recettori per il testosterone PGA endorfine Amigdala recettori di steroidi sessuali Attivazione sessuale Accoppiamento comport aggressivi accoppiamento

Tomografia a emissione di positroni (PET) Normale Cocaina