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PARTE I: ASPETTI GENERALI DELLA NEUROPSICOLOGIA.

CAP 1: CONCETTI INTRODUTTIVI DI NEUROPSICOLOGIA. La neuropsicologia è quella disciplina che studia con mezzi sperimentali il rapporto tra mente e cervello. Il cervello è la sede della mente, ed è anche il punto di arrivo delle informazioni sensoriali ed il punto di partenza dei comandi motori.Il periodo che va dal 1860 al 1900 è il periodo delle grandi scoperte neurologiche e neurofisiologiche: in questi 40’ anni vengono poste le basi empiriche e concettuali della neuropsicologia grazie a Broca (correlazione tra disturbi motori del linguaggio e lesioni delle regioni frontali di SX), Wernicke (localizza l’afasia sensoriale), Lichtheim (propone lo schema anatomo funzionale dei centri del linguaggio), Fritsch e Hitzig (area motoria), Munk (funzioni visive e lobo occipitale), Bianchi (neglect), Liepmann (aprassia). Gli anni che hanno dall’inizio del ‘900 alla fine della seconda guerra mondiale sono meno fecondi di risultati ma migliorano le descrizioni delle sindromi e loro localizzazione; Pavlov (apprendimento condizionato). Nel Dopo guerra: Hebb e Broadbent (attenzione e set), Sperry (concetto di coscienza). Il problema mente cervello riappare e soluzioni che implicano un’interpretazione mente cervello vengono proposte sia in chiave materialista che in chiave spiritualista. Negli anni 70’ la psicologia si trasforma da comportamentista a cognitivista: la mente non è più un recettore passivo (S-R) ma è un elaboratore attivo che di continuo verifica la congruenza tra il proprio progetto comportamentale e le condizioni oggettive esistenti filtrando le informazioni e autocorreggendosi; l’organismo funziona in modo attivo e selettivo seguendo un preciso comportamento. Il termine neuropsicologia introdotto negli anni 50’ sostituisce il termine di patologia del cervello o di studio delle funzioni nervose superiori e segnala la nascita di una disciplina nuova e autonoma per tecniche e problemi (localizzazione cerebrale, dominanza emisferica, memoria, afasia, disordini agnosici ecc). Il concetto che il cervello sia uno strumento che elabora informazione è alla base sia della neurofisiologia che della psicologia cognitivista, la quale però non fa riferimento ad aree o centri cerebrali; la mente, che in qualche modo coincide con il cervello, è concepita come un insieme di strutture, alcune in serie altre in parallelo, dove l’informazione viene rappresentata in forme diverse. Il concetto di dominanza emisferica nasce nel secolo scorso dall’esigenza di schematizzare alcune importanti osservazioni clinico-neurologiche: l’emisfero SX è prevalentemente legato alle capacità linguistiche, il DX all’elaborazione spaziale. Da quanto detto fin ora si evince la complessità e la multidisciplinarità della neuropsicologia moderna, all’interno della quale sono presenti due maniere di affrontare i problemi neuropsicologici: una descrizione ha per base i concetti della psicologia cognitiva, mentre la seconda si basa sulla neurofisiologia e sull’anatomia.

CAP 4 : METODI ELETTROFISIOLOGICI IN NEUROPSICOLOGIA. INTRODUZIONE. La psicofisiologia nasce nella seconda metà dell’800; il metodo di questa prospettiva di ricerca consisteva nella registrazione dell’attività elettrica dalla pelle o dal cranio durante lo svolgimento dei processi psichici (indagine non invasiva su soggetti umani normali). Con la psicofisiologia ci si proponeva di studiare la relazione tra fenomeni soggettivi (psicologici) e fenomeni oggettivi (fisiologici): studio degli effetti delle variabili indipendenti psicologiche su variabili dipendenti fisiologiche (attività elettrica cutanea - riflesso psicogalvanico - e cerebrale misurate in relazione a stati emozionali, compiti intellettivi e altri fenomeni psichici). La svolta fondamentale nello studio sull’attività elettrica cerebrale fu rappresentata dalla scoperta dell’EEG nell’uomo da parte di Berger, il quale individuò due tipi di onde elettriche cerebrali registrate sullo scalpo: onde alfa e onde beta. Nel 1949 l’EEGrafia divenne il metodo fondamentale per lo studio del ciclo

veglia-sonno e dei livelli di attivazione. Nel 1951 Dawson introdusse un tecnica in base alla quale si potevano ottenere dei tracciati allora denominati potenziali evocati medi: se uno stimolo era ripetuto un certo numero di volte e si registrava l’attività elettrica cerebrale concomitante, era possibile calcolare un’attività media tipica per quello stimolo; si tratta di onde elettriche prodotte da stimoli periferici esterni che si sovrappongono al tracciato elettroencefalografico (EEGrafico) riflettendo parte dello stimolo della corteccia con risposta (onda) positiva o negativa.

L’indagine psicofisiologia ha tre caratteristiche principali: • Impostazione correlazionale , per cui a stati e fenomeni psichici sono correlate variazioni degli indici psicofisiologici; la correlazione è studiata tra i dati comportamentali e quelli fisiologici che entrambi attività manifeste osservabili e registrabili dall’esterno (influenza dal modello comportamentistico). • Tendenza a registrare simultaneamente vari indici fisiologici in relazione ad un singolo fenomeno psichico per caratterizzarlo nell’insieme dei suoi correlati elettrici cerebrali, neurovegetativi e muscolari. • Si svolge generalmente su soggetti sani e in misura molto minore su soggetti affetti da disturbi psichiatrici e neurologici. La registrazione dell’attività elettrica cerebrale ha una buona risoluzione temporale e una scarsa capacità di localizzazione spaziale. Gli indici elettrofisiologici di maggiore interesse nell’indagine neuropsicologica possono essere classificati in relazione a tre aree principali: 1. Funzioni del sistema neurovegetativo, gli indici principali sono costituiti dall’attività elettrica della cute e del cuore; 2. Funzioni dell’occhio, si registra l’attività elettrica della retina e i movimenti oculari; 3. Funzioni del cervello, si registra l’attività elettrica rilevabile sullo scalpo. La registrazione di questi indici avviene in laboratori che comprendono generalmente una serie di apparecchiature raggruppabili in tre unità: una unità di stimolazione, una di registrazione elettrofisiologica ed una di registrazione comportamentale. In generale, obiettivo della ricerca elettrofisiologia in neuropsicologia, è di descrivere le variazioni di indici elettrofisiologici correlati a stati e fenomeni psichici in soggetti con determinate lesioni cerebrali, e di confrontare questi dati con quelli ricavati in pazienti con lesioni differenti e/o in soggetti normali. Ci si propone di mettere in evidenza eventuali deficit in diversi stadi di elaborazione dell’informazione, e si può studiare il paziente nel corso del tempo. TECNICHE DI INDAGINE DEL SISTEMA NEUROVEGETATIVO. Il sistema nervoso vegetativo riflette le risposte viscerali del sistema limbico, è collegato al sistema cognitivo e stimola risposte automatico e volontarie che vengono spesso usate come metodi di indagine dove verbalmente non vi è nessuna risposta. I primi studi sulle variazioni fisiologiche correlate ai livelli di attivazione supponevano che il complesso di risposte neurovegetative dipendesse in modo omogeneo dalla direzione dell’attivazione; a partire dagli anni 50’ è stato introdotto il principio del frazionamento direzionale, secondo il quale i valori delle risposte neurovegetative possono variare in direzione simile o diversa fra loro a seconda degli stimoli e dei compiti. Per osservare questo fenomeno le ricerche considerano spesso la risposta elettrodermica e la risposta cardiaca. L’attività elettrodermica è connessa con l’attività delle ghiandole sudoripare ed è una reazione complessa modulata da numerosi centri di controllo del SNC riflettendo principalmente l’azione del SN simpatico (vegetativo); in generale i ricercatori interpretano l’attività elettrodermica come un indice di livello di attivazione (arousal) o di reazione emotiva dell’organismo, questa misurata attraverso la conduttanza cutanea, la cui variazione si verifica in una grande varietà di compiti intellettivi e motori (vigilanza, orientamento, emozioni e attenzione). Vari studi neuropsicologici hanno dimostrato che i soggetti prosopoagnosici riconoscono inconsapevolmente, che una lesione all’emisfero riduce le risposte elettrocutanee. L’attività cardiaca è associata ad un’attività elettrica la cui rappresentazione grafica è l’ECG; tramite elettrodi cutanei posti in prossimità del cuore o sugli arti si misura il segnale elettromiocardico (frequenza cardiaca) spesso studiata in relazione alle variazione dei livelli di attivazione, alle prestazione

motorie, all’apprendimento, alla percezione, agli stati emotivi e nelle situazioni di stress.

TECNICHE DI INDAGINE DELL’ATTIVITÀ RETINICA E DEI MOVIMENTI OCULARI. L’attività elettrica dell’occhio è registrata in due forme diverse che si basano sul fatto che la parte anteriore dell’occhio è elettricamente positiva rispetto alla parte anteriore del bulbo oculare (si genera una differenza di potenziale registrabile fra due elettrodi posti nella regione perioculare): • Elettroretinogramma (ERG) è la variazione del potenziale quando si passa da una condizione di buio ad una condizione di luce improvvisa ed è connesso con la funzione più propriamente visiva della retina; • Elettro-oculogramma (EOG) registra una variazione del potenziale quando gli occhi si muovono in una condizione di luce stabile ed associata alla funzione esplorativa dei movimenti oculari.

TECNICHE DI INDAGINE DELL’ATTIVITÀ CEREBRALE: L’EEG L’elettroencefalogramma è la registrazione grafica nel tempo delle variazioni di potenziale elettrico generate da milioni di neuroni nel cervello; riflette l’attività globale del cervello o di aree cerebrali estese fornendoci un indice generale del livello di attivazione del soggetto; prevede un sistema di amplificazione e filtraggio dei segnali. I ritmi EEG sono classificati in base alla banda di frequenza delle oscillazioni dle potenziale elettrico nel tempo: • Ritmo delta, costituito da frequenze molto basse (4 cicli/sec) e grande voltaggio (circa 100 microvolt) tipicamente registrato negli stadi profondi del sonno; • Ritmo teta di frequenza compresa fra i 4 e gli 8 cicli/sec, grande ampiezza (fino a 100 microvolt), accompagna normalmente la sonnolenza; • Ritmo alfa, di frequenza compresa fra 8 e 13 cicli/sec e di voltaggio pari ad alcune decine di microvolt, tipico del soggetto adulto e rilassato e con gli occhi chiusi; • Ritmo beta, di frequenza compresa fra i 13 e 35 cicli/sec e dia ampiezza minore, si osserva quando si ha apertura degli occhi o sforzo mentale che genera l’interruzione del ritmo alfa (reazione di desicronizzazione).

POTENZIALI EVOCATI: consiste nella registrazione EEG in concomitanza di un certo stimolo; tale segnale elettrico evocato deve essere estratto dal rumore di fondo per risultare visibile e costituisce una misura statistica dell’attività neurale (media nel tempo e nello spazio). I potenziali evocati dipendono dalle caratteristiche fisiche dello stimolo e dai compiti che il soggetto deve eseguire (sensoriali e cognitivi). Una nomenclatura comunemente usata è quella di indicare con il termine ERP (potenziali correlati ad eventi) tutta la classe di potenziali elettrici non spontanei, generata sia da stimoli esterni (variazioni esogene, elettrodi posti sullo scalpo in corrispondenza dell’area interessata) che da operazioni compiute dal soggetto (componenti endogene, molti elettrodi disposti lungo la linea mediana e lateralmente posti a DX e SX). La registrazione dei potenziali evocati si basa su un assunto fondamentale: la possibilità di identificare un certo numero di componenti morfologiche dei potenziali correlate con i processi sensoriali e cognitivi in atto; si può mettere in evidenza la perdita di una componente in presenza di una particolare lesione, deficit in diversi stadi di elaborazione dell’informazione, attribuire a determinate porzioni del SN la responsabilità di un deficit, indicare anormalità funzionali o disfunzioni cognitive. Di vantaggioso offre la non invasività e può far luce sulle esperienze soggettive (cover); per quel che riguarda i limiti si riconosce la difficoltà di localizzazione spaziale dei generatori, la grande variabilità riscontrata nella popolazione sana e la durata. La morfologia dei potenziali evocati e caratterizzata da una serie di picchi positivi (P), e negativi (N). i potenziali evocati uditivi sono caratterizzati da una serie di componenti di origine sottocorticale e corticale; i potenziali evocati visivi (VEP) sono caratterizzati da componenti di origine corticale; i potenziali evocati somatosensoriali (SEP) sono caratterizzati da componenti sottocorticali. Nello studiare le componenti sensoriali, oltre ai potenziali transienti (tipicamente prodotti da presentazioni dello stimolo a bassa frequenza temporale), sono anche utilizzati potenziali stazionari (alta frequenza temporale), caratterizzati da una ripetizione dello stimolo. In una prospettiva in cui l’elaborazione dell’informazione è concepita come una

serie di stadi di elaborazione (analisi delle caratterische fisiche, delle proprietà cognitive, confronto ecc), è possibile determinare attraverso le componenti di latenza diversa il decorso temporale dell’elaborazione. I potenziali evocati, sia sensoriali che cognitivi, hanno avuto un’ampia utilizzazione: morbo Parkinson e di Alzheimer (aumento di latenza nell’anziano), sclerosi multipla, decorso del coma, localizzazione di lesioni, malattia psichiatriche ecc.

Magnetoencefalografia (MEG) L’attività elettrica cerebrale produce un campo magnetico che può essere misurato in vicinanza della testa con un particolare sistema di registrazione, lo SQUID. La MEG consiste nella misura delle variazioni di tale campo magnetico nel tempo, possiede una grande capacità di localizzazione e non è invasiva, per tale motivo è stata applica soprattutto con intenti di localizzazione.

Registrazione e stimolazione intracranica In alcuni casi di epilessia trattata chirurgicamente si fa uso in clinica di stimolazione elettrica di regioni corticali e di registrazione con elettrodi di superficie e di profondità è evidente che questi esperimenti consentano una localizzazione funzionale molto più diretta rispetto agli ERPs ai fini di pervenire ad una migliore comprensione dell’attività cerebrale.

CAP 6: METODI DI BIOIMMAGINE IN NEUROPSICOLOGIA INTRODUZIONE. La nascita della neuropsicologia coincide con lo studio della correlazione tra disturbi delle funzioni cognitive e sede delle lesioni cerebrali riscontrate post-mortem in pazienti colpiti da malattie neurologiche: si tratta di concezioni cosiddette ‘’localizzazioniste’’ che attribuivano zone corticali circoscritte e delimitate da osservazioni anatomo-cliniche a funzioni complesse (basi neurologiche del comportamento). Il primo a prendere in considerazione tale approccio fu Broca nel 1864 e, dopo un periodo in cui si considerava privo di qualsiasi consistenza scientifica, la rinascita dell’interesse per questo ambito di studio è relativamente recente (anni ’60) grazie ai progressi della neurofisiologia, alla rivalutazione del metodo anatomo-clinico (Luria e Geschwind) e allo sviluppo delle metodiche neuroradiologiche e medico-nucleari. Il metodo anatomo-clinico tradizionale si basa sulla dettagliata osservazione e registrazione del quadro clinico presentato dal paziente e sui risultati dell’esame anatomo-patologico, macro- e microscopico, eseguito dopo il suo decesso; tale metodica costituisce tuttora lo standard di riferimento per la precisa definizione morfologica di una lesione cerebrale. I problemi collegati a questo approccio sono: 1. il momento dell’osservazione clinica è distante nel tempo da quello del riscontro autoptico rendendo problematica la correlazione sintomo-lesione, 2. la possibilità di comparare tra loro serie di pazienti urta con la mancanza di omogeneità nella descrizione anatomo-patologica dato che la raccolta dei dati consisteva nell’osservazione dl caso singolo (impossibili da comparare). Negli anni 70, la nascita della neurochirurgia, soprattutto gli interventi di neurochirurgia funzionale (ablazione delimitata), e la patologia neurologica di guerra (ferite penetranti da proiettile), hanno costituito una fonte importante di arricchimento e osservazione su serie ampie di pazienti per ciò che riguarda gli studi di correlazione neuropsicologica (nascita della neuroradiologia -angiografia= raggi X e contrasto; pneumoencefalografia= iniezione e raggi X; EEG-). Gli anni ’80 sono stati caratterizzati dallo sviluppo delle tecniche neuroradiologiche non invasive, dovuto in larga misura all’applicazione dei metodi informatici di analisi dei dati: TC e RM costituiscono lo standard di riferimento per la localizzazione morfologica delle lesioni in vivo.

In parallelo ai miglioramenti delle tecniche neuroradiologiche si è assistito in questi anni ad un grande sviluppo delle metodiche funzionali: la misurazione del flusso ematico cerebrale e le tecniche di tomografia ad emissione (PET e SPECT) oltre alla RM funzionale. LA TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA (TC) 1975. È la prima metodica che consente una visualizzazione diretta del parenchima cerebrale e delle alterazioni morfologiche macroscopiche indotte dalla patologia: la formazione dell’immagine TC dipende dalla trasmissione di un fascio di radiazioni X attraverso una sottile sezione dell’encefalo, e ciò che viene rilevato dal fascio in uscita tramite detettori è l’entità (sorgente radiogena che ruota mentre anello detettori rileva densità), che dipende dal coefficiente di assorbimento dei tessuti (viene espresso in densità ove lo zero corrisponde all’acqua, il 1000 alla densità dell’osso); tale rilevazione viene ripetuta a diversi punti di entrata del fascio di radiazione e a diverse angolazioni, e l’immagine TC corrispondente è rappresentata da pixel (bidimensionali) in genere dal bianco al nero con gradazioni di grigio; questa rappresentazione costituisce l’immagine TC che giunge al clinico di regola fotografata su una lastra radiografica. Questa tecnica non consente di distinguere la materia bianca dalla grigia ma permette di visualizzare lesioni focali, che interessano cioè un’area ben delimitata di parenchima cerebrale e sono spesso di natura vascolare, ovvero infarti o emorragie. Gli infarti appaiono alla TC quali aree di densità ridotta rispetto al parenchima sano, di regola tra 24 e 72 ore dopo la comparsa dei sintomi clinici; i margini e la sede della lesione divengono ben distinguibili solo nella fase cronica (riassorbimento dell’edema). Le lesioni di tipo emorragico, data la netta differenza di densità tra il sangue fresco (iperdenso) ed il parenchima cerebrale, sono evidenziabili subito dopo l’ictus. La TC ha un’importanza fondamentale in fase diagnostica, in quanto consente di individuare cause trattabili di demenza. In ambito scientifico è stata utilizzata per evidenziare le asimmetrie emisferiche in vivo. Le lesioni focali evidenziate dalla TC devono essere localizzate in riferimento alle strutture anatomiche di interesse, ed è in ogni caso necessario fare riferimento ad un atlante anatomico: • Metodi di riferimento a diagrammi standard: A)paragonare la struttura di interesse a diagrammi assiali standard contenenti indicazioni sulle strutture corticali e sottocorticali presenti in ciascuna sezione tomografcia (si presuppone una compatibilità tra sezione TC ed il diagramma); B)trasferire le sessioni assiali di riferimento a diagrammi laterali che rappresentano la convessità laterale dell’encefalo; C)usare metodi semiautomatici che effettuano un’analisi dei dati computerizzata. • Metodi stereotassici: permettono di effettuare una suddivisione proporzionale di ciascuna sezione TC e fare riferimento all’atlante stereotassico per individuare le strutture di interesse o localizzare una lesione; presentano la caratteristica di tenere in considerazione le variazioni individuali di forma e dimensione dell’encefalo mediante il sistema proporzionale che si fonda sul riferimento a tre linee con relazioni costanti: la linea intercomissurale (unisce commessura anteriore CA e posteriore CP), e due linee verticali ad essa perpendicolari (innanzi alla CP e dietro alla CA).

LA RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE (RM...