NEUROSCIENZE E PSICOLOGIA Gli strumenti I neuroscienziati cercano

NEUROSCIENZE E PSICOLOGIA

Gli strumenti. I neuroscienziati cercano i collegamenti tra cervello e mente con strumenti sempre più potenti: sperano che le neuroscienze possano fare per le scienze della mente ciò che la biologia molecolare ha fatto per la biologia. Le conoscenze. L’accumulo di conoscenze è più che evidente: da un solo recettore, quello per l’acetilcolina, si è passati ad almeno 10 recettori diversi, 15 recettori per il GABA. Mediatori, modulatori, fattori di crescita… Ma come combinare tutte queste conoscenze in un unico quadro di riferimento? Le spiegazioni. Al momento, non esiste una concezione unitaria della vita mentale nè un principio esplicativo unico. Newton ha indicato come un’unica forza, la gravità spieghi la caduta dei gravi e il moto dei pianeti. Darwin ha indicato che tutte le specie sulla terra sono legate all’evoluzione. Watson e Crick hanno indicato che il codice di tutti i viventi è il DNA. Ma nel caso della mente esiste una complessità maggiore.

Alcuni progressi delle neuroscienze : Brain imaging, amigdala, mirror neurons, conoscenze su corteccia prefrontale

Frontal lobes and happiness

I movimenti e la mente

L’immaginazione e il cervello - Pensare un movimento significa attivare la corteccia premotoria, eseguirlo significa attivare la corteccia motoria. Vi sono perciò aree del cervello che predispongono il movimento e aree che lo realizzano. - Questo parallelismo tra immaginazione e azione vale anche per la sensazione: il solo immaginare un oggetto, ad esempio una rosa, porta all’attivazione delle aree della corteccia visiva che vengono attivate quando quell’oggetto viene effettivamente visto

Il neonato e i movimenti - Il mondo di un neonato passa attraverso i movimenti materni. L’azione ha profonde conseguenze sulla strutturazione del pensiero. - Tempi e conseguenze delle azioni sono all’origine di categorie causali e strutturano il linguaggio - Motricità e linguaggio.

Un’azione è compresa perché la rappresentazione motoria di quell’azione è attivata nel nostro cervello.

Meccanismi neurofisiologici Area marginale della corteccia premotoria F 5: neuroni normali Area centrale della corteccia Premotoria F 5: Mirror neurons Gallese et al. 1996

• Il sistema mirror è un meccanismo neurale fondamentale per il riconoscimento delle azioni • Molti fenomeni comportamentali possono dipendere da questo sistema (facilitazione e imitazione)

-I segnali somatici hanno un ruolo importante nel processo di costruzione della mente. -Gli stati di tensione muscolare, il ritmo cardiaco, i cambiamenti di tipo vegetativo sono percezioni che contribuiscono a rappresentare il mondo esterno. -Il corpo è un componente essenziale della mente ed è ben difficile che esistano funzioni simboliche non richiedano, dipendano o siano regolate dallo scambio di informazione col resto del corpo.

La plasticità cerebrale

Usare il cervello significa ampliarne le capacità. L'omuncolo è la mappa del nostro corpo, stabilisce quali parti della corteccia motoria controllano i muscoli, ad esempio quelli di una mano e quali parti della corteccia sensoriale ricevono informazioni dalla periferia. Questa mappa, però, non è statica ma dinamica: il numero di neuroni che viene dedicato a una parte del corpo varia con l'uso di quella parte: ad esempio, la mano di un pianista è molto più vasta di quella di una persona che la utilizza in modo meno sofisticato.

Gli omuncoli sono plastici: La mano di sinistra, utilizzata nel corso di lunghi esercizi, è più “rappresentata”, vale a dire ha un maggior peso, a livello cerebrale.

La plasticità non riguarda soltanto le funzioni motorie o sensoriali ma anche quelle emotive e cognitive.

Emozione e neuroscienze

P. Ekman, 1983. Tom Harrison mima un’espressione di paura

Nel tentativo di uscire da una concezione “ipercognitiva” della mente, diversi neuroscienziati, come Joseph Le. Doux, si sono rivolti al campo delle emozioni. E’ stata scelta la paura, fenomeno biologico evolutivamente antico, connesso all’amigdala. Nel place fear conditioning le lesioni del nucleo laterale dell’amigdala bloccano le reazioni di immobilità. Secondo Le. Doux la maggior parte dei processi mentali avviene a livello inconscio. Le. Doux riconosce i limiti delle neuroscienze e sottolinea come “non abbiamo alcuna idea di come i nostri cervelli ci rendono quello che siamo. Non c’è ancora alcuna scienza della personalità”. E conclude che forse le neuroscienze NON hanno bisogno di una teoria unificante mentre avrebbero bisogno di tante piccole teorie.

Sistema limbico e amigdala

Setto

Amigdala

Amigdala

Paura e espressioni facciali • Le lesioni dell’amigdala bloccano il riconoscimento delle espressioni facciali della paura

Paura e espressioni facciali • Espressioni facciali di paura aumentano il flusso sanguigno nell’amigdala

THINKING – FEELING Daniel Siegel, The developing Mind: 1. Il cervello è un’entità interpersonale. Attaccamento, sviluppo, emozione: La corteccia orbitofrontale e area 46: coordinamento cognitivo-emotivo, face to face communication. Un bambino emotivamente ben sviluppato, attaccato a una base sicura sviluppa circuiti neurali importanti per la resilienza.

Competenze emisferiche

NUMEROSE CAPACITÀ EMOTIVE DIPENDONO DALLE CARATTERISTICHE DEL NOSTRO CERVELLO, IN PARTICOLARE DALL’EMISFERO DESTRO.

QUALE DEI DUE VOLTI E’ SORRIDENTE? Quello di sinistra ci appare sorridente, anche se speculare rispetto a quello di destra, in quanto ciò che è situato nel campo visivo sinistro viene decodificato dall’emisfero destro, specializzato nelle funzioni emotive.

Un volto naturale e due volti “compositi”: Quello di destra ci appare più naturale in quanto formato da due metà “sinistre” cui l’emisfero destro dà maggiore importanza.

I due emisferi cerebrali hanno competenze molto diverse. DESTRO SINISTRO • NON VERBALE: conscio della realtà ma incapace di descriverla verbalmente • SINTETICO: unisce le parti formando un tutto • CONCRETO: rappresenta le cose come sono nel momento presente • ANALOGICO: vede le somiglianze, non comprende relazioni metaforiche • ATEMPORALE: senza senso del tempo • NON RAZIONALE: non richiede fondamenti razionali dei fatti • SPAZIALE: percepisce le cose in relazione spaziale con altre, come parti di un tutto • OLISTICO: vede le cose nel loro insieme, talora in contrasto col sinistro • VERBALE: utilizza parole, vocaboli, per nominare per definire • ANALITICO: analizza cose e realtà nelle loro parti • SIMBOLICO: usa stimoli e segni • ASTRATTO: da un dettaglio rappresenta la realtà nella sua completezza • TEMPORALE: dispone cose ed eventi in sequenza temporale • RAZIONALE: arriva a conclusioni fondate sulla ragione • DIGITALE: usa il metodo numerico • LOGICO: trae conclusioni su principi logici • LINEARE: pensa in termini sequenziali

I due emisferi e i diversi aspetti della memoria semantiche e episodiche Visive Semantiche e visive non-selettive spazio-temporali priming musicali Motorie procedurali Motorie cenestesiche motorie emotive Verbali Spaziali e visive situazioni semantiche oggetti Emisfero sinistro Emisfero destro linguaggio parlato e scritto, logica, astrazione analogiche, spazio-temporali, creative, insieme

Analogia: euristiche precoci, sviluppo mente infantile, scienza: esempi: Vitruvio e Maxwell (onde fluidi e onde sonore), Franklin (fulmine ed elettricità), Kekulé (serpentello e chimica benzene)

Peter Checkland ha sviluppato una Soft System Methodology per situazioni complesse: è basata su Rich Pictures (Jennings & Wattam, DM, FT, 1994).

3 a. Marcia Stern e i Brain styles. Emisfero sinistro e destro: esercizi tattili-pragmatici e verbali fare anelli di carta con sequenze di un problema, ad es. familiare: anello dopo anello li si cuce insieme con una cucitrice e si forma un cerchio… Disegnare (rich pictures) tracciare con la mano, verbalizzare (i due emisferi…)

Nel copiare un disegno si può seguire la logica dell’emisfero sinistro (nominare le sue parti) o quella del destro (seguire le linee e gli insiemi)

3 b. Costruire narrazioni autobiografiche. Verbalmente ES e emotivamente ED, dal punto di vista esterno e interno…Coerenza logica/emotiva? Esercizio che dipende dalla corteccia orbitofrontale.

Le memorie autobiografiche possono essere “scomposte” in due diversi tipi, possono comportare un punto di vista dall’esterno, quello dello spettatore, e uno dall’interno, quello dell’attore.

Emozione. Ragione ed emozione non sono due poli opposti: ogni funzione cognitiva racchiude componenti emotive, ogni funzione emotiva componenti cognitive. Conoscere le emozioni significa pensare e decidere meglio.

Psicoanalisi e neuroscienze. Esiste un ponte tra teoria psicoanalitica e neuroscienze? Numerosi neuroscienziati, anzitutto, dimostrano una “simpatia” per la psicoanalisi, da Susan Greenfield dell’Università di Oxford, a Floyd Bloom dello Scripps Reseach Institute a La Jolla a Gerald Edelman del Neuroscience Research Institute, sempre a La Jolla a Eric Kandel della Columbia University. L’elemento unificante è il credere nella possibilità che la “terapia della parola” possa avere un effetto sui meccanismi molecolari. Kandel ha scoperto che nell’Aplysia la proteina CREB (cyclic AMP-response element binding) serve per trasformare le memorie a breve termine in memorie a lungo termine: in un articolo intitolato “A new intellectual framework for psychiatry”[i] sostiene che il fatto che l’esperienza produca cambiamenti fisici neuroni, attivare o disattivare geni, riavvicina psichiatria e neuroscienze: la prospettiva psicoanalitica potrebbe contribuire a un approccio biologico al comportamento. L’altro aspetto sottolineato da Kandel è la validità del concetto di inconscio (vedi Weiskrantz e la visione cieca o la memoria senza ricordo). [i] E. Kandel, A new intellectual framework for psychiatry, American Journal of Psychiatry, 457 -469, aprile 1998.

La depressione tra neuroscienze e psicoterapie

Depressione. Brody: Archives of General Psychiatry 2001 : farmaci e psicoterapia, effetti simili dal punto di vista comportamentale e del funzionamento della corteccia prefrontale e temporale.

Jeffrey Schwartz, Archives of General Psychiatry 2001: terapia cognitiva e farmaci = (normalizzano il nucleo del caudato nei disturbi ossessivo-compulsivi).

Sistemi neuronali implicati nel rinforzo, nella motivazione, nelle risposte ricorrenti e nella plasticità comportamentale.

I 4 sistemi dopaminergici cerebrali: 1. Nigrostriatale 2. Mesolimbico 3. Mesocorticale 4. Tuberoinfundibolare.

La memoria e il suo riconsolidamento

Ri-consolidamento 1997 Roullet e Sara: Consolidation of Memory After its Reactivation: Involvement of b Noradrenergic Receptors in the Late Phase J. Neural Plasticity, 6, 321, 1997. 2000 Nader, Schafe e Le. Doux: Fear memories require protein synthesis in the amygdala for reconsolidation after retrieval" Nature, 406, 2000. 2002 Le. Doux e Nader: Cellular and systems reconsolidation in the hippocampus. Neuron 36: 527 -38, 2002.

Ri-consolidamento Il blocco della sintesi proteica blocca il consolidamento e non ha effetto prima del test. Il blocco della sintesi proteica o una lesione dell’ippocampo induce un blocco della memoria nell’animale riesposto all’esperienza relativa al fear-conditioning. Il ri-consolidamento come mezzo per integrare i nuovi apprendimenti nelle esperienze precedenti.

Il consolidamento e il ri-consolidamento della memoria comportano una ristrutturazione dei circuiti cerebrali nell’ippocampo e nelle aree corticali. Le tecniche di Brain imaging permettono di porre in evidenza le modifiche dei circuiti nervosi. Bontempi B, Laurent-Demir C. , Destrade C e Jaffard R. Time dependent reorganization of brain circuitry underlying longterm memory strorage. Nature 400, 671 -675, 1999. Maviel T. , Durkin T. P. Menzaghi F. e Bontempi B. Sites of neocortical reorganization critical for remote spatial memory. . Science 305, 96 -99, 2004

(14 C)2 -deoxyglucose colour-coded autoradiographs. These were obtained from frontal brain sections of mice that had initially undergone 9 days of spatial discrimination testing and were then submitted to retention testing at either 5 days ( a) or 25 days (b) after initial acquisition; c, mice were submitted 25 days after acquisition to a different set of baited arms in a different context. Top and middle, sections taken at the frontal and dorsal hippocampal (d. Hpc) levels, respectively. Bottom, a magnified view of the dorsal hippocampus including the CA 1, CA 3 and dentate gyrus (DG). a. CC, anterior cingulate cortex; FC, frontal cortex; p. CC, posterior cingulate cortex; PC, parietal cortex Time-dependent reorganization of brain circuitry underlying long-term memory storage BRUNO BONTEMPI 1, CATHERINE LAURENT-DEMIR 1, CLAUDE DESTRADE 1 & ROBERT JAFFARD 1