Apprendimento motorio in condizioni patologiche

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Alberta Antonini
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1 Metodologia di trattamento in fisioterapia Corso per docenti fisioterapisti del CdL in FT Reggio Emilia, 21 Gennaio 2011 Apprendimento motorio in condizioni patologiche L. Fogassi Dipartimento di Psicologia Dipartimento di Neuroscienze Università di Parma

2 Organizzazione dell azione Muscolo Movimento Atto motorio Azione Contrazione del flessore delle dita Flessione delle dita Afferramento Afferrare un bicchiere per bere

3 La corteccia frontale agranulare

4 La corteccia motoria secondo Woolsey

5 L omuncolo di Penfield

6 Che tipo di mappa è rappresentata nella corteccia motoria?

7 Ramificazione a livello spinale

8 La corteccia agranulare motoria e la corteccia parietale posteriore sono reciprocamente connesse

10 Neurone di afferramento dell area F5 Rizzolatti et al. 1988

11 Codifica di prensioni differenti

13 Scopo dell atto motorio: prendere possesso Prendere con la bocca Prendere con la mano Presa di precisione Presa con le dita Presa con tutta la mano Apertura Della bocca Chiusura Della bocca Apertura delle dita Chiusura delle dita

14 Apprendimento e plasticità Meccanismi dell apprendimento e della memoria: modifiche dell attività neuronale, della biochimica delle sinapsi e delle connessioni

15 Formazione di nuove sinapsi

16 Place cells e LTP nell ippocampo

17 Plasticità delle mappe corticali

19 Iriki et al Plasticità legata all uso di uno strumento

20 Iriki et al. 2006

21 Aumento della sostanza grigia dopo allenamento motorio con uno strumento Quallo et al. 2009

22 Umiltà et al. 2008

23 Unit 210 Unit 199 Pinza normale Pinza invertita

24 Plasticità in condizioni patologiche

26 E indispensabile l area motoria primaria per i movimenti di precisione? Relatively independent digit movements, including precision grip (prehension of a small object with finger-to-thumb opposition), were restored in the trained monkeys. Murata et al. 2008

27 The independence of the thumb was normal; the independence of the index finger was slightly impaired, while the independence of the middle, ring, and little fingers was substantially impaired.

La corteccia premotoria può controllare gli atti motori manuali insieme a MI Localizzazione dei PNs Proiezioni cortico-discendenti di F5 Vie

28 La corteccia premotoria può controllare gli atti motori manuali insieme a MI Localizzazione dei PNs Proiezioni cortico-discendenti di F5 Vie cortico-discendenti M1 X PMv C3-C4 C4 Reticolare Tronco dell encefalo C3-C4 Sistema propriospinale XLamina VII C6-T1 Isa et al., 2006 Borra et al., 2010 Lamina IX

29 Pierrot-Deseilligny 2002 Controllo disinaptico nell uomo

30 Le cortecce premotoria e parietale inferiore risultano essere specificamente attivate dopo un periodo di training motorio Pazienti dopo training motorio focalizzato Pazienti dopo programma di riabilitazione aspecifico Nelles et al. 2001

31 La corteccia premotoria risulta essere importante nel recupero della funzione motoria LL SL Staudt 2002

32 Sistema mirror e apprendimento su base osservativa

33 Di Pellegrino et al. 1992

34 Congruenza tra risposta visiva e risposta motoria

35 Sistema specchio: consiste in una comparazione diretta tra azione osservata e azione eseguita: ci permette di comprendere le azioni svolte dagli altri Osservazione dell atto motorio Rappresentazione interna dell atto motorio Ascolto dell atto motorio Esecuzione dell atto motorio

36 L osservazione delle azioni fatte da altri fa risuonare le nostre rappresentazioni interne delle stesse azioni Fadiga et al. 1995

37 EMG di due muscoli della mano durante l esecuzione di due diversi movimenti

38 Buccino et al a = osservazione di atti motori simulati b = osservazione di atti motori finalizzati

39 Osservazione dell afferramento eseguito con pinze normali e invertite Execution - normal pliers Observation normal pliers Esecution reverse pliers Observation reverse pliers Umiltà et al.2008

40 Tool-responding mirror neuron Ferrari et al. 2005

41 Effetto dell esperienza motoria sul sistema specchio nell uomo Soggetti: -Esperti di balletto classico -Esperti di capoeira -Non esperti Calvo-Merino et al. 2005

42 Effetto della esperienza motoria

43 Influenza dell esperienza motoria sull osservazione dell azione a. Attivazione del giro precentrale sinistro/ corteccia premotoria dorsale b. Attivazione del solco intraparietale di sinistra Stimolo: balletto Stimolo: capoeira

44 Buccino et al Apprendimento imitativo

45 Attivazione corticale durante i tre eventi della condizione Imitazione

46 Sistema dei neuroni specchio e imitazione nei bambini Fecteau et al (b. di tre anni) Riduzione di ampiezza della banda α a livello della rappresentazione sensorimotoria della mano durante osservazione e esecuzione di movimenti eseguiti per disegnare Lepage and Theoret 2006 (b. tra 4.4 e 11 anni) Riduzione del ritmo µ durante osservazione ed esecuzione di movimenti di afferramento Dapretto et al (b. tra 9.5 e 14.5 anni) Attivazione con fmri del sistema a specchio durante osservazione e produzione di espressioni facciali emozionali Shimada and Iraki 2006 (b. di 6-7 mesi) Attivazione con la NIRS della corteccia sensorimotoria durante l osservazione e esecuzione di azioni di afferramento

47 Osservazione e immaginazione di movimenti di danza moderna precedentemente praticati (experimental) o non praticati (control)? = Quanto bene sapresti ballare questo movimento ora? Cross et al. 2006

opercularis, SMA/CMA non praticati, modulati dal

49 Mov. praticati > Mov. Non praticati Attivazione di: STS, PMv pars opercularis, SMA/CMA Mov. praticati > Mov. non praticati, modulati dal giudizio sulla propria abilità Attivazione di: IFG Sx, IPL Sx, PhG

50 Esp. fmri Soggetti: 16 TD e 2 aplasici 1 Esperimento: Osservazione di atti motori di mano e della mano statica vicina all oggetto 2 Esperimento: Esecuzione di azioni di piede, bocca e mano (solo TD) Gazzola et al. 2007

52 Ricciardi et al Plasticità del sistema specchio nei non vedenti

Terapia osservazionale su pazienti con paresi Durata: circa tre settimane Compito: osservazione di azioni di complessità crescente e successiva ripetizione Test

53 Terapia osservazionale su pazienti con paresi Durata: circa tre settimane Compito: osservazione di azioni di complessità crescente e successiva ripetizione Test clinici sulla funzionalità motoria eseguiti pre- e post-terapia e nel follow-up (otto settimane post-terapia): rivelano un miglioramento funzionale Ertelt et al. 2007

54 fmri prima e dopo la terapia durante un compito di manipolazione di oggetti con l una e l altra mano. Risultati: Ampliamento delle regioni facenti parte del sistema specchio

55 Aumento dell attività corticale come effetto del trattamento

56 L attivazione del circuito specchio accoppiata alla riproduzione rinforza l uscita motoria X PFG F5 STPa PS MN

Proiezioni cortico-discendenti Solco del cingolo Solco centrale Corpo calloso Solco centrale Solco Intraparietale Solco lunato Solco temporale

58 Proiezioni cortico-discendenti Solco del cingolo Solco centrale Corpo calloso Solco centrale Solco Intraparietale Solco lunato Solco temporale superiore Solco principale Solco arcuato Labbro dorsale Insula Labbro ventrale Corticospinal Corticoreticular Corticospinal and corticoreticular

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