STIMOLO RISPOSTE NEOCORTECCIA: SENSORIALE CORPOREE EMOZIONI

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1 Come si forma un emozione? 1880: W. James e C. Lange: STIMOLO RISPOSTE NEOCORTECCIA: SENSORIALE CORPOREE EMOZIONI Noi siamo impauriti perché tremiamo Mi è difficile immaginare quale genere di emozione rimarrebbe se non avvertissimo né l accelerazione del battito cardiaco, né il respiro poco profondo, né le labbra tremanti né le gambe fiacche, né la pelle d oca né il subbuglio viscerale Io dico che le emozioni dissociate da tutte le sensazioni corporee sono per noi incomprensibili. W. James (1883) Psychology p. 379

2 La teoria della retroazione di William James Stimolo Risposta Retroazione Emozione

3 Quando noi proviamo delle emozioni è perché percepiamo degli stati corporei Poco peso al processo di valutazione mentale della situazione che determina l emozione: Ogni oggetto che eccita un istinto eccita del pari un emozione Se noi immaginiamo qualche emozione intensa e poi cerchiamo di astrarre dalla nostra coscienza di essa tutte le percezioni dei suoi sintomi corporei, troviamo che non rimane nulla, che non vi è una materia mentale della quale l emozione possa essere costituita, e che tutto quel che rimane è uno stato freddo e neutro di percezione intellettuale No meccanismi alternativi capaci di generare una certa emozione in assenza di stimoli esterni significativi e/o di eccitazione corporea

4 1929: W. Cannon e P. Bard: emozioni anche in pazienti con lesioni del midollo spinale risposte corporee simili ma emozioni differenti STIMOLO NEOCORTECCIA: RISPOSTE SENSORIALE EMOZIONI CORPOREE

5 1960: S. Schachter e Singer: La neocorteccia interpreta i segnali corporei e forma la rappresentazione delle emozioni (come nella corteccia visiva si realizza la visione) anche a seconda del contesto sociale e delle attese dell individuo Stimolo Eccitazione Cognizione Emozione I sentimenti emotivi nascono dalla spiegazione che ci diamo di certi stati fisici sulla base di interpretazioni cognitive delle probabili cause interne ed esterne di tali stati

6 Circuiti cerebrali delle emozioni: 1827: C. Darwin Risposte e comportamenti utili per la sopravvivenza sono conservati evolutivamente e trasmessi per ereditarietà Uomo è simile agli animali per: risposte corporee (tachicardia, aumento respiro, piloerezione, urinare ) comportamenti (fuggire, aggredire, digrignare denti) espressioni facciali

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8 1928: P. Bard Rimozione degli emisferi cerebrali nei gatti: pseudo rabbia : aumento pr.arteriosa, dilatazione pupille, inarcare schiena, estensione artigli, soffiare pseudo rabbia la pseudo rabbia scompare

9 1938: W. Hess: la stimolazione di zone diverse dell ipotalamo induce comportamenti differenti Ipotalamo è critico per regolare le risposte corporee legate alle emozioni

10 sistema nervoso centrale informazioni sensoriali ipotalamo sistema nervoso autonomo ipofisi sistema endocrino comportamenti motivati

11 1870: Broca: GRAND LOBE LIMBIQUE ( limbus : orlo): corteccia ad anello intorno al corpo calloso, differente dalla neocorteccia sovrastante. 1933: Herrick: implicazione in funzioni olfattive 1937: Papez: sistema per emozioni: CIRCUITO DI PAPEZ

12 Le esperienze emotive, secondo Papez, si producono quando la corteccia cingolata integra i segnali provenienti dalla corteccia sensoriale e dall ipotalamo. I segnali in uscita dalla corteccia cingolata verso l ippocampo, e quindi l ipotalamo, consentono a pensieri nati nella corteccia cerebrale di controllare le risposte emotive

13 LA SINDROME DI KLUVER-BUCY 1939: Klüver e Bucy: rimozione dei lobi temporali in primati: - incapacità riconoscere oggetti comuni ( cecità psichica ) - tendenza analizzare oggetti con bocca ( tendenze orali ) - continua esplorazione - diminuzione emotività (indifferenza affettiva)

14 TEORIA DEL CERVELLO TRINO 952: P. MacLean: 1) ARCHIPALLIUM (Rettili): tronco encefalico, striato, bulbi olfattivi per l autoconservazione (riproduzione, fame,..) 2) PALEOPALLIUM (Mammiferi inferiori): sistema limbico, per le emozioni e l interazione sociale 3) NEOPALLIUM (Primati e uomo): emisferi cerebrali per il ragionamento e il pensiero astratto

15 1949: P. MacLean CERVELLO EMOTIVO SISTEMA LIMBICO IL SISTEMA LIMBICO: (Paleopallium o cervello viscerale ): Lobo limbico di Broca (rinencefalo: cingolo, ippocampo, ipotalamo) + lobo temporale (amigdala) + setto, nucleo accumbens, corteccia prefrontale

16 dubbi su sistema limbico come sistema unico per le emozioni esistono circuiti cerebrali diversi per emozioni differenti ad es., ippocampo non sembra essere particolarmente coinvolto nella regolazione degli stati emotivi Ogni area ha funzioni specializzate, ma i processi cerebrali scaturiscono da operazioni coordinate e integrate tra le diverse regioni

17 PAURA E ANSIA

18 PAURA E ANSIA La paura è una risposta adatattiva a una situazione di pericolo: consente di reagire nel modo più efficace Si manifesta con: modificazioni del SNA e del sistema endocrino tali da modificare l attività degli organi interni (tachicardia, ipersudorazione, iperventilazione, aumento del glucosio nel sangue..)

19 Glucosio Ossigeno

20 ALTRE REAZIONI: potenziamento dei rifless analgesia liberazione di glucosio dal fegato aumento attività cardiaca aumento attività muscolare

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22 comportamenti specifici: fuga, immobilità, aggressione, resa Tutte queste risposte sono conservate nell uomo: perché efficaci per la sopravvivenza Anche i circuiti cerebrali che le regolano si sono conservati evolutivamente (ed eventualmente affinati)

23 IPOTALAMO P. Bard: falsa rabbia mediata da Ipotalamo Sua stimolazione induce risposte tipiche della paura egola l ipofisi e il SNA: media tutte risposte vegetative e somatiche

24 AMIGDALA mandorla, antica (Rettili), nel lobo temporale

25 amigdala ippocampo

26 Negli animali: lesioni: diminuzione paura (vicino a pericoli) stimolazione: aumento stato vigilanza, stato paura aumenta attività se in presenza pericoli Nell uomo: stimolazione: stato paura e ansia attivata in condizioni di pericolo attivata per riconoscimento espressioni facciali di paura

27 l attivazione dell amigdala avviene anche se la presentazione delle immagin avviene in tempo brevissimo (i soggetti sono inconsapevoli di ciò che vedono): non richiede l attenzione selettiva generalmente, attivata amigdala nell emisfero destro (l emisfero destro è l emisfero dominante per l emozioni - R. Sperry)

28 IPPOCAMPO OK AMIGDALA LESA NORMALE malattia di Urbach-Wiethe

29 paziente S.M.

30 Adolph et al. (2005) Nature 433:68-72

31 Come agisce l amigdala?

32 mediale centrale laterale basale ippocampo

33 Aree corticali somatosensoriali: elaborazione stimoli Nucleo corticomediale ucleo asolater le Nucleo Central Talamo: stimoli sensoriali in arrivo Elaborazione stimoli: riconosciuti se di pericolo

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36 Funzioni cognitive, memoria, stato vigilanza, elaborazione stimoli sensoriali Stimoli sensoriali itmi circadiani, ato Veglia A Risposte motori Riflessi Emozioni, apprendimento SNA, Riflessi

37 Aree corticali somatosensoriali: elaborazione accurata degli stimoli sensoriali Più lenta ma più accurata (se lesionata ) Nucleo basolaterale Talamo: stimoli sensoriali in arrivo Rapida: consente reazioni immediate ma imprecisa

38 Estremamente efficace Conservato in rettili, uccelli e mammiferi

39 CORTECCIA PREFRONTALE 1935: Ablazione lobi frontali in scimmie: sedazione, comportamenti sociali inopportuni 1948: P. Gage Egli è sregolato, irriverente, indulge talvolta nella bestemmia più volgare (che in precedenza non era suo costume), manifestando poco rispetto per i suoi compagni, intollerante verso limitazioni o avvertimenti quando questi sono in conflitto con i suoi desideri, capriccioso ed esitante, progetta molti piani per il futuro che vengono tuttavia abbandonati. [ ] La sua mente era cambiata radicalmente, in modo così marcato che i suoi amici e conoscenti dissero che non era più Gage

40 Mediale (mpf) Corteccia Prefrontale Laterale (lpf)

41 Mediale (mpf) Corteccia Prefrontale Laterale (lpf) lpf corteccia orbito-frontale mpf

42 Corteccia Prefrontale mediale (mpf) Danneggiata in P. Gage Lesioni mpf in animali: aumento reattività e paura Nell uomo, i neuroni della mpf si attivano significativamente: dopo vista immagini di paura (destra) dopo vista immagini piacevoli (sinistra) Stimolazione mpf: diminuzione dell attività dell amigdala centrale: attività dell amigdala stimolazione della corteccia prefrontale La mpf regola e inibisce l attività dell amigdala

43 Nell amigdala ci sono due tipi principali di neuroni: Eccitatori (glutammato) Inibitori (GABA) Stimolazione PF Aumenta attività Inibitori Diminuisce attività Eccitatori

44 La mpf è collegata in maniera BIDIREZIONALE con l amigdala prevalgono le proiezioni DALL amigdala ALLA mpf

45 Evolutivamente, aumentano le connessioni DALLA mpf ALL amigdala (primati e uomo): controllo corticale emozioni DIFFERENZA EVOLUTIVA!!! Queste connessioni maturano lentamente, anche durante lo sviluppo post natale: modulate dall esperienza e contribuiscono alla personalità dell individuo

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47 orteccia Prefrontale Laterale (lpf) Presente solo nei Mammiferi, particolarmente sviluppata nei rimati e nell uomo Riceve informazioni dalle cortecce sensoriali e associative, dall ippocampo, amigdala e dalle altre strutture sottocorticali in grado di integrare con i segnali corporei, interpretandoli e ianificando comportamenti e azioni adeguate lesioni lpf: difficoltà pianificazione ripetizione stesse azioni, anche se non efficaci disturbi della working memory poche vie afferenti da amigdala, NO proiezioni all amigdala: ramite la mpf

48 Dove interagiscono mpf e lpf? Corteccia cingolata anteriore Danno a quest area: alterazione del movimento (acinesia), dei sentimenti, del ragionamento e dell attenzione ( animazione sospesa, A. Damasio)

49 Corteccia cingolata anteriore e espressioni facciali Darwin, 1827: differenza tra espressioni emotive spontanee e quelle simulate Lesione c. cingolata anteriore di un lato: Sorriso spontaneo è asimmetrico, poco mobile sul lato controlaterale alla lesione. Ma i movimenti volontari del volto sono simmetrici Lesione area motoria sinistra: Paralisi muscoli facciali destri, Tuttavia il sorriso spontaneo è simmetrico La corteccia cingolata anteriore (insieme a altre aree, quali i gangli della base e l amigdala) controlla i movimenti facciali legati alle emozioni Questa via non è sotto controllo volontario

50 1937: Papez: sistema per emozioni: CIRCUITO DI PAPEZ I segnali in uscita dalla corteccia cingolata verso l ippocampo, e quindi l ipotalamo, consentono a pensieri nati nella corteccia cerebrale di controllare le risposte emotive

51 l circuito PF Amigdala è cruciale per il controllo della paura: terapie per controllo emotività patologie 2002: J.D. Gabrieli et al.: Rethinking feelings ) Immagini emotivamente coinvolgenti ) Crearsi delle rappresentazione per renderle meno coinvolgenti ) Rivedere di nuovo le stesse immagini

52 Correlazione tra PF e amy e comportamento Quindi, la PF è in grado di modificare, tramite processi razionali, il significato emotivo di un evento. Tramite circuito tra lpf, mpf e amigdala

53 Biol. Psychiatry, 2007

54 Depressione: spesso associata con stato d ansia e di paura diminuzione dell attività della corteccia prefrontale e aumento dell attività dell amigdala Corteccia prefrontale: diminuzione di attività amigdala

55 PATOLOGIE La paura è una normale risposta fisiologica a una situazione di pericolo Diventa patologica se è presente in situazioni non pericolose o se permane a lungo in maniera oppressiva dopo l evento avversivo Freud definiva nevrosi le condizioni che riflettono l ansia e le sue difese Il DSM ridefinisce le nevrosi e le elenca sotto disturbi ansiosi : Quattro tipi: 1) Timor panico Brevi (15-30 min) e spontanei episodi di terrore, senza una causa identificabile: inattesi

56 Sintomi: paura di stare per morire o di impazzire tachicardia, respiro affannoso, vertigini e senso di svenimento dovuti a iperattività del sistema nervoso autonomo ortosimpatico pesso associata: ansia anticipatoria : paura di nuovi attacchi, che spesso ausa agorafobia : paura di luoghi o situazioni da cui sarebbe difficili (o mbarazzante) allontanarsi: tendenza a stare in casa 1-2% popolazione, con sintomi simili in popolazioni e culture diverse primo attacco: anni sia uomini che donne con % simile predisposizione genetica: 30% dei familiari di primo grado sono colpiti può essere indotta artificialmente da lattato o CO 2 : attivano il sn ortosimpatico MA SOLO in persone con attacco di panico, NO nei soggetti normali può essere indotta anche da farmaci che attivano il sistema noradrenergico, mentre gli attacchi sono bloccati da farmaci che bloccano tale sistema il sistema noradrenergico è alterato?

57 Cosa succede durante un attacco di panico? Co= Controllo PD= Panic disorder Arch. General Psychiatry 2005

58 Terapie: psicoterapia: imparare a non badare a queste modificazioni corporee farmaci antidepressivi ansiolitici: benzodiazepine (diazepam Valium ) si legano a recettori per il GABA e ne aumentano l affinità per il GABA: potenziano l azione inibitoria: diminuzione dell attività dei neuroni (es. in amigdala ) Legame di benzodiazepine Normale Disturbi di panico

59 ) Stress Post-Traumatico in considerazione dal 1980 causato da eventi che hanno indotto una paura intensa e sentimenti di orrore sintomi: ricordi ricorrenti di tale eventi, incubi, sensazione di flashback (sensazione che l evento si sta ripresentando) stato d ansia e di paura, tachicardia, sudorazione basi biologiche: 1) nei veterani del Vietnam: urine presentano un elevata quantità di derivati del metabolismo della noradrenalina: alterazione del sistema noradrenergico? 2) in alcuni veterani del Vietnam trovato danno ippocampale (riduzione del 20 % di volume) 3) DIMINUZIONE dell attività della corteccia prefrontale e AUMENTO dell attività dell amigdala

60 Diminuzione dell attività corteccia prefrontale: Aumento dell attività dell amigdala:

61 Terapie: psicoterapia (esposizione graduale a stimoli ansiogeni), ansiolitici, farmaci antidepressivi "the prospect of preventing (even) PTSD with beta-blockers or other memory-blunting agents seems to be, for several reasons, problematic. Accident witnesses might start demanding prescriptions, imperiling their future testimony. doctors could "give beta-blockers liberally to soldiers on the eve of combat, to emergency workers en route to a disaster site, or even to individuals requesting prophylaxis against the shame or guilt they might incur from future misdeeds. Even if individual Holocaust survivors were to benefit from treatments that weakened the memories of their experiences, the council writes, society as a whole might be badly served by having no witnesses whose memories are unadulterated. "Our memory is not merely our own; it is part of the fabric of the society in which we live."

62 3) Stati Ansiosi Generalizzati preoccupazioni eccessive e non giustificate (ore, mesi) sintomi: tensione motoria, iperattività del SNA, alto livello di vigilanza basi biologiche: alterazioni GABA? noradrenalina? terapia: psicoterapia, ansiolitici 4) Disturbo ossessivo compulsivo idee persistenti ( ossessioni ), generalmente dubbi e paure, che inducono stato d ansia per alleviare questo stato, eseguire atti detti compulsivi, in continuazione (es. lavarsi mani per paura germi) 4 categorie di atti compulsivi: contare, controllare, pulire, evitare

63 in alcuni casi, predisposizione genetica, ma anche in seguito a eventi traumatici o danni cerebrali per alterazioni gangli della base e corteccia prefrontale: gangli della base (nuclei caudato e putamen): regolano i movimenti (in particolare, anche sequenze motorie) ricevono e riinviano segnali alla corteccia prefrontale Forse, alterazione di una di queste strutture porta ad un aumento dell attività della corteccia prefrontale

64 Checking experiment Immagina di avere lasciato aperto la porta di casa e non potere tornare indietro Mataix-Cols, D. et al. Arch Gen Psychiatry 2004;61:

65 Provocation of washing-related anxiety immagina di essere in un bagno pubblico, di dover toccare una siringa

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67 Terapie: Inibitori dell uptake della serotonina: Fluoxetina ( Prozac ): la serotonina potenzia l attività inibitoria presente nelle vie di collegamento tra corteccia prefrontale e n. base Psicoterapia Entrambi i trattamenti riducono l attività del n. caudato:

68 I SENTIMENTI: sentire l emozione Per la risposta comportamentale: amigdala, corteccia prefrontale, ipotalamo E per la sensazione di paura?? A. Damasio I sentimenti rappresentano la percezione cosciente della situazione del nostro corpo in un certo istante, in associazione con una certa emozione I sentimenti sarebbero la veduta momentanea di una parte di quel paesaggio del corpo legata a una certa emozione A seconda della situazione in cui si trova il nostro corpo proviamo certi sentimenti

69 990: P. Ekman: se muovere i muscoli facciali in una particolare sequenza, osì da assumere, inconsapevolmente, un espressione di felicità, tristezza, paura. P. Ekman, 1992): proviamo l emozione associata all espressione facciale 998: I. Fried: paziente epilettica, stimolazione dell area motoria supplementare ) riso, ) sensazione di allegria e ilarità : voi ragazzi siete talmente ridicoli tutti i in piedi così questo oggetto è proprio buffo I. Fried et al., 1998) 999: Y. Agid: paziente malata di Parkinson, se stimolazione del tronco encefalico: ) pianto, singhiozzi ) sensazione di tristezza e depressione: sto cadendo a terra, nella mia testa; non voglio più vivere, non voglio vedere niente, sentire niente, provare niente Sono stufa della vita, ne ho avuta abbastanza sento di non valere nulla e questo mondo mi fa paura Y. Agid et al., 1999) I pensieri dell emozione si sono verificati solo dopo l emozione stessa

70 Ricevono continuamente le informazioni sullo stato del corpo: superficie esterna (S1) ma anche sulla situazione dei visceri e dell ambiente interno ( enterocezione, S2 e insula): contengono mappe neurali della situazione del nostro corpo, in continua modificazione Grazie a questa loro funzione, queste aree rappresenterebbero il substrato neurale attraverso cui si formano i sentimenti

71 Aree cerebrali somatosensoriali: S1 e S2 e corteccia dell insula S1 S2 insula

72 Stimolo sensoriale percezione sensoriale (talamo, neocortecce sensoriali) corteccia prefrontale, amigdala, ipotalamo: risposta corporea (emozione) retroazione modificazioni mappe cerebrali sensoriali (aree S1, S2 e insula) percezione cosciente del momentaneo stato corporeo (sentimento)

73 Percezione sensoriale: aree visive (talamo, neocorteccia) Reazione emotiva: Corteccia prefrontale, amigdala, ipotalamo Aree somatosensoriali: sentimenti

74 Questo processo di osservazione continua, questa esperienza di ciò che il vostro corpo sta facendo mentre corrono i pensieri riguardanti specifici contenuti, è l essenza di quello che io chiamo sentimento (A. Damasio, L errore di Cartesio) L oggetto dell idea costituente la mente umana è il corpo (Spinoza, Etica) Consentono di conoscere stato del nostro corpo in un certo istante: funzione cognitiva In particolare, non tanto per conoscere la situazione di un singolo organo, ma dell intero corpo: essi ci aiutano a risolvere problemi non standard che implicano creatività, richiedono l esibizione e la manipolazione di grandi quantità di conoscenza (A. Damasio, Alla ricerca di Spinoza) L immagine mentale di ciò che ha scatenato una certa risposta emotiva e il sentimento corrispondente si sovrappongono, pur rimanendo neuralmente separati

75 Immaginare una certa situazione emotiva coinvolgente Felicità Paura Le risposte corporee (es., sudorazione) precedevano l attivazione di queste aree

76 Danno alle cortecce somatosensoriali destre: anosognosia (νοσοσ= malattia, γνοσισ= conoscenza): incapacità di riconoscere la propria malattia (non dovuta a rifiuto della propria situazione) ma anche: alterazione/diminuzione dei sentimenti e degli stati emotivi stati emotivi non motivati da stimoli esterni Danno alle cortecce somatosensoriali destre: no riconoscimento espressioni facciali Danno a cortecce somatosensoriali sinistre: no effetto significativo

77 Ritorna W. James Quando noi proviamo delle emozioni è perché percepiamo degli stati corporei Le risposte corporee precedono e determinano i sentimenti Retroazione

78 L insula e il sistema mirror

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