Psicobiologia. Libro di Testo Un testo a scelta fra i seguenti:

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1 Psicobiologia Prerequisiti Avere le conoscenze e le competenze anatomo-fisiologiche di base e sui meccanismi che regolano la vita vegetativa e di relazione che sottendono all attività psichica e del comportamento Propedeuticità Si: Fondamenti Anatomo-Fisiologici Obiettivi formativi Acquisizione delle nozioni relative ai correlati anatomici e ai meccanismi neurobiologici e neurofisiologici alla base delle funzioni cognitive superiori e del comportamento. Conoscenza dei principali metodi di indagine nel campo delle Neuroscienze Cognitive con particolare riferimento agli studi di lesione. Libro di Testo Un testo a scelta fra i seguenti: Kandel, Schwartz, Jessel, et al. Principi di neuroscienze. Casa Editrice Ambrosiana Carlson, Fisiologia del comportamento. Piccin Purvers D. Neuroscienze. Zanichelli Gazzaniga, Ivry, Mangun, Neuroscienze Cognitive. Zanichelli Luo, Principi di Neurobiologia. Zanichelli Le dispense fornite dalla docente durante le lezioni sono parte integrante del materiale di studio Università Kore di Enna, Prof. Guariglia 1

2 Ricevimento Martedì dalle 13:00 alle 14:00 Mercoledì dalle 12:00 alle 13:00 Università Kore di Enna, Prof. Guariglia Psicobiologia La psicobiologia (il termine deriva dal greco psyché (ψυχή) = "anima", bìos (βίος) = "vita" e logos (λόγος) = "scienza"), chiamata anche psicologia biologica, è una branca delle neuroscienze che studia il comportamento, ovvero l'insieme di tutte le attività manifeste dell'organismo così come tutti i processi mentali (percezione, attenzione, memoria, apprendimento, emozioni), in relazione alle sue basi biologiche, strutture e processi corporei appartenenti in particolar modo al sistema nervoso centrale. Università Kore di Enna, Prof. Guariglia 2

3 Psicobiologia Sintesi di molte discipline scientifiche Università Kore di Enna, Prof. Guariglia Domande fondamentali LIVELLO PSICOLOGICO Percezioni Emozioni Pensiero Memoria LIVELLO BIOLOGICO Sistema nervoso centrale Organi di senso Sistema endocrino Altri organi del corpo Di che natura sono le interazioni tra corpo e psiche? Come si studiano i correlati cerebrali delle funzioni psichiche? Quali sono le applicazioni pratiche e cliniche dello studio del cervello? Qual è il ruolo dello psicologo in tutto questo? Università Kore di Enna, Prof. Guariglia 3

4 ? Psicobiologia Università Kore di Enna, Prof. Guariglia Psicobiologia Risonanze magnetiche di due gemelli monozigoti quello di destra è schizofrenico (vedi dilatazione dei solchi e dei ventricoli) diversi nel cervello e nel comportamento 4

5 Psicobiologia Gli esperimenti degli psicobiologi vengono effettuati sia su animali che su esseri umani sani o con lesioni a carico del sistema nervoso. Soprattutto in quest'ultimo campo di indagine si sovrappone ad un'altra branca delle neuroscienze, la neuropsicologia, che studia solo il sistema nervoso centrale, ed è molto più influenzata dalla psicologia cognitiva ed opera ad un livello maggiormente macroscopico, focalizzandosi su estese aree del cervello. Università Kore di Enna, Prof. Guariglia Papiro egiziano del 1700 a.c. (Edwin Smith) 5

6 Storia Antichità: Nessuna menzione del cervello ü Cuore = passione, ü Fegato = coraggio, ü Visceri = pietà Ippocrate (medico greco a.c.): Sosteneva che vi fosse una corrispondenza tra alcune componenti interne dell organismo, gli umori e il carattere dell individuo. La salute o la malattia sarebbe il risultato dell equilibrio o squilibrio tra questi umori. Tipologia psicologica delle persone. Sangue à Sanguigno Bile gialla à Collerico Bile nera à Melanconico Flegma à Flemmatico Storia Aristotele (350 a.c. ca.): ü Il cervello è un organo di raffreddamento ü Le capacità mentali sono localizzate nel cuore ü L anima abita l intero organismo vivente e forma un tutt uno con il corpo, a cui infonde la vita ü Tutte le forme di vita (comprese le piante) sono dotate di anima Distinzione tra facoltà dell anima: anima vegetativa (l organismo si nutre, cresce e si riproduce) anima sensitiva (acquisizione di stimoli dall esterno, sensazioni) anima intellettiva (pensiero e volontà) 6

7 Storia Erofilo (350 a.c.): Identificazione dei nervi spinali Identificazione dei dermatomeri Storia Galeno (II secolo): Il corpo è costituito dai quattro elementi, la cui composizione dà luogo ai diversi "temperamenti (Ippocrate). Lo spirito (pneuma) è un fluido misterioso che passa lungo i nervi e le arterie per raggiungere le varie parti del corpo. Nel cuore e nelle arterie circola il pneuma vitale responsabile delle funzioni involontarie necessarie alla vita (digestione) e dei fenomeni emotivi passionali (collera, paura). Il cervello invece è la sede delle funzioni psichiche superiori, dunque della "parte razionale" dell'anima (Pnuema Psichico). 7

8 Storia Filosofia cristiana medioevale: Tutte le forme di vita sono dotate di un animo che conferisce loro la vita. Gli esseri umani sono dotati da Dio, di un anima (immortale) che conferisce loro la capacità di pensare e sentire ed il libero arbitrio. La psiche non può essere costituita da materia quindi è cosa altra rispetto al cervello, anche se si estrinseca in buona parte attraverso il cervello à dualismo tra corpo e psiche Storia René Descartes o Cartesio ( ): ü Modello meccanicistico del mondo: anche il comportamento animale è paragonato ad una macchina ü Cervello come sede delle funzioni mentali ü Gli esseri umani hanno una mente o anima, non soggetta alle leggi dell universo ü Posso dubitare della veridicità delle informazioni che provengono dai miei organi di senso, ma non posso dubitare della mia realtà interiore: penso, dunque sono. ü La mente è pura coscienza, senza estensione, e non può essere suddivisa (res cogitans) ü La materia è priva di coscienza, è provvista di estensione e può essere suddivisa (res extensa) ü L uomo ha una doppia natura. 8

9 Storia René Descartes o Cartesio ( ): La res cogitans e la res extensa sono in contatto l una con l altra. Infatti: il nostro corpo manda continuamente informazioni sensoriali alla nostra mente il nostro pensiero e la nostra volontà modificano lo stato del nostro corpo (ad esempio quando decidiamo di muoverci) Ma come avviene questa interazione? Il concetto di RIFLESSO Storia Il movimento volontario in Cartesio 9

10 Storia René Descartes o Cartesio ( ) La ghiandola pineale come luogo di interazione tra mente e cervello, anima e corpo Dualismo cartesiano Conseguenze storiche positive Il mondo materiale viene liberato dal concetto di causa finale ed è completamente deterministico (un perfetto ingranaggio ) e quindi studiabile scientificamente: spazio allo sviluppo della fisica e della chimica come scienze empiriche Il nostro corpo fa parte del mondo materiale (un automa perfetto al comando della mente) e può quindi essere anch esso studiato scientificamente: spazio allo sviluppo della fisiologia; della biologia e della medicina come scienze empiriche 10

11 Dualismo cartesiano Conseguenze storiche negative Il discorso sulla mente rimane a far parte della filosofia e della teologia. Non può esistere una psicologia scientifica La mente non è stata considerata come una parte del corpo. La medicina occidentale (compresa la neurologia) ha trascurato la mente Le conseguenze psicologiche delle malattie del corpo vengono spesso trascurate La percezione da parte del paziente della propria condizione di salute viene spesso trascurata L effetto placebo è stato a lungo ignorato Il fatto che disturbi o problemi psicologici possano provocare malattie somatiche è stato accettato solo recentemente Mente, cervello, corpo MENTE (psiche)? Ghiandola pineale SISTEMA NERVOSO CENTRALE (cervello) Sistema nervoso muscoloscheletrico Sistema nervoso vegetativo Flusso sanguigno Trasmissione nervosa Flusso sanguigno CORPO Comportamenti Organi di senso Mondo esterno 11

12 Storia Nascita della neurofisiologia Luigi Galvani (XVIII secolo): la stimolazione elettrica del nervo di una rana produce la contrazione del muscolo cui è attaccato Johannes Müller ( ): Teoria dell energia specifica tutti i nervi veicolano lo stesso tipo di impulso elettrico, ma attraverso canali diversi; per cui il cervello deve essere funzionalmente diviso in parti Storia Flourens: Teoria dei campi associati Osservazione del comportamento in seguito ad ablazione sperimentale di parti diverse del cervello Tutte le percezioni e tutti gli atti volontari hanno la stessa sede negli organi cerebrali; le facoltà di percepire, di concepire o di volere non rappresentano perciò che diversi aspetti di facoltà essenzialmente unitarie. Pierre Flourens

13 La Frenologia Franz Joseph Gall ( ) Morfostruttura del cervello I frenologi tentarono di suddividere la mente umana in funzioni relativamente autonome e di localizzare tali funzioni in specifiche regioni della corteccia cerebrale. Le funzioni mentali ipotizzate rappresentano delle disposizioni piuttosto che dei processi. Si pensava che le differenze psicologiche individuali dipendessero dalla relativa grandezza delle aree. Si pensava che la forma e le dimensioni del cranio riflettessero tali differenze. 13

14 Nascita della neuropsicologia Pierre Paul Broca ( ) La perdita della parola corrisponde alla lesione dei lobi anteriori del cervello. Pierre Bouillaud 1825 Dax (1836): 150 casi di disturbi del linguaggio invariabilmente associati a lesioni emisferiche sinistre Broca (1851): caso di un paziente che riesce ad articolare una sola parola ( tan-tan ), in assenza di deficit di comprensione del linguaggio Aree del linguaggio AREA DI BROCA Piede della terza circonvoluzione frontale (posizione approssimativa) 14

15 Storia Afasia motoria (o afasia di Broca) Il paziente ha perso un tipo particolare di memoria, che non è la memoria delle parole, ma quella dei movimenti necessari per articolare le parole. Paul Broca (1851) Noi parliamo con l emisfero sinistro! Paul Broca (1864) Karl Wernicke ( ) All afasia motoria di Broca viene contrapposta un afasia sensoriale, localizzata nella parte posteriore della prima circonvoluzione temporale di sinistra Aree del linguaggio AREA DI BROCA Piede della terza circonvoluzione frontale (posizione approssimativa) AREA DI WERNICKE Terzo posteriore della prima circonvoluzione temporale 15

16 Il caso di Susanne Adam Dottore: Buon giorno, come sta? S.A.: Grazie, sto molto bene. Dottore: Quanti anni ha? S.A.: Grazie, va bene. 16

17 Dottore: Quanti anni ha? S.A.: Vuol dire come mi chia..., come io sento? Dottore: No, volevo sapere quanti anni ha. S.A.: Eh, non lo so, come io chiamare mire [si corregge] come io sento chiamarsi. [Il medico le avvicina un orologio all orecchio e quindi lo allontana, per riavvicinarlo di nuovo.] S.A.: Sì questo lo sento, anche questo, questo adesso non lo sento più, adesso diventa più debole. [Le viene mostrato un bottone.] S.A.: Questo lo so è un bottianio, un bottano. 17

18 Dottore: Questi sono i suoi capelli? S.A.: Sì, il mio orologio, i miei copelli, i capellorologhi (Haaruhre). Alla fine dopo aver pianto la paziente conclude con una frase corretta: «O buon Dio, se potessi guarire!» Centro Concetti Area di Broca Area di Wernicke Aree motorie primarie Aree uditive primarie 18

19 AFASIA DI BROCA Centro Concetti Area di Broca Area di Wernicke Aree motorie primarie Aree uditive primarie AFASIA DI WERNICKE Centro Concetti Area di Broca Area di Wernicke Aree motorie primarie Aree uditive primarie 19

20 AFASIA di Conduzione Centro Concetti Area di Broca Area di Wernicke Aree motorie primarie Aree uditive primarie Neuropsicologia: definizione Clinico-pratico Valutazione disturbi cognitivi e loro riabilitazione Scienze umane Osservazione del comportamento dei pazienti per la sua comprensione e descrizione Scienze sperimentali Studio sperimentale delle correlazioni tra mente e cervello 20

21 Neuropsicologia: concetti fondamentali Principio di localizzazione cerebrale La mente è scomponibile in funzioni relativamente autonome, aventi ognuna una propria localizzazione cerebrale Le lesioni cerebrali danneggiano una o più componenti del sistema cognitivo Neuropsicologia: concetti fondamentali Neuropsicologia cognitiva La neuropsicologia può contribuire allo studio dei processi mentali normali: l osservazione di dissociazioni tra sintomi permette di inferire che diverse componenti cognitive costituiscono dei moduli separati nel sistema cognitivo 21

22 Neuropsicologia: concetti fondamentali Processo / comportamento LINGUAGGIO Modello cognitivo Comprensione del linguaggio Produzione del linguaggio Localizzazione cerebrale Area di Wernicke Fascicolo arcuato Area di Broca Patologie corrispondenti Afasia sensoriale Afasia di conduzione Afasia motoria Neuropsicologia: concetti fondamentali Metodo della correlazione anatomo-clinica Analisi del comportamento del paziente + Individuazione della sede lesionale = Associazione tra un area cerebrale e una funzione mentale Dissociazione tra sintomi e segni La funzione deve essere preservata nei pazienti che hanno lesioni al di fuori di quell area 22

23 Dissociazione Paziente 1 con lesione dell area X La facoltà mentale Y è deficitaria Paziente 2 con lesione che risparmia l area X La facoltà mentale Y è normale Struttura X Funzione Y Doppia dissociazione 23

24 Neuropsicologia: limiti metodologici dell ottocento Si basava sull osservazione occasionale di casi singoli e da essa si muoveva per induzione arbitraria dal particolare al generale La valutazione del comportamento avveniva solo con colloqui e non con test tarati L analisi della lesione veniva fatta post mortem e in genere a distanza di tempo, inoltre a volte si limitava ad un analisi visiva della corteccia Neuropsicologia: oggi La ricerca è svolta su gruppi di pazienti, che vengono selezionati in base a criteri specifici indipendenti dalla presenza del sintomo oggetto di indagine La valutazione del comportamento avviene con test standardizzati, ossia tarati su un opportuna popolazione di riferimento Confronto delle prestazioni dei pazienti con gruppi di controllo e utilizzo di opportune analisi statistiche per valutare i risultati 24

25 Nascita della Psicobiologia Donald Olding Hebb ( ) Nel suo libro L'organizzazione del comportamento (1949), Hebb combinò per la prima volta i dati provenienti dalla fisiologia del sistema nervoso con quelli relativi agli studi sul comportamento umano, a cui aggiunse la personale esperienza derivante dall'osservazione dei primati. In particolare, introdusse quella che è ancora conosciuta come la legge di Hebb, o dell'apprendimento hebbiano: secondo cui, «se un neurone A è abbastanza vicino ad un neurone B da contribuire ripetutamente e in maniera duratura alla sua eccitazione, allora ha luogo in entrambi i neuroni un processo di crescita o di cambiamento metabolico tale per cui l'efficacia di A nell'eccitare B viene accresciuta». Mente, cervello, corpo MENTE (psiche)? Localizzazione cerebrale SISTEMA NERVOSO CENTRALE (cervello) Sistema nervoso muscoloscheletrico Sistema nervoso vegetativo Flusso sanguigno Trasmissione nervosa Flusso sanguigno CORPO Comportamenti Organi di senso Mondo esterno 25