NEUROPSICOLOGIA DEI DISTURBI DI CALCOLO

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1 NEUROPSICOLOGIA DEI DISTURBI DI CALCOLO Luisa Girelli Università Milano-Bicocca ARLL Roma 1 OTTOBRE 2010 Luisa Girelli, ARLL ott 2010

2 LE ORIGINI: GLI STUDI CLASSICI Lesioni cerebrali possono determinare l insorgenza di difficoltà specifiche nella capacità di utilizzare i numeri e nel calcolo (Lewandosky & Stadelmann, 1908; Henschen, acalculia) Acalculia primaria non associata ad alcun deficit - vs. Acalculia secondaria (Bergen, 1926). Acalculia non è una sindrome unitaria: ) alessia e agrafia per le cifre, b) acalculia spaziale, c) anaritmetia. (Hécaen, 1961) Luisa Girelli, ARLL ott 2010

3 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 LA La NEUROPSICOLOGIA neuropsicologia cognitiva COGNITIVA

4 LA NEUROPSICOLOGIA COGNITIVA I disturbi di calcolo acquisiti conseguono prevalentemente a lesioni del lobulo parietale inferiore, in particolare nell emisfero sinistro. Luisa Girelli, ARLL ott 2010

5 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Calcolo e Intelligenza A. Identificazione di: numeri quadrati numeri primi 841, 4096, 839, 4099, B. calcolo a mente 437 x x 300 = , 437 x 7 = 3059, =

6 Numeri e Parole Luisa Girelli, ARLL ott 2010

7 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Calcolo e Linguaggio Deficit selettivi in assenza di disturbi di linguaggio (Warrington, 1982, Delazer et al, 1994) Abilità di calcolo intatte in afasia globale (Rossor et al, 1999)

8 Sistema Numerico ARABICO 0, 1, 2, 3 24 [20+4] lessico uno, due, tre... sintassi ventiquattro VERBALE Luisa Girelli, ARLL ott 2010

9 SINTASSI NUMERICA relazione moltiplicativa duecento [2 x 100] 200 relazione additiva centodue [ ] 102 tremilaventi [3x ] 3020 Luisa Girelli, ARLL ott 2010

10 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Processi di calcolo 4 x 3? ? capacità di stima conoscenze automatiche Cinquanta meno dodici? calcolo mentale calcolo scritto 5 x 9 =(5 x10) 5 = 9 x 5 conoscenza concettuale

11 LA NEUROPSICOLOGIA COGNITIVA Un modello modulare della abilità numeriche McCloskey 1985

12 COMPRENSIONE NUMERI ARABICI PRODUZIONE NUMERI ARABICI 2 Meccanismi lessicali Meccanismi sintattici Meccanismi lessicali Meccanismi sintattici 2 COMPRENSIONE NUMERI VERBALI SISTEMA SEMANTICO PRODUZIONE NUMERI VERBALI due meccanismi lessicali fonologico ortografico meccanismi lessicali fonologico ortografico due meccanismi sintattici meccanismi sintattici Luisa Girelli, ARLL ott 2010

13 Analisi qualitativa : LESSICO vs. SINTASSI 5 sette quarantanove duecentosei x meccanismi lessicali meccanismi sintattici duecentoventiquattro undici meccanismi lessicali x meccanismi sintattici duemilacinquecentotrenta Luisa Girelli, ARLL ott 2010

14 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Errori UNO 1 (Granà, Girelli & Semenza, NEUROCASE 2003)

15 Sistema di calcolo Segni aritmetici Fatti aritmetici Procedure aritmetiche Meccanismi di comprensione dei numeri Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Meccanismi di produzione dei numeri

16 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Deficit selettivi nei fatti aritmetici Contabile 45 anni, embolia cerebrale sinistra (Hittmair-Delazer et al., BRAIN 1994)

17 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Deficit nelle procedure aritmetiche Esempi di errori procedurali nel calcolo scritto: a) omissione dell uso del riporto nel calcolo dei prodotti parziali; b) violazione nell uso del prestito risultante dalla sottrazione del numero più piccolo dal numero più grande; bug smaller from larger (Girelli & Delazer, CORTEX 1996)

18 Oltre la modularità IL MODELLO DI McCLOSKEY - Non considera competenze numeriche di base, ma solo quelle acquisite - Tratta solo di un aspetto semantico dei numeri, associato al sistema posizionale - L accesso al sistema semantico è sempre obbligatorio Luisa Girelli, ARLL ott 2010

19 Transcodifica numerica vie codice analogico di quantità 0 semantiche codice Arabico visivo 13 vie asemantiche codice uditivo verbale /tredici/ Luisa Girelli, ARLL ott 2010 (Dehaene, 1992)

20 Modello del Triplo Codice codice Arabico visivo 13 LETTURA E SCRITTURA DI NUMERI ARABI INFORMAZIONI DI PARITA CALCOLO SCRITTO Luisa Girelli, ARLL ott 2010

21 Modello del Triplo Codice codice uditivo verbale LETTURA E SCRITTURA NUMERI VERBALI FATTI ARITMETICI (tabelline e addizioni semplici) /tredici/ 6 x 4 ventiquattro Luisa Girelli, ARLL ott 2010

22 Modello del Triplo Codice codice analogico di quantità 0 COMPARAZIONE NUMERICA SUBITIZING STIMA QUANTITATIVA CALCOLO APPROSSIMATIVO Luisa Girelli, ARLL ott 2010

23 Aree perisilviane di sinistra Aree intraparietali bilaterali Aree occipito-temporali ventrali bilaterali Luisa Girelli, ARLL ott 2010

24 Processi di calcolo approximate calculation codice analogico di quantità 0 stime, strategie di back-up calcolo semplice non automatico multi-digit operation codice Arabico visivo 13 codice uditivo verbale /tredici/ Calcolo scritto complesso Fatti aritmetici (tabelline) arithmetic facts Luisa Girelli, ARLL ott 2010 (Dehaene, 1992)

25 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Calcolo esatto vs. approssimativo evidenze neuropsicologiche DRC (Warrington, 1982) Deficit dei fatti aritmetici Buon calcolo approssimativo Case X (Dehaene & Cohen, 1991) = 3 vero = 9 falso Case JG (Delazer & Benke, 1997) Tabelline ok Conoscenze aritmetiche ko

26 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Fatti aritmetici senza significato JG 56 anni, tumore parietale sinistra Calcolo semplice addizioni 6+3 =? 45% sottrazioni 6-2 =? 30% moltiplicazioni 3x4 =? 100% Conoscenza concettuale se 12 x 4 = : 4 =? 0% se 12 x 4 = 48 4 x 12 =? 0% se 12 x 4 = x 40 =? 0% (Delazer & Benke, CORTEX 1997)

27 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Sottrazione vs. Moltiplicazione SOTTRAZIONE (IPS) MOLTIPLICAZIONE (AG) Evidenza: Doppie dissociazioni indipendenza funzionale indipendenza neurale bilateral horizontal segment of intraparietal sulcus (HIPS) left angular gyrus (AG) bilateral posterior superior parietal lobe (PSPL) (Cohen & Dehaene, 1997, Delazer et al. 2005; Dhomas & Delazer, 2005)

28 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Semantica vs. Dichiarativa Demenza Semantica atrofia temporale anteriore e inferiore Conoscenza X enciclopedica Quanti giorni ci sono in un anno? Fatti numerici personali Quanto è il suo peso-forma? Fatti aritmetici Quanto fa 7 x 8? Transcodifica 23 ventitre Comparazione ⱱ numerica Calcolo scritto Calcolo approssimativo Stime cognitive Quanto è lungo questo tavolo? ( Cappelletti et al., 2005; Lemer et al., 2003, Julien et al., 2008)

29 DISTURBI DI CALCOLO NELLE SINDROMI NEUROLOGICHE complessità funzionale complessità neurale 1. Il lobulo parietale inferiore è cruciale per l elaborazione quantitativa del numero MA è parte di un network corticosottocorticale che sostiene le diverse componenti delle abilità numeriche. 2. I disturbi acquisiti possono essere selettivi e specifici MA anche associarsi a quadri clinici più complessi e, comunque, informativi.

30 DISTURBI DI CALCOLO NELLE SINDROMI NEUROLOGICHE Ictus Afasia Demenza Disfunzione ai lobi frontali Neglect

31 ICTUS E DISTURBI DI CALCOLO Ictus e disturbi del calcolo Elevata incidenza di deficit di elaborazione numerica e del calcolo soprattutto a seguito di lesioni parietali all emisfero sinistro. Tipologia di deficit varia, correlata alla precisa localizzazione. Il disturbo può essere anche altamente selettivo e specificico. Luisa Girelli, ARLL ott 2010

32 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 ABILITA DI CALCOLO IN DEMENZA DA Emisfero Sx Controlli Fatti Aritm. Procedure (Mantovan et al., 1997 CORTEX)

33 TRANSCODIFICA in AD -Completa: quattordici 14 -Parziale: 4 cento 400 -Intralessicale: cento2enti centoventi Possono emergere in compiti diversi (conteggio scritto, calcolo, scrittura) TIPICI in paziente con sospetta demenza di Alzheimer, ed interpretati come risultanti dalla co-occorrenza di un deficit di transcodifica numerica ed inefficienti meccanismi inibitori Luisa Girelli, ARLL ott 2010

34 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 DEMENZA di tipo AD G Distanza1 Distanza2 Distanza3 >Orario dei treni >Programmi TV >Acquisti >Cambio, resto Errori (%) Fatti Aritm. transcoding *Abilitá num. di base preservate *Deficit nelle procedure di calcolo *Deficit nei fatti aritmetici *Transcodifica Intrusioni *Rilevanza ecologica 0 DA Controlli ( Martini et al., 2003 JINS)

35 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 AFASIA E DITURBI DI CALCOLO Transcodifica Percentuale corr Amnesici Broca Globale Percentuale corr Wernicke Non-Afasici Amnesici Controlli Broca Globale Calcolo Lettura A Scrittura A Lettura NW Scrittura NW Wernicke Non-Afasici Controlli Addizione Sottrazione Moltiplicazione Delazer M, Girelli L., Semenza C., Denes G. JINS, 1999, 5, Delazer M, Girelli L. Brain and Language 1999, 43, Delazer M, Bartha L. Aphasiology, 2001, 15, 7, ( Delazer et al., 1999 JINS)

36 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 Afasia Problema Lettura Risposta verbale Risposta scritta SG 3x2 sei per tre diciotto 18 BP 3x2 sei per tre otto 6 Girelli L, Delazer M. Differential effects of verbal paraphasias on calculation. Brain and Language 1999, 43,

37 LOBI FRONTALI E ABILITA NUMERICHE Soluzione di problemi aritmetici (Bodner et al, 2001) Switching tra operazioni (Zamarian et al., 2004) Esecuzione e monitoraggio di procedure aritmetiche (Semenza et al, 1997) Stime cognitive: stima di grandezza (es., piante), peso (es., topo), numerositá (es., fiammiferi), tempo (es., viaggio aereo) Luisa Girelli, ARLL ott 2010

38 Luisa Girelli, ARLL ott 2010 NEUROPSICOLOGIA DEI DISTURBI DI CALCOLO Evidenze neuropsicologiche - valore localizzatorio (.associato a neuroimaging) - valore conoscitivo: il danno neurologico rivela dettagli dell architettura funzionale che non sarebbero altrimenti osservabili (es., numeri come categoria semantica) dissociazioni e associazioni di sintomi contribuiscono parimenti alla comprensione dell organizzazione neurofunzionale delle abilità numeriche (es., numeri e afasia).