le Funzioni Esecutive

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2 le Funzioni Esecutive Apprendimento di nuove azioni Azioni che implicano pianificazione Azioni in cui è necessario correggere gli errori Comportamenti nuovi che richiedono l esecuzione di una nuova sequenza di azioni Azioni difficili o pericolose Attività in cui è necessario un costante monitoraggio del proprio comportamento Azioni in cui in cui bisogna superare forti risposte abituali

3 Definizione di Funzioni Esecutive Insieme di processi cognitivi di ordine superiore che permettono di pianificare, iniziare e portare a termine comportamenti diretti ad uno scopo, attraverso un insieme di azioni coordinate e strategiche. Funzioni cognitive di ordine superiore includono attività di integrazione e sintesi di informazioni, pianificazione, organizzazione, ecc Funzioni cognitive basilari includono l elaborazione di informazioni di tipo sensoriale

4 Difficoltà nel mantenere l attenzione (specie in compiti noiosi/frustranti) Incapacità ricordare i luoghi e i tempi degli eventi accaduti o di imparare dall esperienza Grande distraibilità Procrastinazione e/o difficoltà ad intraprendere compiti nuovi o impegnativi Difficoltà nell eseguire più compiti contemporaneamente Ipoattivazione Noncuranza, sloppiness, disorganizzazione Perdita della cognizione del tempo, lentezza cronica Difficoltà nello stabilire Priorità e rispettare i tempi COMPORTAMENTI OSSERVATI IN BAMBINI CON DEFICIT DELLE FUNZIONI ESECUTIVE Difficoltà nel controllare le risposte automatiche Marcata altalenanza nelle prestazioni accademiche Sbadataggine Difficoltà nel passare da un attività all altra Difficoltà nella regolazione degli stati emotivi, impazienza, scarsa tolleranza della frustrazione Scarsa consapevolezza dei sentimenti altrui e delle convenienze sociali Instancabilità, marcata loquacità

5 Controllo inibitorio Pianificazione e Memoria di Lavoro Flessibilità Cognitiva Capacità di pensare e agire per adattarsi ai cambiamenti delle richieste ambientali

6 Cenni di Neuroanatomia Aree Dorsolaterali Prefrontali sono associate a Pianificazione, Organizzazione temporale di comportamenti, Ragionamento concettuale Aree Ventrolaterali e Orbitali Prefrontali sono associate a Inibizione, Controllo Emotivo, Iniziativa Emisfero dx coinvolto soprattutto in mantenimento energetico Emisfero sx coinvolto in uso di strategie

7 Controllo inibitorio Capacità di controllare l interferenza di stimoli irrilevanti al fine di proseguire nell applicazione del piano (esempio della lettura) Inibizione delle risposte predominanti Frenare vedendo il semaforo rosso Inibizione delle risposte conflittuali Inibizione delle risposte in corso

8 Pianificazione I compiti di pianificazione richiedono al soggetto di prevedere l obiettivo da raggiungere, scomporre l azione in step intermedi, sequenziare gli step, mantenere tali step in memoria prospettica, monitorare l esecuzione del compito rispetto all obiettivo prefissato. I compiti di pianificazione richiedono necessariamente l attivazione della memoria di lavoro

9 Normalmente la nostra attenzione si sposta nello spazio raffigurando la zona di interesse nella nostra fovea Cosa succede quando direzioniamo l attenzione? Esperimento sulla detezione dello stimolo

10 msec indizio VALIDO +

11 msec indizio INVALIDO +

12 i soggetti sono più bravi nell individuare il bersaglio quando l indizio è valido (80% di risposte corrette) e peggiorano vistosamente quando l indizio è invalido (50% di risposte corrette)! Si assiste ad uno spostamento nascosto dell attenzione

13 Utilizzando un esperimento molto simile si sono osservati i tempi di reazione! Esperimento sulla latenza alla detezione dello stimolo: il soggetto deve aspettare di percepire lo stimolo e quindi premere un pulsante.! la latenza è più bassa quando l indizio è valido (circa 250 msec) rispetto ad indizi neutri o invalidi! L attenzione altera la velocità di elaborazione visiva o il tempo necessario per decidere se premere il pulsante

14 La sindrome da neglect (negligenza spaziale) rappresenta una forma di disordine attentivo associata più frequentemente a lesioni dell emisfero destro Il paziente ignora cose, persone e anche la parte del proprio corpo che si trovano a lato del centro di fissazione

15 La sindrome da neglect si associa a lesioni della corteccia parietale posteriore e prefrontale destra Si tratta di un area coinvolta nel dirigere l attenzione nello spazio extra-personale nei pazienti con neglect gli stimoli nel campo visivo destro catturano enormemente l attenzione ma hanno grandissime difficolta nel disancorare l attenzione e spostarla nello spazio

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17 Studi con fmri confermano che spostiamo l attenzione nello spazio come se questa fosse un fascio di luce! -presentazione di uno stimolo -il soggetto presta attenzione ad uno dei settori dello stimolo -premere un pulsante in base all orientamento delle righe ed al colore del settore! -al cambiamento del settore corrisponde una diversa attivazione neurale delle aree visive

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19 ROSSO GIALLO VERDE BIANCO BLU BIANCO ROSSO GIALLO VERDE ROSSO BIANCO BLU

20 BIANCO VERDE ROSSO GIALLO ROSSO VERDE BLU ROSSO BIANCO BLU GIALLO ROSSO

21 Effetto STROOP (1935) Soggetti posti di fronte al nome di un colore con uno sfondo di colore differente hanno tempi di reazione più lenti L incongruenza degli stimoli rallenta i tempi di reazione (TdR) i TdR sono più alti nella denominazione del colore che della parola (canale verbale preferito)

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23 Effetto NAVON (1977) 4 combinazioni 2 incongruenti (S globale con H e H globali con S) 2 congruenti (S globale con S e H globale con H) Se al soggetto viene chiesto di porre attenzione alla lettera locale, la presenza di quella globale di tipo incongruente ne rallenta i TdR

24 siamo ad una festa possiamo ascoltare quello che dice un nostro amico e concentrarci in questa conversazione senza prestare attenzione alle altre persone che parlano (fenomeno del cocktail party) La selezione delle informazioni presuppone che chi parla filtri le informazioni (metafora del filtro) Come fa il sistema attentivo a selezionare e filtrare le informazioni rilevanti e a discriminarle rispetto a quelle irrilevanti (comunque presenti nell ambiente)?

25 attenzione selettiva vs diffusa capacità di concentrazione, sistema di controllo (lobo frontale)! maggior lateralizzazione sinistra per attenzione selettiva (sistema molto efficiente ma esauribile) spaziale (aree visive extrastriate; ruolo lobo parietale post dx)! maggior lateralizzazione destra per attenzione diffusa (sistema meno efficiente ma più resistente)

26 attenzione selettiva vs diffusa per stimoli intensi, improvvisi o diretta ad una posizione nello spazio -componente sensoriale : nuclei talamici sensoriali (pulvinar, dorsali laterali) per la vigilanza! -sistema reticolare attivatore -ippocampo -lobo frontale -componente motivazionale : giro cingolo! -componente motoria : sistema reticolare, giro cingolo e lobo frontale

27 Mentre l attenzione si sposta con una latenza di 50msec, un movimento saccadico necessita di 200msec L attenzione cambia localizzazione prima di un movimento oculare! -registrazione dai neuroni della corteccia parietale posteriore in scimmie -una volta comparso il target il soggetto operava una saccade dal punto di fissazione verso lo stimolo

28 Le registrazioni rivelano che i neuroni si eccitano quando il bersaglio cade nel loro campo recettivo e la risposta aumentava quando veniva operata la saccade verso lo stimolo

29 .ma questo non avveniva quando la saccade era diretta in un punto diverso dello spazio l aumento dell attività dei neuroni è una conseguenza dello spostamento dell attenzione e non un segnale di attivazione premotorio della saccade

30 .infatti se al posto della saccade è richiesto di premere una leva si assiste ancora all aumento di attivazione dei neuroni della corteccia parietale posteriore

31 Disturbo da Deficit di Attenzione ed Iperattività (Attention Deficit Hyperactivity Disorder) ADHD - DDAI termine che indica un problema che interessa sia bambini che adulti che manifestino difficoltà nel mantenere l'attenzione nel tempo, nel controllare l'impulsività e nel regolare il proprio livello di attivazione fisiologica.

32 bambini che presentano questo problema manifestano le seguenti caratteristiche: Scarsa attenzione mantenuta debole persistenza per l'esecuzione dei lavori, rapido raggiungimento del livello di "stanchezza" e di noia, perdita di concentrazione durante lavori protratti nel tempo e incapacità di portare a termine le consegne Inadeguato controllo degli impulsi e difficoltà nel posticipare una gratificazione questi bambini non riescono ad aspettare il proprio turno, a lavorare per un premio consistente Eccessiva attività irrilevante rispetto al compito principale Difficoltà nel seguire le regole Ampia variabilità nelle manifestazioni comportamentali durante l'esecuzione dei compiti.

33 quali sintomi? Precoce insorgenza dei sintomi principali Variazioni rispetto alla situazione specifica i bambini hanno meno difficoltà in una interazione uno-a-uno Mantenimento nel tempo delle caratteristiche comportamentali quali cause? forte base genetica ruolo di corteccia prefrontale e gangli della base (più piccoli in bambini affetti da DDAI)

34 Test di Pianificazione Quotidiana (TPQ) Pianificazione di 10 azioni abituali in un contesto spaziale (cartina) in base e 2 criteri: a) rispetto dei vincoli logici e temporali fra azioni b) minimizzazione degli spostamenti. Commissioni (esempi) Andare con Marco in palestra per gli allenamenti di basket (hai il permesso di andare in palestra solo dopo aver svolto le altre attività) Svolgere i compiti di geometria (hai perso il righello e te ne serve uno nuovo) Preparare lo zaino per la palestra Andare a trovare la nonna (ti ha chiesto di portarle del pane) Variabili: Commissioni svolte, Spostamenti, Violazioni, Efficienza (n.di commissioni corrette/spostamenti), Tempo di svolgimento

35 Flessibilità Cognitiva Si intende l insieme dei processi cognitivi che consentono alla persona di cambiare schema comportamentale in base ad un feedback ricevuto. Si distingue la capacità di controllare le perseverazioni dalla capacità di cambiare rapidamente la risposta in base ad uno stimolo esterno

36 Controllo perseverazioni - WCST 4 carte campione, 128 carte stimolo da accoppiare con le 4 carte in base a COLORE, FORMA, NUMERO. L esaminatore informa sulla correttezza della risposta. Dopo 10 risposte corrette l esaminatore cambia criterio (Forma) senza avvisare il soggetto. Si calcolano soprattutto le perseverazioni (continuare ad accoppiare in base alla regola precedente)

37 Chi fallisce al WCST? I pazienti con lesioni dorsolaterali frontali sx I soggetti autistici (High Functioning) I bambini ADHD di età inferiore agli 8-9 anni: una volta raggiunto il criterio cambiano regola anche se stanno ricevendo feedback positivi

38 Test di Completamento Alternativo di Frasi! 20 frasi in cui manca l ultima parola: si alternano frasi da completare con la parola corretta e frasi da completare con un termine non semanticamente collegato alla frase o alla parola mancante: A) In autunno dagli alberi cadono LE FOGLIE B) Al semaforo devi fermarti se c è ROSSO (c 3 punti); NERO, STRADA (s 2 punti); GELATO (n.st. 1 punto), PENNA (st. 0 punti)

39 IL BATTERSEA MULTITASK PARADIGM Compito delle palline Mettere le palline nei contenitori contrassegnati con il colore corrispondente. Compito dei bruchi Colorare il corpo dei bruchi dello stesso colore della testa Compito dei gettoni Posizionare i gettoni sopra l adesivo del colore corrispondente REGOLE DEL COMPITO 1. Il soggetto deve provare tutti i compiti in sei minuti di tempo 2. Gli item gialli valgono più punti dei blu 3. Ogni item completato vale più punti 4. Il soggetto può tenere in mano una sola cosa per volta! VARIABILI MISURATE 1. Apprendimento delle regole 2. Pianificazione 3. Performance 4. Coerenza fra pianificazione e performance 5. Racconto sull esecuzione del compito

40 Junior IOWA Gambling Simulazione del processo decisionale nella vita quotidiana, con le relative incertezze legate ai fattori di successo e punizione. Il bambino è chiamato a scegliere 100 carte da 4 mazzi diversi: A e B sono i mazzi svantaggiosi (guadagno massimo 400 euro, perdite 500 euro) C e D sono i mazzi vantaggiosi (guadagno massimo 200 euro, perdite 100 euro)

41 Non sempre l attenzione è diretta in una precisa zona dello spazio, capita che ci agganciamo ad un indizio per trovare l oggetto della nostra attenzione Studio su immagini PET in un compito di discriminazione uguale-diverso -i soggetti dovevano indicare se le due immagini erano uguali o diverse per colore, forma o velocità Attenzione selettiva: prestare attenzione ad una sola caratteristica Attenzione diffusa (divisa): considerare tutte le caratteristiche!! -le diverse caratteristiche degli stimoli attivano diverse aree corticali e principalmente aree visive interessano secondarie del sistema

42 L attenzione comporta dei cambiamenti anche nei campi recettivi -scimmie osservate in un compito di discriminazione uguale-diverso registrando l attività dei neuroni -le barre rosse sono efficaci mentre quelle verdi inefficaci -il soggetto doveva prestare attenzione sempre nello stesso punto del campo recettivo!! -se gli stimoli efficaci vengono presentati nel punto giusto del campo recettivo si osserva una forte scarica dei neuroni

43 Ma quando la scimmia deve prestare attenzione all altro punto del campo recettivo in cui si trovano gli stimoli inefficaci nonostante gli stimoli siano identici i neuroni rispondono con un intensità inferiore del 50% Il campo recettivo pare contrarsi attorno all area attesa riducendo la capacità di cogliere gli stimoli corretti