Il lobo Occipitale Lamezia Terme, 25 novembre 2015 Maria Caterina Silveri Università Cattolica- Milano

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1 Il lobo Occipitale Lamezia Terme, 25 novembre 2015 Maria Caterina Silveri Università Cattolica- Milano

2 Superficie laterale: separata anteriormente dal lobo parietale attraverso la scissura parietoccipitale, e dal lobo temporale. Presenta due solchi: la scissura occipitale superiore e la scissura occipitale inferiore, che delimitano: la circonvoluzione superiore, la media, la inferiore. Superficie mesiale (o cuneo): scissura calcarina.: area visiva primaria (area 17; area visiva secondaria (area 18) area visiva terziaria (area 19). Ricevono informazioni dalla retina (soprattutto la17) Superficie inferiore : circonvoluzione paraippocampale e lobulo linguale

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5 Coni=sensibili alla luce ed ai colori (decodificano tre colori: blu, rosso e verde (presenti nella fovea)(regione centrale della retina, punto di massima acuità visiva); trasmettono individualmente al neurone Bastoncelli= sensibili alla luce crepuscolare; decodificano solo il bianco ed il nero (assenti nella fovea e presenti nelle regioni periferiche della retina); convergono a migliaia su un neurone Coni e bastoncelli convergono nella Papilla Ottica (punto cieco) e attraverso le cellule bipolari e ganglionari convergono a loro volta nel nervo ottico (punto di convergenza = papilla ottica)

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7 Rappresentazione del campo visivo nella corteccia Ogni meta del campo visivo e rappresentata nell emisfero controlaterale I campi superiori sono rappresentati nel labbro inferiore della scissura calcarina I campi inferiori sono rappresentati in quello superiore Circa la meta della massa del tessuto nervoso della corteccia e devoluta alla rappresentazione della fovea e delle regioni immediatamente circostanti (acuita visiva)

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10 corteccia visiva primaria (corteccia striata; include anche regioni peristriate ) area 17BA

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12 genicolato laterale corteccia extrastriata corteccia visiva primaria (striata) (area17ba) collicolo superiore corteccia extrastriata VIA STRIATA DELLA VISIONE ATTRAVERSO IL CORPO GENICOLATO (RICONOSCIMENTO) VIA NON-STRIATA DELLA VISIONE ATTRAVERSO IL COLLICOLO SUPERIORE Blind sight (per lesione nell area visiva primaria): capacità di eseguire compiti visivi senza cosapevolezza della visione nella zona dello scotoma (visione primitiva). Solo la percezione del movimento può mantenersi consapevole

13 Visione cieca Poppel, Held e Frost Due tipi di comportamento nella visione cieca -capacità di localizzare luogo e tipo di movimento senza consapevolezza -capacità di dire che è avvenuta qualche cosa nel campo visivo ma che non era qualche cosa di visivo

14 Le due vie della visione coordinamento movimento-oggetto DORSALE where (VISION FOR-ACTION) dalla corteccia visiva alla corteccia parietale posteriore riconoscimento dell oggetto VENTRALE what (VISION-FOR-PERCEPTION) dalla corteccia visiva alla corteccia temporale inferiore Ungerlider and Mishkin (1982)

15 La differenza tra i due sistemi non è nel tipo di informazione che alaborano ma nel diverso comportamento che evocano: - la via dorsale controlla il comportamento verso gli oggetti percepiti, - la via ventrale rende la visione degli oggetti consapevole coordinamento movimento-oggetto DORSALE where (VISION FOR-ACTION) dalla corteccia visiva alla corteccia parietale posteriore riconoscimento dell oggetto VENTRALE what (VISION-FOR-PERCEPTION) dalla corteccia visiva alla corteccia temporale inferiore Milner and Goodale (1995)

16 coordinamento movimento-oggetto riconoscimento dell oggetto DORSALE where (VISION FOR-ACTION) dalla corteccia visiva alla corteccia parietale posteriore CROSS-TALK tra le due vie VENTRALE what (VISION-FOR-PERCEPTION) dalla corteccia visiva alla corteccia temporale inferiore Ungerlider and Mishkin (1982) Milner and Goodale (1995)

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18 Il processing visivo: modelli

19 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993

20 Fasi precoci del riconoscimento dell oggetto Marr, 1982 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993

21 Agnosia Difficoltà nell identificazione di uno stimolo presentato in una determinata modalità (lo stimolo viene però riconosciuto se presentato in un altra modalità) modalità visiva = agnosia visiva

22 Tipi di agnosia (modello classico di Lissauer, 1890) Agnosia appercettiva Incapacità di riconoscere e denominare l oggetto Agnosia associativa Incapacità di riconoscere e denominare l oggetto Incapacità di copiare l oggetto non riconosciuto Mantenute capacità di ricopiare l oggetto Evidenza di un disturbo percettivo Non c è un disturbo sensoriale percettivo (lesione parietale dx) Perdita della conoscenze enciclopediche e contestuali (memoria semantica) Memoria semantica (lesione occipito temporale sinistra o bilaterale)

23 Benson & Greenberg, 1969 Agnosia appercettiva

24 Farah, Hammond, Levine, et al., 1988 Agnosia associativa

25 Lesione parietale posteriore destra: agnosia appercettiva Lesione occipitotemporale bilaterale: agnosia associativa

26 Valutazione

27 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993

28 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993 BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

29 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993 M S LH BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

30 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993 CORVIST Cortical Vision Screening Test, James, Plant & Warrington, 2001

31 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993 minimal feature match foreshortened match BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

32 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993 VOSP The Visual Object and Space Perception Warrington & James, 1991

33 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association object decision task Name Riddoch & Humphreys, 1993 BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

34 Picture of object Item match Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993 BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

35 Picture of object association match Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993 BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

36 pyramid and palm tree Howard & Patterson, 1992

37 Camel and cactus test Bozeat et al., 2000

38 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993 MELA BORB-Birmingham Object Recognition Battery Riddoch & Humphreys, 1993

39 VOSP The Visual Object and Space Perception Warrington & James, 1991

40 Warrington, 1985 agnosia per le forme

41 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association Name Riddoch & Humphreys, 1993 Figure incomplete di Gollin (1960)

42 Picture of object Size Length Orientation Location Figure/groung formation Viewpoint-invariant feature processing Viewpoint-invariant global processing appercettiva Stored knowledge of shape Stored knowledge of function and betweenobject association associativa Name Riddoch & Humphreys, 1993

43 Anomia Agnosia appercettiva associativa Afasia ottica

44 afasia ottica Il paziente è in grado di dimostrare che ha capito il significato dell oggetto (ad esempio può eseguire correttamente compiti di matching tra figure strutturalmente diverse ma di identico significato) ma non denomina l oggetto se presentato per via visiva

45 Disconnessione visuoverbale: afasia ottica alessia pura corpo calloso Lobo occipitale sinistro Lobo occipital destro

46 ALESSIA senza AGRAFIA (cecità pura per le parole) -linguaggio intatto; disturbo della lettura ad alta voce -scrittura conservata -lesioni della corteccia occipitale SX e dello splenio; -danno visivo (emianopsia controlaterale dx), mancato trasferimento informazioni visive spesso associata a agnosia per i colori o acromatopsia

47 Alessia pura originariamente: sindrome di Dejerine, 1892 Disturbi periferici della lettura (non dipendenti da un deficit dello «spelling») -Alessia senza agrafia -Lettura lettere-per-lettera -Dislessia da neglect

48 Dislessia da neglect (dislessia periferica) 1) Dislessia egocentrica: torrefazione = fazione (quando la parola è nell emispazio sinistro ma non nell emispazio destro) 2) Dislessia stimolocentrica: torrefazione = fazione (indipendentemente dalla collocazione spaziale della parola) 3) Dislessia dipendente dall orientamento canonico delle lettere (quindi dislessia per la prima parte della parola) indipendentemente dell orientamento della parola (verticale o speculare)

49 Forme particolari di agnosia visiva

50 Simultanagnosia Luria, 1959 Dorsale Incapacità di analizzare più di uno stimolo alla volta (lesioni parieto occipitali bilaterali) Ventrale Incapacità di correlare una parte dello stimolo al resto dello stimolo (lesioni temporocipitali inferiori sin) Fara, 1990

51 Agnosia integrativa Incapacità di integrare una parte dello stimolo in una forma visiva coerente di alto livello mantenendo tuttavia la capacità di percepire stimoli nel loro insieme (Riddoch & Humphreys, 1987) L agnosia integrativa si collocherebbe lungo un continuum tra l agnosia appercettiva ed associativa (il paziente copia anche se con difficoltà lo stimolo ma non è in grado di riconoscerlo) lesioni temporo-occipitali bilaterali

52 Effetto Navon (immagini criptate)

53 Atassia ottica Difficoltà a raggiungere con l arto oggetti posti nel campo visivo Ipotesi: disconnessione tra corteccia visiva associativa e regioni parietali-frontali (lobulo parietale superiore) che determina una incoordinazione visuomotoria Può riguardare un solo arto o entrambi; un solo emicampo o entrambi, generalmente più severa nelle parti periferiche del campo visivo

54 Sindrome di Balint (lesioni parieto occipitali bilaterali) disordine dell attenzione spaziale (visual disorientation - Gordon Holmes' 1918-; o simultanagnosia -Wolpert in 1924) paralisi psichica dello sguardo : incapacità di shift volontario dello sguardo dal punto di fissazione verso un altro stimolo (aprassia dello sguardo) atassia ottica difficoltà di raggiungere lo stimolo sotto controllo visivo (disordine del reaching )

55 Incapacità di riconoscere attraverso il canale visivo volti noti, in assenza di altri deficit percettivi, cognitivi e di memoria Il riconoscimento può avvenire attraverso la voce, il modo di camminare ecc Apperceptiva: incapacità di generare una entità percettiva-strutturale che consenta di eseguire un match con una identità nota Associativa: ricostruzione di una identità percettiva-strutturale adeguata ma difficoltà ad associarla ad una identità nota

56 Wilbrand, 1982 Bodamer, 1947

57 L elaborazione del volto è comune a quella di altri oggetti complessi (Damasio, 1982) o richiede un modulo specializzato (McNeil & Warrington 1993)?

58 Le prime fasi dell analisi percettiva sono comuni a tutti gli oggetti ma successivamente le vie si differenziano ed il volto va incontro a: Codifica strutturale Unità di riconoscimento (volto familiare) Nodi di identificazione (identificazione del volto) Produzione nome (Bruce e Young, 1986) 58

59 dove avviene il processamento del volto Nella corteccia occipito temporale bilateralmente (regioni occipito temporali inferiori, giro linguale e fusiforme) Damasio, Damasio & Van Hoesen, 1982; Akahashi, Kawamura, Hirayama, Shiota & Isono, 1995 Nella regione occipito temporale destra (lesione monolaterale) De Renzi, 1986; Landis, Regard & Bliestle, 1988; Rapcsak, Polster, Comer & Rubens, 1994; Takahashi et al., 1995

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61 De Renzi, Perani, Carlesimo, Silveri, Fazio, 1996

62 Matching Faces Task (Test di Benton) Valutazione degli aspetti percettivi

63 Valutazione degli aspetti percettivi

64 Test di familiarità

65 Test di riconoscimento di identità

66 Famoso si/no Scrittore/pittore/scienziato/sportivo/attore/politico Vivente si/no Italiano si/no Bizzozzero et al., Rizzo et al., 2002

67 Agnosia topografica (differente dall amnesia topografica) Test di valutazione: presentare fotografie di luoghi noti e chiedere di identificarli

68 Disorientamento topografico Amnesia topografica: Deficit di memoria retrograda ed anterograda per i percorsi (lesioni paraippocampali) Agnosia topografica (agnosia per i luoghi): difficoltà a riconoscere gli edifici che costituiscono un determinato luogo spesso associata a prosopoagnosia (lesioni occipitali destre)

69 C MELA g p S AGNOSIA PER LE FACCE, OGGETTI ED AGNOSIA PER LETTERE E PAROLE COSTIRUIREBBE UN CONTINUUM PERCEZIONE PIÙ HOLISTICA GESTALTICA (FACCE), VS. PERCEZIONE LEGATA ALL ANALISI DI PIÙ PARTI (LETTERE E PAROLE) GLI OGGETTI SI COLLOCHEREBBERO NELLA PARTE E INTERMEDIA IN RELAZIONE ALLE SPECIFICHE CARATTERISTICHE STRUTTURALI FARAH 1990

70 Acromatopsia (Discromatopsie) Lesione occipitali ventrali (bilaterali)(giro linguale e fusiforme) ma sono anche descritti casi di emicromatopsia generalmente associata a PROSOPOAGNOSIA

71 Test di valutazione: tavole di Ishihara Test di valutazione: -Farnsworth-Munsell 100-hue test (ordinare tonalità di colore di diversa intensità senza denominazione) -Test di denominazione di colori

72 Agnosia per i colori Test di valutazione: attribuire il colore giusto ad un oggetto o ad un animale (deficit di memoria semantica)

73 Disturbi della percezione del movimento Generalmente associati ad altri disturbi percettivi (anche agnosia percettiva) - lesioni delle aree 37 e 19 e sostanza bianca corrispondente all area V5 - La stimolazione di V5 (TMS) produce disturbi transitori della percezione del movimento Zihl, D von Cramon, Mai (1983) "Selective disturbance of movement vision after bilateral brain damage". Brain 106, )

74 Disturbi nella percezione della profondità (da lesioni occipitali ed occipito temporali) sindrome rara; a volte associata alla sindrome di Balint

75 Deficit percettivi/agnosici : serie di disturbi nell analisi visiva e nel riconoscimento visivo che comprendono deficit propriamente agnosici e deficit percettivi più vicini alla visione primaria, oltre a deficit di alcune componenti semantiche (ad esempio, il colore)

76 AGNOSIA NELLA DEMENZA SEMANTICA: disturbo del riconoscimento dell oggetto (incluso il volto e le parole ) che si rileva in tutti I canali sensoriali generato dal decadimento della rappresentazione semantica nel magazzino di memoria semantica

77 Agnosia in altri canali sensoriali

78 Altre forme di agnosia: disturbi nella percezione e riconoscimento di suoni verbali e non verbali ( agnosia acustica ) Suoni nonverbali Voci Linguaggio Sordità corticale Agnosia uditiva Sordità verbale pura Fonagnosia Test per l agnosia acustica, Palmieri 1986

79 Altre forme di agnosia: astereoagnosia (agnosia tattile ) Incapacità di riconoscere gli oggetti attraverso il tatto (importanza della regione calcarina extrastriata, del lobulo parietale inferiore e del giro frontopolare) Deibert et al., 1999

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81 Rappresentazione del corpo Termine generico che indica una serie di funzioni percettive e motorie SCHEMA CORPOREO In larga parte basato sulle afferenze propriocettive (quindi in assenza di controllo visivo) che permettono l aggiornamento della posizione del corpo nello spazio in larga parte attraverso automatismi IMMAGINE CORPOREA Conoscenza della forma del corpo e capacità di localizzare stimoli sensitivi

82 La cognizione del corpo deriva dall integrazione di informazioni multisensoriali Es: se le informazioni sono in contrasto si produce una alterazione della rappresentazione del corpo (illusione di Pinocchio)

83 La rappresentazione del corpo è stabile arto fantasma: sensazione che la parte amputata sia ancora presente dopo l amputazione, indipendentemente dalla riorganizzazione funzionale della corteccia sensoriale (e forse dalle afferenze sensoriali) la stabilità della rappresentazione ha verosimilmente una base genetica e non deriva esclusivamente dall esperienza sensoriale (fenomeno dell arto fantasma anche in bambini con ipoplasia degli arti) (teoria della neuromatrice)

84 Rappresentazione del corpo nelle regioni parietali posteriori (soprattutto dell emisfero destro) Lesioni di queste regioni possono produrre alterazioni varie della rappresentazione del corpo Sensazione di arti soprannumerari Sensazione di presenza aliena (che può riguardare l intera persona)

85 Disturbi neuropsicologici tipici della rappresentazione del corpo Autotopoagnosia: perdita della capacità di localizzare parti del corpo (proprio ma anche altrui) Disorientamento destra/sinistra : incapacità di distinguere lato destro da lato sinistro sul proprio corpo, sul corpo altrui e sulla rappresentazione grafica di un corpo umano Agnosia digitale: incapacità di denominare e riconoscere le dita della mano

86 Sindrome di Gerstmann (lesioni temporo-occipitali prevalentemente sinistre) Disorientamento destra/sinistra Agnosia digitale Acalculia Agrafia

87 Patologie che coinvolgono le regioni posteriori dell encefalo

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89 La via del what e la via del where nella patologia neurodegenerativa

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91 distribuzione del danno: neuroimaging Voxel-based morphometry MRI - MRS: AD vs. PCA Whitwell et al.,2008

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94 ACP e neglect neuroimaging PCA-p1 R L PCA-p2 CBD-p PCA-p1 PCA-p2 PCA-p3 FTD-p PCA-p3 Silveri MC, Ciccarelli N, Cappa A, in revisione

95 ACP: una patologia del sistema visivo? disturbi visuopercettivi/visuospaziali HIGH LEVEL LOW LEVEL disturbi visivi CENTRALI RETINA?

96 Demenza Semantica

97 Demenza semantica Age Education(yrs) Manual preference Disease duration(yrs) Sex Neuroimaging CG R 2 M MRI-VBM AM R 2 M MRI-VBM EA 63 8 R 2 F MRI-VBM PB R 3 M MRI-VBM MA 76 5 R 2 F MRI-VBM RC 83 5 R 3 F MRI-VBM DFP R 2 M MRI-VBM ML 84 5 R 2 F MRI-VBM PE 69 5 R 3 F PET

98 Demenza semantica Minimal feature view task N= (2.0) Foreshort. view task N= (2.6) Drawing from memory N=6 Object decision (Hard-A) N=32 27 (2.2) Object decision (Hard-B) N= (4.7) Item match N=30 30 (2.2) CG AM EA PB MA RC DFP LM PE , pathological Pre categorical and stored knowledge tasks(borb subsets)

99 Association match (BORB) N= (2.4) Ranking pictures (from the largest ) N=10 series (4 items each) Normal subjects 9 (36-40) CG 31 1/10 (20/40) AM 26 7/10 (32/40) EA 20 6/10 (31/40) PB 17 8/10 (35/40) Ranking words (from the largest ) N=10 series (4 items each) Normal subjects 8 (34-40) Chi 2 1/10 (15/40) - 2/10 (13/40) /10 (12/40) /10 (21/40) p MA RC 22 1/10 (14/40) DFP 26 8/10 (36/40) LM 22 4/10 (23/40) PE 18 6/10 (30/40) 1/10 (14/40) - 6/10 (31/40) - 2/10 (15/40) - 2/10 (15/40) pathological significant Verbal and Non-Verbal Semantics

100 Left H Right H

101 in definitiva. coordinamento movimento-oggetto riconoscimento dell oggetto DORSALE where (VISION FOR-ACTION) dalla corteccia visiva alla corteccia parietale posteriore CROSS-TALK tra le due vie VENTRALE what (VISION-FOR-PERCEPTION) dalla corteccia visiva alla corteccia temporale inferiore Ungerlider and Mishkin (1982) Milner and Goodale (1995)

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