Quale di questi test è utile per indagare le abilità di pianificazione? Quale funzione è possibile valutare attraverso il Test Di Corsi?

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1 Quale di questi test è utile per indagare le abilità di pianificazione? A) FIGURA COMPLESSA DI REY B) WISCONSIN CARD SORTING TEST C) TORRE DI LONDRA Quale funzione è possibile valutare attraverso il Test Di Corsi? A) MEMORIA A LUNGO TERMINE VISUOSPAZIALE B) MEMORIA A BREVE TERMINE VISUOSPAZIALE C) PRASSIA COSTRUTTIVA Quale di questi test valuta abilità esecutive? A) MEMORIA DI PROSA B) FLUIDITA SEMANTICA C) 15 PAROLE DI REY

2 Quali Deficit? WISCONSIN CARD SORT SORTING TEST TEST DI CORSI COPIA DELLA FIGURA DI REY MEMORIA EPISODICA MEMORIA DELLA FIGURA DI REY STROOP TEST

3 CERVELLETTO

4 Corteccia cerebellare nuclei cerebellari Talamo Corteccia cerebrale Aree Motorie Aree associative Nuclei pontini

5 CORTECCIA CEREBRALE Middleton e Strick CERVELLETTO

6 f.cognitive e motorie complesse prefrontale limbica memoria e comportamento emozionale Parieto-temporo-occipitale integrazione delle f. sensitive con il linguaggio

7 Cervelletto e funzioni cognitive La specificità delle connessioni tra le differenti zone della corteccia cerebellare e le diverse aree corticali determinano il coinvolgimento di questa struttura nei diversi domini cognitivi Il cervelletto interviene nelle diverse abilità cognitive come ottimizzatore di tali funzioni Una lesione a livello del cervelletto non implica una perdita completa delle funzione

8 Cervelletto e funzioni cognitive

9 Il cervelletto Ruolo nella pianificazione, formazione di strategie ed apprendimento di procedure Importanza dei circuiti cerebello-corticali nell acquisizione di nuove strategie e nel processamento sequenziale.

10 VALUTAZIONE DI PROFILO COGNITIVO Soggetto 1: Maschio, 51 anni, avvocato, evento emorragico cerebellare Soggetto 2: Maschio, 55 anni, fisioterapista, evento emorragico cerebellare L'EMORRAGIA CEREBRALE È UNA SINDROME NEUROLOGICA ACUTA DOVUTA ALLA ROTTURA DI UN VASO ARTERIOSO CEREBRALE E AL CONSEGUENTE STRAVASO DI SANGUE NEL PARENCHIMA CEREBRALE.

11 Fluidità Verbale Cut-off: 17,35 Fonologica TOT: 15 Semantica TOT: 43

12 A che livello è la lesione?

13 Fluidità verbale Esamina la capacità di programmare strategie idonee a recuperare le parole dal magazzino di memoria semantico-lessicale Fonologica Semantica F A S Animali Mobili Uccelli

14 Confronto profilo cognitivo Linguaggio Soggetto 1 Soggetto 2 Test Fluidità fonologica p.c. p.e. 16,3 - p.c. p.e. 17,3 - Cut off 17,35 Fluidità semantica

15 La memoria verbale - Digit Span (valutazione dello span verbale) Ripetizione diretta Ripetizione inversa

16

17 Confronto profilo cognitivo Memoria verbale Soggetto 1 Soggetto 2 Test p.c. p.e. p.c. p.e. Cut off Digit span avanti Digit span indietro 15 Parole di Rey Imm 15 Parole di Rey Diff ,3-4, , (7±2) 3(5±2) 28,53 4,69

18 Test dei cubi di Corsi (permette di misurare lo span spaziale) S E

19

20 Confronto profilo cognitivo Memoria visuo-spaziale Soggetto 1 Soggetto 2 Test p.c. p.e. p.c. p.e. Cut off Corsi Span Avanti Corsi span indietro Fig. di Rey differita 13,

21 Wisconsin Card Sorting Test

22 Confronto profilo cognitivo Funzioni esecutive Soggetto 1 Soggetto 2 Test p.c. p.e. p.c. p.e. Cut off WCST errori WCST Perseveraz

23 Copia libera Copia con elementi di programmazione

24

25 Confronto profilo cognitivo Prassia costruttiva Soggetto 1 Soggetto 2 Test p.c. p.e. p.c. p.e. Cut off Copia libera 10,6-10,8-7,18 Copia con elem. prog. 68,5-67,7-61,85 Fig. di Rey copia ,25 1 2

26 WAIS-R Q.I. Verbale + Q.I. di Performance = Q.I. Totale

27 Confronto profilo cognitivo Livello intellettivo Soggetto 1 Soggetto 2 WAIS-R p.p. p.p. Cut off QI Verbale QI Performance QI Totale

28 Dove sono localizzate le lesioni nel soggetto 1 e nel soggetto 2?

29 Confronto profilo cognitivo Cb-1 Cb-2

30 Riassumendo Nel soggetto con lesione localizzata nell emisfero cerebellare di destra risultano maggiormente compromesse le abilità di tipo verbale (produzione e memoria) Nel soggetto con lesione localizzata nell emisfero cerebellare di sinistra risultano maggiormente compromesse le abilità di tipo spaziale (percezione e memoria) In entrambi i casi il quoziente intellettivo generale risulta essere nella norma.

31 Cervelletto e funzioni esecutive Le funzioni esecutive non risiedono in una singola struttura ma sono il prodotto dell interazione di vari sistemi neurali: corticali e subcorticali Il cervelletto interviene come sintonizzatore dell attività delle diverse aree soprattutto quando il complessità del compito aumenta e quando è necessario apprendere una nuova strategia per raggiungere l obiettivo.

32 S1

33 S2

34 Dove si trova la lesione?

35 S1: Lesione Cervelletto sinistro S2: Atrofia

36 Studio di VBM dall osservazione delle abilità cognitive allo studio dei circuiti cerebrali Ima circuiti

37 Quantification of grey matter changes in brain hemispheres as a consequence of focal cerebellar lesions: a VBM study S. Clausi, M. Bozzali, M.G. Leggio, M. Di Paola, G. Hagberg and M Molinari Università degli Studi di Roma La Sapienza IRCCS Fondazione Santa Lucia, Roma Silvia Clausi

38 BACKGROUND Implicit Learning (Molinari; Brain 1997) Soggetti con lesione cerebellare Verbal Short Term Memory (Silveri; Brain 1998) Verbal Fluency (Leggio; JNNP 2000) Visuospatial Processing (Molinari; JNNP 2004) fmri su soggetti sani Implicit Learning (Menghini; Neuroimage 2006) Verbal Working Memory (Chen; Neuroimage 2005) Verbal Fluency (Schlosser et al. JNNP 1998)

39 SUBSTRATO ANATOMO-FUNZIONALE Middleton & Strick, 1998 Kelly & Strick, 2003

40 ? Modalità di interazione cerebello-corticali

41 Qual è l effetto di un danno cerebellare sulle aree corticali di proiezione?

42 SPECT Soggetti con lesione cerebellare mostrano una riduzione significativa di rcbf in aree corticali controlaterali al lato della lesione (Komaba, 2000) DIASCHISI CEREBELLO-CORTICALE ANALISI VOLUMETRICA Riduzione del volume nell emisfero cerebrale contro-laterale al lato della lesione cerebellare, in bambini con emorragia cerebellare nati pre-termine Limperopoulos, Pediatrics 2006

43 Una lesione cerebellare focale può indurre modificazioni strutturali in specifiche aree corticali?

44 OBIETTIVI Indagare la presenza di modificazioni strutturali nella corteccia cerebrale in soggetti con lesione cerebellare focale utilizzando la VBM. Indagare le correlazioni anatomo-funzionali tra deficit cognitivi osservati in presenza di danno cerebellare e distribuzione delle aree corticali eventualmente alterate. Valutare il grado di lateralizzazione delle influenze cerebellari sulla corteccia cerebrale.

45 MATERIALI Gruppi Età Scolarità N R-CD (lesione cerebellare destra) 51.3 (13.6) (5.06) 8 L-CD (lesione cerebellare sinistra) 50.8 (12.2) (3.72) 7 CT 49.6 (14.9) (3.09) 15 Valutazione neuropsicologica livello intellettivo abilità visuospaziali abilità esecutive memoria verbale/spaziale Esame neurologico Esame radiologico Esame obiettivo RMN 1.5 T T2 T1-MPRAGE Scale motorie

46 Pre-processing (SPM2) Delimitazione manuale della lesione sull immagine native (MRIcro) Creazione della maschera della lesione Normalizzazione con il protocollo di Brett (2001) Segmentazione GM WM CFS Smooth 12- mm FWHM Gaussian kernel

47 Pre-processing (SPM2) Delimitazione manuale della lesione sull immagine native (MRIcro) Creazione della maschera della lesione Normalizzazione con il protocollo di Brett (2001) Segmentazione GM WM CFS Smooth 12- mm FWHM Gaussian kernel Caratterizzazione lesioni cerebellari Calcolo del volume delle lesioni con MRIcro Localizzazione delle aree cerebellari lesionate utilizzando specifici atlanti tridimensionali

48 RISULTATI Buspar Scale Totale (0-43) Disartria (0-4) Atassia arti sup. (0-8) L-CD 5,25 (6,69) 0,33 (0,82) 0,88 (1,17) R-CD 8,46 (6,29) 0.44 (0,46) 1,42 (1,10) L-CD R-CD CT Livello intellettivo WAIS-R QI totale (8.4) (17.4) (14.5) WAIS-R QI verbale (9.9) (17.7) (13.5) WAIS-R QI performance 98.2 (8.8) (15.7) (14.8) Abilità visuospaziali Matrici di Raven 30.0 (3.7) 27.8 (3.5) 30.4 (3.5) Disegno Cubi (WAIS-R) 10 (2.2) 12.4 (3.3) 12.3 (3.5) Ricostr di oggetti (WAIS-R) 8.6 (2.1) 10.3 (3.5) 10.6 (2.7) Copia libera di disegni (CD) 10.2 (0.9) 9.7 (1.7) 9.8 (0.7) CD con elem. di program (3.2) 68.5 (1.7) 66.4 (3.5) One-way ANOVA (Bonferroni post hoc test)

49 RISULTATI Funzioni esecutive L-CD R-CD CT Fluidità fonologica 39.8 (7.2) 24.4 (13.5) * 35.4 (7.3) Induzione di regole temporali 8.9 (3.9) 14.3 (5.1) * 9.7 (2.1) Analogie (WAIS-R) 10.6 (0.9) 11.1 (3.2) 11.9 (3.3) Memoria verbale Digit span in avanti 6.1 (0.7) 5 (1.2) * 5.9 (0.7) Digit span indietro 4.3 (1.2) 4 (1.5) 4.4 (0.7) 15 parole di Rey: immediata 48 (6.1) 40.1 (7.8) 44.0 (6.5) 15 parole di Rey: differita 10.2 (1.7) 8 (3.3) * 10.6 (2.0) Memoria spaziale Span spaziale: avanti 5.6 (0.5) 4.7 (0.9) * 5.6 (0.6) Span spaziale: indietro 5.1 (0.7) 4.5 (1.6) 5.6 (1.1) One-way ANOVA (Bonferroni post hoc test) * p < 0.05

50 Dimitrova, 2005 CARATTERIZZAZIONE LESIONI CB L-CD R-CD R-CD L-CD Schmahmann, 2000 NUCLEO DENTATO RCD VOLUME LESIONI (cc) R-CD 12.7 (7.6) L-CD 17.6 (23.5) D S

51 RISULTATI VBM ANOVA GM maps Densità di GM R-CD < CT (p<0.05) Lobo frontale Giro frontale mediale ed inferiore di sinistra Giro frontale inferiore di destra Lobo parietale di sinistra Giro angolare Giro sopramarginale Giro temporale superiore di sinistra Giro paraippocampale di sinistra MNI: x = -44 y = 36 z = 32 x = -24 y = -8 z= -29

52 RISULTATI VBM ANOVA GM maps Densità di GM R-CD < CT (p<0.05) Lobo frontale Giro frontale mediale ed inferiore di sinistra Giro frontale inferiore di destra Lobo parietale di sinistra Giro angolare Giro sopramarginale Giro temporale superiore di sinistra Giro paraippocampale di sinistra MNI: x = -44 y = 36 z = 32 x = -24 y = -8 z= -29

53 RISULTATI ANOVA GM maps Densità di GM R-CD < CT (p<0.05) Lobo frontale Giro frontale mediale ed inferiore di sinistra Giro frontale inferiore di destra Lobo parietale di sinistra Giro angolare Giro sopramarginale Giro temporale superiore di sinistra Giro paraippocampale di sinistra MNI: x = -44 y = 36 z = 32 x = -24 y = -8 z= -29

54 RISULTATI ANOVA GM maps Densità di GM R-CD < CT (p<0.05) Lobo frontale Giro frontale mediale ed inferiore di sinistra Giro frontale inferiore di destra Lobo parietale di sinistra Giro angolare Giro sopramarginale Giro temporale superiore di sinistra Giro paraippocampale di sinistra MNI: x = -44 y = 36 z = 32 x = -24 y = -8 z= -29

55 R-CD - Ridotta densità di GM nelle aree associative frontale, parietale e temporale - Prestazioni significativamente ridotte in prove di memoria verbale e prove frontali L-CD - Lesioni cerebellari omogenee con maggiore coinvolgimento del nucleo dentato - Assenza di aree di ridotta densità di GM - Nessuna differenza significativa nelle prestazioni NPS - Lesioni disomogenee e minore coinvolgimento del nucleo dentato

56 DISCUSSIONE Nei soggetti con R-CD i dati anatomici e neuropsicologici convergono nell evidenziare un ruolo cruciale dei circuiti cortico -cerebellari nel controllo di specifiche funzioni cognitive. Nei soggetti con L-CD l assenza di deficit neuropsicologici e di alterazioni strutturali nelle aree corticali, potrebbe essere riconducibile alla variabilità nella distribuzione delle lesioni cerebellari e delle performance neuropsicologiche.

57 CONCLUSIONI In soggetti con lesione cerebellare focale è possibile dimostrare la presenza di modificazioni strutturali della corteccia cerebrale In presenza di lesioni cerebellari omogenee e di specifici deficit neuropsicologici le aree di alterazione strutturale nella corteccia cerebrale sono congrue con i deficit cognitivi osservati. In presenza di lesione cerebellare unilaterale le aree corticali con una ridotta densità di GM sono prevalentemente controlaterali alla lesione.

58 Riassumendo.. I pazienti con lesione al cervelletto possono avere deficit sia motori che cognitivi Il tipo e la gravità del deficit dipende dal tipo e dalla localizzazione della lesione Il cervelletto è un ottimizzatore delle funzioni che risiedono in corteccia. Una lesione al cervelletto non implica la perdita totale di una funzione cognitiva I deficit cognitivi (e motori) in questi pazienti possono essere molto specifici e sfumati, quindi a volte difficili da valutare