Le neuroscienze L aspirazione del neuroscienziato è stata da sempre quella di scoprire quali fossero i processi neurali su cui si fondano il comportamento e la mente Separazione tra neuroscienze e scienze psicologiche Psicologia ha sostenuto che il livello di analisi dei fenomeni comportamentali e mentali va distinto dal livello dei fenomeni neurali Ma la mente non esisterebbe senza il cervello
La mente incontra il cervello: le neuroscienze cognitive
Le neuroscienze cognitive Costituiscono il campo di ricerca che tenta di comprendere i legami tra processi cognitivi e attività cerebrale
Le neuroscienze cognitive Verso la fine degli anni 70 in un taxi di New York Miller e Gazzaniga in viaggio verso un simposio coniarono il termine Neuroscienze cognitive -Sviluppi nelle neuroscienze (scoperta di specializzazione funzionale dei neuroni, di specializzazione emisferica, di macrosistemi di modulazione dell attività cerebrale, ecc.) e sviluppo di tecniche invasive (registrazione intracellulare) e non invasive (Potenziali evocati, PET, fmri) di studio del sistema nervoso hanno consentito una più stretta connessione tra la psicologia cognitiva e le neuroscienze Modelli neuro-cognitivi: gerarchia di elaborazione = livello molecolare, neuronale, sistemico, funzionale. I processi psicologici costituiscono il livello più alto ed emergono dai processi di tipo elementare
Teorie delle funzioni cerebrali Cap. 8 1) Localizzazionismo frenologia ciascuna area cerebrale ha una specifica funzione 2) Corrente olistica Le funzioni psichiche sono fondate sull attività integrata di più aree cerebrali 3) Neuroassociazionistica Cervello come rete intricata di sistemi neurali altamente specializzati
Alcuni importanti contributi Effetti di lesioni cerebrali: Leonardo Bianchi Importanza dei lobi frontali per pianificazione e controllo del comportamento e dell attività mentale Karl Lashley (1890-1958) Apprendimento dipende dal funzionamento integrato di più regioni corticali Principio dell azione di massa: maggiore è l estensione della lesione più grave è l effetto sul comportamento Tutte le regioni cerebrali sono importanti Regioni cerebrali integre suppliscono a quelle lesionate
Alcuni importanti contributi Studi su pazienti epilettici Anni 50 Wilder Penfield (1891-1976) Localizzazione delle funzioni sensoriali, corticali, motorie la stimolazione di determinate aree del cervello provoca la rievocazione di ricordi, ossia può far rivivere con grande chiarezza avvenimenti del tutto dimenticati, talvolta con le sensazioni (suoni, odori,...) ad essi associati.
Alcuni importanti contributi '53 H.M. subì l'asportazione dei lobi temporali mediali con un'operazione del chirurgo William Scoville. è stata svolta una resezione bilaterale dei lobi temporali medial Quando H.M. si riprese dall'intervento, che alleviò sensibilmente la gravità dei suoi disturbi, vennero identificati alcuni seri effetti collaterali, descritti da Scoville e Milner come una "perdita completa della memoria per gli eventi [...] assieme ad una amnesia retrograda parziale fino a tre anni prima dell'operazione". Fu costatato inoltre dagli stessi che "le memorie precoci sembrano apparire normali, non ci furono alterazioni della personalità o deficit intellettivi generali". Non riusciva più ad apprendere nuove informazioni
Alcuni importanti contributi A. R.Lurija (1902-1977) La sua teoria comportò una radicale revisione del concetto di sintomo: per essa i disturbi del comportamento non sono sintomi di disfunzioni o danni riguardanti precise aree della corteccia cerebrale, ma devono essere considerati esiti disfunzionali di processi funzionali integrati di aree cerebrali ad essi connesse. Le funzioni cerebrali superiori sono processi derivanti dalla interconnessione di sistemi che investono più aree funzionali cerebrali, anche molto diverse per caratteristiche e topologia, superando decisamente la teoria meccanicistica della localizzazione delle funzioni in aree cerebrali specifiche ogni singola funzione. Nell'analisi diagnostica, al sintomo si sostituì allora la sindrome, e mediante complessi esperimenti si riuscì a riferire diversi sintomi neurologici a sistemi funzionali interessanti aree corticali e sottocorticali connesse tra loro.
Neuropsicologia Anni 60 -> Neuropsicologia Studiare gli effetti di lesioni cerebrali sui processi mentali (in pazienti cerebrolesi)
Alcuni importanti contributi Roger Sperry (1913-1994) Split Brain Fu un neuropsicologo e neurobiologo fra i maggiori del Novecento, Premio Nobel per la medicina nel 1981 insieme a David Hunter Hubel e Torsten Nils Wiesel per le sue scoperte sulla specializzazione emisferica delle funzioni cognitive indagate in soggetti "split-brain", ovvero con rescissione del corpo calloso tale che i due emisferi cerebrali non comunicano più tra loro (cervello diviso).
Specializzazione Emisferica
Alcuni importanti contributi Neuroassociazionismo Donald O. Hebb (1904-1985), psicologo canadese 1949 The organization of behavior: A neuropsychological theory Apprendimento e memoria Neurons that fire together, wire together due neuroni che scaricano assieme si potenziano reciprocamente Assemblamento cellulare, per definire un gruppo di neuroni che costituiscono un'unità di elaborazione, e ipotizzò che la combinazione delle connessioni tra gruppi di neuroni costituisse l'algoritmo, in continua mutazione, che dettava al cervello la risposta ai diversi stimoli Fu decisivo per lo sviluppo del cognitivismo
Reti neurali Elaborazione in parallelo Reti neurali sono formate da un numero altissimo di connessioni di unità che lavorano simultaneamente Connessionismo PDP (Parallel distributed processing, 1986) Funzionamento del sistema nervoso Simulazione al calcolatore
Evoluzione della psicologia Grazie all incredibile sviluppo delle tecniche d indagine si possono studiare dove nel cervello hanno luogo le funzioni mentali
The Rise of fmri 746 papers (2001) 800 Number of papers (PubMed) 700 600 500 400 300 200 100 Slide modified from Mel Goodale 0 1990 1995 2000 Year of Publication
MRI vs. fmri MRI studia l anatomia del cervello. Functional MRI (fmri) studia le funzioni cerebrali.
Localizzazionismo Localizzare a livello cerebrale le varie funzioni mentali -> una nuova frenologia?
I VOLTI SONO SPECIALI Fusiform Face Area Attivazione maggiore in presenza di volti rispetto ad altre categorie di stimoli (kanwisher, 1998) Giro fusiforme medio (FFA) Giro occipitale inferiore (OFA)
Fusiform Face Area FFA Preferred! Nonpreferred! A face area in the human brain 23
Neuroni specchio: So quel che pensi So quel che fai Sento cosa provi
Michelangelo Michelangelo, Slave called Atlas
Caravaggio s Incredulity of St Thomas (1601 1602)
Lucio Fontana, Concetto Spaziale Attesa (1960)