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I Disturbi Esecutivilezione 14
Le aree prefrontali
Svolgono un ruolo cruciale nella regolazione della cognizione e del comportamento
Suddivisione tra le regioni che occupano le tre superfici:
1. laterale
2. orbitaria
3. mediale
Lo studio delle connessioni con le altre parti della corteccia è cruciale per capire la loro organizzazione in distinte sotto-aree
frontiera della conoscenza: trattografia basata su MRI + analisi post-mortem (a partire dal 2005 circa)
Faccia laterale dell’emisfero cerebrale destro dell’uomo
AnGy Angular Gyrus BP Basilar Pole Cbl Cerebellum CSul Central Sulcus (of Rolando) IFGy Inferior Frontal Gyrus
pop pars opercularis porb pars orbitalis ptr pars triangularis
IFSul Inferior Frontal Sulcus LatSul Lateral Sulcus (of Sylvius) MFGy Middle Frontal Gyrus MTGy Middle Temporal Gyrus OGy Occipital Gyri PoCGy Postcentral Gyrus PoCSul Postcentral Sulcus POSul Parieto-occipital Sulcus PrCGy Precentral Gyrus PrCSul Precentral Sulcus SFGy Superior Frontal Gyrus SFSul Superior Frontal Sulcus SMGy Supramarginal Gyrus SPLob Superior Parietal Lobule STGy Superioir Temporal Gyrus STSul Superior Temporal Sulcus
Faccia dorsale degli emisferi cerebrali dell’uomo
AnGy: Angular Gyrus CSul: Central Sulcus (of Rolando) LonFis: Longitudinal Fissure MFGy: Middle Frontal Gyrus PoCGy: Postcentral Gyrus PrCGy: Precentral Gyrus PrCSul: Precentral Sulcus SFGy: Superior Frontal Gyrus SFSul: Superior Frontal Sulcus SMGy: Supramarginal Gyrus SPLob: Superior Parietal Lobule
Faccia orbitaria degli emisferi cerebrali dell’uomo
CC Crus Cerebri ColSul Collateral Sulcus Fpole Frontal Pole GyRec Gyrus Rectus Inf Infundibulum ITGy Inferior Temporal Gyrus MB Mammillary Body OlfB Olfactory Bulb OlfSul Olfactory Sulcus OlfTr Olfactory Tract OpNr Optic Nerve OrbGy Oribital Gyri OTGy Occipitotemporal Gyri PHipGy Parahippocampal Gyrus SN Substantial Nigra Tpole Temporal Pole Un Uncus
Faccia mediale dell’emisfero cerebrale destro dell’uomo
APL Anterior Paracentral Lobule CalSul Calcarine Sulcus CinGy Cingulate Gyrus CinGy,I Cingulate Gyrus, Isthmus CinSul Cingulate Sulcus CinSul,M Cingulate Sulcus, Margin. Branch CorCl,Sul Corpus Callosum, Sulcus CSul Central Sulcus (of Rolando) Cun Cuneus GyRec Gyrus Rectus ITGy Inferior Temporal Gyrus LinGy Lingual Gyrus OTGy Occipitotemporal Gyri ParolfGy Parolfactory Gyri ParaterGy Paraterminal Gyri PHipGy Parahippocampal Gyrus POSul Parieto-occipital Sulcus PPL Posterior Paracentral Lobule PrCun Precuneus PrCSul Precentral Sulcus RhiSul Rhinal Sulcus SFGy Superior Frontal Gyrus Tpole Temporal Pole Un Uncus
GyRec
Le suddivisioni del lobo frontale
Motoria PrimariaPremotoriaPremotoria Ant.Dorso-laterale PrefrontaleVentro-laterale PrefrontaleLaterale Fronto-polare
46
8,449,46
44,45 4710
aree Brodmann
suddivisione di Brodmann
Le connessioni fronto-corticali
Fascicolo arcuato
segmento lungo fronto-temporale (6): pars opercularis (i.e., Broca area, BA44) ➜ corteccia uditiva (BA22) e la porzione posteriore del giro temporale medio e inferiore (BA21, BA37)
segmento anteriore fronto-parietale (7): porzione ventrale del giro precentrale (BA6) ➜ giro post-centrale (BA1) e il giro supramarginale (BA40)
Le connessioni fronto-corticali
Fascicolo arcuato longitudinale superiore
Le connessioni fronto-corticali
Fascicolo fronto-occipitale superiore sFOF
Fascicolo fronto-occipitale inferiore iFOF
I circuiti fronto-sottocorticali
Sono 5 circuiti paralleli e distinti, coinvolti nel controllo motorio e cognitivo:
1. circuito motorio 2. circuito oculomotorio 3. circuito prefrontale dorsolaterale 4. circuito orbitofrontale 5. circuito del cingolato anteriore
I tipici disturbi esecutivi, motivazionali e di personalità, legati a lesioni corticali prefrontali, possono essere determinati da disfunzioni degli ultimi tre circuiti
aree corticali connesse con i Gangli della baseMotor Oculomotor Executive/associative Emotion/motivation
VLo, VLmVApc
MDpl, VLcrVApc
VApc, VAmcVLcr, MDpl
VAmc, VLmMD
Cortex
Striatum
PallidumSubstantia nigra
Thalamus
SNr/GPi(motor territory)
SNr/GPi(oculomotor territory)
SNr/GPi(associative territory)
SNr/GPi(limbic territory)
M1, SMA,PMC, CMA
FEFSEF
DLPFCLOFC ACA
MOFC
Putamen Caudate nucleus Caudate nucleus Ventral striatum
Motorio Oculomotorio Esecutivo/associativo
Emozione/motivazione
Corteccia
Striato
Globo pallido (GP) substantia nigra (SN)
Talamo
Putamen Nucleo caudato Nucleo caudato Striato ventrale
acinesia, bradicinesia, rigidità, tremore
working memory, sequenzialità, set switching
impulsività, compulsività, depressione
area di Broadm
ann
area possibili funzioni (emisfero sinistro)
possibili funzioni (emisfero destro)
45, 47 44
corteccia ventro-laterale
prefrontale VLPFC
recupero e mantenimento informaz. semantica e/o
linguist.
recupero e mantenimento informaz. spaziale e/o
visiva
45, 9
corteccia dorso-laterale
prefrontale DLPFC
selezione di risposte e soppressione di quelle
inappopriate; manipolazione contenuti Working Memory
monitoraggio e controllo informazioni in mente,
(particolarmente in condizioni di incertezza);
vigilanza e att. sostenuta
10cort. prefrontale
anteriore, polo frontale
Multi-tasking; mantenimento intenzioni future (obiettivi finali mentre si intraprende sotto-obiettivi)
24, 32 (dorsale
)
cort. cingolata ant.; Pre-SMA
monitoraggio in situazioni di conflitto di risposte, detezione di errori
11, 12, 13, 14
corteccia orbito-frontale
elaboraz. esecutiva di stimoli emozionali (valutaz. di rischio e ricompense)
Lobo frontale e regolazione del comportamento
Il caso Phineas Gage (1848) Uomo equilibrato ed efficiente
Trauma cranico penetrante con danno in particolare alle regioni orbitomediali
Divenne volubile, irriverente, ostinato e intollerante alle restrizioni
I disturbi del comportamentoI disturbi della motivazione
I disturbi da disinibizione
I disturbi della motivazione
Apatia: riduzione dei comportamenti diretti al raggiungimento di un fine per mancanza di motivazione, va distinta dalla depressione. ➜ disfunzione del circuito cingolato anteriore.
Abulia: stati più gravi di apatia, mutismo acinetico, completo disinteresse per l’ambiente e per le proprie necessità. ➜ ampie lesioni bilaterali del giro cingolato anteriore.
Anedonia: incapacità nel desiderare e ricercare il contatto con stimoli gratificanti, riduzione dei comportamenti di ricerca del piacere. ➜ disfunzione del sistema mesolimbico corticale.
I disturbi da disinibizione
Impulsività: disposizione ad attuare reazioni immediate a stimoli interni ed esterni, il paziente può compiere improvvisi e inappropriati atti fisici o verbali, anche per motivi futili.
Alterazioni della condotta personale: comportamenti anomali indipendentemente dal contesto, trascuratezza dell’igiene personale, iperoralità, iperattività motoria (affaccendamento afinalistico, tendenza a camminare per ore), disturbi ossessivo-compulsivi.
Alterazioni della condotta sociale: violazioni delle regole sociali e interpersonali, i comportamenti socialmente inadeguati non sono del tutto anomali, ma lo sono in riferimento al contesto in cui vengono prodotti, es. sociopatia acquisita.
Sociopatia acquisita
forma grave di alterazione dei comportamenti sociali dopo una lesione orbitofrontale
I pazienti divengono insensibili, poco empatici, privi di sensi di colpa e incapaci di comprendere le conseguenze dei propri atti aggressivi sulle vittime
Deficit della “cognizione sociale”
Teoria della mente (ToM): componente cognitiva (DLPFC destra) e affettiva (corteccia Orbito-mediale)
Apprendimento delle associazioni tra situazioni ambientali ed emozioni interne mediato dalle regioni orbito-frontali
Funzioni Esecutive e Sindrome Disesecutiva
F.E.: Capacità di formulare ed eseguire articolati schemi di azione e controllare i processi cognitivi in contesti non abituali, complessi o conflittuali
Studi in pazienti con tali deficit hanno evidenziato quadri clinici diversi tra loro, in linea con l’organizzazione neuro-anatomica della corteccia prefrontale
Le funzioni esecutive: Sono frazionabili in più processi
Possono essere danneggiate selettivamente Riflettono le caratteristiche funzionali delle diverse regioni prefrontali
Sindrome disesecutiva e corteccia prefrontale dorsolat.
Facile distraibilità e tendenza a prestare automaticamente l’attenzione a stimoli o ad attività irrilevanti
Ridotta capacità di giudizio e valutazione critica delle circostanze
Scarsa flessibilità cognitiva
Difficoltà ad affrontare situazioni complesse
Comportamento disorganizzato, non appropriato al fine prefissato
Rigidità e incapacità di sviluppare nuove strategie
Il circuito dorsolaterale sembra particolarmente coinvolto nelle capacità di pianificazione, astrazione e nella flessibilità cognitiva
Sindrome disesecutiva e corteccia orbitofrontale
Alterata capacità di prendere decisioni nella vita di tutti i giorni, anche in assenza di deficit cognitivi frontali misurati con i test tradizionali
Incapacità di inibire comportamenti impulsivi
Confabulazioni
Il circuito orbitofrontale sembra particolarmente coinvolto nella regolazione delle emozioni e nei processi decisionali
Sindrome disesecutiva e corteccia cingolata anteriore
Perdita di iniziativa fino al mutismo acinetico (con lesione bilaterale)
Incapacità di mantenere l’attenzione su un compito, inibendo le risposte non più appropriate e controllando l’interferenza da parte di stimoli distraenti
Sindrome da dipendenza ambientale Comportamento di utilizzazione Comportamento d’imitazione
Il circuito del cingolo anteriore sembra particolarmente coinvolto nel controllo della motivazione e nella inibizione di stimoli o attività interferenti
Modelli interpretativi delle funzioni esecutive
Luria (1966, 1973)
Norman e Shallice (1986)
Baddeley (1986, 2003)
Goldman-Rakic (1992)
Il modello di Norman e Shallice (1986)2. Supervisory Attentional System, SAS, controlla
situazioni non abituali Il SAS può sopprimere le risposte abituali elaborate dal CS. Lesioni frontali danneggerebbero maggiormente il SAS
1. Contention Scheduler, CS, opera in situazioni abituali sistema di selezione competitiva, seleziona schemi di risposta automatizzati. Lesioni frontali hanno impatto non grave sul CS
Il modello di Baddeley (1986, 2003)
Il CE coordina il funzionamento dei sistemi schiavi, attribuendo la maggiore quota di risorse attenzionali ai processi ritenuti più rilevanti in un dato momento
Il CE sembra descrive efficacemente il funzionamento dei processi esecutivi e può affiancare il SAS
componente centrale (central executive CE)
sistemi gerarchicamente
inferiori
Funzioni esecutive e Working Memory
Il modello di Goldman-Rakic (1992)
Modello anatomo-funzionale
Le diverse regioni della corteccia prefrontale (circuito integrato assieme a parietale, temporale, premotorio e limbico) sono coinvolte nel mantenimento attivo e nella manipolazione di diversi tipi di rappresentazioni interne di stimoli ambientali
Le rappresentazioni servono a guidare il comportamento
DLPCF mantiene attive le rappresentazioni interne per il tempo necessario alla pianificazione dell’azione (rapp. spaziali)
Una compromissione della corteccia prefrontale si manifesta con distraibilità, perseverazioni e con il fallimento nelle classiche prove per le funzioni esecutive
Valutazione dei disturbi frontali
Gli strumenti per una valutazione globale:
Mini Mental State Examination (MMSE): non sensibile ai disturbi frontali.
Frontal Assessment Battery (FAB): capacità di astrazione, pensiero astratto, flessibilità cognitiva, programmazione motoria e controllo impulsività. Non correla con il MMSE
Il test dell’orologio (Clock-Drawing Test, CDT): numeri e lancette. Non correla con il MMSE
Torre di Londra: valuta le capacità di pianificazione e di decisione strategica
Test dei labirinti di Elithorn: valuta la pianificazione spaziale
Test per le funzioni esecutive e corteccia prefrontale dorsolat.
Test della Torre di Londra
Errore 1: violazione delle regole
Errore 2: prestazione lenta e non accurata, risoluzione per tentativi
Errore 3: non comprendere la necessità di raggiungere una (non ovvia) configurazione intermedia
Test dei labirinti di Elithorn
Errore 1: violazione delle regole
Errore 2: prestazione lenta e non accurata, risoluzione per tentativi
Torri di Londra: valuta le capacità di pianificazione e di decisione strategica
Test dei labirinti di Elithorn: valuta la pianificazione spaziale
Test di fluenza per fonemi iniziali e per categorie: valuta la flessibilità cognitiva
Trail Making Test: valuta le componenti attenzionali
Stime cognitive: valuta il ragionamento astratto e la capacità di elaborare risposte plausibili
Test per le funzioni esecutive e corteccia prefrontale dorsolat.
Quanto è lunga la colonna vertebrale umana? “circa 3 metri” Quanto costa un litro di latte fresco? “circa 120 Euro”
Test per le funzioni esecutive e corteccia prefrontale dorsolat.
Dual task: valuta le capacità di dividere le risorse attenzionali su due compiti
Wisconsin Card Sorting Test: valuta le abilità di ragionamento astratto e di modifica delle strategie cognitive al mutare delle contingenze ambientali
Wisconsin Card Sorting Test
errore 1: perseverazioni, non cambia il criterio, scarsa flessibilità cognitiva (lesioni dorsolaterali)
errore 2: non capisce il criterio, difficoltà ad astrarre una regola di categorizzazione (lesioni obitofrontali)
Test per le funzioni esecutive e corteccia orbitofrontale
Gambling test: valuta i deficit decisionali
Revised Strategy Application Test: valuta la capacità di regolare il proprio comportamento
Test per le funzioni esecutive e corteccia cingolata anteriore
Test di apprendimento motorio invertito: valuta la capacità di soppressione di risposte motorie (Luria, 1973)
Test di Stroop: valuta la capacità di inibire risposte impulsive e inappropriate
Test di comprensione di metafore e di espressioni idiomatiche: valuta l’interpretazione di forme non letterali di comunicazione
“Una rondine non fa primavera” - Quando arriva la primavera si incominciano a vedere le prime rondini; - Non basta una sola rondine ce ne vogliono tante per far primavera
“A caval donato non si guarda in bocca” - Una volta era una prassi donare un cavallo a qualcuno che faceva parte del tuo podere, era uno scambio di merce: invece di dare quattrini si dava un cavallo. Quando te lo regalavano non era bello guardargli la dentatura. - Chi fa un regalo non guarda a quanto spende.
Diagnosi dei disturbi comporta-mentali da lesione frontale
Globale ipoattività (apatia, anedonia)
Globale iperattività (distraibilità, impulsività, disinibizione)
Confabulazioni
Anosognosia
Disturbi emozionali
Disturbi del comportamento sociale e del comportamento sessuale
Metodi per la valutazione dei disturbi comportamentali
Neuropsychiatric Inventory (NPI): descrizione quantitativa di un’ampia gamma di disturbi comportamentali e psichiatrici, non specifico per FE
Dysexecutive Questionnaire (DEX): permette di valutare e quantificare la presenza e la gravità dei sintomi disesecutivi di origine frontale
Frontal Behavioural Inventory (FBI): permette di identificare sintomi comportamentali di origine frontale
Scale singole per la valutazione specifica: dei disturbi della motivazione (apatia e anedonia) della capacità di controllo (aggressività e impulsività) dell’affettività (depressione, ansia e agitazione) della consapevolezza dei disturbi cognitivi e comportamentali
Riabilitazione dei disturbi frontali
riabilitazione complessa per la complessità e importanza della funzione cognitiva trattata
facile distraibilità (deficit più evidente)
attenzione, prerequisito per la riabilitazione di altre attività cognitive
altri aspetti deficitari importanti e comuni sono: ridotta capacità di introspezione e consapevolezza, alterazioni nella regolazione del comportamento
Riabilitazione dei deficit di consapevolezza
Approccio educativo Si forniscono al paziente tutte le informazioni che egli tende a non considerare, per rendere più chiara la relazione tra le proprie difficoltà e la malattia che lo ha colpito. Poco efficace con pazienti con grave anosognosia. Approccio basato sull’esperienza Si attua confrontando la stima che il paziente esprime circa il suo livello di successo, in un certo compito, con le prestazioni reali. attenzione a: confabulazioni e reazioni impulsive alla frustrazione prodotta dal trattamento riabilitativo
Riabilitazione dei disturbi comportamentali
Terapia di modifica comportamentale Tecniche di rinforzo positivo (oggetti, alimenti) e negativo (sosp. attività) per incrementare i comportamenti desiderati e disincentivare quelli indesiderati Generalizzazione limitata, richiede la collaborazione dei familiari per l’applicazione in contesti ecologici
Programmi di riabilitazione dell’auto-monitoraggio Si insegna ai pazienti a riconoscere e controllare i propri disturbi comportamentali (ruolo attivo del paziente) Generalizzazione maggiore
Riabilitazione dei deficit di pianifica- zione e soluzione dei problemi
Riabilitazione della gestione degli scopi (Goal management Training - GMT) Si propone di rieducare i pazienti a individuare le finalità di ogni azione e verificare che tali finalità siano perseguite nelle diverse fasi dell’organizzazione del comportamento Progressiva interiorizzazione di istruzioni verbali Procedure di auto-istruzione in diversi contesti, scarsa generalizzazione
Riabilitazione di soluzione dei problemi Consiste nel suddividere un problema complesso in stadi meglio gestibili dai pazienti, scarsa generalizzazione È consigliabile associare a queste procedure riabilitative quelle per ridurre le reazioni alle difficoltà
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