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FUNZIONI NEUROPSICOLOGICHE

I LEZIONE(SISSIS)

•FUNZIONI NERVOSE SUPERIORI.

•APPRENDIMENTO E MEMORIA.

PROF. VINCENZO PERCIAVALLE

La trilogia della MENTE

cognizione

emozione motivazione

Ernest R. Hilgard 1904-2001

Hilgard ER. The trilogy of mind: cognition, affection, and conation. J Hist Behav Sci. 1980, 16:107-117

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Domini cognitivi

• Memoria • Attenzione• Funzioni frontali• Linguaggio• Prassia• Gnosia

LA MEMORIA

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Memoria

Si deve incominciare a perdere la memoria, anche solo brandelli di ricordi, per capire che in essa consiste la nostra vita… la nostra memoria è la nostra coerenza, la nostra ragione, il nostro sentimento, persino il nostro agire. Senza di essa non siamo nulla…

(Luis Buñuel, 1900-1983)

Il ricordo della felicità non è più felicità, il ricordo del dolore èancora dolore. (Albert Einstein, 1879-1955)

Se noi non ricordassimo, il mondo sarebbe sottilissimo, una lastra priva di spessore, sulla quale fulmineamente stampato, un perpetuo presente attirerebbe su di sé i nostri sguardi stupiti e incantati.

(Vitaliano Brancati, 1907-1954)

Memoria e Apprendimento

Il termine apprendimento si riferisce ai processi attraverso cui vengono acquisite e conservate nuove informazioni.

Baddeley A.D., Human memory. Theory and practice. Lawrence Erlbaun, 1990

La memoria è la capacità dell’individuo di trarre beneficio dalle esperienze precedenti. Rappresenta l’abilità cognitiva di acquisire, conservare ed utilizzare in un momento successivo, informazioni concernenti il mondo intorno a noi e la nostra esperienza in esso.

Il termine memoria si riferisce a informazioni o rappresentazioni interne basate su esperienze passate, in grado di influenzare ilcomportamento futuro.

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PROCESSI PRINCIPALI

Recupero (Retrieval): si riferisce all’uso successivo della informazione depositata in memoria, allo scopo di svolgere un certo comportamento, esprimere un giudizio o risolvere un problema. Schacter D.L., Tulving E., Memory Systems, MIT Press, 1994

Codifica (Encoding): processo mediante il quale l’input in ingresso viene trasformato nel tipo di codice o rappresentazione che la memoria accetta e riconosce.

Deposito (Storage): creazione e immagazzinamento di una copia più o meno stabile (detta ‘engramma’) dell’informazione codificata.

Memoria:durata e capacità

• per la capacità di immagazzinamento (da piccoli buffer in grado di contenere poche informazioni a sistemi di memoria che sembrano superare in capacità e flessibilità quella dei più grandi computer esistenti).

La memoria non è costituita da un sistema unitario ma da molti sistemi che differiscono:

Schacter D.L., J. Exp. Psychol Learn. Mem. Cognit., 1987, 13: 501-518

• per la durata della traccia mnesica, da pochi sec. (Memoria a Breve Termine) a tutta la vita (Memoria a Lungo Termine);

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Modello dei Sistemi di Memoria secondo Squire e Knowlton

Memoria abreve termine

Memoria alungo termine

Verbale VisivaVerbale Visiva

Implicita procedurale

Esplicita dichiarativa

Squire LR, Knowlton BJ. In Gazzaniga MS: The Cognitive Neurosciences.MIT Press, Cambridge,1994, 825-837

George A. Miller, Magical Number Seven, Plus or Minus Two: Some Limits on our Capacity for Processing Information, The Psychological Review, 1956, 63: 81-97.

Si è rilevato come il sistema di memoria a breve termine verbale abbia una capacità limitata.

I soggetti normali sono generalmente in grado di ricordare un numero massimo di cifre pari a 7±2(span normale).

Limiti della Memoria a Breve Termine verbale

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Il sistemi di memoria a breve termine visuo-spaziale sono, ad esempio, coinvolti nella memorizzazione della disposizione dei mobili in una stanza nella quale entriamo per la prima volta.

Un test ampiamente utilizzato per la sua valutazione è il

Memoria a breve termine visuo-spaziale

Milner B., Br. Med. Bull., 1971, 27:272-277

Test di Corsi

L’informazione dai Buffer sensoriali raggiunge dapprima il Magazzino a Breve Termine (MaBT) e poi, mediante il processo della ripetizione, potrà essere trasferita nel Magazzino a Lungo Termine (MaLT), in caso contrario verrà perduta (oblio). In questo modello, le informazioni contenute nel MaBT sono “on line”, mentre quelle contenute nel MaLT sono “off line”.

MODELLO “MODALE” DI MEMORIA

Atkinson K.C., Shiffrin R.M. In Spence K.W.: The Psychology of Learning and Motivation: Advances in Research and Theory. Academic Press, New York, 1968, 2: 89-195.

ripetizione

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Il Modello Modale di Atkinson e Shiffrin è stato costruito sulla base dell’esperienza acquisita studiando un caso clinico che èdivenuto una pietra miliare nello studio dei processi di memoria:il caso H.M.

Nel 1953, all’eta’ di 27 anni, H.M. subi’ un intervento chirurgico che rimosse bilateralmente le porzioni mediali dei lobi temporali (corteccia entorinale,amigdala, ippocampo), per il trattamento di una grave forma di epilessia.

Corkins S. et al., J. Neurosci. 1997, 17: 3964-3979

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Circa due anni dopo la chirurgia, la neuropsicologa Brenda Milner esaminò la prestazione di H.M. ad una serie di test psicologici.

La Milner riportò che, nonostante normali abilità percettive e di ragionamento (Q.I = 112), H.M. non ricordava affatto eventi successivi all’intervento chirurgico (amnesia anterograda), e aveva solo parziale memoria di eventi immediatamente prima della chirurgia (amnesia retrograda).

H.M., come altri amnesici, ha normale memoria a breve termine, mentre è deficitaria quella a lungo termine per la lesione dell’ippocampo. In altri termini, l’ippocampo non ècoinvolto nell’acquisizione di memorie a breve termine.

Scoville WB., Milner B., J. Neurol. Neuroserg. Psychiatry 1957 20: 11-21

Danno ippocampo

L’ippocampo svolgerebbe un ruolo centrale nel favorire il trasferimento delle informazioni dalla memoria a breve termine alla memoria a lungo termine.

Questo processo e’ noto come consolidamento.

Il processo di consolidamento dei ricordi può richiedere ore, giorni, o anche anni.

Scoville WB.,Milner B., J. Neurol. Neuroserg. Psychiatry 1957 20: 11-21

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Circuito nervoso per le emozioni proposto nel 1937 da James Papez (linee spesse) e completato nel 1955 da Paul MacLean(linee sottili).

James Papez(1883-1958)

L’ippocampo è parte integrante di un circuito cortico-sottocorticale (detto di Papez) coinvolto nella genesi delle emozioni che, quindi, facilitano il consolidamento della traccia mnestica.Il coinvolgimento emotivo ridurrebbe il numero di ripetizioni necessarie per l’acquisizione a lungo termine di informazioni.

Il Modello di Atkinson e Shiffrin presenta almeno quattro punti deboli:

• ipotizzare un MaBT unitario contrasta con il fatto che alcuni pazienti hanno disturbi della memoria a breve termine per specifiche tipologie di informazioni;

• ipotizzare che il MaLT sia unitario, non concorda con l'estrema eterogenicità del materiale immagazzinato;

• sopravvalutare il ruolo della reiterazione: alcuni compiti di apprendimento non necessitano di reiterazione (ad esempio leggere e ricordare un brano dotato di significato);

• il modello implica che soggetti con deficit di memoria a breve termine abbiano problemi anche nell'apprendimento a lungo termine, ma quest'ipotesi contrasta con il caso K.F.

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K.F., era un uomo di 28 anni che in un incidente motociclistico 11 anni prima aveva riportato una frattura parieto-occipitale sinistra, con un ematoma sottodurale parietale sinistro, evacuato chirurgicamente.

Warrington EK, Shallice T. Brain, 1969, 92: 885-896

K.F., alla WAIS, ottenne un QI verbale di 79 ed un QI di Performance di 113.

La memoria per gli eventi di ogni giorno era buona ed egli aveva una conoscenza adeguata degli eventi recenti e passati.

K.F. era quasi totalmente incapace di ripetere gli stimoli verbali. Lo span di cifre era due e aveva anche una difficoltà simile nella ripetizione di lettere, di singole parole e di frasi.

normale

K.F.

Warrington EK, Shallice T. Brain, 1969, 92: 885-896

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Baddeley A.D., Working Memory, Oxford University

Press, 1986

Alan Baddeley ha modificato il Modello Modale per quanto concerne l’organizzazione della Memoria a Breve Termine, ipotizzandola molto più complessa.

Memoria a breve termine e Working memory

In quanto memoria di lavoro, interverrebbe in tutte le attività mentali in cui è utile che alcune informazioni vengano “tenute a mente”il tempo necessario per lo svolgimento di una certa attività.

Memoria a breve termine e Working memory

Baddeley A.D., Hitch G. in: Bower GA Recent advances in learning and motivation. Accademic Press, 1974

E’ stato ipotizzato che la memoria a breve termine svolga la funzione di memoria di lavoro (working memory).

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Working Memory (WM)e Lobi Frontali

Fletcher P.C., Henson R.N.A., Frontal Lobes and Human Memory. Brain, 2001, 124: 849-881

IL lobo frontale non è la sede della WM ma è dove l’informazione viene utilizzata per l’esecuzione di un compito. In particolare, le aree ventro-laterali (44, 45 e 47) sembrerebbero più attive quando le informazioni devono essere solo “tenute in mente”, mentre le aree dorso-laterali (9 e 46) sarebbero più impegnate quando i WM task richiedono una elaborazione delle informazioni prima di essere utilizzate. Le aree anteriori (8 e 10), infine, “coordinerebbero” il passaggio delle informazioni dalle aree ventro-laterali a quelle dorso-laterali in funzione del compito.

LA MEMORIA A LUNGO TERMINEI sistemi di memoria a lungo termine consentono di memorizzare quantitàpraticamente senza limiti di informazioni, per lunghi periodi di tempo (da minuti ad anni).

Giovanni Pico della Mirandola (1463-1494)

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Sistemi di Memoria a lungo termine

Memoria alungo termine

Implicita procedurale

Esplicita dichiarativa

Episodica Semantica

Apprendimento associativo

Procedure

Priming

Linguaggio

Conoscenze enciclopediche

Memoria autobiografica

Squire LR, Knowlton BJ. In Gazzaniga MS: The Cognitive Neurosciences.MIT Press, Cambridge,1994, 825-837

Memoria a lungo termineDichiarativa o Esplicita

I sistemi di memoria dichiarativa o esplicita a lungo termine comprendono:

Tulving E., Donaldson W, Organization of Memory, Accademic Press, New York, 1972

•la memoria semantica dove sono immagazzinate informazioni relative a conoscenze concettuali ed a conoscenze enciclopediche, ovvero di cultura generale (es.”Mozart”: grande musicista, vissuto nel '700).

•la memoria episodica consente di memorizzare informazioni collegate ad uno specifico episodio o situazione vissuta in prima persona. Viene pertanto anche definita come memoria autobiografica.

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MEMORIA A LUNGO TERMINEImplicita o Non-Dichiarativa

1. Apprendimento associativo

3. Priming

2. Procedure

1. L’APPRENDIMENTO ASSOCIATIVO

Consiste nell’attivare in maniera automatica, cioèinvolontaria, comportamenti appresi.

Rientra in questa tipologia di apprendimento il complesso fenomeno del condizionamento.

Ivan Petrovich Pavlov (1849-1936)

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1. L’APPRENDIMENTO ASSOCIATIVO

Rappresenta una forma di apprendimento collegata alle emozioni e, probabilmente, è un meccanismo ancestrale che consente di reagire automaticamente a contesti emozionalmente significativi.

LeDoux JE, Scientific American, 1994, 270:50-57

Arthur Rubinstein (1886 - 1982)Agesilao Greco (1866 - 1963)

2. L’APPRENDIMENTO DI PROCEDURE

La gran parte delle nostre capacità motorie è appresa attraverso un processo detto “per tentativi ed errori”.In questo caso il coinvolgimento emotivo peggiora sempre l’apprendimento.

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2. L’APPRENDIMENTO DI PROCEDURE

E’ stato dimostrato che all’apprendimento di procedure partecipano la corteccia motoria supplementare (SMA), il cervelletto e, in misura importante, il putamen.

Macar F. et al., Cognitive Brain Research 2004, 21: 206–215

stimoli completamento

intervallo

3. IL PRIMINGIl priming di ripetizione si osserva quando un primo incontro con uno stimolo (stimolo primer) aumenta l’abilita’ di analizzare quello stesso stimolo ad una successiva presentazione.

Il priming e’ misurato attraverso compiti come il completamento di radici di parole (stem-completion task).

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3. IL PRIMINGIl priming di ripetizione non è deficitario nella sindrome amnesica (mentre lo è il compito di rievocazione) e, pertanto, non dipende dall’ ippocampo.

test di rievocazione

test di completamento

percentuale