Università degli Studi di Pisa
Facoltà di Medicina e Chirurgia
Tesi di Laurea
La dislessia evolutiva: progetto per un sistema di
supporto elettronico della lettura basato su evidenze
neurofisiologiche preliminari di un coinvolgimento
del sistema visivo.
Candidato
Alessandra Crecchi
Relatore
Chiar.mo Prof. Bruno Rossi
ANNO ACCADEMICO 2010-2011
LA DISLESSIA EVOLUTIVA
La Dislessia Evolutiva (DE) è un Disturbo
Specifico dell'Apprendimento (DSA) caratterizzato
da una difficoltà nell'apprendere la lettura che si
realizza in assenza di deficit neurologici, cognitivi,
sensoriali, relazionali e in presenza di normali
opportunità educative e scolastiche. (DSM IV-TR,
APA 2000)
LA DISLESSIA EVOLUTIVA
Le Ipotesi Eziologiche
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Ipotesi fonologica
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Ipotesi del deficit di processamento temporale
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Ipotesi cerebellare
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Ipotesi visiva
Le vie visive
Sistema Magnocellulare: Produce risposte
rapide e brevi, sensibile al movimento, basso
contrasto di luminanza, bassa frequenza
spaziale. Deputato alla localizzazione
dell'oggetto.
Sistema Parvocellulare: Produce risposte tardive ma più
durature, sensibile a stimoli cromatici isoluminanti
rosso/verdi, ad alta frequenza spaziale e alto contrasto.
Deputato all'identificazione delle caratteristiche fini
dell'oggetto.
LA DISLESSIA EVOLUTIVA
Ipotesi visiva
Deficit Magnocellulare
Il sistema magnocellulare è responsabile della rappresentazione
spaziale degli eventi visivi durante la lettura, ed il suo coinvolgimento
si rifletterebbe in alcune difficoltà presentate dai soggetti con DE:
sostituzione e/o inversione di grafemi simili, incapacità di mantenere
costante la fissazione binoculare.
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In letteratura sono numerosi gli studi in cui sono stati impiegati i
Potenziali Evocati Visivi per studiare il sistema magnocellulare dei
soggetti con DE.
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I POTENZIALI EVOCATI VISIVI (PEV)
I Potenziali Evocati Visivi (PEV) rappresentano una metodica
elettrofisiologica per ottenere informazioni sulla funzionalità del sistema
visivo nel suo complesso.
Per studiare il sistema magnocellulare si utilizzano stimoli acromatici con
pattern reversal a scacchiera. Sul tracciato ottenuto vengono analizzate le
onde N75 e P100.
Per studiare il sistema parvocellulare invece si utilizzano stimoli cromatici
isoluminanti con pattern a barre orizzontali, frequenza temporale di 1 Hz e
frequenza spaziale di 2/cdg. Sul tracciato ottenuto si analizzano le onde P1
ed N1.
PEV NELLO STUDIO DELLA DE
L'ipotesi magnocellulare è sostenuta dal rilievo di PEV abnormi
in risposta a stimoli acromatici a bassa frequenza spaziale e
basso contrasto ripetutamente osservati nel corso degli anni in
numerosi laboratori (Romani et al. 2001, Samar et al. 2002,
Vaegan et al. 2006)
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Per quanto riguarda il sistema parvocellulare è recentemente
emersa una singola evidenza sperimentale che sembra orientare
verso un suo coinvolgimento nella fisiopatogenesi della DE
(Farrag et al. 2002). In questo studio, tuttavia, sono stati
impiegati stimoli ad alta frequenza spaziale (quindi capaci di
stimolare anche il sistema parvocellulare) ma acromatici (quindi
prevalentemente orientati verso il magnocellulare), dunque non
sufficientemente puri da reclutare selettivamente l'uno o l'altro.
Tali stimoli hanno prodotto risposte di latenza significativamente
aumentata nei dislessici rispetto ai controlli.
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SCOPO DELLO STUDIO
E' proprio in virtù delle evidenze in letteratura che
supportano l'ipotesi di un deficit a carico del sistema
magnocellulare visivo e della relativa scarsità degli studi
sul parvocellulare, che ci siamo proposti di studiare con
metodica neurofisiologica la funzione di entrambi i
sistemi nei soggetti con DE.
CAMPIONE E METODI
Sono stati reclutati 6 bambini (3 femmine) di età compresa fra i 10 e i 12 anni
(media=11,7 ± 0,89) che hanno ricevuto diagnosi di DE presso la ASL di
appartenenza.
Sono stati poi reclutati 6 normolettori (3 femmine) di età compresa fra i 9 e i 13
anni (media=11,7 ± 1,45).
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I soggetti sono stati sottoposti alla registrazione dei PEV di luminanza e
cromatici attraverso la presentazione, su di un monitor TV, di stimoli strutturati
(scacchiere e barre) con inversione spaziale del pattern.
Durante la registrazione i bambini si trovavano ad 1 m di distanza dallo
schermo con l'occhio controlaterale a quello indagato coperto.
A tutti è stato chiesto di fissare una mira al centro del monitor per l'intera durata
della registrazione.
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PEV DI LUMINANZA
Per indagare il sistema magnocellulare è stata
presentata una scacchiera con scacchi con angolo
visivo 60' d'arco a differenti contrasti (K90%, K50%,
K20%) mantenendo invariata la luminanza dello
schermo.
Sono state analizzate, sui tracciati ottenuti, le latenze
dell'onda P100.
Come si evince dalla Figura 1, la componente P100 diminuisce all'aumentare del
contrasto di luminanza sia nei normolettori che nei dislessici.
Tuttavia, in questi ultimi è più elevata rispetto a quella dei controlli per tutti e tre i
contrasti, anche se il confronto raggiunge la significatività statistica (* p=0,013)
solo per il contrasto più basso (20%).
PEV DA STIMOLO CROMATICO
Poiché in letteratura era già stato ipotizzato un possibile ruolo del
sistema parvocellulare nella genesi della DE grazie alla registrazione
dei PEV acromatici (Farrag et al. 2002), ma in realtà senza utilizzare
gli stimoli più appropriati per indagarlo, in questo studio abbiamo
utilizzato stimoli cromatici isoluminanti di alta frequenza spaziale ai
quali esso è massimamente sensibile (andando dunque a reclutare
esclusivamente il sistema parvocellulare).
Abbiamo utilizzato un pattern a barre di dimensioni 15' nel quale i
singoli elementi di due colori opponenti (rosso-verde) si invertono ad
una frequenza temporale di 1c/s senza variazioni di luminanza, con
frequenza spaziale di 2 cdg e a differenti contrasti (K90%, K50%,
K20%). Sui tracciati ottenuti sono state analizzate le latenze della
componente N1 (equivalente della P100 di luminanza).
Come si evince dalla Figura 2, per gli stimoli cromatici isoluminanti di dimensioni
15', la latenza della componente N1 diminuisce all'aumentare dell'intensità del
contrasto cromatico solo per i normolettori.
Per i dislessici, invece, i valori di latenza sono più elevati per tutti e tre i contrasti,
ma ai medi (50%) e alti (90%) contrasti la differenza tra valori di latenza tra soggetti
con DE e controlli raggiunge la significatività statistica(* 50% p<0,001 *90%
p<0,001)
CONCLUSIONI
Considerando le funzioni che vengono classicamente attribuite ai due
sistemi visivi, ovvero la localizzazione spaziale dell'oggetto e il
riconoscimento delle caratteristiche proprie dell'oggetto, una disfunzione
di entrambi spiegherebbe sia le difficoltà di progressione/avanzamento
nella lettura, che le difficoltà di riconoscimento delle lettere.
Inoltre un difetto di entrambi i sistemi fornirebbe nuovi elementi all'ipotesi
dell'influenza modulatoria del sistema magnocellulare sul parvocellulare.
Infatti, secondo studi recenti (Kveraga et al. 2007, Tapia et al. 2011), il
sistema magnocellulare eserciterebbe sul parvocellulare un controllo
facilitatorio tipo top-down tramite un loop di proiezioni rientranti sul
sistema ventrale via corteccia orbito-frontale e giro fusiforme.
PROGETTO PER UN SOFTWARE
DI SUPPORTO ALLA LETTURA
Queste evidenze neurofisiologiche potrebbero essere d'aiuto nel definire
alcune caratteristiche dei software di supporto alla lettura: favorire la
localizzazione e la progressione degli stimoli (lettere) attraverso
un'opportuna configurazione grafica potrebbe infatti determinare un
miglior riconoscimento delle lettere stesse.
Sulla base di tali evidenze stiamo realizzando un sistema che prevede le
seguenti funzioni:
• acquisizione del testo oggetto della lettura tramite importazione o
scanning;
• creazione di un’area di diametro variabile (singolo carattere o sillaba)
che circoscriva il focus dell’attenzione e scorra lungo il testo alla velocità
di lettura;
• manipolazione elettronica del testo all’interno dell’area di focus con
possibilità di aumentare dimensioni dei caratteri e contrasto di luminanza
testo/sfondo (‘lente d’ingrandimento’);
• impostazione eventuale del colore dello sfondo;
• registrazione del feedback della prestazione del bambino tramite a)
rilevamento della velocità oggettiva di lettura con registrazione vocale
e/o velocità di scorrimento del dito sul touch-screen e b) rilevamento del
numero di errori e/o degli inceppamenti nello scorrimento;
• impostazione della velocità di scorrimento della ‘lente’ o alla velocità
individuale attuale, identificata con valutazione preliminare, oppure ad
una velocità ottimale, stimata tenendo conto delle possibilità di
miglioramento realistiche nell’ambito dell’area di recupero funzionale.
GRAZIE
PER
L'ATTENZIONE!