Gli aspetti neuropsicologici e la loro
influenza sull’apprendimento
Controllo attentivo
Questo dominio include l'abilità di prestare attenzione a stimoli
selettivi e specifici, visivi e uditivi, e di inibire le risposte
prepotenti
Dato che gioca un ruolo importante in diverse attività cognitive
(come decidere tra diverse alternative o monitorare le azioni
durante il loro svolgimento), questi processi ne sottendono altri
più complessi nei domini della flessibilità cognitva, della
elaborazione delle informazioni, del mantenimento degli obiettivi.
Deficit nei processi di controllo attentivo esitano in
comportamenti impulsivi e distraibilità, scarso automonitoraggio
e disabilità nel controllare gli errori o nel completare dei compiti.
Difficoltà anche nell'apprendere nuove abilita, interpretare
segnali sociali, acquisire nuove conoscenze.
Cognitive flexibility
I processi esecutivi che appartengono a questo dominio includono:
Working memory: mantenere attive un certo numero di informazioni e
usarle in modo flessibile per guidare il comportamento
Generazione di concetti: estrarre informazioni da un gruppo di stimoli
diversi e organizzare la percezione, il pensiero, l'azione
Shifting: cambiare il focus attentivo, muoversi tra diverse dimensioni e
alternare regole complesse
Utilizzo del feedback: adattare l'azione in corso in modo da completarla con
successo
Difficoltà nel muoversi liberamente da una situazione / attività ad un'altra
(comportamenti perseverativi)
Ricordare cosa si deve fare e mantenere l'obiettivo del task
Problemi nel comportamento quotidiano (es. Bloccarsi durante un compito)
Information processing
Il termine si riferisce alla rapidità e alla efficienza delle attività
cognitive e gioca un ruolo nella quantità e qualità degli output
cognitivi
La rapidità con la quale viene processata una informazione è
connessa alla efficienza della trasmissione neurale nell'intero
sistema nervoso centrale
Le difficoltà comprendono:
Rallentamento delel performances
Esitazione
Riduzione delle risposte (quantitativa e qualitativa)
Restrizioni nel comportamento sociale:
Difficoltà di adattamento con i pari (gioco, apprendimento,
acquisizione di conoscenze)
Goal setting
Abilità di pianificare il futuro
Di definire obiettivi
Di problem solving
Di anticipazione degli eventi
Di formulare gli step successivi per completare un task
Difficoltà nell'adattamento a situazioni complesse
Uso di strategie poco efficienti
Impossibilità di portare a termine compiti prolungati nel tempo
Difficoltà a pianificare e anticipare le azioni
(difficoltà in azioni quotidiane: preparare lo zaino, vestirsi, fare i compiti)
Queste abilità sono già presenti nei bambini piccoli (e.g., Welsh et al., 1991; Espy,
Kaufmann, Glisky, & McDiarmid, 2001), ma si sviluppano in modo significativo dopo
i 7 anni (e.g., P. Anderson et al., 1996; Krikorian & Bartok, 1998).
Developmental trajectories of executive
function domains in early
childhood
Developmental trajectories of executive function domains in early childhood
Interrelationships Among
Executive Functioning,
Working Memory, Verbal Ability,
and Theory of Mind
Schneider 2005
Developmental Psychology
2004, Vol. 40, No. 6, 1148–1158
Assessment of executive functions
Archives of Clinical Neuropsychology 23(2008)201–216
CARD SORTING TEST
flessibilità cognitiva
Test delle Campanelle modificato
A. Biancardi, E. Stoppa. (1997)
1 pagina di prova
4 pagine di test
•Correttezza
•Rapidità
•Num errori
•Valutazione nei
4 quadranti
•Tempi
•Traiettorie
Attenzione visiva (CPT – Eriksen Flanker task)
Attenzione uditiva (continuous performance task uditivo)
Working memory visuo spaziale
Working memory verbale
Information processing (Eriksen Flanker task)
Controllo inibitorio (CPT)
Controllo dell'interferenza (Stroop e Stroop-like)
Switching – flessibilità cognitiva (Dimensional Change Sort Task – Wisconsin CST)
Pianificazione (Torre di Londra)
Funzioni esecutive “hot” (Iowa gambling task – Children's gambling task)
(Teoria della mente)
Controllo inibitorio
Working memory
Funzioni esecutive “hot”
Preschooler: motricità
Funzioni esecutive come “termine ombrello”
Ampio range di processi cognitivi e comportamentali
Apparente dissociazione delle sindromi disesecutive
(la performance di un paziente in un test non è predittiva sui
risultati di un altro, con ricadute sulle situazioni complesse del
mondo reale) (Burgess, 1997; Burgess, Alderman, Evans, Emslie,
Wilson,1998)
Per questo vi è una crescente tendenza ad incorporare tasks
più complessi, multicomponenziali e vicini alla vita reale nelle
misure di performance, test che comprendono diversi domini
esecutivi allo stesso tempo (Schwartz, Reed, Montgomery, Plamer,
Mayer,1991; Shallice Burgess, 1991; Wilson, Alderman, Burgess,
Emslie,&Evans,1986).
Funzioni esecutive COLD
Funzioni esecutive HOT
corteccia prefrontale dorso mediale
corteccia prefrontale ventro-mediale
e orbito-frontale, amigdala, lobo
limbico
Ragionamento verbale
Problem solving
Planning
Sequencing
Attenzione sostenuta
Resistenza all’interferenza
Uso del feedback
Multitasking
Flessibilità cognitiva
Abilità di operare con la novità
(Burgess, Veitch, De Lacy Costello, Shallice,2000; Damasio,1995; Grafman,
Litvan,1999; Shallice,1988; Stuss & Benson,1986; Stuss, Shallice, Alexander,
Picton,1995)
Esperienza di premio e punizione
Regolazione del proprio comportamento sociale
Capacità decisionale (interpretazione emotiva e personale)
Bechara, Damasio, Damasio,Lee,1999; Bechara, Tranel, Damasio, Damasio,1996;
Damasio,1995; Grafman Litvan,1999; Rolls,1995)
Modello di Luria
Alexandr R. Luria (1966,1973)
Tre unità funzionali di base tra loro interdipendenti
Modello di Luria
Luria(1966,1973) Tre unità funzionali di base tra loro interdipendenti
3 Lobi frontali: programmazione,
regolazione e verifica (feedback) del
comportamento
Test:
Simple finger opposition
Fist-Edge-Palm Test
Reciprocal Motor Programme Test
2 Lobi parietali, temporali e
occipitali: encoding, elaborazione e
immagazzinamento delle informazioni
1 Tronco cerebrale: regolazione
e mantenimento della vigilanza
(arousal ascendente verso il
livello corticale)
Corteccia frontale = superstruttura che regola e controlla l’attività mentale
ed il comportamento; la sua disfunzione fa emergere comportamenti di
base e stereotipati (illogici, irrilevanti, inappropriati)
Modello SAS
Norman and Shallice (1986)
Supervisory attentional system (SAS)
Contention scheduling: routines e comportamenti “overlearned”
da priorità all’ordine nel quale vengono eseguiti i comportamenti
Supervisory attentional: tasks non routinari e nuovi
5 situazioni
1 Planning o decision-making
2 Correzione di errori o troubleshooting
3 Le risposte non sono ben apprese o contengono nuove sequenze di
azioni
4 Anticipazione del pericolo
5 Inibizione di una forte risposta abituale o resistere alla tentazione
Norman and Shallice (1986)
Supervisory attentional system (SAS)
Input - attivazione
Modello SAS
Controllo inibitorio
Modello tripartito
di Stuss e Benson
Diverse componenti del sistema esecutivo dell’attenzione:
Attenzione sostenuta: corteccia frontale destra
Concentrazione: area cingolata
Diffusa: aree del cingolo e orbito-frontali
Soppressione: cortecica prefrontale dorso-laterale
Switching: corteccia prefrontale dorsolaterale e mediale
Preparazione: corteccia prefrontale dorsolaterale
Goal setting: corteccia prefrontale dorsolaterale sinistra
teoria del goal-neglect
Duncan,1986,1995; Duncan, Owen,2000
Ruolo cruciale di un set (lista) di obiettivi e sotto obiettivi nel
governo del comportamento
Gli obiettivi vengono formulati, immagazzinati e checked per
ottenere risposte adeguate alle richieste dell’ambiente
Attivazione / inibizione del comportamento per ottenere /
prevenire la realizzazioen dell’obiettivo
LESIONE
GOAL NEGLECT
Le azioni possono essere disorganizzate (random) o
associate solo a uno o più subgoals
teoria del goal-neglect
Goal-ManagementTraining (GMT)
Aiutare il paziente a organizzare i goals e i subgoals “mental
checking routine” per mantenere il focus sull’obiettivo: 6 stadi
1 STOP per domandarsi cosa si sta facendo in un determinato
momento
2 DEFINE per definire l’obiettivo principale in un set di obiettivi
irrilevanti o meno prioritari
3 LIST per fare una lista di step relativi all’obiettivo scelto o
prioritario
4 LEARN per domandarsi se conoscono gli steps successivi
5 DO IT eseguire il compito
6 CHECK monitorare il compito svolto
Modello della working memory di Goldman-Rakic
Goldman-Rakic (1992)
Basato principalmente su un modello animale
Premessa: sebbene l’intera corteccia prefrontale sia responsabile per la
memoria di lavoro, è possibile dividerla in diverse aree ognuna delle quali
è connessa a un tipo particolare di memoria di lavoro (spaziale, per gli
aspetti fisici degli oggetti, semantica, per la conoscenza matematica)
La corteccia prefrontale elabora questi aspetti mediante due vie
reciproche (inibizione ed eccitazione) che la connettono alle regioni
posteriori del cervello
Le connessioni sono mediate da neurotrasmettitori (catecolamine ed in
particolare dopamina); la carenza di questi neurotrasmettitori provoca
deficit nella memoria di lavoro (delayed-matching task) e il ritorno a livelli
normali riporta alla norma la performace.
Modello della working memory di Goldman-Rakic
schematic representation of the parallel, distributed,
reciprocal connections between prefrontal cortex
and various sensory modalities in the macaque
cerebrum as drawn by Patricia Goldman-Rakic.
Goldman-Rakic used this image in her lectures to
describe how parallel processing in the prefrontal
cortical subfields underlies the organization of
representational memory, as proposed in her seminal
chapter in the Handbook of Physiology (GoldmanRakic 1987). The drawing is placed on an array of
prefrontal cortical pyramidal cell images which
delineate catecholaminergic synapses on dendritic
shafts (yellow) and spines (red), as reconstructed in
Krimer and Goldman-Rakic (Cerebral Cortex,
1997,17: 7450–7461). Pyramidal and non-pyramidal
cells in cortical columns of the prefrontal cortex form
recurrent microcircuits, which generate persistent
activity during the delay period of working memory
tasks. These circuits subserve the highest aspects of
cognitive function, such as human thought.
Modello della working memory di Goldman-Rakic
delayed-matching task
Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery (CANTAB)
Letter-Number Span Test
Presentazione di un mix di lettere e numeri alternati; il paziente è richiesto di
ripetere i numeri in ordine crescente e le lettere in ordine alfabetico
N-back Test
Il paziente deve ricordare lo stimolo visivo visto sullo schermo di un computer “N
posizioni” prima di un dato stimolo
Somatic marker hypothesis
Damasio,1995
Viene enfatizzato il ruolo del lobo frontale nel comportamento emozionale e
sociale, in particolare nei compiti di decision-making.
Questo modello affronta direttamente il problema della componente “hot”
delle funzioni esecutive e della suo impatto sulle funzioni “cold” nelle
decisioni della vita quotidiana e nelle relazioni interpersonali
Damasio(1995) organizza la somatic marker hypothesis a partire dai
cambiamenti drammatici conseguenti alle lesioni della corteccia frontale
ventro mediale (cambiamenti della personalità, problemi interpersonali ed
emozionali)
Il caso Phineas Gage
Connessioni tra corteccia prefrontale ventro mediale e il nucleo medio
dorsale del talamo, l’amigdala e l’ipotalamo
La disconnessione rende impossibile “marcare” le componenti emozionali del
compito e, benché i pazienti se ne rendano conto, la regolazione del
comportamento dato che essi non possono utilizzare i markers somatici
collegati elle emozioni
Auditory verbal working memory load and thalamic activation in nonpsychotic relatives of persons with
schizophrenia: An fMRI replication. Seidman, Larry J. et al. Neuropsychology. Vol 21(5), Sep 2007, 599-610.
First-degree relatives of persons with schizophrenia are at genetic risk for the illness and show deficits on highload information-processing tasks. In a prior study of auditory working memory (WM) using functional MRI
(fMRI), the authors demonstrated that adult relatives had significantly increased activation in the dorsomedial
(DM) thalamus, anterior cingulate, and prefrontal cortex (H. W. Thermenos et al., 2004). In this study, the
authors extended this work using a parametric WM task designed for fMRI in an independent, unmedicated
sample. Twelve nonpsychotic relatives of persons with schizophrenia and 13 healthy controls were
administered multiple versions of an auditory continuous performance test during fMRI. Data were analyzed
using Statistical Parametric Mapping software. Compared with controls, relatives showed significantly greater
task-elicited activation in the DM thalamus. When fMRI signal change was modeled as a function of increasing
WM load, there was a significant Group × Load interaction, with relatives showing significantly greater taskelicited activation in the right DM thalamus compared with controls. Greater DM thalamic activation in the
relatives remained significant when WM performance, vocabulary score, and education were controlled. This
replication suggests that altered thalamic activation is a feature of neurobiological risk for schizophrenia.
Corteccia del giro del cingolo
Corteccia orbitofrontale
Amigdala
Iowa Gambling task
Molto sensiobile alle lesioni prefrontali ventro mediali
R.C.K.Chan et al. ArchivesofClinicalNeuropsychology23(2008)201–216
International Classification of Impairment, Disability and
Handicap (ICIDH) (WHO,1980)
International Classification of Functioning, Disability and
Health (ICF e ICF_CY) (WHO,2000)
4 livelli di terminologia per descrivere un disturbo:
Patologia
Difetto
(Disabilità) Attività
(Handicap) Partecipazione
Descrivono la malattia
nel contesto della
persona
Descrivono la malattia
nei termini delle sue
conseguenze esterne
FUNZIONALITA’
In teoria, soltanto i compiti di natura nuova per il soggetto possono sollecitare le
funzioni esecutive; i test sono nuovi per il soggetto soltanto la prima volta che
vengono eseguiti, e la loro test-retest reliability è quindi problematica
Per riduzione della partecipazione si intendono i problemi a livello sociale,
familiare, educativo, lavorativo o in altro modo concernenti svantaggi nel ruolo
associati ad una disabilità
I test presenti in genere sono in grado di evidenziare la performance al livello della
patologia o del disturbo (Whyte Et al., 1996) ma non riescono a misurare lo stato
funzionale del paziente in termini di disfuzioni del sistema esecutivo nella vita di
tutti i giorni
Scarsa validità ecologica dei test neuropsicologici (Goldstein,1996;Sbordone,1996)
Molti pazienti non hanno caduta delle performances ai test ma incontrano grandi
difficoltà nella vita quotidiana. (Shallice&Burgess,1991)
Necessità di un assessment basato su diversi aspetti (memoria, attenzione,
linguaggio, funzioni esecutive) per cogliere il continuum della disabilità
(Goldstein,1996; Whyte, Rosenthal,1993)
Scarsa validità etologica dei test neuropsicologici: le capacità funzionali della
mente umana sono correlate ad un ambiente che esiste da almeno un milione di
anni, prima dei rapidi cambiamenti indotti dall’uomo; la psicologia evoluzionistica
cerca di comprendere come l’ambiente fisico e sociale preesistente abbia influenzato
le abilità cognitive dell’uomo (Bradshaw,1997).
Si tratta di un modello alternativo a quello corrente dell’information processing, che
considera le abilità cognitive ad un livello astratto.
Una ipotesi potrebbe essere quella di introdurre task significativi per il loro contenuto,
per esempio relativi a:
Aalleanza e cooperazione sociale
Capacità genitoriali
Selezione dei pari
Evitamento dei predatori
Abilità funzionali in grandi gruppi sociali (probabilmente correlata allo sviluppo delle
funzioni cognitive, incluse le funzioni esecutive
R.C.K.Chan et al. Archives of Clinical Neuropsychology 23(2008)201–216
Assessment a 3 livelli:
Sociale: fattori emozionali e sociali che influenzano il comportamento e le
esperienze
Cognitivo: meccanismi di information processing che danno luogo ai
fenomeni del livello sociale
Neurale: aspetti del funzionamento cerebrale che sottendono i processi del
livello cognitivo