Luigi Pizzamiglio - Fondazione Santa Lucia

D – NEUROPSICOLOGIA
LUIGI PIZZIMIGLIO
Università di Roma La Sapienza – IRCCS S. Lucia

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
RAZIONALE ED OBIETTIVI
La linea di ricerca in “ Neuropsicologia ” si articola in cinque filoni che
affrontano diverse tematiche di neuroscienze cognitive. Ogni filone, poi, si sviluppa
in diversi progetti.
D.1 – RUOLO DELLA CORTECCIA CEREBRALE NELLA COGNIZIONE DEL CORPO
Recenti studi hanno evidenziato l’attivazione di una specifica porzione
della corteccia occipito-temporale indotta dalla visione di immagini del corpo
o di parti del corpo non facciali. In altri studi verranno messe a fuoco modificazioni
delle funzionalità corticali in risposta a cambiamenti corporei conseguenti
ad interventi chirurgici. La dinamica delle diverse aree deputate alla
elaborazione di percezioni corporee rappresenta il comune denominatore di
quattro ricerche presentate.
Articolazione
D.1.1 – Il ruolo dell’Extrastriate Body Area (EBA) e della corteccia Premotoria
Ventrale (vPMc) nella codifica della forma del corpo e delle azioni
del corpo: uno studio di Stimolazione Magnetica Transcranica
Ripetitiva (rTMS) evento-correlata (Salvatore Maria Aglioti)
D.1.2 – “ La melodia ” dell’azione in pazienti con lesioni cerebrali focali
(Salvatore Maria Aglioti, Luigi Pizzamiglio)
D.1.3 – Modificazioni dello schema corporeo e della funzionalità motoria
in pazienti con amputazione dell’arto inferiore (Daniele Nico)
D.1.4 – Studio sui processi di riorganizzazione funzionale in seguito
all’allungamento dell’arto superiore in pazienti acondroplasici
(Daniele Nico)
D.2 – STRUMENTI DI VALUTAZIONE DEI DISTURBI NEUROPSICOLOGICI
Verranno messi a punto strumenti per la valutazione dei comportamenti
cognitivi che si ritiene siano alla base del comportamento esecutivo. In modo
analogo verrà eseguita una standardizzazione per la popolazione italiana di
uno strumento che misura i disturbi neuropsichiatrici in una popolazione di
traumatizzati cranici.
Articolazione
D.2.1 – Sistemi di elaborazione delle informazioni coinvolte nel
comportamento esecutivo; evoluzione, declino e alterazioni
patologiche delle funzioni esecutive (Gabriella Antonucci)
D.2.2 – Studio dei disturbi neuropsichiatrici in una popolazione di pazienti
traumatizzati cranici (Paola Ciurli)
490 2006

Neuropsicologia
D.3 – PERCEZIONE E ATTENZIONE SPAZIALE E TEMPORALE
Queste ricerche prevedono lo studio dell’attenzione e della rappresentazione
dello spazio mediante la misurazione dei movimenti oculari e verranno condotte
su soggetti normali e cerebrolesi con eminegligenza spaziale unilaterale.
Articolazione
D.3.1 – Combinazione di tecniche elettrofisiologiche e di neuroimmagine
nello studio delle basi neurali della percezione visiva dello spazio
e dell’attenzione spaziale: sviluppo di strumenti per l’applicazione
in pazienti con lesioni cerebrali (Francesco Di Russo)
D.3.2 – Correlati neurali delle componenti spaziali e di novelty nell’operazione
di disingaggiamento e riorientamento dell’attenzione (Fabrizio Doricchi)
D.3.3 – Basi neurali dell’attività oculomotoria durante il sonno REM e
relazione di tale attività con l’organizzazione spaziale della scena
onirica (Fabrizio Doricchi)
D.3.4 – Orientamento dell’attenzione durante movimenti attivi e passivi
dell’asse testa corpo (i.e. influenze cross-modali vestibolooptocinetiche
sull’orientamento della attenzione implicita)
(Fabrizio Doricchi)
D.3.5 – Influenze retinotopiche e multimodali sulla codifica
della rappresentazione delle distanze spaziali
e numerico-quantitative (Fabrizio Doricchi)
D.3.6 – Studio clinico sperimentale finalizzato ad indagare se ed in che modo
le aspettative nelle due maggiori dimensioni percettive (lo spazio e il
tempo) possono essere compromesse in pazienti con lesioni cerebrali
focali (Luigi Pizzamiglio)
D.4 – DISTURBI DELLA MEMORIA TOPOGRAFICA
Si prevede la costruzione di metodi per valutare la memoria topografica
nel macro e nel micro spazio da utilizzare in soggetti con lesioni focali unilaterali
e in pazienti con ablazione chirurgica delle strutture temporali profonde
(ippocampo e paraippocampo).
Articolazione
D.4.1 – Ruolo dell’ippocampo nei disturbi di memoria topografica
(Cecilia Guariglia)
D.4.2 – Memoria visuo-spaziale nel micro-spazio e nel macro-spazio
(Cecilia Guariglia)
D.4.3 – Costruzione e standardizzazione di test per la valutazione della
capacità immaginativa in pazienti cerebrolesi (Cecilia Guariglia)
D.4.4 – Trattamento riabilitativo dei disturbi dell’orientamento spaziale
(Chiara Incoccia)
2006 491

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
D.5 – DISTURBI DEL LINGUAGGIO IN CEREBROLESI ADULTI E IN ETÀ EVOLUTIVA
Verranno studiati i correlati anatomici responsabili del recupero del linguaggio
in pazienti afasici bilingui. Verrà inoltre studiato il substrato neurale
dei disturbi afasici mediante l’impiego di un nuovo metodo (VLSM). In soggetti
di età evolutiva verrà studiato lo sviluppo e l’efficienza della lettura lessicale.
Articolazione
D.5.1 – Organizzazione cerebrale del linguaggio nei soggetti afasici bilingui
(Paola Marangolo)
D.5.2 – Voxel-based Lesion Symptom Mapping (VLSM): studio dei disturbi
linguistici e dei correlati anatomici in pazienti afasici
(Paola Marangolo, Gaspare Galati)
D.5.3 – Sviluppo ed efficienza della lettura lessicale: fattori linguistici
e cognitivi (Pierluigi Zoccolotti)
D.1.1 – Il ruolo dell’Extrastriate Body Area (EBA) e della corteccia
Premotoria Ventrale (vPMc) nella codifica della forma del corpo
e delle azioni del corpo: uno studio di Stimolazione Magnetica
Transcranica Ripetitiva (rTMS) evento-correlata
(Salvatore Maria Aglioti)
Attività previste
Nell’ambito delle neuroscienze una concezione largamente condivisa relativa
all’organizzazione ed al funzionamento del cervello è che diversi aspetti
della realtà siano rappresentati in aree corticali diverse (Gainotti, 2004). Questa
evidenza si riscontra nella rappresentazione semantica verbale del mondo
(Warrington et al., 1984). La rappresentazione categoriale semantica non è un
fenomeno solo verbale. Anche nell’ambito della percezione visiva si ritrovano
evidenze sperimentali che fanno pensare ad una organizzazione modulare
delle categorie semantiche nella corteccia (Kanwisher et al., 2000). Nella scia
della scoperta di un’area visiva specializzata per la percezione di facce, l’interesse
scientifico si è indirizzato verso la ricerca di altre aree specializzate nella
percezione visiva di stimoli appartenenti a categorie importanti da un punto
di vista adattivo.
Negli ultimi 5 anni diversi studi di imaging funzionale hanno evidenziato
l’attivazione di una specifica porzione della corteccia occipito-temporale
indotta dalla visione di immagini del corpo o di parti del corpo non facciali.
Quest’area è stata chiamata Extrastriate Body Area (EBA) (Downing et al.,
2001). Uno studio di rTMS ha inoltre dimostrato che l’attività di EBA è essenziale
unicamente nella discriminazione di parti corporee non facciali e non
nella discriminazione di oggetti non corporei (motociclette) o di facce (Urgesi
et al., 2004). D’altro canto, la scoperta di una classe di neuroni nella corteccia
premotoria della scimmia (F5), detti “ neuroni mirror ”, attivati sia durante la
programmazione del movimento che durante la semplice osservazione del
492 2006

movimento eseguito da un altro individuo, ha dato luogo alla nascita ed allo
sviluppo di una robusta linea di ricerca relativa all’osservazione di azioni (di
Pellegrino et al., 1992).
Studi di imaging funzionale hanno successivamente dimostrato la presenza
di questo tipo di neuroni anche nell’uomo. La presenza di questo tipo di
neuroni nell’uomo è stata riscontrata nella corteccia premotoria ventrale
(vPMc), omologa della F5 delle scimmie da un punto di vista morfologico-funzionale
(Petrides et al., 1997). La funzione di questa classe di neuroni è stata
posta alla base della capacità degli uomini di comprendere ed imitare le azioni
osservate nei cospecifici (Rizzolatti et al., 2001). Sebbene esistano ampie prove
dell’attività di questi neuroni ottenute con metodi correlazionali (fMRI) ed
interferenziali (TMS), nessuno di questi ultimi è mai stato utilizzato per provare
che l’attività delle cortecce premotorie ventrali sia cruciale nella percezione
di azioni. Il corpo dunque convoglia sia informazioni relative alle sue
caratteristiche morfologiche, sia informazioni relative al movimento che sta
eseguendo, le quali potrebbero essere codificate in aree corticali distinte.
La finalità del presente progetto di ricerca è quella di evidenziare una possibile
doppia dissociazione funzionale tra vPMc ed EBA bilaterali. A tal fine si propone
l’utilizzo della Stimolazione Magnetica Transcranica ripetitiva (rTMS), tecnica
capace di interferire selettivamente con l’attività della struttura corticale stimolata.
Si prevede di poter temporaneamente inibire, in soggetti sani, la capacità
di discriminare due diverse azioni (discriminazione di azione) rilasciando gli
impulsi magnetici sulla vPMc, o la capacità di discriminare due parti corporee
non facciali diverse per morfologia (discriminazione di forma) rilasciando gli
impulsi su EBA. L’interferenza durante un compito percettivo relativo alla discriminazione
di azioni e della forma del corpo è un dato mancante nella letteratura
attuale e fornirebbe una prova dell’essenzialità del funzionamento delle due aree
di studio nella percezione appunto dell’azione e della forma del corpo.
Descrizione
Neuropsicologia
Il compito sperimentale utilizzato nella ricerca sarà un “ matchingto-sample-task
”. I soggetti dovranno riconoscere uno stimolo presentato tachistoscopicamente
per 150 msec tra due immagini di confronto presentate successivamente
in visione libera. Le immagini usate rappresenteranno parti del
corpo umano implicanti un’azione. 4 immagini riguarderanno arti superiori ed
altre 4 arti inferiori. La metà delle azioni raffigurate avranno uno scopo ecologico
(grasping fine e grossolano, passo avanti e passo indietro), l’altra metà no.
Il set completo di stimoli rappresenteranno due diversi modelli maschili che
eseguono tutte e 8 le azioni. Le fotografie inoltre saranno duplicate per generare
il lato sinistro e quello destro di ogni arto. Le immagini di confronto differiranno
fra di loro o per l’azione raffigurata (discriminazione di azione) o per
le caratteristiche morfologiche dell’arto che esegue l’azione; per esempio la
mano che esegue il grasping apparterrà a due individui diversi (discriminazione
di forma). Tra la presentazione dell’immagine stimolo e quelle di confronto
al soggetto verrà presentata, per 500 msec, una figura rettangolare con
funzione di maschera in coincidenza della quale verrà applicata la stimola-
2006 493

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
zione magnetica transcranica ripetitiva (ritardo: 150 msec; frequenza:10Hz;
durata: 200 msec; intensità: 120% della soglia motoria).
In blocchi sperimentali diversi verrà stimolata EBA e vPMc bilaterale
durante l’esecuzione del compito di discriminazione di azione o di forma.
Nella fase preliminare di preparazione elettrofisiologica, si individuerà la
“ posizione ottimale ” (OSP), definita come il sito dello scalpo dal quale la
TMS può indurre dei MEPs di massima ampiezza in entrambi i muscoli target.
Mediante un sistema di neuronavigazione a campo magnetico (Polhemus
spatial digitizer) sarà possibile localizzare la OSP nello spazio stereotassico
standard di Talairach (Talairach et al., 1988). Ponendo lo stimolatore sulla
OSP si passerà a determinare la soglia motoria (SM) del soggetto, definita, in
accordo allo standard internazionale, come la minima intensità di stimolazione
in grado di indurre un’ampiezza dei MEPs maggiore di 50 µV in almeno
5 stimolazioni su 10 (Rossini et al., 1994).
Per la localizzazione dei siti di stimolazione verrà usato il sistema di neuronavigazione
Softaxic Navigator system (EMS, Bologna, Italy). Questo
sistema accoppia allo scalpo la porzione di corteccia cerebrale sottostante
usando un modello anatomico standard. La mappatura dello scalpo dei soggetti
verrà effettuata tramite un Fastrak Polhemus digitizer (Polhemus, Colchester,
VT). La ricostruzione dello scalpo si effettua sulla base dei tradizionali
riferimenti craniometrici (punti preauricolari sinistro e destro, nasion ed
inion) e 60 punti fiduciari presi su tutto lo scalpo. Il sistema di neuronavigazione
a campo magnetico Polhemus crea uno spazio tridimensionale descritto
dalle coordinate assiali x, y e z che ordinano lo spazio in direzione rispettivamente
sinistra-destra, rostro-caudale e ventro-dorsale. Le coordinate dei punti
dello scalpo vengono associate allo spazio stereotassico di Talairach attraverso
la correlazione tra le prime e un modello cerebrale standard. Le coordinate di
Talairach (Talairach et al., 1988) saranno automaticamente calcolate dal programma
Softaxic. In questo esperimento i siti presi in considerazione saranno
quattro: EBA destra, EBA sinistra, vPMc destra e vPMc sinistra. Per EBA
destra saranno usate le coordinate: x=52, y=-72, z=4 (Downing et al., 2001;
Urgesi et al., 2004), per la vPMc destra invece: x=57, y=12, z=24 (Costantini et
al., 2005). Per EBA sinistra saranno scelti i valori: x=-52, y=-68, z=4 e per vPMc
sinistra: x=-58, y=12, z=24 secondo le indicazioni di Costantini (Costantini et
al., 2005). Le misure che verranno considerate saranno i tempi di reazione
(RT) e l’accuratezza di risposta (ACC). Inoltre per controllare che la stimolazione
delle vPMc non determini un’interferenza nell’esecuzione della risposta
manuale, l’elettromiografia dei muscoli First Dorsal Interossus (FDI) e dell’Abductor
Digiti Minimi (ADM) della mano di risposta sarà monitorata in presa
diretta durante la fase sperimentale. Come controllo ulteriore metà dei soggetti
eseguirà la risposta con la mano destra mentre l’altra metà con la sinistra.
Soggetti
Lo studio sarà condotto utilizzando 20 soggetti normali. Per tutti verranno
esclusi fattori di rischio o controindicazioni a partecipare ad espe-rimenti di
TMS sulla base degli attuali protocolli per la sicurezza (Wasserman, 2001).
494 2006

Neuropsicologia
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D.1.2. “ La melodia ” dell’azione in pazienti con lesioni cerebrali focali
(Salvatore Maria Aglioti, Luigi Pizzamiglio)
L’aprassia è un disturbo neuropsicologico che comporta un deficit nell’esecuzione
intenzionale di gesti non riconducibili a dei disturbi sensorimotori
(quali – ad esempio – deficit di sensibilità, emiparesi, atassia, sintomi extrapiramidali),
a dei deficit intellettivi o ad una ridotta capacità di comprensione
del linguaggio. Pur conseguendo a disturbi uniemisferici, i sintomi sono tipicamente
bilaterali. Già dalla prima descrizione fatta da Liepmann (1905) ci si
chiese se l’aprassia fosse unicamente un disturbo della produzione del gesto o
piuttosto rappresentasse anche un’alterazione del riconoscimento e della
comprensione del suo significato. Ancora oggi, in accordo con l’interpretazione
originale di Liepmann, l’aprassia può essere vista come un deficit d’esecuzione
di gesti di cui si ha consapevolezza oppure come una perdita della
capacità di rappresentare i movimenti che costituiscono il gesto.
La distinzione fra le aree corticali che servono alla rappresentazione dei
gesti e quelle che servono alla produzione dei gesti è attualmente oggetto di
numerose ricerche. Numerosi studi nelle scimmie e nell’uomo hanno suggerito
che i substrati neurali per la comprensione e per l’esecuzione dei gesti
sono in gran parte sovrapposti e riguardano sia strutture frontali (area di
Broca: Rizzolatti et al., 1999) che parietali (Fogassi et al., 2005; Buccino et al.,
2001). L’importanza relativa delle due aree, frontale e parietale, nel riconoscimento
e nella comprensione dei gesti è stata esaminata in pazienti che avessero
subito delle lesioni limitate all’una o all’altra di queste aree (Heilman et
al., 1973, 1979, 1982; Rothi et al., 1985, 1991).
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Sezione III: Linea di ricerca corrente D
Lo studio è volto ad esaminare la capacità di pazienti aprassici di eseguire
gesti o atti complessi della vita quotidiana sulla base degli indizi acustici non
linguistici legati a quei gesti (ad esempio il rumore dei passi, lo schioccare
delle dita) e a valutare se esista una dissociazione fra le basi nervose per la
comprensione e per la produzione di un gesto in pazienti aprassici con lesioni
cerebrali anteriori (frontali) e posteriori (parietali).
La ricerca verrà condotta su 50 pazienti con lesioni cerebrovascolari
destre o sinistre la cui sede è stata accertata tramite esami clinici e radiologici
(Tomografia Assiale Computerizzata o Risonanza Magnetica Nucleare). Ogni
paziente sarà sottoposto a diverse sessioni sperimentali in giorni diversi, in
relazione al grado di affaticabilità e disponibilità del paziente. Ogni sessione
non durerà, in ogni caso, più di 60 minuti. I paradigmi sperimentali prevedono
due gruppi: uno di studio e uno di controllo. I criteri di ammissione al
gruppo di studio sono:
– presenza di aprassia degli arti (AI, AIM) e bucco-facciale (ABF);
– possesso del linguaggio che permetta di rispondere correttamente con
un sì od un no nel compito di riconoscimento.
Per l’ammissione al gruppo di controllo sono sufficienti la presenza di
una lesione cerebrale e l’assenza d’aprassia.
Principali misure di valutazione
Prima delle specifiche prove sperimentali tutti i soggetti saranno sottoposti
ad una batteria di test neuropsicologici:
– test per la produzione e comprensione linguistica (test dei gettoni, ripetizione,
linguaggio scritto, denominazione e comprensione);
– test d’intelligenza non verbale (Matrici Progessive di Raven);
– test di aprassia ideativa (esame sull’uso di oggetti comuni);
– test di aprassia ideomotoria (De Renzi e coll., 1980);
– test di aprassia bucco-facciale.
Valutazione della capacità di riconoscere gesti
sulla base di indizi acustici non linguistici associati ai gesti stessi
Il test per valutare le capacità di riconoscimento di gesti sulla base di
indizi acustici non linguistici associati ai gesti stessi consiste in un test originale
nel quale si presentano tramite un microfono suoni evocanti gesti degli
arti intransitivi (e.g. schioccare le dita) o transitivi; gesti del distretto orofacciale
intransitivi (e.g. starnutire) o transitivi (soffiare in un fischietto). Suoni
ambientali (ad esempio la sirena di un’ambulanza) verranno usati come controlli.
Dopo l’ascolto di ogni suono, il paziente dovrà scegliere tra 4 figure presentate
sullo schermo di un computer quella corrispondente al rumore udito
in precedenza. Le diverse categorie di suoni si alterneranno in una sequenza
pseudo-casuale. Tutte le prove si svolgeranno in una stanza isolata nel laboratorio
di Neuropsicologia della Fondazione Santa Lucia. Il paziente siederà ad
una distanza di 57 cm dallo schermo di un computer. Lo sperimentatore regi-
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Neuropsicologia
strerà le risposte del paziente su moduli predisposti all’uopo. La prestazione
d’ogni singolo paziente verrà valutata considerando il numero totale di errori.
Il grado di difficoltà del test sarà determinato somministrandolo ad un campione
di 10 soggetti non cerebrolesi di età compresa fra 50 e 80 anni.
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D.1.3 – Modificazioni dello schema corporeo e della funzionalità motoria
in pazienti con amputazione dell’arto inferiore (Daniele Nico)
Una serie di studi effettuati negli ultimi anni ha permesso di dimostrare
che la capacità di eseguire determinati movimenti è strettamente connessa
con l’abilità di pianificarli e programmarli. Diversi studi condotti sulla motor
imagery hanno infatti dimostrato che esiste una marcata corrispondenza,
anatomica e funzionale, tra esecuzione e simulazione mentale del movimento.
Questa correlazione è stata dimostrata anche grazie a studi condotti su
pazienti che hanno subito l’amputazione dell’arto superiore. Uno studio
recente (Nico D., Daprati E., Rigal F., Parsons L., Sirigu A. (2004) Brain 127:
1-13) ha infatti messo in evidenza che l’abilità di simulare mentalmente il
movimento della mano è influenzata dalla sua disponibilità fisica, anche se
nella realtà nessun movimento deve essere effettivamente compiuto.
Nel progetto presente si è tentato di mettere in evidenza gli effetti della
perdita dell’arto inferiore sulla capacità di pianificare ed eseguire mentalmente
un movimento del piede. È stato chiesto a pazienti amputati dell’arto
inferiore di giudicare più velocemente possibile se l’immagine di un piede
(mostrato in due diverse prospettive laterali, dal lato dell’alluce e dell’ultimo
dito, ed anche nelle prospettive plantare e dorsale, ognuna in dodici diversi
orientamenti ad intervalli di 30°) fosse quella di un piede destro oppure un
sinistro.
I risultati preliminari avevano già suggerito che la perdita di un piede dal
punto di vista cognitivo non produce lo stesso effetto di quello prodotto dalla
perdita della mano: il giudizio di lateralità infatti non è sembrato dipendere
dal fatto che il piede mostrato corrispondesse o meno a quello mancante. Il
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Sezione III: Linea di ricerca corrente D
campione di soggetti è stato ulteriormente incrementato. Al momento sono
stati inseriti nella presente ricerca 21 pazienti. Di questi, 10 hanno subito
l’amputazione della gamba destra, 3 della coscia destra, 2 l’amputazione del
piede sinistro, 3 della coscia sinistra e 3 della gamba sinistra. Contrariamente
a quanto emerso in precedenza, le nuove analisi dei dati sembrano evidenziare
un aumento nei tempi di risposta e un peggioramento dell’accuratezza
nel caso in cui le immagini presentate raffigurino un piede visto in una posizione
non naturale. Tuttavia l’eterogeneità del campione ancora non consente
delle valutazioni conclusive. I pazienti infatti differiscono per il diverso livello
a cui hanno subito l’amputazione. Le prestazioni dei pazienti quindi potrebbero
dipendere dal numero di articolazioni disponibili per le operazioni mentali
di simulazione delle rotazioni necessarie per ‘copiare’ l’orientamento dello
stimolo da riconoscere.
Il protocollo sperimentale comprendeva inoltre delle prove finalizzate a
verificare se le abilità di rappresentazione spaziale fossero o meno influenzate
dall’uso della protesi. Si è partiti dal presupposto che l’amputazione dell’arto
inferiore abbia delle implicazioni cognitive anche per ciò che concerne la
capacità di riorganizzare funzionalmente gli spostamenti nell’ambiente. A
questo scopo i pazienti sono stati impegnati in prove di navigazione sia attiva
che passiva in due diversi momenti: quando cominciano ad usare la protesi
provvisoria e quando il recupero funzionale è ormai completato e deambulano
con la protesi in modo indipendente da qualsiasi ausilio. L’ipotesi è che i
pazienti amputati debbano necessariamente operare una riorganizzazione
funzionale dello spazio in base alle nuove competenze motorie che sono
costretti ad apprendere, dato che la protesi li obbliga ad imparare di nuovo a
camminare. Le loro abilità di rappresentazione spaziale dovrebbero, allora,
modificarsi di pari passo con l’aumento della dimestichezza nell’uso della protesi.
Per tentare di verificare questa ipotesi è stata valutata la capacità di stimare
delle distanze nonché la precisione nel valutare l’entità di diversi spostamenti,
attivi e passivi, effettuati sia a piedi che con un robot.
Il progetto prevedeva quindi un re-test alla fine del periodo riabilitativo
per l’utilizzo della protesi, con l’ulteriore obiettivo di valutare la presenza di
miglioramenti nella capacità di pianificazione e programmazione del movimento.
Dato che, come già sottolineato dalla letteratura, la capacità di motor
imagery e l’esecuzione di un movimento reale vanno di pari passo e se, come
con questo progetto si tenta di evidenziare, l’utilizzo della protesi può migliorare
l’abilità di motor imagery del paziente amputato, allora il risultato
diventa ancora più rilevante in funzione della possibilità di utilizzare la simulazione
mentale del movimento per facilitare l’apprendimento dell’utilizzazione
della protesi. Al momento sono stati sottoposti alle batterie di valutazione
8 pazienti amputati di arto inferiore valutati nel periodo in cui avevano
appena cominciato ad usare la protesi; tra questi solo 2 hanno terminato il
trattamento riabilitativo e sono stati richiamati per effettuare le valutazioni di
re-test a diversi mesi di distanza. Non è stato ancora possibile sottoporre
anche gli altri pazienti alle successive valutazioni poiché ancora non sono
arrivati alla fine del lungo percorso riabilitativo e non hanno quindi stabilizzato
definitivamente le loro competenze motorie con la protesi. Allo stato
498 2006

Neuropsicologia
attuale non è quindi ancora possibile fornire dei risultati esaurienti che diano
indicazioni chiare in merito alle modificazioni nella capacità di rappresentazione
dello spazio ed a proposito della plasticità delle competenze di motor
imagery in seguito alla protesizzazione dell’amputato di arto inferiore.
Nel corso del 2006 pertanto verrà eseguita la valutazione post-riabilitativa
dei pazienti inseriti nel protocollo sperimentale.
D.1.4 – Studio sui processi di riorganizzazione funzionale in seguito
all’allungamento dell’arto superiore in pazienti acondroplasici
(Daniele Nico)
Il presente progetto ha come obiettivo quello di valutare i meccanismi di
riorganizzazione cognitiva nei pazienti acondroplasici. Il cervello contiene
infatti una rappresentazione topografica del corpo costruita sulla base delle
afferenze sensoriali ed elaborata dal sistema cognitivo che ci permette il
costante aggiornamento della nostra posizione nello spazio, un pre-requisito
funzionale essenziale per qualsiasi movimento nell’ambiente e per la sua rappresentazione
spaziale in coordinate egocentriche. Sono stati scelti come soggetti
sperimentali dei bambini acondroplasici in cui si interviene chirurgicamente
nel tentativo di favorire una sviluppo armonico della struttura corporea.
Questi pazienti subiscono infatti degli interventi di allungamento degli arti che
modificano sostanzialmente il loro schema corporeo nel volgere di alcune settimane.
In seguito all’intervento avvengono precisi cambiamenti fisiologici di
riorganizzazione della corteccia somatosensoriale che sono stati documentati
recentemente (Di Russo F., Committeri G. et al. (2006) Neuroimage 30 (1): 172-
183). Ci si attende anche una riorganizzazione delle competenze cognitive in
una serie di operazioni in cui è necessario tener conto delle nuove dimensioni
corporee. A questo scopo sono state pianificate alcune prove specifiche volte a
valutare la modalità con cui questi soggetti riorganizzano la loro rappresentazione
corporea ed alcuni aspetti funzionali legati ad essa: quando ad esempio
una determinata posizione nello spazio viene codificata attraverso il ‘senso di
posizione’. Al momento sono state valutate le prestazioni di due soggetti prima
dell’intervento chirurgico di allungamento dell’arto superiore.
La batteria di valutazione utilizzata comprende un test di rappresentazione
dello schema corporeo (Daurat-Hmeljiak C., Stambak M., Berges J.
(1978) Il test dello schema corporeo. Organizzazioni Speciali, Firenze) per valutare
la percezione soggettiva che questi pazienti hanno delle disarmonie di
sviluppo del proprio corpo, come questa percezione si modifichi in funzione
delle aspettative che derivano dall’intervento di correzione e la valutazione
soggettiva della reale modificazione corporea ottenuta a seguito dell’allungamento.
Oltre a questo sono state effettuate prove di valutazione della stima
soggettiva della posizione di diversi punti di repere anatomico sul proprio
braccio (gomito, polso e punta delle dita), con lo scopo di mettere in evidenza
se e come, nel tempo, i pazienti modifichino la propria consapevolezza somatosensoriale.
Per questa prova è stato costruito uno speciale apparato costituito
da un banchetto di legno con una linea formata da 40 LED equispaziati
di 1 cm. l’uno dall’altro. Al soggetto, con il braccio posto sotto al banchetto e
2006 499

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
quindi non visibile direttamente, viene chiesto di giudicare se il singolo LED
acceso dallo sperimentatore si trovi ‘al di sopra’ oppure ‘al di sotto’ del punto
di repere anatomico oggetto della valutazione in corso. La procedura di stimolazione
utilizzata è stata adattata seguendo la tecnica proposta in Vallar et
al. (Vallar G., Guariglia C., Nico D., Bisiach E. (1995) Brain 118: 467-472). È
stata quindi effettuata una prova più specifica in cui al soggetto viene chiesto
di memorizzare una determinata posizione del dito indice su di un piano, raggiunta
tramite uno spostamento passivo del braccio imposto dallo sperimentatore.
Al soggetto è stato chiesto di indicare col dito il punto esatto raggiunto
in precedenza, dopo che il braccio è stato ricollocato in posizione di riposo
(completamente addotto al tronco con la mano poggiata sul petto, in asse con
il piano mediano sagittale del corpo) sempre con un movimento imposto. Le
prove sono state effettuate su di uno sfondo millimetrato e riprese con una
telecamera digitale dall’alto. Sono state effettuati 60 movimenti di raggiungimento
di diverse posizioni collocate entro ed al limite dello spazio di reaching.
Le prove sono state effettuate tutte con l’arto dominante (il destro).
Al momento la valutazione è stata effettuata su due soli soggetti maschi
che hanno subito l’intervento chirurgico di allungamento. La valutazione
effettuata è quella preliminare all’intervento, quella cioè che fornisce i parametri
comportamentali di riferimento, su cui poi analizzare i risultati ottenuti
nelle due successive rilevazioni. Al momento devono ancora essere effettuate
la valutazione da compiere immediatamente dopo che sono stati tolti i cestelli
che guidano la ricrescita ossea ed un re-test a diversi mesi di distanza dall’eliminazione
dei cestelli, quando si presume che il soggetto abbia acquisito ed
integrato la modificazione corporea in una rappresentazione stabile del proprio
corpo. Dal punto di vista anatomico e funzionale, anche le misure elettrofisiologiche
e di neuroimmagine dovranno essere ripetute nei tempi summenzionati
per osservare in dettaglio l’esatta identificazione delle aree cerebrali
deputate alla rappresentazione della mano e le loro eventuali modifiche in
seguito all’operazione chirurgica.
Pertanto, nel corso del 2006 verrà proseguito l’inserimento nel protocollo
sperimentale di nuovi soggetti che verranno in seguito sottoposti ad interventi
di allungamento degli arti superiori e verranno sottoposti all’esame post-chirurgico
i pazienti già inseriti nel protocollo nel corso del 2005.
D.2.1 – Sistemi di elaborazione delle informazioni coinvolte
nel comportamento esecutivo; evoluzione, declino e alterazioni
patologiche delle funzioni esecutive (Gabriella Antonucci)
Descrizione
Negli ultimi anni, numerosi studi neuropsicologici e neurofisiologici sui
primati e sull’uomo, hanno dimostrato quanto la corteccia prefrontale possa
essere definita come la struttura neurale più “ alta ” incaricata dell’organizzazione
e pianificazione di comportamenti nuovi e complessi, inclusi linguaggio
e ragionamento logico. Il ruolo della corteccia prefrontale, si
esplica attraverso quelle che sono state definite Funzioni Esecutive (FE) un
500 2006

Neuropsicologia
set di funzioni cognitive di ordine superiore deputate ad una serie di diverse
operazioni quali il controllo motorio e la programmazione di comportamenti
articolati (soppressione dei riflessi e degli impulsi motori, lo switch
tra un movimento e l’altro, la programmazione e la messa in atto di comportamenti
complessi); il controllo “ meta-cognitivo ” (flessibilità cognitiva e
resistenza alle interferenze esterne); la personalità e le emozioni (l’iniziativa,
l’automonitoraggio, controllo degli impulsi affettivi ed emotivi) la fluenza
verbale e la pianificazione.
L’eterogeneità di tali funzioni ha portato alla formulazione di ipotesi
sull’esistenza di network neurali diversi che sottostanno a comportamenti
esecutivi differenti. Ad esempio uno studio PET condotto da Smith & Jonides
(1999) ha portato all’evidenza di una selettiva attivazione del cingolo
anteriore in un compito di inibizione della risposta su paradigma Stroop ed
una attivazione della corteccia prefrontale dorsolaterale con un classico
compito di pianificazione. Più in generale il frazionamento di comportamenti
esecutivi è stato supportato dalle evidenze sull’esistenza di tre diversi
circuiti neurali circoscritti dai lobi frontali (Burruss et al., 2000). Il comportamento
di organizzazione e pianificazione è stato correlato con il circuito
dorsolaterale mentre il comportamento di inibizione e modulazione dell’arousal
è stato associato ad attivazioni del circuito del cingolo anteriore.
Infine il terzo circuito quello “ orbitofrontale ” è stato associato ai comportamenti
di gestione e controllo dei comportamenti sociale e delle emozioni
(Duffy & Campbell, 1994).
Tutti questi studi però riguardano essenzialmente la messa in atto dei
comportamenti esecutivi in ambienti artificiali (studi di attivazione PET e
fMRI). Un approccio diverso nello studio delle funzioni esecutive è valutare i
deficit cognitivi presentati da pazienti affetti da patologie diverse. È noto
infatti che disturbi di tipo esecutivo sono stati osservati sia in pazienti cerebrolesi,
sia in pazienti affetti da patologie psichiatriche quali la schizofrenia,
la depressione ed il disturbo ossessivo-compulsivo. Analogamente, deficit esecutivi
sono stati rilevati anche in soggetti anziani sani; quest’ultima evidenza è
stata interpretata come un fisiologico irrigidimento delle funzioni cognitive di
ordine superiore dovuto all’invecchiamento normale.
Nonostante la manifestazione comportamentale del disturbo disesecutivo
appaia diversificata a seconda della patologia riportata, ciò che accomuna
tutte le manifestazioni disesecutive sembra essere una specifica disfunzione
del sistema esecutivo centrale correlato ad una alterata funzionalità della corteccia
prefrontale.
Da un punto di vista descrittivo i deficit neuropsicologici osservati nei
pazienti affetti da problemi esecutivi possono essere riassunti come perseverazione
cognitiva, rigidità nel ragionamento astratto, apragmatismo della comunicazione,
anosognosia e labilità emotiva. A causa di tali problemi il paziente
disesecutivo incontra notevoli difficoltà nell’adeguare il proprio comportamento
nelle situazioni di vita quotidiana. Questi stessi problemi sono stati
descritti anche nella popolazione anziana sana anche se non è presente in letteratura
alcuno studio sistematico che monitorizzi l’evoluzione e l’eventuale
decadimento delle diverse componenti nell’arco di vita.
2006 501

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
La presente linea di ricerca si propone di approfondire le conoscenze sui
sistemi di elaborazione delle informazioni coinvolte nel comportamento esecutivo
tramite lo studio dell’evoluzione di tali comportamenti in un’ampia
popolazione di soggetti sani.
Evoluzione dei comportamenti esecutivi
Il definitivo sviluppo della corteccia prefrontale si conclude molto tardi,
non prima dei 14-16 anni (Fuster, 1999). Questo lungo processo di sviluppo
sembra essere in parte dovuto alla lenta maturazione delle funzioni cognitive
supportate dalla corteccia prefrontale, ovvero le Funzioni Esecutive. Questo
set di funzioni cognitive è stato dimostrato subire una continua evoluzione
nell’arco di vita dell’individuo raggiungendo un picco di massima efficienza
nell’età adulta per poi regredire con l’avanzare dell’età. Un piccolo studio
pilota condotto presso il nostro laboratorio ha messo in luce che le prestazioni
dei soggetti in diversi compiti esecutivi si differenziano a seconda della
funzione esecutiva osservata. Più in dettaglio ciò che è stato osservato è che lo
stesso individuo è in grado di fornire prestazioni selettivamente migliori a
seconda della funzione esecutiva misurata. Analogamente si è rilevato un
selettivo e significativo peggioramento delle prestazioni dei soggetti più
anziani (età media 65 anni ds = 3.7) rispetto a quelli adulti (età media 42 anni
ds = 2.5) e più giovani (età media 24 anni ds = 2.8). Considerati questi risultati
preliminari e le recenti evidenze di circuiti neurali differenti coinvolti in
diversi compiti esecutivi, appare ipotizzabile che il funzionamento esecutivo
possa essere frazionabile in diverse componenti. Ciò che rimane da chiarire è
se le varie componenti evolvono in modo omogeneo o se ciascuna componente
matura in modo diversificato.
Per indagare tale ipotesi, una cornice teorica di riferimento particolarmente
suggestiva è quella di Fuster secondo il quale qualsiasi comportamento
esecutivo non può prescindere da un’organizzazione ed integrazione temporale
del piano di azione; la formazione di questa “ struttura temporale ” necessita
soprattutto delle abilità di un organismo di saper mediare operazioni logiche
del tipo “ se ora questo, allora dopo quest’altro ” – oppure – “ se prima
quello, allora adesso quest’altro ” (Fuster, 1997). Per l’autore qualsiasi comportamento
disesecutivo può essere interpretato come un “ errore ” intercorso
nel normale sequencing temporale delle azioni necessarie per portare a termine
un determinato obiettivo e ritiene che la velocità di elaborazione della
soluzione di diversi compiti esecutivi, possa essere un valido indicatore del
tipo di strategia cognitiva messa in atto.
Scopo di questo primo studio è di indagare in modo sistematico le diverse
competenze cognitive che si ritiene siano alla base del comportamento esecutivo
e se queste si sviluppano e si modificano nell’intero ciclo di vita in modo
compatto od in maniera selettiva.
Soggetti
L’uso di un’ampia popolazione di 1000 soggetti di controllo consentirebbe
l’applicazione di una serie di tecniche di analisi con l’ulteriore obiettivo di
502 2006

Neuropsicologia
definire quali prove sono effettivamente in grado di misurare le diverse abilità
che costituiscono il comportamento esecutivo. A tal fine verranno selezionati
1000 soggetti normali di età compresa tra i 16 e gli 80 anni. La scelta di un
intervallo così ampio è suggerita dalla possibilità di valutare in modo sistematico
se ed in che modo le diverse componenti esecutive subiscono modificazioni
fisiologiche durante lo sviluppo e l’invecchiamento.
Metodo
Si intende effettuare una serie di valutazioni utilizzando sia strumenti di
uso comune nella pratica psicologico-cognitiva (WAIS-R) sia strumenti appositamente
ideati per valutare i diversi aspetti comportamentali che caratterizzano
le funzioni esecutive (il Behavioural Assessment of the Dysexecutive
Syndrome (BADS), di Wilson et al., 1996). Tale batteria si compone di sei test
(Il cambio di regola delle carte; Il programma di azione; La ricerca delle
chiavi; Le stime temporali; La mappa dello zoo; I sei elementi – modificato),
ognuno dei quali volto alla valutazione di una specifica abilità esecutiva. La
scelta di questa batteria è stata effettuata perché valida ed attendibile nella
valutazione di tutte le componenti esecutive (Antonucci et al., in press) e perché
particolarmente sensibile all’aspetto della mediazione temporale che
caratterizza il controllo esecutivo secondo il modello interpretativo proposto
da Fuster (1997).
Risultati attesi
Il confronto tra prestazioni nei diversi test esecutivi del BADS permetterà
di valutare l’ipotesi secondo la quale il controllo esecutivo potrebbe essere
descritto come risultante di un insieme non omogeneo di diverse componenti
cognitive. A tal fine i dati raccolti verranno elaborati attraverso un pool di
analisi correlazionali e fattoriali. Se l’ipotesi sul frazionamento esecutivo
risultasse confermata, allora dall’analisi fattoriale finale dovrebbero emergere
almeno due dimensioni latenti compatibili con la presenza di due diverse abilità
esecutive di conseguenza frazionate. Questo dato sarebbe supportato dalle
evidenze neuroanatomiche sulla presenza di diversi network adibiti alle
diverse funzioni esecutive.
Ci si attende inoltre una totale assenza di correlazione tra i test della
WAIS-R e quelli del BADS, a conferma di una netta dissociazione tra intelligenza
(e G) e FE.
Infine il confronto tra le soluzioni fattoriali emerse nelle diverse fasce di
età dovrebbe confermare la presenza di dimensioni latenti diverse tra giovani,
adulti ed anziani confermando l’ipotesi di partenza secondo la quale le diverse
componenti esecutive subiscono selettive modificazioni fisiologiche durante
lo sviluppo e l’invecchiamento.
– Barruss R.P., Glowinski J., Chi D. (2003) Society of Neuroscience Abstracts, 21, 239
In Miller L.B. & Cummings L.J. (2004) The Human Frontal Lobe. Guillford Press.
– Burruss J.W., Hurley R.A., Taber K.H., Rauch R.A., Norton R.E., Hayman L.A.
(2000) Radiology 214: 227-230.
2006 503

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
– Duffy J.D., Campbell J.J. (1994) J Neuropsych Clin Neurosci 6: 379-387.
– Fuster J.M. (1997) The prefrontal cortex: anatomy, phisiology and neuropsychology
of the frontal lobe. Philadelphia: Lippincot-Raven (3 rd Ed).
– Fuster J.M. (1999) In Miller B.L., Cummings J.L. The human frontal lobes: functions
and disorders. Guillford Press New York London.
– Smith E.E., Jonides J. (1999) Science 283: 1657-1660.
– Wilson B.A., Alderman N., Burgess P.W., Emslie H., Evans J.J. (1996) Behavioural
Assessment of the Dysexecutive Sindrome (BADS). Bury St. Edmunds, England: Thames
Valley Test Company.
D.2.2 – Studio dei disturbi neuropsichiatrici in una popolazione
di pazienti traumatizzati cranici (Paola Ciurli)
Descrizione
I disturbi neuropsichiatrici in pazienti con trauma cranico sono frequentemente
osservabili nella pratica clinica e ben documentati in letteratura
(Rao V., 2000).
Lo studio vuole valutare la tipologia, frequenza e gravità di diversi
disturbi neuropsichiatrici che insorgono in una vasta popolazione (100) di
pazienti con trauma cranio-encefalico (TCE), nelle diverse fasi di recupero
con esiti di differente gravità neurologica e neuropsicologica, ricoverati consecutivamente
in regime di ricovero ordinario o Day Hospital presso l’Unità
post-coma dell’Ospedale di riabilitazione Santa Lucia di Roma.
A tal scopo verrà utilizzato uno strumento diagnostico, il Neuropsychiatric
Inventory (Cummings, 1994), già validato in pazienti dementi (Cummings et
al., 1994; Binetti et al.,1998) e recentemente in pazienti post-stroke (Angelelli et
al., 2004). Tale strumento consiste in un’intervista strutturata da somministrare
al familiare (caregiver) del paziente, in grado di registrare la frequenza e
gravità dei diversi disturbi neuropsichiatrici attesi.
Verranno inclusi nello studio 100 pazienti con trauma cranico grave (Glasgow
Coma Scale ≤ 8, Teasdale, 1974), in un range d’età dai 15 ai 65 anni, che
abbiano raggiunto un contatto con l’ambiente, con LCF ≥ 4 (Levels of Cognitive
Functioning, Hagen, 1979).
Verranno esclusi i pazienti con pregressi disturbi neurologici e psichiatrici,
abuso di sostanze stupefacenti o alcool.
Obiettivi
Lo scopo del lavoro è validare l’uso di tale scala, appositamente proposta
per pazienti neurologici, per la valutazione dei disordini psicopatologici su
vasta scala, emergenti dalla fase post-acuta a quella cronica in pazienti affetti
da TCE grave, con età compresa tra i 15 e i 65 anni. Le aree indagate saranno:
deliri, allucinazioni, agitazione, depressione, ansia, euforia, apatia, disinibizione,
irritabilità, comportamento motorio aberrante, disturbi del comportamento
notturno, disturbi del comportamento alimentare.
Al fine della validazione della scala, è in programma anche la somministrazione
della stessa ad un campione di controllo (soggetti normali di pari
504 2006

Neuropsicologia
età e scolarità). È inoltre previsto di studiare le relazioni tra i diversi disturbi
neuropsichiatrici emersi e le variabili demografiche (sesso, età, scolarità) e cliniche
(distanza dall’evento traumatico, durata e gravità del coma, grado di
disabilità del paziente, al momento della valutazione, misurata attraverso la
Glasgow outcome Scale (Jennett B., 1975).
– Angelelli P., Paolucci S., Bivona U., Piccardi L., Ciurli P., Cantagallo A., Antonucci G.,
Fasotti L., Di Santantonio A., Pizzamiglio L. (2004) Acta Psichiat Scand 110: 55-63.
– Binetti G., Mega M.S., Magni E. et al. (1998) Arch of Neurol 55: 539-544.
– Cummings J.L., Mega M., Gray K., Rosemberg-Thompson S., Gornbein J. (1994)
Neurology 44: 2308-2314.
– Hagen C., Malkmus D., Durham P. (1979) In Downey C.A. Rehabilitation of the
head injured adult Comprehensive physical management. Professional Staff Association
of Rancho Los Amigos Hospital.
– Jennett B., Bond M. (1975) Lancet 1: 480-484.
– Rao V., Lyketsos C. (2000) Psychosomatics 41(2): 95-103.
– Teasdale G., Jennett B. (1974) Lancet 2: 81-84.
D.3.1 – Combinazione di tecniche elettrofisiologiche e di neuroimmagine
nello studio delle basi neurali della percezione visiva dello spazio
e dell’attenzione spaziale: sviluppo di strumenti per l’applicazione
in pazienti con lesioni cerebrali (Francesco Di Russo)
Descrizione
Molto di ciò che sappiamo sul funzionamento del cervello dell’uomo
deriva da studi effettuati negli ultimi cinquanta anni sull’animale. Solo di
recente il notevole perfezionamento della tecnica elettrofisiologica dei
potenziali evento correlati (ERP) ha consentito di localizzare i generatori
delle diverse componenti del tracciato elettroencefalografico grazie all’uso
di un denso campionamento spaziale e di metodi di analisi del dipolo elettrico.
Un altro importante contributo allo studio del cervello umano deriva
dalle tecniche di neuroimmagine che consentono la visualizzazione in vivo.
In particolare, la tecnica di risonanza magnetica funzionale (fMRI) consente
di vedere quali sono le aree attive della corteccia e, nel caso delle aree
visive, ove gli studi sono più avanzati, è perfezionata al punto di consentire
l’osservazione della mappa del cervello individuale (retinotopia), analizzando
con grande precisione il contributo delle singole aree visive, giungendo
a distinguere fra V1, V2, V3/VP, V3a, V4. Il limite di questa tecnica è
che basandosi sull’ossigenazione del sangue nel tessuto neurale, ha una bassissima
risoluzione temporale dovuta ai lenti tempi di risposta ematici (dell’ordine
del secondo). Il grande vantaggio degli ERP nello studio dei fenomeni
corticali risiede nel fatto che misura direttamente le dinamiche elettriche
neurali con la precisione dell’ordine dei millisecondi. Il limite degli ERP
è invece la scarsa risoluzione spaziale. Integrate insieme, le due tecniche
possono fornire un quadro estremamente preciso nel tempo e nello spazio
dell’attività cerebrale correlata ai processi sensoriali e cognitivi. Il nostro
2006 505

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
gruppo di ricerca è all’avanguardia nello sviluppo di quest’integrazione per
quanto riguarda la funzione visiva.
In questo progetto ci si propone di sviluppare questo strumento, che integra
l’alta risoluzione temporale degli ERP con l’alta risoluzione anatomica
della fMRI per approfondire lo studio della funzione visiva in condizioni di
osservazione prolungata e di attenzione spaziale con l’obiettivo finale dell’applicazione
al paziente con lesioni cerebrali e disturbi dell’attenzione.
Una volta messo a punto lo strumento nel soggetto normale, giunti cioè
ad associare le componenti del potenziale evento correlato con i rispettivi
generatori corticali, lo strumento potrà essere utilmente applicato in studi clinici,
in forma semplificata, limitata alla sola registrazione elettrofisiologica,
più adeguata per il paziente.
Metodo
Si acquisiranno dati elettrofisiologici da un gruppo di almeno 21 soggetti
sani ed in un sottogruppo di questi (almeno 7) si eseguirà la parte di fMRI. Il
sistema di registrazioni è basato su 64 elettrodi. Le sorgenti dell’attività elettrica,
identificate mediante il metodo del dipolo basato su un modello realistico
della testa (BESA), saranno confrontate con i loci di attivazione corticale
rivelati dalla fMRI in risposta agli stessi stimoli. I generatori saranno inoltre
localizzati rispetto alle mappe corticali individuali misurate mediante mapping
retinotopico.
Il compito percettivo sarà costituito da una stimolazione visiva somministrata
nei quattro quadranti, il compito attenzionale sarà controllato dall’apparizione
di suggerimenti spaziali (cue) che indicano al soggetto il quadrante
cui prestare attenzione e dall’apparizione di rari stimoli target a cui in soggetto
dovrà rispondere comprovando l’effettiva allocazione dell’attenzione.
D.3.2 – Correlati neurali delle componenti spaziali e di novelty
nell’operazione di disingaggiamento e riorientamento
dell’attenzione (Fabrizio Doricchi)
Attività previste
– Valutazione psicofisica di soggetti normali e di pazienti affetti da
lesioni cerebrali unilaterali.
– Studi fMRI in soggetti normali.
Descrizione
L’obiettivo di tal progetto è quello di riuscire a distinguere, all’interno dei
circuiti neurali attivati dalla comparsa di stimuli rari in posizioni spazialmente
disattese, le strutture che mediano la componente di sorpresa (novelty)
da quelle che mediano il riorientamento delle risorse attentive spaziali verso
la posizione di comparsa dello stimolo inatteso. Queste due componenti, che
normalmente concorrono alla reazione di riorientamento attentivo, non sono
state ancora sperimentalmente e neurofisiologicamente distinte. Lo studio
prevede l’analisi di 12 soggetti sperimentali.
506 2006

Risultati acquisiti
Sono stati eseguiti 4 esperimenti psicofisici, ciascuno su un campione di
20 soggetti normali. Questi esperimenti hanno consentito la validazione del
compito che ora verrà utilizzato in uno studio fMRI.
D.3.3 – Basi neurali della attività oculomotoria durante il sonno REM
e relazione di tale attività con l’organizzazione spaziale
della scena onirica (Fabrizio Doricchi)
Attività previste
Registrazione poligrafica ed elettroculografica del sonno in soggetti normali
e soggetti con lesioni cerebrali unilaterali affetti da eminattenzione.
Descrizione
Abbiamo in precedenza documentato la sparizione dei movimenti oculari
rapidi del sonno REM (rems) diretti verso sinistra nei pazienti cerebrolesi destri
affetti da eminegligenza per lo spazio controlesionale sinistro. È nostra intenzione
approfondire tale osservazione al fine di studiare più in dettaglio le caratteristiche
metriche e dinamiche dei rems, paragonandole a quelle dei movimenti
saccadici della veglia, e stabilire se nei soggetti eminattenti la sparizione patologica
dei rems diretti verso sinistra induca una alterazione spazialmente congrua
nell’organizzazione spaziale della attività onirica riportata da tali pazienti.
Numero di soggetti: 10 pazienti cerebrolesi con eminegligenza spaziale.
D.3.4 – Orientamento della attenzione durante movimenti attivi
e passivi dell’asse testa corpo (i.e. influenze cross-modali
vestibolo-optocinetiche sull’orientamento
della attenzione implicita) (Fabrizio Doricchi)
Attività previste
Neuropsicologia
Valutazione riflessi oculovestibolari ed optocinetici, esperimenti psicofisici
in soggetti normali e cerebrolesi unilaterali.
Descrizione
Non sono attualmente disponibili dati sull’influenza dell’informazione
vestibolare a carico dell’orientamento implicito dell’attenzione nelle diverse
modalità sensoriali. Tale lacuna è rilevante viste le significative relazioni funzionali
che intercorrono tra sistema vestibolare e codifica multimodale dello
spazio. Le informazioni vestibolari contribuiscono, ad esempio, ad interpretare
correttamente i cambiamenti di flusso ottico causati da movimenti dello
sguardo durante la locomozione o ad aggiornare la codifica della posizione
del corpo nell’ambiente dopo rotazioni o traslazioni eseguite in assenza di
input visivi. Lo scopo di tale linea di ricerca è chiarire, tramite studi su sog-
2006 507

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
getti normali e cerebrolesi, le caratteristiche psicofisiche dell’interazione
cross-modale dell’informazione vestibolare e, tramite studi di brain imaging,
le basi neurali che sottendono tale integrazione.
Numero soggetti: 10 soggetti normali e 10 pazienti cerebrolesi unilaterali.
D.3.5 – Influenze retinotopiche e multimodali sulla codifica
della rappresentazione delle distanze spaziali
e numerico-quantitative (Fabrizio Doricchi)
Attività previste
Somministrazione di test visuospaziali e contemporanea registrazione dei
movimenti oculari in 10 pazienti con lesioni cerebrali unilaterali ed in 10 soggetti
di controllo.
Descrizione
Abbiamo eseguito un vasto numero di ricerche che hanno dimostrato
come la contemporanea presenza di deficit di codifica retinotopica (emianopsia)
e multimodale dello spazio (eminegligenza) possano creare dei deficit di
valutazione spaziale specificamente legati a tale combinazione patologica ed
assenti, invece, nel caso di disturbi selettivamente retinotopici o multimodali.
Abbiamo intenzione di estendere le nostre indagini allo studio delle influenze
retinotopiche e multimodali alla rappresentazione mentale di distanze fisiche
ed alla rappresentazione mentale di quantità numerico-spaziali. Saranno inoltre
esplorate a fondo le implicazioni riabilitative delle osservazioni cliniche fin
qui effettuate, allo scopo di elaborare protocolli riabilitativi specifici per
pazienti affetti da contemporanei disturbi retinotopici e multimodali.
D.3.6 – Studio clinico sperimentale finalizzato ad indagare se
ed in che modo le aspettative nelle due maggiori dimensioni
percettive (lo spazio e il tempo) possono essere compromesse
in pazienti con lesioni cerebrali focali (Luigi Pizzamiglio)
Descrizione
Il cervello riceve continuamente una enorme quantità di informazioni
sensoriali ma ha delle risorse limitate con cui trattarle. L’attenzione selettiva
assegna delle priorità nell’allocazione di queste risorse basandosi sulle variazioni
di motivazione, volizione, ed aspettativa. Il tipo di attenzione selettiva
più comunemente studiato è l’orientamento spaziale (Posner,1980), ma è
anche possibile orientare l’attenzione su attributi non spaziali, come oggetti
(Duncan,1984) o istanti nel tempo (Coull & Nobre,1998; Griffin & Nobre,
2005). L’opinione prevalente è che l’attenzione selettiva sia controllata da una
rete comune di regioni cerebrali multimodali parietali e frontali, che devia l’analisi
percettiva attraverso collegamenti neurali top-down (Heilman and Watson,
1977; Mesulam, 1981; Kastner and Ungerleider, 2000).
508 2006

Neuropsicologia
Recenti studi di orientamento temporale hanno suggerito che il controllo
e la modulazione attenzionale possano essere governati da meccanismi
diversi. Studi di neuroimmagini hanno mostrato come il controllo dell’attenzione
spaziale e temporale coinvolga solamente in parte sistemi sovrapposti
(Coull and Nobre, 1998; Coull et al., 2000). Ulteriori studi effettuati utilizzando
potenziali evento-relati (ERPs) hanno rivelato delle importanti differenze
nella modulazione dell’elaborazione di un obiettivo da parte dell’attenzione
spaziale e temporale. L’orientamento spaziale e temporale è stato
studiato tipicamente in prove che utilizzano cues simbolici che predicono,
rispettivamente, l’ubicazione spaziale o l’istante temporale, di un stimolo
imminente.
Questo paradigma tradizionale, anche se estesamente usato, non è particolarmente
rappresentativo dell’esperienza di ogni giorno. Nella vera vita, le
aspettative riguardanti degli eventi percettivi si sviluppano attraverso l’osservazione
dei loro attributi spaziali o temporali, come nel caso dell’occlusione
transitoria di oggetti in movimento. Inoltre, diversi tipi di aspettativa non si
verificano in modo isolato. L’aspettativa temporale normalmente è accompagnata
da aspettative sull’ubicazione e l’identità dello stimolo.
Un obiettivo degli studi in questo campo è di indagare la capacità
di diversi tipi di aspettativa di interagire tra loro per acuire le funzioni
attentive.
Abbiamo sviluppato una serie di prove per indagare se ed in che modo le
aspettative nelle due maggiori dimensioni percettive (lo spazio e il tempo)
interagiscono nelle prestazioni attenzionali di pazienti.
Soggetti
La ricerca verrà condotta su 20 pazienti con lesioni cerebrovascolari
destre o sinistre la cui sede verrà accertata tramite esami clinici e radiologici.
Saranno prevalentemente esaminati pazienti con lesioni unifocali localizzate
nella rete frontoparietale dorsale bilaterale costituita dalla regione supplementare
motoria e dal solco parietale, e la frontoparietale ventrale costituita
dal giro frontale inferiore e dalla giunzione temporo-parietale.
Primo esperimento
Compito di attenzione spaziale – Una croce appare al centro del monitor e
si muove dal centro verso la periferia dello schermo con una angolazione
casuale con incrementi di 30°. Tra il centro e la periferia dello schermo è
posta una fascia circolare avente funzione di occlusione visiva di un stimolo
target in movimento.
Dopo aver raggiunto l’occlusione, la croce scompare e la sua direzione
cambia. Alla sua ricomparsa, al paziente viene chiesto di rispondere se la croce
sia riapparsa più in alto o più in basso rispetto alla traiettoria originaria.
Compito di attenzione temporale – Nella versione temporale dell’esperimento
al paziente viene chiesto di rispondere se la croce sia ricomparsa più
presto o più tardi rispetto alla sua velocità originaria.
2006 509

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
Secondo esperimento
Compito di percezione spaziale – Al soggetto viene mostrata una coppia
di barre bianche in una posizione casuale sulla linea mediana verticale del
monitor (per evitare le distorsioni causate da eminegligenza in pazienti
parietali).
Lo stimolo viene presentato quattro volte ad intervalli di 1000 ms, ogni
volta in una diversa posizione casuale sulla linea mediana verticale, mantenendo
costante la separazione spaziale. Per evitare che i partecipanti non possano
semplicemente giudicare se una delle barre abbia cambiato posizione
nello stimolo target.
Al soggetto vengono mostrate una coppia di barre verdi che possono
essere più vicine o più lontane rispetto alla coppia di barre standard.
Il soggetto viene invitato a rispondere se le barre verdi siano più vicine o
più lontane rispetto alla coppia di barre standard.
Compito di percezione temporale – Al soggetto viene mostrato un
quadrato bianco, al centro dello schermo, che viene presentato quattro volte
ad intervalli continui che variano tra 400-600 ms o 800-1200 ms per set
di quattro.
Poi al soggetto viene mostrato un quadrato verde che appare dopo
un intervallo più corto o più lungo rispetto all’intervallo tra i quadrati
standard.
Il soggetto viene invitato a rispondere “ più presto ” o “ più tardi ”.
– Coull J.T., Frith C.D., Buchel C., Nobre A.C. (2000) Neuropsychologia 38: 808-819.
– Coull J.T., Nobre A.C. (1998) J Neurosc 18: 7426-7435.
– Duncan J. (1984) J Exp Psychol Gen 113: 501-517.
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– Heilman K.M., Watson R.T. (1977) Adv Neurol 18: 93-106.
– Kastner S., Ungerleider L.G. (2000) Ann Rev Neurosci 23: 315-341.
– Mesulam M.M. (1981) Ann Neurol 10: 309-325.
– Posner M.I. (1980) Q J Exp Psychol 32: 3-25.
D.4.1 – Ruolo dell’ippocampo nei disturbi di memoria topografica
(Cecilia Guariglia)
Descrizione
Numero totale di soggetti: 40
L’ippocampo è considerato una delle strutture fondamentali nei processi
di apprendimento di luoghi e percorsi. L’evidenza di un ruolo fondamentale
giocato dal sistema ippocampale deriva da studi sugli animali e da studi di
neuroimmagine funzionale (vedi le recenti revisioni di O’Mara, 2005 e di
Moscovitch et al., 2005). Tuttavia nei disturbi di memoria topografica conseguenti
lesioni cerebrali raramente è osservato un coinvolgimento dell’ipo-
510 2006

Neuropsicologia
campo e recenti tassonomie di questo tipo di disturbo falliscono nell’identificare
l’eventuale ruolo svolto da lesioni ippocampali nel generare disorientamento
topografico (Aguirre e D’Esposito, 1999).
Scopo del presente studio è valutare l’effetto di lesioni dell’ippocampo sui
processi di orientamento, memoria e navigazione ambientale. A tale scopo
saranno reclutati 10 pazienti epilettici che a causa di un epilessia farmacoresistente
vengono sottoposti a resezione chirurgica dell’ippocampo (gruppo
EI+). Poiché tali pazienti possono presentare una varietà di disturbi neuropsicologici
prima ancora dell’intervento chirurgico i pazienti reclutati verranno
esaminati prima dell’intervento e sei mesi dopo l’intervento. Dato che l’assunzione
di farmaci antiepilettici può influire sulle prestazioni sperimentali le
prestazioni dei pazienti verranno confrontate, oltre che con quelle di un
gruppo di controllo formato da soggetti non epilettici e non neurolesi di
uguale sesso, età e scolarità (gruppo C), con quelle di un gruppo di pazienti
epilettici affetti da una forma farmaco-resistente di epilessia, con focolaio in
aree diverse da quelle ippocampali (gruppo EI-). Quest’ultimo gruppo verrà
sottoposto all’esperimento 2 volte, prima dell’intervento chirurgico mirato a
ridurre l’epilessia e 6 mesi dopo l’intervento. Tutti i soggetti saranno sottoposti
ad una batteria di test neuropsicologici che valuti livello cognitivo generale,
attenzione, memoria, problem solving, linguaggio.
L’ambiente che verrà utilizzato per la procedura sperimentale consiste in
una versione adattata per l’uomo del labirinto acquatico di Morris (1981). Si
tratta di una stanza rettangolare (5 × 6 metri) le cui pareti sono ricoperte da
tende di colore blu che nascondono gli indizi ambientali (ad es., la porta, il
termosifone, le prese elettriche, etc). Il pavimento è verniciato di un colore blu
brillante per coprire eventuali segni sulle piastrelle. Quattro scatole nere sono
posizionate sul soffitto ai quattro angoli della stanza: in una delle scatole è
nascosta una telecamera con obiettivo grandangolare che consente la ripresa
dell’intera prova. Nella stanza è presente un target nascosto: un sensore ad
infrarossi, che entra in azione (producendo un suono) quando il soggetto si
sposta nel campo del sensore.
Per studiare le eventuali alterazioni di processi specifici di memoria
topografica e navigazione vengono utilizzate due condizioni. Nella prima
condizione (senza landmark: SL) la stanza sperimentale è completamente
vuota: in questa condizione le informazioni da memorizzare per una
corretta navigazione sono informazioni idiotetiche (informazioni vestibolari
e propriocettive relativa agli spostamenti dell’individuo nell’ambiente) e
informazioni visive sulla forma geometrica dell’ambiente. Nella seconda
condizione (con landmark: CL), verranno posti nella stanza sperimentale
due oggetti (un attaccapanni rosso e una lampada nera): in questa condizione
è possibile memorizzare la posizione del punto target in riferimento
alla posizione dei landmark. La posizione del target verrà modificata nelle
due condizioni.
I soggetti eseguiranno le due condizioni (SL e CL) in sessioni diverse. Si
muoveranno nell’ambiente su una sedia a rotelle motorizzata, che può essere
guidata attraverso l’uso di un joystick. Verranno bendati prima di essere trasportati
all’interno della stanza sperimentale e dopo aver trovato il target. Il
2006 511

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
loro compito sarà quello di trovare il target, spostandosi all’interno della
stanza e mettendo in atto una strategia di ricerca. Dopo aver trovato la posizione
del target, i soggetti dovranno effettuare una rievocazione immediata e
per 6 volte consecutive ritrovare il target, utilizzando una scorciatoia. Ogni
volta che il soggetto raggiungerà il target verrà bendato, disorientato e riposizionato
al punto di partenza. Il punto di partenza in cui il soggetto verrà posizionato
potrà essere sia lo stesso della prova di ricerca che diverso, in modo
da consentire lo studio dei processi di ri-orientamento. Dopo un intervallo di
30 minuti, trascorsi al di fuori della stanza sperimentale, il soggetto dovrà
nuovamente raggiungere la posizione target. La video-registrazione consentirà
sia la visualizzazione del percorso che la registrazione dei tempi di raggiungimento
del target. Il confronto tra le prestazioni dei pazienti EI+ dopo la
resezione chirurgica dell’ippocampo e quelle degli stessi pazienti prima dell’intervento
e dei soggetti degli altri due gruppi permetterà di individuare il
ruolo giocato dall’ippocampo in diversi processi di memorizzazione topografica
e di navigazione.
– O’Mara S. (2006) Behav Brain Res 174: 304-312.
– Moscovitch M., Rosenbaum R.S., Gilboa A., Addis D.R., Westmacott R., Grady C.,
McAndrews M.P., Levine B., Black S., Winocur G., Nadel L. (2005) J Anat 207: 35-66.
– Aguirre G.K., D’Esposito M. (1984) J Neurosci Methods 11: 47-60.
D.4.2 – Memoria visuo-spaziale nel micro-spazio e nel macro-spazio
(Cecilia Guariglia)
Descrizione
Numero totale di soggetti: 60
Viene di solito postulato che le capacità di percezione, rappresentazione e
memorizzazione di stimoli visuo-spaziali e di loro configurazioni misurate in
test carta e matita, utilizzando quindi una scala spaziale ridotta (o microspazio),
corrispondano o siano predittive delle capacità percettive, rappresentative
e mnestiche di stimoli ambientali (landmark) e di configurazioni
ambientali complesse (stanze, piazze, percorsi) su larga scala (o macro-spazio).
Tuttavia alcune osservazioni sembrano indicare la possibilità che,
almeno in alcuni casi, capacità di elaborazioni visuo-spaziali nel micro e nel
macro spazio non siano coincidenti (Grossi et al., 1989; Guariglia et al., 1993;
Pizzamiglio et al., 2002).
Lo scopo di questo studio è quello di indagare la memoria spaziale per i
luoghi facendo uso di una versione su larga scala del testi di Corsi (Orsini et
al., 1987), comparando questa capacità con quella misurata al test di Corsi.
Test che valuta la memoria visuo-spaziale a breve e lungo termine utilizzando
un piano rettangolare (30 × 25 cm) sul quale sono dislocati in posizioni
diverse 9 cubi. Lo sperimentatore tocca una sequenza di cubi ed al soggetto
viene successivamente richiesto di eseguire la stessa sequenza. Lo sperimentatore
inizia il test utilizzando una sequenza di due cubi, aumentando progressivamente
il numero di cubi (uno per volta) ogni volta che il soggetto esegue
512 2006

Neuropsicologia
correttamente due sequenze di una data lunghezza. Il test finisce quando il
soggetto sbaglia nel replicare due sequenze su tre. Al soggetto verrà quindi
somministrata una prova supra-span in cui gli verrà chiesto di apprendere
una sequenza di 8 cubi in un massimo di 18 ripetizioni e di ripeterla dopo un
intervallo di 5 minuti (Spinnler e Rognoni, 1989). La versione su larga scala di
questo test, in cui al soggetto viene chiesto di camminare in diversi punti dell’ambiente
invece che toccare diversi cubi, ci permetterà di valutare span e
apprendimento supra-span di memoria spaziale riguardante gli spostamenti
del proprio corpo nello spazio.
Poiché sono descritti casi di amnesia topografica in assenza di deficit di
memoria visuo-spaziale (vedi Farrell,1996, per una revisione della letteratura)
ci aspettiamo di trovare differenze di esecuzione tra le due versioni del compito
somministrato (“ larga scala ” o classico test di Corsi). Per la versione su
larga scala verrà utilizzato un tappeto 5 × 4 in una stanza completamente
vuota. Sul tappeto verranno dislocati 9 quadrati, di colore diverso da quello
del tappeto, le cui posizioni relative saranno le stesse dei cubi nel test di Corsi.
Per la somministrazione del test su “ larga scala ” verrà seguita la stessa procedura
utilizzata per il test di Corsi. Lo sperimentatore camminerà sul tappeto
fermandosi per 1 secondo ed alzando il braccio su ogni posizione (quadrato)
della sequenza che sta eseguendo.
Per la valutazione della memoria a breve termine (span), come per il test di
Corsi, lo sperimentatore inizierà il test usando una sequenza di due posizioni
che aumenterà gradualmente ogni volta che il soggetto replicherà correttamente
due sequenze con lo stesso numero di posizioni. Il test terminerà non appena il
soggetto sbaglierà nel replicare 2 sequenze su 3 di una data lunghezza. Lo span
equivarrà quindi al numero di posizioni correttamente ricordate.
Per la valutazione della memoria a lungo termine ai soggetti verrà richiesto
di apprendere una nuova sequenza di 8 posizioni. Analogamente a quanto
avviene nel test di Corsi, la sequenza verrà presentata per un massimo di 18
volte consecutive o finché il soggetto non dimostrerà di averla appresa, replicandola
per tre volte consecutive senza errori. Al soggetto verrà chiesto di
ripetere la sequenza in una prova differita, dopo un intervallo di 5 minuti trascorsi
in una stanza diversa.
Parteciperanno allo studio 10 pazienti con lesioni unilaterali destre, 10
pazienti con lesioni unilaterali sinistre, 10 pazienti epilettici con resezione
chirurgica dell’ippocampo, 10 pazienti epilettici sottoposti ad interventi chirurgici
per la riduzione dell’epilessia in aree diverse dall’ippocampo e 40 soggetti
di controllo della stessa età e scolarità dei pazienti. Tutti i pazienti
saranno sottoposti ad una valutazione neuropsicologica, che includerà anche
prove di memoria verbale a breve e a lungo termine, ed ad un esame neuroradiologico
per la valutazione della sede e dell’entità della lesione.
Il confronto tra le prestazioni nei due test permetterà di evidenziare eventuali
dissociazioni tra sistemi di memoria a breve e a lungo termine nei due
tipi di spazio (micro-spazio e macro-spazio). La correlazione tra sede lesione
e tipo di deficit di memoria visuo-spaziale (nel test di Corsi e nella sua versione
a larga scala) permetterà di individuare le aree cerebrali coinvolte in tipi
diversi di memoria visuo-spaziale.
2006 513

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
– Grossi D., Modafferi A., Pelosi L., Trojano L. (1989) Brain Cogn 10: 18-27.
– Guariglia C., Padovani A., Pantano P., Pizzamiglio L. (1993) Nature 364: 235-237.
– Pizzamiglio L., Iaria G., Berthoz A., Galati G., Guariglia C. (2003) J Clin Exper Neuropsychology
25: 769-782.
– Orsini A., Grossi D., Capitani E., Laiacona M., Papagno C., Vallar G. (1987) Ital J
Neurol Sci 8: 539-548.
– Spinnler H., Tognoni G. (1987) Ital J Neurol Sci 8(suppl.): 1-120.
– Farrell M.J. (1996) Neurocase 2: 509-520.
D.4.3 – Costruzione e standardizzazione di test per la valutazione della
capacità immaginativa in pazienti cerebrolesi (Cecilia Guariglia)
Descrizione
Nella pratica clinica sono noti fenomeni di alterazione delle immagini
mentali e della rappresentazione mentale di luoghi precedentemente familiari.
Pazienti con neglect rappresentazionale, ad esempio, quando viene chiesto
di descrivere da una prospettiva ben precisa una piazza nota della loro
città tenderanno a riportare soltanto gli elementi che si trovano nell’emispazio
immaginativo ipsilesionale omettendo quelli controlesionali, e dalla prospettiva
opposta riporteranno quegli elementi che prima avevano omesso, omettendo
quelli precedentemente riportati. Questo esempio dimostra chiaramente
che il loro problema non è di natura mnesica, ma che coinvolge più
profondamente la rappresentazione mentale di un luogo.
Uno studio di Guariglia e collaboratori (Guariglia C., Piccardi L. et al.
(2005) Neuropsychologia 43: 1138-1143) ha messo in evidenza che le capacità
navigazionali dei pazienti con neglect rappresentazionale risentono del loro
disturbo immaginativo: infatti, solo questi pazienti, e non quelli con neglect
visuo-spaziale, sono incapaci di costruire una rappresentazione mentale di un
ambiente nuovo. Questo risultato suggerisce che il disturbo rappresentativo
nel neglect non si limita alla rievocazione di luoghi familiari.
Il fatto che la presenza di un disturbo immaginativo unilaterale, come il
neglect rappresentazionale, interferisca con la capacità di costruire mappe
cognitive dell’ambiente e con le capacità navigazionali porta a domandarsi
quali siano gli effetti di altri disturbi immaginativi (come l’incapacità di generare
o manipolare immagini mentali descritta in seguito a lesioni cerebrali
sinistre) sulla rappresentazione e navigazione ambientale. Da ciò deriva l’esigenza
di approfondire e di studiare in maniera sistematica le immagini mentali,
la loro generazione e il loro utilizzo in pazienti cerebrolesi. Per questa
ragione nel corso del 2005 è stata costruita e standardizzata una batteria di
test che valuti diversi aspetti dei processi immaginativi.
La batteria di test prevede prove di tipo egocentrico (centrate sulla rappresentazione
dell’ambiente rispetto alla posizione dell’individuo) e allocentriche
(centrate sull’ambiente a prescindere dalla posizione dell’individuo) e
comprende i seguenti test:
– test di vividezza delle immagini mentali;
– test di generazione di immagini mentali categoriali e topografiche;
514 2006

Neuropsicologia
– test di assemblaggio;
– test di rotazione mentale;
– test di ricostruzione mentale;
– test di rievocazione di immagini su coordinate egocentriche;
– test di rievocazione di immagini su coordinate allocentriche;
– test di imagery di landmark;
– test di descrizione dalla memoria di luoghi familiari;
– O’Clock test.
La batteria sulle immagini mentali verrà somministrata a 20 pazienti cerebrolesi
con lesioni unilaterali dell’emisfero destro, 20 pazienti cerebrolesi con
lesioni unilaterali dell’emisfero sinistro ed ad un gruppo di 20 soggetti di controllo
di età e scolarità comparabile a quello dei pazienti. Tutti i pazienti
saranno sottoposti ad un esame neurologico, un esame opotmetrico del campo
visivo, un esame neuroradiologico ed ad una valutazione neuropsicologica per
la descrizione dei deficit cognitivi e l’esclusione dallo studio di pazienti affetti
da deterioramento mentale o da deficit linguistici la cui gravità impedisca l’esecuzione
dei test sperimentali. I soggetti di controllo saranno sottoposti al
M.O.D.A. (Brazzelli M., Capitani E., et al. (1994) MODA – Milan Overall
Dementia Assessment. Organizzazioni Speciali, Firenze) per l’esclusione di possibile
deterioramento cognitivo in fase iniziale. Nel corso dello scorso sono già
stati inclusi nello studio 10 pazienti cerebrolesi destri e 10 controlli. Nel corso
del 2006 lo studio verrà proseguito aumentando il gruppo di cerebrolesi destri
e il gruppo di controllo ed iniziando ad esaminare pazienti cerebrolesi sinistri.
L’analisi dei risultati e la comparazione tra i diversi gruppi permetterà da
una parte di meglio descrivere i deficit immaginativi nel neglect immaginativo
e dall’altra di evidenziare altri tipi di disturbo immaginativo (es. deficit di
generazione, di rotazione di assemblaggio, ecc. delle immagini mentali
visive), che passano inosservati alle comuni valutazioni neuropsicologiche. La
presenza di disturbi specifici verrà correlata alla sede della lesione (valutata
tramite l’esame neuroradiologico). I risultati del presente studio, inoltre, permetteranno
di verificare l’ipotesi della parziale indipendenza dei diversi processi
immaginativi tramite l’osservazione delle possibili dissociazioni nelle
prestazioni a compiti diversi.
D.4.4 – Trattamento riabilitativo dei disturbi dell’orientamento spaziale
(Chiara Incoccia)
I deficit dell’orientamento spaziale e topografico costituiscono uno dei
disturbi cognitivi maggiormente invalidanti per i soggetti che ne sono affetti,
non permettendo una reale autonomia negli spostamenti e, di conseguenza,
limitando fortemente le attività di vita quotidiana.
L’eziologia di tali deficit è inoltre molto varia: oltre agli esiti di diverse
patologie cerebrali acquisite (cerebropatie vascolari, traumatiche, emorragiche,
ecc.), un disturbo dell’orientamento spaziale si può riscontrare in malformazioni
cerebrali congenite (vedi caso clinico studiato nel precedente pro-
2006 515

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
getto e pubblicato in Iaria G., Incoccia C., Piccardi L., Nicò D., Sabatini U.,
Guariglia C. (2005) Neurocase 11(6): 463-474) e non è infrequente la sua presenza
anche in soggetti senza patologie cerebrali conclamate.
Nel corso di questo studio è stata messa a punto un’ampia batteria di test
neuropsicologici, prove sperimentali e di tipo ecologico, che ci permette di indagare
in particolare quali processi specifici siano danneggiati nei diversi pazienti,
per poter poi strutturare un adeguato trattamento riabilitativo. Per ogni paziente
è necessario, infatti, poter individuare quali differenti abilità cognitive implicate
nella capacità di orientarsi e muoversi nell’ambiente siano compromesse e stabilire
al contempo su quali processi integri si possa fare affidamento per addestrare
il paziente ad utilizzare delle efficaci strategie di compenso.
Nel corso della ricerca sono stati sottoposti alla valutazione dei disturbi
topografici 10 pazienti con patologie cerebrali di varia origine; all’interno di
questo gruppo, sono stati individuati 2 pazienti che presentavano un marcato
deficit di orientamento topografico, sia in ambienti sconosciuti che in
ambienti per loro familiari.
Una volta indagate nel dettaglio le caratteristiche dei loro deficit, è stato
messo a punto un trattamento che, basandosi sulle capacità residue, potesse permettere
loro di utilizzare strategie di compenso del disturbo e di sviluppare capacità
autonome di orientamento. Al termine del trattamento, entrambi i pazienti
hanno mostrato un notevole miglioramento delle capacità navigazionali, ma,
soprattutto, hanno raggiunto un soddisfacente grado di autonomia negli spostamenti.
Lo studio ci ha quindi permesso di mettere a punto alcune linee-guida per
la diagnosi e il trattamento dei deficit di orientamento topografico.
Nel presente studio ci poniamo l’obiettivo di selezionare, tramite la batteria
di test neuropsicologici e di prove ecologiche che è stata precedentemente messa
a punto, 5 pazienti con disturbo selettivo dell’orientamento spaziale. La valutazione
iniziale verrà condotta allo scopo di indagare in dettaglio gli specifici deficit
di ciascun paziente e le capacità cognitive residue e programmare, per
ognuno di essi, il piano di trattamento riabilitativo più idoneo. Nel corso del
trattamento e alla fine di esso, i pazienti verranno sottoposti a prove parallele
per verificare i miglioramenti ottenuti e calibrare, a seconda dei risultati, il tipo
di esercizi proposti. I pazienti, quindi, eseguiranno dei percorsi diversi da quelli
utilizzati durante la terapia, per verificare il grado di generalizzazione delle strategie
apprese e la loro capacità di estenderle ad ambienti differenti.
Dopo la fine del trattamento riabilitativo, verrà effettuata un’ulteriore
valutazione di follow up a distanza di almeno 6 mesi, per verificare la stabilità
dei risultati raggiunti e l’effettiva validità funzionale delle strategie di
compenso.
D.5.1 – Organizzazione cerebrale del linguaggio nei soggetti afasici bilingui
(Paola Marangolo)
Descrizione
Ad oggi, l’assunto sull’organizzazione cerebrale del linguaggio nei soggetti
bilingui è oggetto di ipotesi contrastanti. Alcuni studi recenti condotti
516 2006

su soggetti normali sostengono che l’età in cui le due lingue sono state
apprese e il loro livello di acquisizione sono due variabili che giocano un
ruolo fondamentale per stabilire se le due lingue possono o meno essere
rappresentate nelle stesse aree cerebrali. Gli studi concordano nel sostenere
che la sovrapposizione anatomica è maggiore se entrambe le lingue vengono
apprese in epoca precoce e se per entrambe il soggetto ha acquisito un alto
livello di padronanza.
Scopo di questa ricerca è quello di controllare il ruolo di tali variabili in
soggetti afasici bilingui. L’assunto sull’organizzazione cerebrale del linguaggio
nei soggetti bilingui essenzialmente concerne la questione se le lingue conosciute
sono rappresentate nella stesse aree cerebrali o in aree cerebrali
distinte. L’ipotesi avanzata nel passato era che tutte le lingue apprese fossero
localizzate nella stesse aree cerebrali. Tale ipotesi si basava sull’osservazione
che nei soggetti afasici bilingui il recupero di entrambe le lingue avveniva in
modo parallelo (1) . L’ipotesi opposta, di aree cerebrali distinte e separate per i
differenti linguaggi, era invece supportata dalla descrizione di profili di afasia
distinti nelle due lingue, pazienti classificati come afasici di Broca in una lingua
ed afasici di Wernicke nell’altra (2) .
In un lavoro recente, è stata descritta una dissociazione, a seguito di una
lesione sottocorticale, tra la capacità di produzione della lingua madre, gravemente
compromessa, e la produzione della seconda lingua, significativamente
meglio conservata (3) . Secondo gli autori, la selettiva compromissione per la
lingua madre a seguito di una lesione alle strutture sottocorticali potrebbe
essere stata determinata dal ruolo che tali strutture svolgono in sistemi di
memoria implicita ed automatica, strutture essenziali per il mantenimento
della prima lingua appresa (4) .
Diversi lavori di neuroimmagine funzionale sui soggetti normali, hanno
recentemente fornito informazioni più dettagliate sul modo con cui le diverse
lingue sono o meno rappresentate nello stesso substrato neuronale. L’età in
cui le due lingue sono state apprese e il loro livello di acquisizione sono due
variabili che giocano un ruolo fondamentale per stabilire il livello di sovrapposizione
anatomica. La sovrapposizione è maggiore se entrambe le lingue
sono state apprese in epoca precoce e se per entrambe il soggetto ha acquisito
un alto livello di padronanza (5-8) .
Obiettivi
Neuropsicologia
Lo scopo della presente ricerca è quello di valutare se, nei soggetti afasici
bilingui, il pattern di compromissione e di recupero nelle lingue apprese si
manifesta in modo simile o se segue andamenti diversi. Si valuterà inoltre se
l’età e/o il livello di acquisizione delle lingue apprese rappresentano variabili
predittive di un maggiore o minore coinvolgimento degli stessi substrati neuronali.
Al fine di ottenere un confronto chiaro del livello di compromissione
nelle lingue apprese, ai soggetti verrà somministrato lo stesso test “ Aachener
Afasia test ”, tradotto e standardizzato in diverse lingue (9) . Ai soggetti verrà
inoltre richiesto di eseguire una RMN strutturale per stabilire i correlati anatomici
responsabili del comportamento osservato.
2006 517

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
1. Fabbro F. (1999) The neurolinguistics of bilingualism. An introduction. Hove, UK:
Psychology Press Ltd.
2. Paradis M. (1998) In Stemmer B., Whitaker H. A. (eds) Handbook of neurolinguistics.
San Diego Academic Press, 418-431.
3. Aglioti S., Beltramell A., Girardi F., Fabbro F. (1996) Brain 119: 1551-1564.
4. Perani D., Bressi S., Cappa S.F., Vallar G., Alberoni M., Grassi F. et al. (1993) Brain
116: 903-919.
5. Kim K.H., Relkin N.R., Lee K.M., Hirsch J. (1997) Nature 388: 171-174.
6. Evans J., Workman L., Mayer P., Crawley K. (2002) Brain and Language 83: 291-299.
7. Perani D., Paulesu E., Galles N.S., Dupoux E., Dehaene S., Bettinardi V. et al.
(1998) Brain 121: 1841-1852.
8. Klein D., Milner B., Zatorre R.J., Zhao V., Nikelski J. (1999) NeuroReport 10:
2841-2846.
9. Luzzatti C., Willmes K., De Bleser R. (1991) Aachener Aphasia Test (AAT). Versione
italiana. Organizzazioni Speciali.
D.5.2 – Voxel-based Lesion Symptom Mapping (VLSM):
studio dei disturbi linguistici e dei correlati anatomici
in pazienti afasici (Paola Marangolo, Gaspare Galati)
Introduzione
Sin dalla loro nascita, le Neuroscienze Cognitive hanno avuto come scopo
principale quello di indagare la relazione tra aree cerebrali e funzioni cognitive
e sensoriali. Storicamente questa relazione è stata studiata tramite analisi
autoptiche di soggetti che presentavano specifici deficit. Tuttavia, negli ultimi
vent’anni, l’avvento di tecniche di indagine strutturale non invasive (TAC,
RMN etc.) ha permesso di acquisire una maggior mole di dati. È stato quindi
necessario sviluppare metodi di ricerca grazie ai quali fosse possibile fare
inferenze precise sulle relazioni tra le lesioni cerebrali e i sintomi che esse
possono produrre.
A questo scopo tradizionalmente sono stati utilizzati due approcci basati
su gruppi di pazienti con lesioni cerebrali acquisite:
Gruppi definiti su base comportamentale – I pazienti vengono divisi in
gruppi a secondo che essi manifestino o meno un determinato deficit comportamentale
(e.g. le sindromi afasiche, Kertesz, 1979). Le lesioni cerebrali dei
pazienti con il deficit vengono quindi sovrapposte per identificare una sede
lesionale comune. È anche possibile sovrapporre le lesioni dei pazienti senza
il deficit per determinare l’assenza di lesione in quella specifica area. Il limite
di tale approccio consiste nella necessità di distinguere tra prestazione patologica
e normale in modo binario, stabilendo un cut-off arbitrario che possa
discriminare la presenza o l’assenza di un determinato deficit. Così facendo,
quindi, non vengono considerate le variazioni di performance dei pazienti.
Gruppi definiti su base lesionale – I pazienti vengono suddivisi in gruppi in
base alla localizzazione delle loro lesioni cerebrali (e.g. la corteccia prefrontale
dorso-laterale in Chao e Knight, 1998) e i dati comportamentali dei diversi
518 2006

Neuropsicologia
gruppi di pazienti vengono confrontati. In questo modo viene valutato il ruolo di
una specifica area cerebrale di interesse (ROI) nell’elaborazione della funzione
cognitiva indagata. Tuttavia, tale metodologia non considera l’importanza di sottoaree
all’interno della ROI o di aree esterne a quelle di interesse.
La Voxel-based Lesion – Sympthom Mapping (VLSM, Bates e coll., 2003;
Saygin e coll., 2003) è una nuova metodologia che permette di stabilire relazioni
tra funzioni cognitive e aree cerebrali su una base voxel-by-voxel senza i
limiti precedentemente descritti delle metodologie tradizionali.
Tramite la VLSM infatti, vengono utilizzati dati comportamentali e lesionali
continui, senza la necessità di dividere a priori i pazienti in gruppi sulla
base di informazioni lesionali o di cut-off stabiliti in modo arbitrario. Per ogni
singolo voxel, i pazienti vengono suddivisi in due gruppi a seconda che esista
o meno una lesione in quel voxel. I risultati comportamentali dei due gruppi
vengono quindi confrontati e i risultati statistici di questo confronto vengono
riportati in mappe colorate che rappresentano il grado di coinvolgimento di
ogni singolo voxel nella funzione cognitiva indagata.
Scopi
• Individuare le “ sedi lesionali tipiche ” in 30 pazienti con diversi disturbi
di linguaggio.
• Evidenziare l’esistenza di aree e circuiti specifici che sottendono le
diverse funzioni linguistiche, utilizzando sia la risonanza magnetica che dati
ottenuti tramite la somministrazione di specifiche prove di linguaggio.
Soggetti
Parteciperanno alla ricerca 30 pazienti con afasia in fase cronica aventi
lesioni vascolari unilaterali sinistre. Prima di essere inclusi nella ricerca i
pazienti saranno preliminarmente sottoposti ad un’attenta valutazione clinica
e neuropsicologica allo scopo di escludere quelli con lesioni bilaterali, eziologia
tumorale o traumatica, tutti fattori che introdurrebbero nella ricerca una
fonte intrinseca di variabilità dei dati. La presenza di afasia verrà valutata
sulla base test standardizzati (Esame del Linguaggio II, Ciurli e coll., 1996;
Western Aphasia Battery, Kertesz, 1979) e prove ad hoc che comprendono
compiti in grado di valutare le diverse sottofunzioni linguistiche (linguaggio
spontaneo, comprensione e produzione orale e scritta di parole semplici,
parole composte, parole numero e numeri). Inoltre verrà somministrata una
batteria computerizzata (della durata di circa 1 ora) composta da tre trials in
cui verrà chiesto ai pazienti di leggere e ripetere delle parole e denominare
oralmente delle figure.
Metodo
Il progetto prevede l’utilizzo della risonanza magnetica per ottenere delle
immagini strutturali ad alta definizione dell’anatomia cerebrale. Le lesioni
verranno visualizzate e localizzate sia su mappe corticali bidimensionali che
su uno spazio stereotassico standard, in modo da permettere confronti con
2006 519

Sezione III: Linea di ricerca corrente D
studi precedenti che hanno finora rappresentato la sede lesionale tipica di afasia
nello spazio 3-D di tipo Talairach.
L’area di sovrapposizione delle lesioni di più pazienti con analoga sintomatologia
verrà considerata come sede lesionale “ tipica ”. Si tenterà quindi di
correlare specifici tipi di sintomatologia, evidenziabili tramite le prove presentate,
con specifiche sedi lesionali tramite l’utilizzo di un software specifico
(VLSM, Bates e coll., 2003).
– Bates E., Wilson S.M., Saygin A.P., Dick F., Sereno M.I., Knight R.T., Dronkers N.F.
(2003) Nat Neurosci 6: 448-450.
– Chao L.L. & Knight R.T. (1998) J Cogn Neurosci 10: 167-177.
– Ciurli P., Marangolo P., Basso A. (1996) Esame del Linguaggio-II. Organizzazioni
speciali, Firenze.
– Kertesz A. (1979) Aphasia and associated disorders: Taxonomy, localization, and
recovery. New York: Grune & Stratton.
– Rorden C., Brett M. (2000) Behav Neurol 12: 191-200.
– Saygin A.P., Dick F., Wilson S.W., Dronkers N.F., Bates E. (2003) Brain 126:
928-945.
D.5.3 – Sviluppo ed efficienza della lettura lessicale: fattori linguistici
e cognitivi (Pierluigi Zoccolotti)
Attività previste
Si intende valutare l’evoluzione della lettura lessicale attraverso:
– Uno studio longitudinale che chiarisca in che misura lo sviluppo della lettura
lessicale sia facilitato dalla presentazione ripetuta di una stessa parola e sia
influenzato da abilità linguistiche di tipo non-fonologico (lessicali, semantiche,
morfologiche, grammaticali), oltre che da fattori cognitivi non verbali.
– Uno studio trasversale che consenta di osservare l’emergere di alcuni
effetti della lettura lessicale (lessicalità, frequenza e immaginabilità/età di
acquisizione) nelle prime fasi di sviluppo della lettura.
Inoltre, si vuole esaminare la lettura patologica valutando l’efficienza
della via lessicale e sublessicale in ragazzi italiani con e senza deficit specifico
di lettura, sfruttando alcuni degli effetti (lessicali e non lessicali) che saggiano
in modo specifico il funzionamento delle due vie di lettura.
Descrizione
Per valutare i fattori sottostanti lo sviluppo della lettura lessicale, si effettuerà
uno studio longitudinale seguendo lo sviluppo della lettura in 50 bambini
di prima elementare. La prestazione di lettura sarà valutata con categorie
di analisi che sono state messe a punto in precedenti ricerche e che individuano
il passaggio da una lettura pre-alfabetica, ad una lettura fonologica e
l’emergere di una lettura lessicale. Saranno analizzati: le abilità di fusione
fonemica e di memoria ortografica che sostengono la prestazione di lettura in
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Neuropsicologia
ognuna delle fasi di sviluppo della lettura; l’effetto dell’incontro ripetuto con
una stessa parola.
I bambini saranno riosservati alla fine della prima e all’inizio della
seconda elementare, momento in cui si useranno prove di lettura che valutano
diversi indicatori della lettura lessicale (lessicalità e frequenza), e gli
effetti semantico-lessicali di immaginabilità ed età di acquisizione.
Identificate le prestazioni caratterizzate da un alto o basso sviluppo
della lettura lessicale, si valuterà in che misura uno sviluppo più o meno
avanzato della lettura lessicale sia spiegato dalle abilità fonologiche (fusione
fonemica) e dalle conoscenze ortografiche (identificazione corretta di lettere)
osservate nel corso della prima elementare, e si studierà in che misura
abilità linguistiche non-fonologiche (lessico, morfologia, grammatica,
semantica), oltre che abilità cognitive non verbali, contribuiscano allo sviluppo
della lettura lessicale. Il contributo di questi fattori nello spiegare un
alto o basso livello di lettura lessicale sarà valutato attraverso tecniche statistiche
multivariate.
Per scoprire in che momento evolutivo si riscontri nei bambini l’effetto
di lessicalità, e quanto questo sia in relazione alla frequenza della parola, 50
bambini all’inizio della seconda elementare saranno sottoposti ad una prova
che valuta gli effetti semantici (per es., immaginabilità della parola) sulla
lettura. I lettori esperti di una lingua trasparente non sono influenzati da
caratteristiche semantiche né dall’età alla quale la parola è stata acquisita.
Lettori meno esperti fanno però maggiore ricorso a queste proprietà per
facilitare il recupero della forma. Si ipotizza che i bambini all’inizio della
seconda elementare, in fase di strutturazione delle abilità di lettura, siano
più influenzabili da immaginabilità ed età di acquisizione delle parole
rispetto a bambini di terza o quinta elementare in cui la presenza di questi
effetti è già nota.
Infine, sarà valutata l’efficienza della via lessicale e sublessicale in
ragazzi italiani con e senza deficit specifico di lettura. Si sfrutteranno alcuni
degli effetti (come l’effetto frequenza e l’effetto di contestualità dei grafemi)
che testano in modo specifico il funzionamento delle due vie di lettura. La
superiorità per la lettura di parole ad alta frequenza rispetto a quelle di
bassa frequenza indica il contributo dell’analisi lessicale alla lettura. L’effetto,
trovato in lettori italiani di diversa età, non è stato mai verificato su
ragazzi con deficit di lettura. Se il disturbo di lettura dei ragazzi italiani è
dovuto ad un deficit della via lessicale, ci aspettiamo un effetto di frequenza
assente o comunque ridotto nei ragazzi con dislessia. L’effetto di contestualità
dei grafemi (prestazione migliore nel leggere parole con grafemi semplici
che parole con grafemi sensibili al contesto) permette di valutare la
procedura di lettura sublessicale. L’effetto di contestualità influenza i tempi
di lettura delle parole a bassa ma non ad alta frequenza sia negli adulti che
nei bambini, coerentemente con l’idea che la lettura attraverso la via lessicale
non è sensibile all’effetto di contestualità dei grafemi e che il locus dell’effetto
è nella via sublessicale. A causa del loro sovra-utilizzo della procedura
sublessicale di lettura, ci aspettiamo effetti di contestualità più forti
per i dislessici che per i lettori esperti.
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Sezione III: Linea di ricerca corrente D
In un primo esperimento, mediante il paradigma dei tempi di reazione
vocale all’onset, si esaminerà in modo congiunto l’effetto di frequenza d’uso e
quello di contestualità dei grafemi. Saranno esaminati 40 ragazzi di prima
media, metà con dislessia e metà con normali capacità di lettura.
In un secondo esperimento si esaminerà il locus dell’ipotizzato disturbo
lessicale nei ragazzi con dislessia utilizzando il paradigma del “ delayed
naming ”, una variante del paradigma dei tempi di reazione vocale che si basa
sul rinvio della produzione della risposta. Con questa tecnica sarà possibile
valutare se l’aumentato effetto della lunghezza presentato da questi ragazzi si
mantiene in una situazione che isola una componente di tipo produttivo.
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