Azione e percezione della costruzione del mondo cognitivo

Data inizio
10 gennaio 2003
Durata (mesi) 
48
Dipartimenti
Neuroscienze, Biomedicina e Movimento
Responsabili (o referenti locali)
Berlucchi Giovanni

I compiti, che saranno condivisi fra tutti i partecipanti, riguardano:
  1. Studio delle abilità prassiche in pazienti callosotomizzati.
    I pazienti con disconnessione interemisferica da sezione del corpo calloso mostrano una interessante alterazione della prassia che colpisce la mano sinistra, in assenza di disturbi di senso e di moto della mano medesima. Essi sono perfettamente in grado di imitare con una mano o con l'altra movimenti effettuati da un esaminatore di fronte a loro in visione centrale, come sono in grado di imitare, sempre con ciascuna mano, posture manuali proiettate al solo emisfero controlaterale. Ciò dimostra che ciascun emisfero è in grado di controllare perfettamente la mano del lato opposto nell'imitazione visuomotoria. Se tuttavia si dà al paziente una istruzione verbale per l'esecuzione di un semplice gesto (fare le corna, fare il segno del bere, fare il segno di alt, ecc.), l'istruzione viene eseguita perfettamente con la mano destra, ma non con la mano sinistra. Si attribuisce questa alterazione disprassica ad una incapacità dell'emisfero destro, in buona parte privo di abilità linguistiche, di tradurre in azione il comando verbale. L'emisfero destro di questi pazienti costituisce pertanto un buon modello per distinguere le basi nervose della prassia visuomotoria da quelle della prassia guidata dal linguaggio. Ci si propone di utilizzare tecniche comportamentali, elettrofisiologiche e di "brain imaging" per individuare i substrati nervosi delle due forme di prassia nel cervello di pazienti callosotomizzati. Inoltre, poiché è noto che l'apprendimento motorio procedurale, pur largamente indipendente dal linguaggio, può utilizzare ausili verbali ("gira a destra o a sinistra" in un labirinto), si confronteranno appredimenti procedurali con la mano destra e con la mano sinistra in pazienti callosotomizzati, con l'intento di valutare il possibile apporto del linguaggio ai due processi di apprendimento. Un altro esperimento verrà eseguito su pazienti con lesioni cerebrali unilaterali che abbiano tipici disturbi di aprassia ideomotoria, con incapacità di eseguire gesti sia per imitazione visiva che su comando verbale. L'ipotesi che la comprensione di un gesto motorio dipende dalla possibilità di eseguirlo verrà saggiata con l'analisi degli eventuali disturbi di comprensione dei gesti di questi pazienti, anche in riferimento alla sede della lesione cerebrale.
  2. Strategie motorie nella imitazione e differenze interemisferiche.
    Quando due persone si fronteggiano ed una deve imitare i movimenti dell'altra, l'imitazione può avvenire in almeno due forme. La prima forma, definibile come anatomica, comporta che l'imitatore attivi esattamente gli stessi effettori (e quindi gli stessi meccanismi nervosi) attivati dal modello: per esempio, i muscoli che elevano il braccio destro.
    Un'altra forma di imitazione, definibile come speculare, comporta invece che l'imitatore attivi gli effettori che condividono un riferimento spaziale esterno con gli effettori attivati dal modello: per esempio, se quest'ultimo solleva il braccio destro, l'imitatore solleva il braccio sinistro, in modo spazialmente compatibile con il movimento imitato. La prima forma di imitazione sembra basata primariamente sul costrutto mentale dello schema corporeo, che consente il riconoscimento delle precise corrispondenze fra l'anatomia del proprio corpo e quella degli altri. La seconda forma di imitazione è basata molto probabilmente sull'indirizzamento di qualche forma di attenzione da parte sia del modello sia dell'imitatore verso una stessa regione dello spazio, o eventualmente un oggetto in essa contenuto. Fra i numerosissimi fattori, che in una condizione di libera scelta determinano la forma dell'esecuzione dell'imitazione, occupa una posizione di rilievo il tipo di effettore. Se il movimento da imitare è uno spostamento dello sguardo, che implica in genere uno spostamento dell'attenzione visuospaziale, la forma di imitazione è quasi senza eccezione quella speculare: lo sguardo del modello e quello dell'imitatore puntano nella stessa direzione. Altri movimenti, come ad esempio i movimenti degli arti verso il corpo, tendono invece ad essere imitati nella forma anatomica. Se ciò avviene di regola nel soggetto normale, non si conosce bene, al contrario, l'andamento dell'imitazione in soggetti con disconnessione interemisferica per sezione del corpo calloso. L'interesse di studiare l'imitazione in questi soggetti (che possono imitare movimenti sia oculari che degli arti di destra e di sinistra) deriva da due conoscenze:
    1. lo schema corporeo, pur completo, tende ad alterarsi episodicamente per l'insorgenza di un "neglect" per la parte sinistra del corpo, che può far sì che l'imitazione avvenga sempre con gli arti di destra, indipendentemente dagli arti usati dal modello;
    2. la codificazione dello spazio esterno, e l'attenzione visuospaziale sono anch'esse soggette a variazioni durante le quali ciascun emisfero, indipendentemente dall'altro, tende a raccogliere ed elaborare solo le informazioni provenienti dallo spazio controlaterale.
    Si propone di studiare l'imitazione di vari gesti motori in una popolazione di pazienti callosotomizzati, sia da un punto di vista puramente comportamentale, sia, successivamente, con tecniche elettrofisiologiche e di "brain imaging". Il modello da imitare può essere presentato in visione centrale, e quindi ad entrambi gli emisferi, o in visione periferica, con accesso limitato ad un emisfero. Ciò permetterà di rilevare eventuali asimmetrie emisferiche nel controllo dell'imitazione.
  3. modelli interni dello schema corporeo e loro influenza sul controllo motorio.
    Lo schema corporeo è un costrutto mentale che indica l'esistenza nel sistema nervoso centrale di un modello interno, sia statico che dinamico, dell'anatomia esterna del corpo. La presenza di questo modello influenza sia l'azione che la percezione di movimenti biologici. Sul piano neurofisiologico, è noto che il pensare un movimento facilita i substrati cerebrali di quel movimento, come dimostra l'aumentata risposta della corteccia motoria alla stimolazione magnetica transcranica. D'altra parte, la percezione visiva di movimenti impossibili di un modello artificiale di corpo è meno facile della percezione di movimenti possibili. Ci si propone di studiare l'influenza dell'immaginazione di movimenti impossibili, come ad esempio una estensione dell'avambraccio sul braccio al di là del limite naturale dell'articolazione dl gomito, sulla eccitabilità della corteccia motoria. La previsione è che l'immaginazione di movimenti impossibili, incompatibili con il modello interno del corpo, non abbia influenza sulla eccitabilità delle regioni motorie, o per lo meno abbia una influenza molto minore rispetto alla immaginazione di movimenti possibili. Ci si propone anche di eseguire l'esperimento su soggetti con disconnessione interemisferica da sezione del corpo calloso, con l'intento di vedere se le modificazioni della eccitabilità corticale in rapporto alla immaginazione di movimenti possibili e impossibili differiscano fra i due emisferi.

Enti finanziatori:

Ministero dell'Istruzione dell'Università e della Ricerca
Finanziamento: assegnato e gestito da un ente esterno all'ateneo
Programma: FIRB

Partecipanti al progetto

Giovanni Berlucchi
Professore emerito
Leonardo Chelazzi
Professore ordinario
Carlo Alberto Marzi
Incaricato alla ricerca
Giancarlo Tassinari
Professore ordinario

Collaboratori esterni

Tullio Manzoni
Università di Ancona Professore Ordinario
Mara Fabri
Politecnico delle Marche Ricercatore
Salvatore Maria Aglioti
Universita' di Roma "La Sapienza" Dip. Psicologia Professore associato

Attività

Strutture di ricerca