• NEUROPSICOLOGIA
• MENTE E MOVIMENTO: UNO STUDIO PET SULLA PERCEZIONE ED INTERPRETAZIONE DI MOVIMENTI INTENZIONALI COMPLESSI
• PIANO MEDIANO SAGITTALE E BISEZIONE DI LINEE IN PAZIENTI CON NEGLECT: EFFETTI DIREZIONALI DIVERGENTI
• VALUTAZIONE DELL’ANISOMETRIA ORIZZONTALE NELL’EMINATTENZIONE MEDIANTE COMPITI NAVIGAZIONALI E NON NAVIGAZIONALI
• COME LA POSIZIONE DELLA TESTA INFLUENZA LA PERCEZIONE DELLA DIREZIONE DELLO SGUARDO: IMPRECISIONE DEL SISTEMA PERCETTIVO

NEUROPSICOLOGIA

MENTE E MOVIMENTO: UNO STUDIO PET SULLA PERCEZIONE ED INTERPRETAZIONE DI MOVIMENTI INTENZIONALI COMPLESSI

L’attività cerebrale sottostante la "teoria della mente", ovvero la capacità di attribuire pensieri ed emozioni a se stessi e ad altri al fine di descriverne e prevederne il comportamento, è stata negli ultimi anni oggetto di studio nel campo della neuro-immagine. A differenza dei precedenti paradigmi impiegati per investigare la "teoria della mente" (Fletcher et al, 1995, Happè 1996), basati sulla comprensione verbale, il presente lavoro si basa esclusivamente sulla percezione visiva.

Heider e Simmel (1944) hanno dimostrato che è possibile attribuire stati mentali a figure geometriche semplicemente osservando la traiettoria dei loro movimenti. Inoltre, Berry et al. (1992, 1993) hanno sottolineato che la propensione di adulti e bambini a descrivere le animazioni in termini antropomorfici è basata sulle proprietà del movimento caratteristiche del filmato, e non sulle caratteristiche degli stimoli.

Prendendo spunto da questi lavori, abbiamo creato dei cartoni animati muti i cui protagonisti sono un triangolo grande e uno più piccolo che si muovono su di uno sfondo bianco. Per poter investigare l’attività cerebrale associata all’attribuzione di stati mentali (capacità anche denominata "mind-reading"), abbiamo creato tre tipi di animazioni, caratterizzate da diversi tipi di movimento. Nella condizione "teoria della mente" i due triangoli interagiscono in modo complesso, come se il loro movimento fosse determinato dai loro pensieri o sentimenti. Nella condizione "comportamentale" -goal-directed- i triangoli si muovono prendendo in considerazione le reciproche azioni. L’ultimo tipo di movimento è di tipo "random", senza alcuna interazione tra i due triangoli.

L’ipotesi riguarda l’attività celebrale associata all’osservazione delle animazioni in cui i soggetti attribuiscono stati mentali complessi. Si prevede un incremento di attività nell’area prefrontale media, simile ai risultati di precedenti studi PET.

Il campione consiste in sei soggetti volontari adulti maschi (20-31 anni) a cui è dato un rimborso spese. Durante lo scanning i soggetti hanno osservato in totale 12 cartoni animati sullo schermo di un computer, quattro per ogni tipo di movimento: movimento che elicita l’attribuzione di stati intenzionali, di azioni finalizzate, e di traiettoria random. Ogni sequenza dura circa 34-45 secondi. La presentazione delle animazioni era controbilanciata tra soggetti, ed era divisa in due blocchi: in uno veniva suggerito al soggetto, prima di ogni scan, che tipo di animazione avrebbe visto, nell’altro non veniva dato alcun suggerimento. Il compito richiesto consisteva nell’osservare attentamente il filmato e, alla fine dello scanning, rispondere alla domanda "Che cosa succedeva in questa animazione?". Le risposte sono state registrate e codificate relativamente al tipo di descrizione fornita: termini intenzionali, lunghezza, correttezza, esitazione.

L’analisi statistica dei dati PET è stata eseguita con la tecnica di "Statistical Parametric Mapping" implemented in SPM97 (Wellcome Department of Cognitive Neurology, Friston et al. 1995a). Per ogni soggetto, un set di 12 PET scan è stato automaticamente ri-allineato e normalizzato sulla dimensione di Tailarach e Tournoux (1988).

I soggetti hanno attribuito al movimento dei protagonisti delle animazioni un diverso grado di intenzionalità (F (2,10)= 154.75, p< .000): maggiore intenzionalità alle animazioni "teoria della mente" rispetto alle "comportamentali" (t-value= -5.89, p= .002) e alle "random" (t-value= -16.04, p< .000). Al movimento random sono stati attribuiti significativamente meno stati intenzionali rispetto alle animazioni comportamentali (t-value= 17.43, p< .000). La condizione relativa al suggerimento non ha fornito alcun effetto significativo.

Non si è osservata alcuna differenza relativa all’ordine di presentazione o alla condizione di suggerimento. I tre tipi di animazione hanno provocato invece significative differenze nel flusso cerebrale sanguigno. I risultati intenzionali (metodo della sottrazione: animazioni "teoria della mente" meno animazioni "comportamentali" e "random"), indicano un aumento di attività cerebrale in associazione con l’attribuzione di stati intenzionali in quattro aree principali: il solco temporale superiore, il giro occipitale, il giro fusiforme ed il giro frontale medio.

Il risultato riguardante l’aumento di attività nell’area medio-frontale (Broadman area 9) durante l’osservazione di movimenti intenzionali conferma precedenti risultati PET. La stessa area è stata associata all’osservazione del movimento di un essere umano rappresentato da un tracciato luminoso (Bonda et al., 1996). L’attività della regione medio-frontale è stata osservata anche in studi di auto-monitoraggio mentale. La giuntura temporo-parietale fa parte del network cerebrale attivato durante l’osservazione di movimenti biologici.

L’interesse nell’attività cerebrale durante l’attribuzione di stati mentali nasce dalla speranza di una migliore comprensione del funzionamento neurale anormale in individui che presentano un deficit cognitivo specifico riguardante la capacità di "mentalizzare" (Autismo e Sindrome di Asperger).

Berry,-Diane-S.; Misovich,-Stephen-J.; Kean,-Kevin-J.; Baron,-Reuben-M.(1992) Effects of disruption of structure and motion on perceptions of social causality. Personality-and-Social-Psychology-Bulletin. Apr; Vol 18(2): 237-244

Berry,-Diane-S.; Springer,-Ken (1993) Structure, motion, and preschoolers’ perceptions of social causality. Ecological-Psychology. Vol 5(4): 273-283

Bonda-E; Petrides-M; Ostry-D; Evans-A (1996). Specific involvement of human parietal systems and the amygdala in the perception of biological motion J-Neurosci, Jun 1; 16(11), 3737-44

Fletcher, P.C., Happé, F., Frith, U., Baker, S.C., Dolan, R.J., Frackowiak, R.S.J., & Frith, C.D. (1995) Other minds in the brain: a functional imaging study of "theory of mind" in story comprehension. Cognition, 57, 109-128.

Friston, K.J., Holmes, A.P., Worsley, K.J., Poline, J-B., Frith, C.D. & Frackowiak, R.S.J. (1995a) Statistical parametric maps in functional imaging: A General Linear approach. Human Brain Mapping, 2, 189-210.

Happé, F., Ehlers, S., Fletcher, P., Frith, U., Johansson, M., Gillberg, C., Dolan, R., Frackowiak, R. & Frith, C. (1996) ‘Theory of mind’ in the brain: Evidence from a PET scan study of Asperger syndrome. NeuroReport, 8, 197-201.

Heider,-F.; Simmel,-M. (1944) An experimental study of apparent behavior. American-Journal-of-Psychology, 57, pp. 243-259.

Talairach, J. & Tournoux, P. (1988) A Co-planar Stereotaxic Atlas of a Human Brain. Stuttgart, Thieme-Verlag.

PIANO MEDIANO SAGITTALE E BISEZIONE DI LINEE IN PAZIENTI CON NEGLECT: EFFETTI DIREZIONALI DIVERGENTI

Il piano mediano sagittale del corpo è un riferimento di primaria importanza per la costruzione di rappresentazioni spaziali egocentriche. Le teorie attuali sull’eminegligenza spaziale (Karnath, 1997) riconoscono nella deviazione ipsilesionale di tale sistema un aspetto fondamentale e causale del disturbo. La maggioranza degli studi ha descritto uno spostamento sistematico verso destra della posizione percepita del piano mediano in pazienti con eminegligenza sinistra, misurata con un compito di puntamento manuale al buio o chiedendo ai soggetti di fermare uno stimolo visivo in movimento nel punto ritenuto essere "dritto davanti a sé". Negli ultimi anni, però, sono emerse evidenze a favore di un andamento più complesso e non direzionale delle prestazioni di questi pazienti. In particolare, Farné e collaboratori (1998) hanno evidenziato nel compito visivo uno spostamento ipsilesionale solamente nelle prove in cui lo stimolo visivo si muoveva in direzione controlesionale: un chiaro effetto della direzione di scansione. Analogamente, il compito di puntamento manuale potrebbe risentire di bias motori direzionali, che sono stati descritti nei pazienti eminegligenti (Heilman, 1985). Il presente lavoro ha voluto verificare l’esistenza o meno di uno spostamento ipsilesionale del piano mediano sagittale, cercando di eliminare i bias appena descritti. Per fare ciò, è stata utilizzata la tecnica psicofisica degli stimoli costanti, chiedendo ai soggetti di giudicare se una barretta verticale posta in posizioni prestabilite lungo la dimensione orizzontale dello spazio, fosse a destra oppure a sinistra rispetto al piano mediano (Hasselbach e Butter, 1997): tale paradigma non prevede stimoli in movimento e, esteso alla modalità propriocettiva, non richiede risposte motorie. L’utilizzo dello stesso paradigma anche in un compito di bisezione di linee ha inoltre permesso di effettuare il confronto tra giudizi di natura egocentrica e giudizi di natura allocentrica.

Sono stati esaminati 10 cerebrolesi destri con neglect per lo spazio sinistro, 10 cerebrolesi destri senza neglect e infine 10 soggetti senza lesioni cerebrali. Il lato e la localizzazione di queste ultime è stato verificato mediante TAC o MRI. Le sessioni sperimentali erano due: 1) una sessione "visiva", costituita da due compiti, nella quale i soggetti, posti di fronte ad uno schermo con la testa bloccata, dovevano riportare verbalmente se una barretta bianca verticale si trovava a destra oppure a sinistra rispetto al loro piano mediano oppure rispetto al centro di una linea orizzontale; 2) una sessione "propriocettiva", nella quale i soggetti, con gli occhi coperti da una mascherina, dovevano riportare verbalmente se la loro mano destra, portata passivamente dallo sperimentatore in posizioni prestabilite lungo il piano perpendicolare al piano mediano sagittale, si trovava a destra oppure a sinistra di esso. Attraverso il modello probit di "stima della massima verosimiglianza" è stato calcolato, per ciascun soggetto, il punto in cui la probabilità di dire "destra" e quella di dire "sinistra" si equivalevano (PSE o punto di uguaglianza soggettiva ). Oltre ad esso, è stato stimato anche l’intervallo di differenza appena percepibile (JND): minore tale intervallo, maggiore la consistenza da parte del soggetto nel fornire le proprie risposte. Le differenze tra i gruppi nei tre compiti per quanto riguarda il PSE e il JND sono state valutate con una serie di analisi della varianza.

Piano mediano soggettivo visivo e propriocettivo: il punto di uguaglianza soggettiva (PSE) non differiva significativamente nei tre gruppi esaminati. Negli stessi due compiti la differenza appena percepibile (JND) era invece significativamente più grande nel gruppo di pazienti con neglect rispetto ai cerebrolesi destri e ai controlli.

Bisezione di linee (modalità visiva): il PSE presentava una significativa differenza nei pazienti con neglect, nei quali il punto mediano era spostato verso la destra del segmento. Anche in questo compito la JND dei pazienti con neglect era significativamente maggiore rispetto agli altri due gruppi; tale valore era comunque significativamente minore rispetto a quello da loro ottenuto ai due compiti di midline.

Il presente lavoro ha evidenziato una netta dissociazione tra la prestazione dei pazienti con neglect sinistro in un compito classico di bisezione di linee e quella in un compito di midline soggettiva: mentre nella bisezione é emerso l’atteso spostamento verso destra del punto di uguaglianza soggettiva, i giudizi di midline non sono risultati affetti da errori direzionali, in entrambe le modalità investigate. Nonostante ciò, essi erano caratterizzati da una variabilità di giudizio molto elevata, maggiore rispetto a quella del compito di bisezione: questi dati depongono a favore di una difficoltà qualitativamente diversa, da parte dei pazienti con neglect, nel compiere giudizi di localizzazione in relazione al proprio corpo (egocentrici) o in relazione ad un oggetto esterno ad esso (allocentrici). In conclusione, il sistema di riferimento egocentrico sembra essere effettivamente danneggiato nel neglect, ma questo danneggiamento sembra essere di tipo più complesso di una semplice deviazione del piano mediano.

Farné A., Ponti F., Làdavas E. (1998). Neuropsychologia 36 (7): 611-623.

Hasselback M., Butter C.M. (1997) In: Thier P., Karnath H.-O. (Eds), Parietal lobe contributions to orientation in 3D space. Springer-Verlag, Heidelberg, pp.579-595.

Heilman K.M., Bowers D., Coslett H.B., Whelan H., Watson R.T. (1985) Neurology 35: 855-859.

Karnath H.O. (1997) In: Thier P., Karnath H.-O. (Eds), Parietal lobe contributions to orientation in 3D space. Springer-Verlag, Heidelberg, pp.497-520.

VALUTAZIONE DELL’ANISOMETRIA ORIZZONTALE NELL’EMINATTENZIONE MEDIANTE COMPITI NAVIGAZIONALI E NON NAVIGAZIONALI

Negli ultimi anni, una serie di lavori ha dimostrato che nell’eminattenzione è presente un’anisometria della rappresentazione dello spazio lungo la dimensione orizzontale , consistente in un’espansione della rappresentazione dell’emispazio sinistro ed in una compressione di quello destro. Recentemente, Doricchi ed Angelelli hanno rilevato come l’anisometria sia maggiore nei pazienti eminattenti con concomitante deficit di campo visivo, rispetto a quelli senza deficit di campo visivo. Poiché i compiti utilizzati negli esperimenti che valutano la presenza di anisometria orizzontale sono per lo più compiti di elaborazione visuo-spaziale, ci siamo chiesti se l’effetto di anisometria sia presente solo quando si richiede un’elaborazione visuo-percettiva o visuo-immaginativa dello stimolo, o anche in un compito navigazionale, in cui si richieda una valutazione delle distanze percorse tramite locomozione passiva, compito che richiede l’elaborazione di informazioni principalmente di tipo vestibolare .

Hanno preso parte a questo studio tre gruppi di soggetti: un gruppo composto di pazienti cerebrolesi destri con eminattenzione, diviso in due sottogruppi in base alla presenza o meno di deficit di campo visivo (N+E+, N+E-); un gruppo composto di pazienti cerebrolesi destri senza eminattenzione (N-); ed un gruppo di soggetti di controllo normali (C). Tutti i pazienti cerebrolesi sono stati sottoposti ad una batteria di test per la valutazione dell’eminattenzione , ad esame neurologico, esame campimetrico ed un esame neuroradiologico (RM o TC). Erano proposti due compiti:

1. nel compito navigazionale, i soggetti sedevano su un robot mobile che poteva essere guidato da un computer o dal paziente stesso tramite un joystick. Il computer era programmato per eseguire percorsi rettilinei in tre condizioni diverse: in avanti, verso sinistra e verso destra. Compito dei soggetti era quello di replicare il percorso effettuato dal robot, guidandolo tramite il joystick.
2. Nel compito non navigazionale, i soggetti sedevano di fronte ad un’asta orizzontale, sulla quale era possibile far scorrere con la mano destra un cursore; il centro dell’asta veniva fatto corrispondere al piano mediano corporeo del soggetto. In ogni trial la mano dei soggetti veniva posta sul cursore, posizionato ad una distanza prefissata a destra o a sinistra dal centro. Compito dei soggetti era spostare il cursore fino al centro dell’asta, dove era posto un fermo mobile. Successivamente il fermo veniva rimosso ed i soggetti dovevano muovere il cursore nella stessa direzione, percorrendo la stessa distanza.

Ambedue i compiti erano eseguiti in due condizioni diverse: occhi chiusi ed occhi aperti

Sono stati analizzati gli errori compiuti dai soggetti nel replicare i percorsi effettuati dal robot (compito navigazionale) e nel replicare la distanza effettuata con il cursore (compito non navigazionale).

I pazienti eminattenti compivano errori significativamente maggiori di quelli commessi dagli N- e C sia nel compito navigazionale che in quello non navigazionale. In ambedue i compiti, non si sono rilevate differenze significative tra le prestazioni fornite dai 4 gruppi di soggetti nelle due condizioni occhi chiusi/occhi aperti. Per quanto riguarda la direzione del movimento, era presente una tendenza dei pazienti N+ a compiere pattern diversi di errori nelle due direzioni: ciò avveniva nel compito non navigazionale, ma non in quello navigazionale.

Questi dati sembrano dimostrare che l’anisometria della rappresentazione dello spazio sia rilevabile in compiti di tipo non navigazionale, ma non in compiti navigazionali, in cui la rappresentazione delle distanze da riprodurre viene elaborata prevalentemente sulla base di informazioni vestibolari e non visive.

COME LA POSIZIONE DELLA TESTA INFLUENZA LA PERCEZIONE DELLA DIREZIONE DELLO SGUARDO: IMPRECISIONE DEL SISTEMA PERCETTIVO

Diversi lavori hanno dimostrato che la posizione della testa influenza la percezione della direzione dello sguardo altrui (Gibson & Pick, 1963; Cline, 1966; Anstis et al., 1969; Perrett et al., 1985; Vecera & Johnson, 1995). Dato che le orbite oculari sono parte della testa stessa non sorprende che l’orientamento del capo limiti o influenzi la posizione degli occhi all’interno dell’orbita. Posizione questa che permette ad un individuo di dirigere il proprio sguardo su un dato punto nell’ambiente, e ad un osservatore esterno di percepire la direzione dello sguardo. Tuttavia, ciò che è tuttora confuso è in che modo la testa influenzi la percezione dello sguardo e, se e come, il sistema percettivo sia in grado di compensare o meno questa "distorsione".

I soggetti partecipanti allo studio erano tutti volontari, la maggior parte studenti universitari, e ricevevano un rimborso spese per la loro partecipazione. Come stimoli sono state impiegate fotografie di una persona con la testa girata a destra o a sinistra rispetto all’osservatore e lo sguardo diretto nella stessa direzione assunta dalla testa o nella direzione opposta. Il compito richiesto era di giudicare la direzione dello sguardo della persona ritratta in fotografia, premendo uno di due tasti sulla tastiera di un computer. I tempi di risposta sono stati sottoposti al test dell’Analisi della Varianza con un unico fattore (congruenza) a due livelli (testa e sguardo congruenti vs incongruenti).

Tempi di risposta significativamente più lunghi (F(1,31)=5.26, p<.05) sono stati riscontrati in tutte le condizioni in cui sia la testa che la direzione dello sguardo erano allineati e congruenti (620 ms) rispetto a quando la testa e lo sguardo erano incongruenti (578 ms), indicando un’influenza della posizione della testa sulla percezione della direzione dello sguardo nella direzione opposta a quella della testa. In particolare, sembrerebbe essere la quantità visibile di sclera all’interno dell’orbita oculare a risentire maggiormente dell’influenza della posizione della testa. Risultato questo che consoliderebbe ulteriormente studi psicofisici precedenti (Anstis et al., 1969) secondo i quali sarebbe proprio questo uno degli elementi su cui il sistema percettivo si baserebbe per giudicare la direzione dello sguardo. Inoltre, il costo pagato nei tempi di risposta quando testa e sguardo sono allineati suggerirebbe un’incapacità del sistema percettivo di tenere in debito conto la posizione della testa relativamente alla direzione dello sguardo.

Anstis, S.M., Mayhew, J.W., and Morley, T. (1969). The perception of where a Tv portrait is looking. American Journal of Psychology, 82, 474-489.

Cline, M.G. (1966). The perception of where a person is looking. American Journal of Psychology, 80, 41-50.

Gibson, J.J. & Pick, A.D. (1962). Perception of another’s person’s looking behaviour. American Journal of Psychology, 76, 386-394.

Perrett, D.I., Smith, P.A.J., Potter, D.D., Minstlin, A.J., Head, A.S., Milner, A.D. & Jeeves, M.A. (1985). Visual cells in the temporal cortex sensitive to face view and gaze direction. Proceeding of the Royal Society of London, B223, 293-317.

Vecera, S.P., & Johnson, M.h. (1995). Gaze detection and the cortical processing of faces: Evidence from infants and adults. Visual Cognition, 2, 59-87.