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I DISTURBI ESECUTIVI

Fonte principale: Vallar, Papagno (a cura di), Manuale di neuropsicologia, Il Mulino, Capitolo XVI.

MATERIALE AD ESCLUSIVO USO DIDATTICO

Funzioni esecutive

•  Astrazione, giudizio

•  Ragionamento

•  Formulazione ed esecuzione di piani d’azione (pianificazione) •  Uso di strategie

•  Risoluzione di problemi complessi •  Modificazione del comportamento in funzione degli stimoli

esterni •  Regolazione del comportamento e delle risposte emozionali

•  ………..

Funzioni esecutive

Capacità di formulare ed eseguire articolati schemi di azione e controllo/regolazione dei processi cognitivi/emozionali

soprattutto in contesti non abituali, complessi o conflittuali

Studi in pazienti con tali deficit hanno evidenziato quadri clinici diversi tra loro, in linea con l’ organizzazione neuro-

anatomica della corteccia prefrontale

Le funzioni esecutive Ø  Sono frazionabili in più processi Ø  Possono essere danneggiati selettivamente Ø  Riflettono le caratteristiche funzionali delle diverse regioni

prefrontali 3

I disturbi del comportamento: I disturbi della motivazione

Ø  Apatia: riduzione dei comportamenti diretti al raggiungimento di

un fine per mancanza di motivazione, va distinta dalla depressione È attribuita a una disfunzione del circuito cingolato anteriore

Ø  Abulia: stati più gravi di apatia, mutismo acinetico, completo

disinteresse per l’ambiente e per le proprie necessità È attribuita ad ampie lesioni bilaterali del giro cingolato anteriore

Ø  Anedonia: incapacità nel desiderare e ricercare il contatto con

stimoli gratificanti, riduzione dei comportamenti di ricerca del piacere È attribuita a una disfunzione del sistema mesolimbico corticale

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I disturbi del comportamento: I disturbi da disinibizione

Ø  Impulsività: disposizione ad attuare reazioni immediate a stimoli

interni ed esterni, il paziente può compiere improvvisi e inappropriati atti fisici o verbali, anche per motivi futili (impulsività motoria); incapacità di ritardare le gratificazioni (impulsività cognitiva)

Ø  Alterazioni della condotta sociale: violazioni delle regole sociali e interpersonali, i comportamenti socialmente inadeguati non sono del tutto anomali, ma lo sono in riferimento al contesto in cui vengono prodotti, es. sociopatia acquisita

Ø  Alterazioni della condotta personale: comportamenti anomali indipendentemente dal contesto, trascuratezza dell’igiene personale, iperoralità, iperattività motoria (affaccendamento afinalistico, tendenza a camminare per ore), disturbi ossessivo-compulsivi

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Le aree prefrontali

Svolgono un ruolo cruciale nella regolazione della cognizione e del comportamento (= nelle funzioni esecutive)

Suddivisione anatomica tra le regioni che occupano le tre

superfici: Ø  laterale Ø  mediale Ø  orbitaria

MA non vi è accordo univoco: eccessivo schematismo

I circuiti fronto-sottocorticali

Sono 5 circuiti paralleli e distinti, coinvolti nel controllo motorio e cognitivo:

1.  circuito motorio 2.  circuito oculomotorio 3.  circuito prefrontale dorsolaterale 4.  circuito prefrontale ventrale (orbitofrontale: OFC, divisa in

laterale o lOFC e mediale mOFC = prefrontale ventromediale)

5.  circuito del cingolato anteriore

Ø  I tipici disturbi esecutivi, motivazionali e di personalità, legati a lesioni corticali prefrontali, possono essere determinati da disfunzioni degli ultimi tre circuiti

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I circuiti fronto-sottocorticali

A: amigdala CC: corpo calloso CM: corpi mammillari DM: nucleo dorsomediale del talamo VL: nucleo ventrale laterale del talamo

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GPe: globo pallido, segmento esterno GPi: globo pallido, segmento interno NC: nucleo caudato P: putamen NST: Nucleo subtalamico SN: substantia nigra

=ACC

=mOFC

=DLPFC

=lOFC

9 Catani et al., 2012

DTI dei fasci frontali

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LOBO FRONTALE

LOBO PARIETALE

LOBO TEMPORALE

(via diretta fronto-temporale = fascicolo arcuato)

(via indiretta fronto-parietale)

(via indiretta temporo-parietale)


Catani et al., 2002

Principali suddivisioni funzionali del lobo frontale

•  Corteccia prefrontale dorsolaterale (DLPFC)= principale substrato neuronale di gran parte dei processi esecutivi (pianificazione, comportamento strategico, astrazione, working memory, controllo attenzionale);

•  Corteccia prefrontale ventrale (detta anche orbitofrontale, che comprende due sottoregioni, una laterale detta orbitofrontale laterale e una mediale detta orbitofrontale mediale o prefrontale ventromediale) = controllo delle risposte emotive (ad es. rabbia, aggressività) in varie situazioni sociali, mediante connessioni inibitorie con l’amigdala; connessa con gli aspetti emozionali della presa di decisione (rinforzo e gratificazione)

•  Corteccia cingolata = valutazione dei conflitti e selezione della risposta (contrasta le interferenze).

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Networks di controllo esecutivo evidenziate tramite connettività funzionale a riposo

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CO= cingulo-opercular network FP= fronto-parietal network

•  Il network CO include i circuiti del cingolato anteriore e prefrontale ventrale (orbitofrontale/ventromediale) •  Il network FP include il circuito prefontale dorsolaterale

(Gratton et al., 2017)

Sindrome disesecutiva Baddeley e Wilson (1988)

Complesso sintomatologico riscontrato in seguito a lesioni prefrontali:

•  Incapacità di pianificare e programmare strategie per l’esecuzione di un compito

•  Incapacità di passare da un concetto/comportamento all’altro (perseverazioni, scarsa flessibilità cognitiva)

•  Incapacità di inibire risposte comportamentali automatiche

•  Incapacità di inibire reazioni emotive inadeguate

•  Deficit attentivi (facile distraibilità) •  Confabulazioni

Sindromi disesecutive

Oggi si ritiene che esistano diverse sindromi frontali: le differenti funzioni esecutive possono essere selettivamente danneggiate da una lesione cerebrale, dando luogo a manifestazioni cliniche ben specifiche.

Sindrome disesecutiva e corteccia prefrontale dorsolaterale

Ø  Facile distraibilità e tendenza a prestare automaticamente

l’attenzione a stimoli o ad attività irrilevanti

Ø  Ridotta capacità di giudizio e valutazione critica delle circostanze

Ø  Scarsa flessibilità cognitiva e perserverazioni (WCST)

Ø  Difficoltà ad affrontare situazioni complesse

Ø  Comportamento disorganizzato, non appropriato al fine prefissato Ø  Rigidità e incapacità di sviluppare nuove strategie (ad es. test

delle torri di Londra) Ø  Difficoltà ad usare conoscenze pregresse in modo nuovo per

risolvere problemi insoliti (ad es. test delle stime cognitive)

Il circuito dorsolaterale sembra particolarmente coinvolto nelle capacità di pianificazione e astrazione e nella

flessibilità cognitiva

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Sindrome disesecutiva e corteccia orbitofrontale

Ø  Alterata capacità di prendere decisioni nella vita di tutti i giorni, anche in assenza di deficit cognitivi frontali misurati con i test tradizionali

Ø  Incapacità di inibire comportamenti impulsivi (Iowa Gambling Task e Intertemporal Choice Task)

Ø  Confabulazioni

Il circuito orbitofrontale sembra particolarmente coinvolto nella regolazione delle emozioni e nei processi decisionali

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The Iowa Gambling Task

A B C D

Bad Decks Good Decks

Reward per card

Av. loss per card

$100 $100 $50 $50

$125 $125 $25 $25

•  Solo i soggetti sani e non i pazienti con danno alla CPV –  “Intuiscono” come massimizzare la relazione tra vincite e

perdite


•  Solo i soggetti sani e non i pazienti con danno alla CPV –  Mostrano elevate risposte di conduttanza cutanea (SCRs)

durante l’anticipazione degli outcomes dopo scelte svantaggiose


(Bechara et al., 1999)

•  Damage to amygdala impairs ability to experience emotion and encode events as “good” or “bad”. Patients with amygdala lesions cannot experience feeling of wins or losses. Without emotional input, “rational” subjects will persist in a losing strategy

•  Damage to pre-frontal cortex impairs ability to re-experience an emotion by recalling past events, so patient with CPV lesions cannot anticipate feeling of wins or losses. They will gamble to maximize short-term gains

•  Somatic Marker Hypothesis (Damasio et al., 1996):

Il processo decisionale è guidato da segnali emozionali che predicono eventi futuri sulla base di esperienze passate.

“We make judgments not only by assessing probabilities and consequences, but also “(and primarily)” by evaluating their emotional attributes”


Sindrome disesecutiva e corteccia cingolata anteriore

Ø  Perdita di iniziativa (apatia, abulia) fino al mutismo acinetico Ø  Incapacità di mantenere l’attenzione su un compito, inibendo

le risposte non più appropriate e controllando l’interferenza da parte di stimoli distraenti (test di Stroop)

Ø  Sindrome da dipendenza ambientale (Lhermitte, 1983) Ø  Comportamento di utilizzazione Ø  Comportamento d’imitazione

Il circuito del cingolo anteriore sembra particolarmente

coinvolto nel controllo della motivazione e nella inibizione di stimoli o attività interferenti

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Verde Rosso Blu Giallo Blu Giallo

Blu Giallo Rosso Verde Giallo Verde

Istruzioni: “Non devi leggere le parole colorate ma, ad alta voce e il più velocemente possibile, devi dire il colore con cui le parole sono

stampate (es., se la parola “rosso” è stampata in verde, pronuncia ad alta voce la parola “VERDE”)

L'effetto Stroop consiste nella differenza dei tempi di reazione o di errori commessi tra la prima serie di colori e la seconda serie di colori

I serie (congruente) II serie (incongruente)

Stroop Test

Lo storico caso di Phineas Gage (Harlow, 1848, 1868)

•  Maschio, 25 anni, caposquadra impresa costruzioni di ferrovie •  I suoi capi lo definiscono come “l’uomo più efficiente e capace…

attentissimo e concentrato nel preparare le detonazioni” •  Fa costruire strumenti da lui disegnati per essere precisi nel

lavoro •  Uomo equilibrato ed efficiente

Ø  Trauma cranico penetrante con danno in particolare alle regioni orbitomediali

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“I suoi superiori, che lo consideravano come il più efficiente e capace caporeparto che avessero prima dell’ incidente hanno ritenuto che il cambiamento della sua mente sia

così marcato da rendere impossibile ridargli nuovamente il posto. E’ umorale, irriverente, indulge a volte in bestemmie (che non era sua abitudine pronunciare),

manifestando poca deferenza nei confronti dei colleghi, impaziente quando qualcosa è in conflitto con i suoi desideri, occasionalmente pertinace, tuttavia capriccioso e

vacillante, si fa ideatore di molti progetti per il futuro che non realizza e che abbandona presto per altri che appaiano più fattibili. A questo proposito, la sua mente

è così radicalmente cambiata che i suoi amici e conoscenti dicono “non è più lui”.

Dopo l’incidente l’attenzione, la memoria, il linguaggio, l’intelligenza e le abilità motorie rimasero intatte.

COSA CAMBIO’?

•  Non in grado di prendere decisioni, rispettare regole sociali, convenzioni ed

appuntamenti

•  Divenne volubile, indisciplinato, irrequieto, inaffidabile, irascibile,

irriverente, ostinato e intollerante alle restrizioni, indifferente rispetto alle conseguenze per il proprio futuro

Sociopatia acquisita (Damasio)

Alterazione dei comportamenti sociali dopo una lesione orbitofrontale I pazienti divengono insensibili, poco empatici, privi di sensi di colpa

e incapaci di comprendere le conseguenze dei propri atti aggressivi sulle vittime

Parte del disturbo antisociale di personalità nel DSM-IV Ø  Deficit della “cognizione sociale” Ø  Teoria della mente Ø  Apprendimento delle associazioni tra situazioni ambientali ed

emozioni interne mediato dalle regioni orbito-frontali

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Modelli interpretativi delle funzioni esecutive

Il modello di Norman e Shallice (1986) Prevede due meccanismi principali:

Ø  Contention Scheduler, CS (“catalogo delle decisioni” o anche “sistema di selezione competitiva”) attivazione di schemi di risposta automatizzati in situazioni abituali, routinarie

Ø  Supervisory Attentional System, SAS, funzioni di controllo in situazioni non abituali

Il SAS può sopprimere le risposte abituali elaborate dal CS, dipende dai lobi frontali ed è responsabile dei processi di controllo e regolazione. Una lesione frontale consente il dominio del CS sul comportamento: deficit soprattutto in situazioni nuove e non abituali.

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SAS: Sistema Attentivo

Supervisore

Il soggetto “SA” cosa fare

Il soggetto “NON SA” cosa fare

Compito già affrontato: schemi che si attivano in modo automatico e rigido

Sistema selettivo: organizzare l’attività, cognitiva

e comportamentale, selezionando le informazioni e gli schemi in modo nuovo e

consono al fine da raggiungere

Il modello di Baddeley (2003) È costituito da: Ø  sistemi gerarchicamente inferiori, “sistemi schiavi” Ø  un esecutivo centrale (CE)

Il CE coordina il funzionamento dei sistemi schiavi, attribuendo la maggiore quota di risorse attenzionali ai processi ritenuti più rilevanti in un dato momento

Il CE sembra descrivere efficacemente il funzionamento dei processi esecutivi.

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Il modello di Goldman-Rakic

Ø  Le diverse regioni della corteccia prefrontale sono coinvolte nel mantenimento attivo e nella manipolazione di diversi tipi di rappresentazioni interne di stimoli ambientali

Ø  Le rappresentazioni servono a guidare il comportamento

Ø  Una compromissione della corteccia prefrontale si manifesta con distraibilità, perseverazioni e con il fallimento nelle classiche prove per le funzioni esecutive

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