mercoledì 27 febbraio 2013

I Meccanismi Cerebrali delle Emozioni: Amigdala e Circuiti Cerebrali associati - Serotonina ed Aggressività

Passata la "parentesi elettorale" che ahimè mi ha visto interessato agli sviluppi e purtroppo mi ha distolto da cose assai più serie, torniamo ad occuparcene.

Da pag. 581-582 del Testo.

Alcuni Studi indicano che il Neurotrasmettitore Serotonina può essere coinvolto nella Regolazione dell'Aggressività.

I Neuroni che comunicano prevalentemente attraverso il Neurotrasmettitore Serotonina sono situati nei Nuclei del Raphe del Tronco Cerebrale, essi hanno gli Assoni che viaggiano sul Canale MFB fino all'Ipotalamo e in varie Strutture Limbiche coinvolte nel Processo Emozionale.

Una correlazione tra Serotonina ed Aggressività proviene dagli Studi di Aggressività Indotta nei Roditori.

I topolini che vengono isolati in una gabbietta per 4 settimane diventeranno frequentemente Iperattivi ed estremamente Aggressivi verso i loro simili [ e ti credo ].

Sebbene l'isolamento non ha effetto sul livello di Serotonina nel Cervello, si ha una diminuzione nel Tasso di Rotazione (nel testo originale "Turnover Rate" ), che indica la Frequenza con cui avviene la Sequenza di Sintesi, Rilascio e Risintesi della Serotonina.
Inoltre questo calo viene riscontrato solo in quei topolini che successivamente diventeranno inusualmente Aggressivi, mentre non viene riscontrato in quelli che non subiscono grossi cambiamenti nonostante l'isolamento.

Inoltre le femmine dei topolini di solito non diventano più Aggressive dopo l'isolamento, e non mostrano alcuna diminuzione del Tasso di Rotazione della Serotonina.
Le evidenze indicano che i Principi Attivi che bloccano la Sintesi o il Rilascio della Serotonina, fanno incrementare il Comportamento Aggressivo.

In uno Studio, il Principio Attivo PCPA (ParaCloroFenilAlanina, l'Acronimo PCPA viene dall'inglese "ParaChloroPhenilAlanine"), che blocca la Sintesi della Serotonina, venne somministrato ai topolini [non si specifica nel testo che animali siano, ma si presume siano gli stessi di cui si parla in precedenza ] e gli animali così trattati aumentarono i loro attacchi ai loro simili presenti nelle stesse gabbie.

Nei Primati che sono stati Studiati si osserva una Relazione analoga tra Serotonina e Aggressività.
Ad esempio i Ricercatori hanno trovato che le gerarchie in una colonia di cercopitechi possono essere alterate somministrando agli animali dei Principi Attivi che possono aumentare o diminuire l'Attività Serotoninergica.
Il comportamento di questi animali era coerente: Una maggiore Aggressività era correlata ad una minore Attività Serotoninergica.

Tuttavia si è osservata una interessante connotazione Sociologica; l'Aggressività non è correlata col Predominio nel gruppo.
Se il Maschio Dominante viene rimosso, la Posizione Dominante veniva occupata da un animale con una Attività Serotoninergica accresciuta artificialmente (ad esempio inoculando nell'animale un Precursore della Serotonina o un Inibitore del Reuptake della Serotonina [come la Paroxetina] che lo rendeva meno Aggressivo ).

Al contrario la somministrazione di Principi Attivi che riducono la Funzione della Serotonina, (Antagonisti della Serotonina) si Correlavano con l'attitudine degli animali a sottomettersi.

Gli animali sottomessi, in posizione gerarchica inferiore, erano in effetti significativamente più inclini  ad iniziare delle Aggressioni.
Tuttavia è emerso che il Maschio Dominante meno aggressivo conseguiva il suo Status attraverso la sua capacità di conquistare Femmine a supporto della sua Posizione di Dominio.

[La morale sociologica è che un individuo Aggressivo non è un individuo dominante, l'Aggressività si sviluppa negli individui gerarchicamente inferiori e forse è un fattore limitante per la loro "carriera", e la posizione subordinata del resto non giova a contenere l'Aggressività perchè comporta una frustrazione che aumenta il senso di rabbia. Ma nell'esempio riportato l'Aggressività è Causa della Subordinazione, non Effetto. ]


  • I Recettori di Serotonina mettono fuori combattimento i topolini.
Esistono diversi sottotipi di Recettori di Serotonina, e sono state usate diverse Tecniche a DNA Ricombinante al fine di produrre dei topolini privi di alcuni "tipi" [credo nel contesto si riferisca ad "alcune caratteristiche" ]. Sono stati definiti "topi fuori combattimento" [nel testo originale "Knockout Mice"] poichè un Gene normale, uno che ad esempio nel nostro caso Codifica un Recettore, viene Rimosso o Mutato in una Procedura chiamata "Tecnica di messa fuori combattimento del Gene" ["Gene Knockout Technique"].
I Ricercatori erano particolarmente interessati ai Recettori noti come 5-HT1A  5-HT1B  che si trovano in alte Concentrazioni nei Nuclei del Raphe.
Molti dei Recettori 5-HT1A  5-HT1B sono Autorecettori (si faccia riferimento al Cap. V del Testo). Alcuni Autorecettori sono Presinaptici sui Neuroni dei Nuclei del Raphe che inviano una quantità notevole di Serotonina al Cervello.
La loro Attivazione Inibisce globalmente il Rilascio di Serotonina.

In altre parole, questo è un Sistema a Feedback Negativo; il Rilascio di Serotonina influenza i Neuroni dei Nuclei del Raphe in modo tale che il Rilascio tende a ridursi.

Questo potente e globale ruolo regolatorio dei Recettori 5-HT1A  5-HT1B spiega perchè ci si è focalizzati proprio su di essi.

Si tenga presente che se non esistessero questi Recettori, non vi sarebbe alcun Feedback Negativo, ossia vi sarebbe stato un Feedback Positivo e quindi un crescente Rilascio di Serotonina. [ In altre parole i Recettori 5-HT1A  5-HT1B fanno si che si abbia un Equilibrio Stabile per quanto riguarda la Concentrazione di Serotonina globalmente presente nel Cervello ].

Abbiamo già detto che gli Antagonisti della Serotonina aumentano l'Aggressività.
Al contrario, gli Agonisti dei Recettori 5-HT1A  5-HT1B sono noti per ridurre l'Ansia e l'Aggressività nei topolini.

Sulla base di questi risultati Farmacologici, si potrebbe ipotizzare che i Topolini geneticamente modificati in modo da non avere Recettori 5-HT1A  5-HT1B saranno più ansiosi ed aggressivi di quelli normali.
Questa previsione è stata ampiamente verificata.

In uno Studio, topolini geneticamente modificati in modo da non avere i Recettori 5-HT1A  hanno dimostrato un Comportamento meno Esplorativo. Essi tendevano ad evitare spazi aperti, e preferivano stare in aree protette e coperte.
I Ricercatori hanno interpretato questi risultati come una manifestazione di maggiore Ansia nei topolini geneticamente modificati in modo da non avere i Recettori 5-HT1A .

In un secondo Studio, topolini geneticamente modificati in modo da non avere i Recettori 5-HT1B  hanno mostrato un Comportamento normale, e non presentavano particolare Aggressività quando erano in gruppo. Ma collocati in una situazione stressante, come l'inserimento di un nuovo individuo nel gruppo, questi topolini mutanti diventavano molto Aggressivi.

La Collocazione Anatomica dei Recettori 5-HT1B  ce ne spiega il motivo. Oltre ad essere presenti nei Nuclei del Raphe, li troviamo anche nella Amigdala, nel PAG, e nei Gangli Basali.
La Localizzazione di questi Recettori in Strutture che si pensa siano coinvolte nel Comportamento Aggressivo offre il potenziale di mettere in Relazione gli Studi Farmacologici sulla Serotonina con le Ricerche sul Comportamento che abbiamo esaminato. 

giovedì 21 febbraio 2013

I Meccanismi Cerebrali delle Emozioni: Amigdala e Circuiti Cerebrali associati - Ulteriori Componenti Neurali dell'Aggressività oltre alla Amigdala

Pag 579-581 del testo.

Nel corso del XX secolo, diverse Strutture oltre alla Amigdala hanno mostrato di avere un ruolo sulla Aggressività dell'Individuo.

Queste Strutture, incluso l'Ipotalamo e la Materia Grigia Periacqueductale (il cui acronimo in Inglese è PAG da "Peri-Aqueductal  Gray matter") del Mesoencefalo, sembrano influenzare parzialmente il Comportamento attraverso degli Input provenienti dalla Amigdala.

1. Ipotalamo ed Aggressività

Una delle prime Strutture che si mettono in relazione con il Comportamento Aggressivo è l'Ipotalamo.

Esperimenti risalenti agli anni '20 mostrarono che una significativa Trasformazione Comportamentale avviene nei cani e nei gatti [povere bestiole] ai quali vengono rimossi gli Emisferi Cerebrali [io di questi esperimenti preferirei non leggere].

Animali che in precedenza difficilmente cedevano alle provocazioni, dopo la rimozione Chirurgica reagivano violentemente al minimo accenno [e facevano bene... ].

Ad esempio, una Reazione Violenta poteva essere prodotta semplicemente accarezzando la groppa di un cane.

Questo stato fu chiamato "Pseudo Rabbia" [nel testo originale "sham rage" ] dal momento che l'animale mostrava le sue Manifestazioni Comportamentali di Rabbia in modo assolutamente immotivato. "Pseudo-" anche perchè l'animale non attaccava come avrebbe potuto.

Mentre questa Condizione Comportamentale estrema risultava dalla Rimozione di entrambi gli Emisferi Cerebrali (il Telencefalo) [maledetti], l'Effetto Comportamentale può essere invertito praticando una Lesione un poco più grande [pure] tanto da includere porzioni del Diencefalo, in particolare l'Ipotalamo [si veda anche questa pubblicazione].

Facendo riferimento alla figura seguente, [ ripresa dalla pubblicazione ]


possiamo vedere che la Pseudo Rabbia viene riscontrata se l'Ipotalamo Anteriore è distrutto lungo la Corteccia, ma essa scompare se la Lesione viene estesa includendo la metà dell'Ipotalamo Posteriore. (Come si vede anche in quest'altra figura).


Da tutto questo scempio si deduce che l'Ipotalamo Posteriore può essere molto importante nella Espressione Emozionale della Rabbia e della Aggressività e che essa è normalmente inibita dal Telencefalo.

Ma va tenuto presente che le Lesioni che si praticavano con questi Esperimenti [questi scempi] erano molto grandi, e quindi oltre all'Ipotalamo Posteriore poteva essere stato distrutto anche qualcos'altro. [macelleria neurochirurgica].

In una serie di Studi pioneristici iniziati negli anni '20 del XX secolo, W. R. Hess all'Università di Zurigo, investigò sugli Effetti Comportamentali della Stimolazione Elettrica del Diencefalo. Hess praticò piccoli fori nei Crani di gatti anestetizzati [ancora!] ed impiantò degli elettrodi nel Cervello. Una volta che gli animali si erano risvegliati, una lieve Corrente Elettrica veniva fatta passare attraverso gli Elettrodi, e veniva presa nota degli Effetti Comportamentali.
Furono Stimolate varie Strutture, ma noi ci soffermiamo qui sugli Effetti della Stimolazione di differenti Regioni dell'Ipotalamo.

[Questo è il libro di Hess nel quale raccoglie gli Esperimenti condotti su Talamo ed Ipotalamo].

La varietà di Risposte Complesse dovute alla Eccitazione Elettrica di porzioni dell'Ipotalamo di volta in volta leggermente differenti è interessante, visto che è una parte di Cervello estremamente piccola.

A seconda di dove l'Elettrodo veniva posto, la Stimolazione poteva indurre l'animale a:
(a) Annusare
(b) Ansimare
(c) Mangiare
(d) Esprimere Caratteristiche Comportamentali di Paura
(e) Esprimere Caratteristiche Comportamentali di Rabbia.

Queste Reazioni illustrano le due Primarie Funzioni dell'Ipotalamo discusse nei Capitoli XV e XVI, ossia l'Omeostasi e l'Organizzazione di Risposte Somatiche Motorie e Viscerali Coordinate.

Risposte correlate ad Espressioni Emozionali possono includere:
(a) Variazioni della Frequenza Cardiaca
(b) Dilatazione delle Pupille
(c) Motilità Gastrointestinale

Per indicarne qualcuno.

Poichè la Stimolazione di alcune parti dell'Ipotalamo sollecita anche dei Comportamenti Caratteristici di Paura e Rabbia, si ipotizza che l'Ipotalamo sia una importante Componente del Sistema normalmente coinvolto in queste Emozioni.

Le Espressioni di Rabbia che Hess ha evocato mediante Stimolazione Ipotalamica erano del tutto simili a quelle della Pseudo-Rabbia osservate in animali i cui Emisferi Cerebrali erano stati rimossi.
Con l'applicazione di una Corrente Elettrica di piccola intensità, un gatto [povera bestiola] aveva il seguente Comportamento:
(a) soffiava [nel testo la parola originale è "spit" ossia sputare, ma un gatto sputare io non l'ho mai visto],
(b) ringhiava,
(c) piegava le orecchie all'indietro,
(d) drizzava il pelo.

Questo insieme di Comportamenti Complessi ed altamente Coordinati normalmente si verifica quando un gatto avverte di essere minacciato da un pericolo.
Talvolta le povere bestiole scappavano come se fossero rincorse da un inseguitore immaginario.
Se veniva aumentata l'Intensità di Corrente con cui veniva eseguita la Stimolazione [bastardi], l'animale compiva un attacco vero e proprio, schiacciando con una zampa un nemico immaginario, oppure saltando addosso sempre ad un nemico immaginario [giuro che non vedo l'ora che st'articolo sia finito].
Quando [finalmente] la [tortura] Stimolazione Elettrica veniva interrotta, la Rabbia scompariva tanto rapidamente come quando era apparsa, ed il gatto si rannicchiava e si metteva a dormire.

In una serie di esperimenti che vennero condotti negli anni '60 del XX secolo da John Flynn nella Yale University [qui è consultabile un'articolo, a pagamento, che si occupa degli Esperimenti condotti da Flynn, mentre questo è un articolo gratuito] trovò che l'Aggressività Affettiva e l'Aggressività Predatoria potevano essere provocate Stimolando differenti aree dell'Ipotalamo di un gatto.

L'Aggressione Affettiva, definita anche Attacco di Minaccia, è stata osservata Stimolando specifici siti nell'Ipotalamo Mediale.
Similare alla Risposta Rabbiosa riportata da Hess, il gatto [sadismo felinofobo?]:
(a) inarcava il dorso
(b) soffiava
ma di solito non attaccava alcuna preda, anche se era presente un ratto nelle vicinanze.

L'Aggressione Predatoria, che Flynn chiamò Attacco col Morso Silenzioso, era evocata Stimolando invece parti dell'Ipotalamo Laterale.
In questo caso talvolta ci poteva essere l'inarcamento del dorso ed un certo arruffamento del pelo, ma questo tipo di Aggressione non era accompagnato [perchè finalizzato a nutrirsi e non a spaventare] da Atti di Minaccia, ma il gatto si muoveva piuttosto silenziosamente per procurare, al contrario dell'Aggressione Affettiva, minore Paura possibile nella potenziale preda, fino ad azzannarla al collo.

2. Mesoencefalo e Aggressività

Ci sono due Percorsi principali attraverso i quali l'Ipotalamo invia Segnali al Tronco Cerebrale che coinvolgono le Funzioni dell'ANS:

2.1 Ipotalamo Laterale
Gli Assoni dell'Ipotalamo Laterale fanno parte dell'MFB e si proiettano nell'Area Ventrale Tegmentale del Mesoencefalo. 
La Stimolazione di punti siti all'interno dell'Area Ventrale Tegmentale può innescare Comportamenti Caratteristici dell'Aggressività Predatoria, in modo analogo alla Stimolazione dell'Ipotalamo Laterale.
Invece, Lesioni dell'Area Ventrale Tegmentale possono disturbare i Comportamenti Aggressivi Predatori. 

Una Scoperta che suggerirebbe che l'Ipotalamo influenza il Comportamento Aggressivo come Input all'Area Ventrale Tegmentale è che la Stimolazione Ipotalamica non innesca Aggressività se il Canale MFB è tagliato.

La cosa interessante è che il Comportamento Aggressivo non è interamente eliminato mediante questa Resezione Chirurgica [ma la piantate di torturare i gatti????], e ciò suggerisce che:
(a) Questo Percorso è importante quando l'Ipotalamo è coinvolto
(b) Esiste almeno un'altra Componente che non è l'Ipotalamo che è coinvolta nel Comportamento Aggressivo.
[abbiamo usato logica spicciola].

2.2 Ipotalamo Mediale

Gli Assoni dell'Ipotalamo Mediale fanno parte del DLF e si proiettano nella Materia Grigia Periacqueductale (PAG) del Mesoencefalo.
La Stimolazione di punti siti all'interno del PAG può innescare Comportamenti Caratteristici dell'Aggressività Affettiva.
Invece, Lesioni del PAG possono disturbare i Comportamenti Aggressivi Affettivi.

La tabella seguente riassume ciò di cui abbiamo discusso.


martedì 19 febbraio 2013

I Meccanismi Cerebrali delle Emozioni: Di speciale interesse; La Lobotomia Frontale

Pag 578 del testo.

Sin dall'epoca delle scoperte di Klüver, Bucy, ed altri che le Lesioni Cerebrali possono alterare il Comportamento Emozionale, i Clinici hanno tentato mediante la Chirurgia di trattare severi Disordini Comportamentali negli Esseri Umani.
Al giorno d'oggi è difficile per molti immaginare che distruggere una grande porzione del Cervello si pensava un tempo che fosse terapeutico!
Infatti, nel 1949 il Premio Nobel per la Medicina fu assegnato al Dr. Egas Moniz  [c'è una nutrita schiera di Neuroscienziati Portoghesi ] per il suo Sviluppo della Tecnica della Lobotomia Frontale.
Ancor più strano è che Moniz era stato colpito alla Spina Dorsale da un Paziente Lobotomizzato ed era stato parzialmente paralizzato.

Sebbene la Lobotomia non sia più utilizzata, dopo la Seconda Guerra Mondiale ne furono praticate decine di migliaia.

Una piccola Teoria fu a sostegno della Lobotomia.
Negli anni '30 John Fulton e Carlyle Jacobsen della Yale University riportarono che Lesioni ai Lobi Frontali degli Scimpanzè procuravano effetti calmanti.
Questo suggerì l'idea che le Lesioni Frontali avevano questo effetto perchè determinavano la distruzione delle Strutture Limbiche ed in particolare le Connessioni con la Corteccia Frontale e la Corteccia Cingolata.
Il principio ispiratore di questa Tecnica Chirurgica era qualcosa del tipo: Il Sistema Limbico controlla le Emozioni, quindi le persone con Problemi Emozionali possono trarre giovamento se noi Alteriamo questo Sistema. [Sarebbe come se ad uno con problemi ai Reni decidessimo di togliere i Reni per risolvere il problema... ].
In altre parole, piccole Emozioni sono una cosa buona, ma un eccesso di Emozioni è debilitante, e questo problema poteva essere risolto Chirurgicamente [ e magari trasforma i cittadini in sudditi obbedienti, il sogno di qualsiasi dittatore... ].
Una agghiacciante varietà di Tecniche furono impiegate per procurare Lesioni ai Lobi Frontali.
[ Roba da "Saw - L'Enigmista" ].
Nella Tecnica conosciuta come Lobotomia Transorbitale, illustrata nella figura che segue, un bisturi era inserito attraverso l'Osso nell'Arcata Superiore dell'Orbita Oculare. Il manico del bisturi veniva allora fatto oscillare medialmente e lateralmente per distruggere le Cellule ed i Percorsi di Interconnessione. Migliaia di persone furono Lobotomizzate con questa Tecnica, talvolta definita "Psicochirurgia Rompighiaccio" [fa rabbrividire in tutti i sensi, ma fa ancor più rabbrividire sapere che la Lobotomia fu particolarmente apprezzata e praticata proprio in Italia, poi ci chiediamo perchè le cose qui non vanno proprio benissimo, evidentemente ci sono ancora parecchi Lobotomizzati in circolazione.... ].
Questa Tecnica era talmente semplice da praticare che poteva essere praticata anche da un Medico di Base [ Lobotomia Ambulatoriale].
Si tenga presente che anche se questa Tecnica non lasciava praticamente alcuna cicatrice esterna i Medici non avevano alcuna idea di ciò che avevano distrutto internamente.


La Lobotomia Frontale, secondo le testimonianze, aveva effetti benefici su degli individui affetti da un certo numero di Disordini, incluse le Psicosi, Depressione, e varie Nevrosi. 
Gli effetti dell'Intervento Chirurgico erano descritti come un sollievo dall'Ansia, ed una salvezza da Pensieri Insopportabili. 
Solo in seguito emergeranno esempi di Effetti Collaterali meno piacevoli.
Anche se la Lobotomia Frontale determinava solo una piccola riduzione del Quoziente Intellettivo e relativamente modeste perdite di Memoria, essa produce effetti assai più profondi in altri ambiti.
Le variazioni che appaiono Correlate con le Lesioni al Sistema Limbico provocate dalla Lobotomia Frontale sono: 
(a) Ottundimento delle Risposte Emozionali
(b) Perdita della Componente Emozionale del Pensiero
[diciamo una "freddezza" complessiva].
Inoltre i pazienti Lobotomizzati spesso sviluppavano un "Comportamento inappropriato" ovvero un apparente riduzione degli Standard di Moralità [una certa incoscienza o disinibizione, mancanza di pudore o di consapevolezza, del rispetto, si in pratica il comportamento caratteristico degli antiberlusconiani ].
Come nel caso di Phineas Gage, [di cui abbiamo parlato qui] i pazienti mostravano evidenti difficoltà a pianificare ed a lavorare al fine di perseguire uno scopo.
I pazienti Lobotomizzati avevano anche problemi di concentrazione, e venivano facilmente distratti.
Forse più precisamente, con la nostra modesta comprensione della Circuiteria Neurale sottostante le Emozioni ed altre Funzioni Cerebrali, è molto difficile giustificare la Distruzione di una grande porzione del Cervello. 
Per fortuna, i trattamenti di Lobotomia si sono nel tempo drasticamente ridotti, ed oggi la Terapia Farmacologica è il trattamento primario per la cura dei Disturbi Emozionali severi. 




lunedì 18 febbraio 2013

Arrivare al Cervello dalla porta secondaria. (Articolo originale di Joseph LeDoux con mie considerazioni)

Pag. 576 del Testo

Joseph LeDoux scrive:

"Sono arrivato alla Ricerca sul Cervello dalla porta secondaria; o forse attraverso una crepa nella porta.
Studiavo Economia, ma seguivo degli "Psych courses", [presumo si possa tradurre come "Corsi di Psichiatria" o "Corsi di Neuroscienze", in pratica LeDoux ha fatto come sta tentando di fare il sottoscritto, si occupava di tutt'altro ma seguiva anche dei Corsi sul Cervello. La morale che possiamo dedurre è che se uno Studente di Economia, materia assolutamente aliena alle Neuroscienze, riesce ad ottenere dei risultati, solo perchè fortemente motivato, un Ingegnere Elettronico o Informatico, o di Telecomunicazioni, a maggior ragione, avendo le basi di Fisica, Chimica, Elettrotecnica, Teoria dei Segnali, Teoria delle Reti, può vedere le Neuroscienze come una "Specializzazione" delle proprie competenze].

Uno dei corsi che più attirò la mia attenzione era relativo alla Memoria ed alla Motivazione, e fu così che cominciai a lavorare nel Laboratorio del Professore. Imparai a testare gli Effetti di Lesioni Cerebrali nei ratti su Memoria ed Apprendimento, e ne rimasi affascinato.
L'anno seguente, ero in Scuola di Specializzazione a Studiare il Cervello ed il Comportamento. Sebbene ottenni la mia Laurea Studiando Pazienti Neurologici, io alla fine ritornavo alla Ricerca sugli animali poichè mi rendevo conto che era l'unico modo per ottenere informazioni dettagliate su Meccanismi che sottostavano a Processi Complessi [in che modo? Vivisezionando, ahimè, e del resto finchè esisterà una morale che considererà l'animale "inferiore" all'Essere Umano, sarà così. Personalmente ribadisco che piuttosto che sacrificare un animaletto innocente, vedrei volentieri come "cavia" un criminale conclamato, ma è la mia personale opinione].
Il Processo Cerebrale al quale ero particolarmente interessato era l'Emozione.
All'epoca vi erano veramente poche Pubblicazioni di Lavori sull'Emozione, nelle Neuroscienze, così pensai che valesse la pena impegnarsi in questo settore.
Feci qualche Studio Preliminare [nel testo "Pilot Study"] e scrissi un Articolo per ottenere una Borsa di Studio dal titolo "I Percorsi Neurali sottostanti all'Emozione" [titolo originale "Neural Pathways Underlying Emotion." ].
L'Articolo tornò indietro con la parola "Reject" [Respinto]. Come mai? Il motivo era perchè "non è possibile studiare le Emozioni nelle Neuroscienze". Ed inoltre, anche se era coerente con quanto avevo scritto nel mio Articolo, la Borsa di Studio riguardava il Riflesso Condizionato o Riflesso Pavloviano e pertanto era più inerente ad Apprendimento e Memoria piuttosto che alle Emozioni. Mi dissi che era stato giusto aver respinto l'Articolo con questo titolo [ se fosse accaduto da noi come minimo il baroncino di turno avrebbe fatto partire un ricorso, o avrebbe detto "sono un genio incompreso"], per cui l'ho sistemato un po' e l'ho ripresentato con un nuovo titolo "I Percorsi Neurali sottostanti al Condizionamento Emozionale" [titolo originale "Neural Pathways Underlying Emotional Conditioning"].
Non solo ricevetti il finanziamento ma l'Articolo fu scelto per essere un "MERIT Award" ["Premio di Merito" più o meno ], una menzione speciale per Borsisti specialmente promettenti. [Così funzionano le cose negli USA... ed in tutte le nazioni dove il MERITO conta ].
Nonostante io pensi che il commento dei Revisori fosse inappropriato, mi ha spinto a cominciare a pensare alle Emozioni come Memoria. Oggi infatti il mio lavoro si occupa tanto di Memoria e Plasticità Cerebrale che di Emozioni.
Nello Studio della Memoria Emozionale, ho speso molto tempo a lavorare sulla Amigdala, e vengo spesso considerato come un Ricercatore sull'Amigdala. Ma di me non penso questo. Il mio obiettivo è comprendere come i Ricordi Emozionali sono Acquisiti ed Immagazzinati, piuttosto che stabilire come funzioni l'Amigdala. Io lavoro solo su una piccola parte di questo Apparato Cerebrale, il Nucleo Laterale, che è la parte che appare essere particolarmente coinvolta nella Memoria Emozionale.
Una delle cose più interessanti che ho scoperto è che l'Apprendimento Emozionale può avvenire mediante Input Sensori Subcorticali diretti alla Amigdala Laterale.
Molti Ricercatori pensano che il Processamento Sensoriale Corticale è necessario per la Consapevolezza Cosciente dello Stimolo. Per cui scoprire che gli Input Sensori Subcorticali sono sufficienti, significa che l'Amigdala può Attuare una Risposta ad uno Stimolo Emozionale senza che l'Organismo sia consapevole dello Stimolo stesso.
Si immagini ad esempio il salto verso l'indietro che avviene quando si viene investiti da una automobile [spero di aver tradotto bene]. E' un fenomeno che avviene in modo "inconsapevole" perchè il nostro Cervello è informato sull'ambiente circostante più di quanto noi stessi non ne siamo consapevoli.
Anche se Studio le Emozioni nei ratti, non mi illudo certo che questo significhi Studiare i Sentimenti ["feelings" le "sensazioni dell'Animo Umano" ].
Credo che i Sentimenti siano ciò che accade quando assumiamo la Consapevolezza Cosciente che il nostro Cervello sta producendo una Risposta ad uno Stimolo Significativo. [in altre parole dando una definizione ingegneristica, il Sentimento è la Risposta Comportamentale e Fisiologica alla Eccitazione prodotta nel Cervello dalla Consapevolezza Cosciente che si sta producendo una Risposta ad uno Stimolo in Input. E' più intrecciata ma più chiara; ad una data Eccitazione e(t) il Cervello risponde con una risposta r(t), ma il fatto che il Cervello stia producendo questa risposta viene "notificata" ad un "livello superiore" tramite una eccitazione e1(t) che determina la cosiddetta Consapevolezza Cosciente della risposta r(t) e questo determina una ulteriore risposta "di alto livello" r1(t). Questo è il "Sentimento" secondo LeDoux ].
Io non so se i ratti sono in grado di avere questo grado di Consapevolezza [ossia se hanno un Cervello "strutturato" ad un numero di livelli sufficiente ].
Se sono in grado, la loro capacità è sicuramente diversa dalla nostra, vista la grande differenza tra le Cortecce Cerebrali. Per questo motivo preferisco Studiare la Paura nei ratti. Se dovessi studiare i Sentimenti, preferirei farlo sugli Esseri Umani.
Focalizzarsi sulle Risposte Emozionali piuttosto che sui Sentimenti pone dei limiti a ciò che possiamo apprendere dai ratti.
Nondimeno, lo Studio dei ratti può andare abbastanza lontano dal momento che il Sistema di Risposte Emozionali è essenzialmente lo stesso in tutti i Mammiferi.
Gli Esseri Umani hanno Strati Addizionali di Complessità, ma i Sistemi di Base [di "basso livello"] e la loro abilità ad Apprendere ed Immagazzinare Informazione e Reagire alle Minacce è essenzialmente la stessa.
Come risultato, possiamo utilizzare lo Studio sui ratti non solo per capire come i Sistemi Emozionali normalmente operano, ma anche come si ammalano nei Disturbi Emozionali, e come questi possono essere meglio curati."

domenica 10 febbraio 2013

I Meccanismi Cerebrali delle Emozioni: Amigdala e Circuiti Cerebrali associati.

Pag. 572-578 del Testo.

Come già visto in precedenza, la questione se il Cervello abbia un solo Sistema Emozionale, o più di uno, è a tutt'oggi [2004] materia di discussione. 

L'opinione comune è che determinate Strutture Cerebrali sono particolarmente importanti per l'Espressione e l'Esperienza Emozionale.

La Struttura che ha ricevuto recentemente la maggiore attenzione è l'Amigdala.

Nella nostra esplorazione dei Meccanismi Neurali che sono alla base dell'Emozione, ci concentreremo su due Emozioni specifiche, Paura ed Aggressività, dal momento che sono state al centro di molte Ricerche.

L'Amigdala appare essere un elemento critico nella Circuiteria Cerebrale che Processa la Paura e l'Aggressività.
Ad esempio, l'appiattimento Emozionale osservato nella Sindrome di Klüver-Bucy probabilmente è il risultato della distruzione dell'Amigdala.


1. Anatomia dell'Amigdala.
L'Amigdala si trova nel Polo del Lobo Temporale, appena al di sotto della Corteccia dell'Area Mediale. Il suo nome è derivato dal Greco Antico ἀμυγδαλή (Amygdalè) e vuol dire "mandorla" per via della sua forma.
L'Amigdala è un complesso di Nuclei che sono comunemente divisi in tre Gruppi.
(a) Nuclei Basolaterali
(b) Nuclei Corticomediali

(c) Nucleo Centrale

La Figura seguente illustra la Strutturazione in tre Gruppi dell'Amigdala. 



Gli Assoni Afferenti all'Amigdala provengono da una grande quantità di Sorgenti, incluse:
(a) Neocorteccia in tutti i Lobi del Cervello
(b) Ippocampo
(c) Giro Cingolato

Di particolare interesse è il fatto che l'Informazione da tutti i Sistemi Sensori alimenta l'Amigdala.

Ciascun Sistema Sensorio ha un differente Schema di Proiezione ai Nuclei dell'Amigdala [quindi una serie di Assoni che realizzano percorsi ben determinati e definiti ], e le Interconnessioni con l'Amigdala permettono l'Integrazione dell'Informazione da differenti Modalità Sensoriali [tutto va come se fosse un Nucleo per l'Elaborazione dell'Informazione Sensoriale].

Due Percorsi Principali connettono l'Amigdala all'Ipotalamo:
(a) Il Percorso Amigdalofugale Ventrale
(b) La Stria Terminalis

1. L'Amigdala e l'Emozione "Paura". 

I Ricercatori hanno dimostrato in diverse Specie Viventi che lesioni dell'Amigdala comportano come esito lo "Appiattimento Emozionale" simile a quello presente nella Sindrome di Klüver-Bucy.

L'Amigdalectomia Bilaterale negli Animali può ridurre profondamente Paura ed Aggressività. 

Rapporti Sperimentali indicano che dei ratti sottoposti ad Amigdalectomia Bilaterale approcciano senza paura un gatto sedato e gli mordono le orecchie [Ma povere bestiole, povero micio, ma che cacchio di esperimenti sono!!!!??? Fategli rosicchiare le orecchie dei vostri figlioli! ] e che una Lince Selvatica diventa docile come un gatto casalingo [e poi magari le fate rosicchiare le orecchie dai ratti].

[Ecco qui l'animalista si trova in serio imbarazzo. Si può comprendere che degli esperimenti "distruttivi" su specie animali siano necessari per la comprensione dei funzionamenti dei vari Circuiti Cerebrali. Ma penso "se al posto di quel gatto ci fosse una delle mie tre bimbette Tea, Chicca o Milla?". Francamente mi trovo in seria difficoltà. E mi chiedo se non sia il caso di procedere con esperimenti meno "invasivi" e "distruttivi". Non sono totalmente contrario alla Vivisezione, non posso esserlo se la Vivisezione riesce a far progredire la Scienza. Ma seriamente preferirei che piuttosto che infierire su una bestiola innocente, come ho detto moltissime volte, preferirei infierire su un Serial Killer, su un Criminale pericoloso, anche se è possibile che il Cervello di simili individui non sia perfettamente sano ].

Numerosi Studi sugli Esseri Umani sono stati mirati ad esaminare gli Effetti di Lesioni all'Amigdala sulla Capacità di Riconoscere Espressioni Emozionali Facciali. 

Mentre c'è unanime consenso sul fatto che queste Lesioni normalmente danneggiano la Capacità di Riconoscere Espressioni Emozionali, i Ricercatori sono discordi su quali siano le Emozioni implicate

In diversi Studi, sono stati riportati i deficit associati alla Paura, Rabbia, Tristezza, Disgusto. 

La Varietà dei deficit probabilmente riflette, in parte, differenze nel tipo di Lesione. 

Raramente due Lesioni si somigliano, ed esse tipicamente includono danni ad altre Strutture oltre alla Amigdala.

Ciononostante, i Sintomi più comuni che vengono riportati nel caso di Lesioni che coinvolgono l'Amigdala includono la incapacità a riconoscere la Paura nelle Espressioni Facciali. 

Sono stati documentati rari casi di Esseri Umani con Lesioni isolate all'Amigdala. Tuttavia, Ralph Adolphs ed i suoi colleghi dell'Università dell'Iowa hanno Studiato il caso di una donna di 30 anni, S.M. che aveva una Distruzione Bilaterale dell'Amigdala provocata dal Morbo di Urbach-Wiethe, una malattia rara caratterizzata da ispessimento della Pelle, di Membrane delle Mucose e di certi Organi Interni. [Questo è l'articolo su PubMed].

S.M. aveva una Intelligenza normale, ed era perfettamente capace di identificare delle persone vedendo una fotografia. Tuttavia, essa aveva difficoltà a riconoscere certe Emozioni Espresse da individui nelle foto stesse. 
Quando le veniva chiesto di Categorizzare le Emozioni Espresse sul volto di una persona, lei correttamente descriveva quando esse esprimevano Gioia, Tristezza e Disgusto. 
Talvolta aveva difficoltà a riconoscere una Espressione di Rabbia.
Ma la Risposta più anomala si aveva quando S.M. si imbatteva in una Espressione di Paura. 
Quindi la Lesione all'Amigdala aveva prodotto una incapacità Selettiva a Riconoscere l'Emozione "Paura". 

Altra questione: Se la Rimozione dell'Amigdala riduce l'Espressione ed il Riconoscimento della Emozione "Paura", cosa succede se l'Amigdala viene Stimolata Elettricamente?

A seconda del punto dell'Amigdala che viene Stimolato, si può avere uno Stato di Aumentata Vigilanza, od Attenzione. 


  • La Stimolazione della Parte Laterale dell'Amigdala nei gatti può produrre una combinazione di Paura e Violenta Aggressività [vogliamo lasciar stare i gatti per favore per fare questi dannati esperimenti?? Ci sono fior fior di ergastolani, di pedofili, di mafiosi, dobbiamo infierire sui mici??]
  • La Stimolazione Elettrica dell'Amigdala negli Esseri Umani [bene, è apprezzabile] è stato riportato che induce Ansia e Paura. 
Non ci sorprende a questo punto che l'Amigdala appare rilevante nelle attuali Teorie sui Disturbi d'Ansia, come vedremo in seguito [Capitolo XXII].

L'Imaging Funzionale del Cervello ci ha mostrato che l'Attività Neurale nell'Amigdala è coerente con un ruolo nel Processamento Emozionale, specialmente della Emozione "Paura". 

In un esperimento messo a punto da Hans C. Breiter et al. dei soggetti venivano posizionati entro una Macchina fMRI e l'Attività Cerebrale veniva monitorata mentre essi vedevano dei volti con espressione neutra, felice, spaventata. 
E' stato rilevato che l'Attività Cerebrale in Risposta alla visione di volti spaventati mostrava una più intensa Attività dell'Amigdala. 
L'Attivazione dell'Amigdala era Specifica come Risposta alla rilevazione di una Espressione Emozionale di Paura, mentre non si rilevava alcuna differenza nell'Attività dell'Amigdala in Risposta a volti neutri o con espressioni felici. 

[Questo è l'articolo originale in cui si parla dell'Esperimento]

1.1. Un Circuito Neurale per la Paura Acquisita.

Gli Esperimenti sugli Esseri Umani e sugli Animali, così come l'Introspezione, indicano che i Ricordi di Eventi Emozionanti [o Emozionali] sono particolarmente vividi e permanenti. 
Questo è senza dubbio vero per la "Paura Acquisita". 
Attraverso la Socializzazione o Esperienze Dolorose, impariamo ad evitare certi Comportamenti per Paura che possano ferirci. 
Se si subisce uno Shock doloroso come quello di un bambino che mette un oggetto di metallo dentro una presa di corrente [premesso che poi da grande probabilmente diventa antiberlusconiano.... ], molto probabilmente [se sopravvive] non lo farà mai più. 
I Ricordi associati alla Paura possono formarsi molto velocemente ed essere permanenti. 
Sebbene l'Amigdala non viene considerata come Dispositivo Primario per la Memorizzazione, essa appare essere coinvolta nella Formazione di Memoria di Eventi Emozionali.
Diversi Esperimenti suggeriscono che i Neuroni dell'Amigdala possono "imparare" a Rispondere a Stimoli associati al Dolore, e dopo questo "addestramento" questi Stimoli producono come Risposta una Reazione di Paura. 
In un Esperimento realizzato da Bruce Kapp ed i suoi colleghi dell'Università del Vermont,  dei conigli furono Condizionati, veniva loro applicato un leggero dolore e quando questo avveniva veniva generato un Tono ad una ben determinata Frequenza. 

[Questo è l'articolo correlato agli Esperimenti di Kapp sui conigli]

I Ricercatori hanno tenuto conto del fatto che un normale segno di Paura nei conigli è l'Aumento della Frequenza Cardiaca.
Un animale veniva posto in una gabbia, e diverse volte, gli veniva fatto udire uno o due toni. Uno di questi toni era seguito da un lieve impulso elettrico alle zampe trasmesso dal pavimento conduttore, mentre l'altro tono era "benigno". 
A seguito di questo Condizionamento, l'equipe di Kapp scoprì che la Frequenza Cardiaca del coniglio sviluppava una Risposta di Paura al tono che veniva associato al Dolore, ma questo non accadeva col tono benigno. 
Prima del Condizionamento, i Neuroni nel Nucleo Centrale dell'Amigdala non reagivano al tono, ovvero non si aveva alcuna Reazione di Paura. Ma una volta esercitato il Condizionamento, i Neuroni nel Nucleo Centrale dell'Amigdala attuavano la Risposta al tono relativo allo Shock Elettrico, ma non al tono benigno. 
Joseph LeDoux dell'Università di New York ha dimostrato che dopo questo tipo di Condizionamento alla Paura, se si hanno Lesioni all'Amigdala, queste fanno si che scompaiano le Risposte Viscerali Acquisite, come le variazioni di Frequenza Cardiaca e di Pressione Sanguigna. 

[Questo è l'articolo di LeDoux]

(Vedremo poi nel dettaglio questo Studio di LeDoux in un prossimo articolo).

Sembrerebbe che la Risposta Condizionata nella Amigdala è dovuta a Variazioni delle Sinapsi nei Nuclei Basolaterali. 

Esploreremo i Meccanismi Neurali che sono alla base della Formazione della Memoria nel Cap. XXV del Testo.

Recenti ricerche suggeriscono che il ruolo della Amigdala nella Paura Acquisita, in primis Studiato nei ratti e nei conigli, si può estendere agli Esseri Umani. 

In uno Studio, a dei Soggetti fu mostrato un certo numero di Stimoli Visivi, e furono condizionati ad  aspettarsi un piccolo Shock Elettrico in concomitanza con la presentazione di un ben determinato Stimolo Visivo. Nel frattempo una Macchina per fMRI monitorava la loro Attività Cerebrale. 
Le Immagini fMRI mostrano che lo Stimolo associato al Condizionamento finalizzato ad indurre Paura, attiva l'Amigdala in modo assai più significativo di altri Stimoli Visivi non associati a quello Shock Elettrico. 

In un altro Studio usando l'Imaging tramite PET di Attività Cerebrale condotto da Stephan Hamann della Emory University et al. i Soggetti prima vedevano una serie di immagini.
Alcune delle immagini erano gradevoli (animali graziosi, scene sessualmente eccitanti [sti zozzoni...], cibo appetitoso); alcuni che incutevano paura o disagio (animali minacciosi, corpi mutilati, immagini violente); ed alcuni neutri (scene casalinghe, piante).
Gli Stimoli Emozionali influenzavano Parametri Fisiologici come:
(a) Frequenza Cardiaca
(b) Conduttanza Epidermica
e producevano la maggiore Attività Cerebrale nell'Amigdala. 

Queste Misure confermano il ruolo dell'Amigdala nel Processo Emozionale di cui abbiamo già discusso.
In una seconda fase dell'Esperimento, i Soggetti sono stati rimessi nella Macchina per l'Imaging PET ed è stata mostrata loro una grande quantità di immagini. 
Gli è stato chiesto di usare la loro memoria ed identificare quali immagini avessero visto nella Sessione di Condizionamento Iniziale. 
Come atteso, i Soggetti ricordavano meglio le immagini "forti", che noi chiamiamo tecnicamente "Emozionali" rispetto alle immagini neutre. 
La Memoria "rafforzata" per le immagini Emozionali è Correlata con l'Attività Cerebrale registrata nella Amigdala. Non c'era alcuna Correlazione con le immagini neutre. 


[Questo è il documento originale dello Studio di Hamann]

La Figura seguente mostra un Circuito proposto per tenere conto della Paura Acquisita.
L'Informazione Uditiva è inviata alla Regione Basolaterale dell'Amigdala, dove a loro volta i Neuroni proiettano gli Assoni al Nucleo Centrale. Gli Assoni Efferenti dal Nucleo Centrale si proiettano nell'Ipotalamo, il quale può Variare lo Stato dell'ANS, e vengono anche proiettati nella Materia Grigia Periaqueductale nel Tronco Cerebrale, ove possono Attivare Reazioni Comportamentali attraverso il Sistema Motorio Somatico.
L'Esperienza Emozionale si ritiene che sia alla base dell'Attività nella Corteccia Cerebrale.


2. L'Amigdala e l'Emozione "Aggressività"

Possiamo distinguere diverse forme di Aggressività negli Esseri Umani, che spaziano dalla autodifesa all'omicidio.

Analogamente, si hanno diverse forme di Aggressività negli Animali. Un Animale può agire aggressivamente verso un altro per vari motivi: Uccidere per nutrirsi, per difendere la Prole, per un combattimento finalizzato all'accoppiamento, spaventare un potenziale avversario.
Sebbene non sia stato dimostrato, alcune evidenze indicano che diversi tipi di Aggressività sono Regolate differentemente dal Sistema Nervoso.

L'Aggressività è un Comportamento con varie sfaccettature e non è il prodotto di un Singolo Sistema Isolato nel Cervello.

Un Fattore che influenza notevolmente l'Aggressività è il livello di Ormoni Maschili, o Androgeni (si veda il Cap. XVII).
Negli Animali c'è una Correlazione tra i livelli Stagionali di Androgeni e Comportamento Aggressivo.
Coerentemente con uno dei ruoli giocati dagli Androgeni, delle iniezioni di Testosterone possono rendere un Animale immaturo più aggressivo, mentre la Castrazione riduce l'Aggressività.

Negli Esseri Umani la Relazione è meno evidente, sebbene alcuni abbiano dichiarato che esiste una Connessione tra i livelli di Testosterone e Comportamento Aggressivo in criminali violenti. In ogni caso, si ha una forte evidenza di una Componente Neurobiologica per l'Aggressività, su cui ci soffermeremo ora.

Una distinzione utile può essere fatta tra Aggressività Predatoria ed Aggressività Affettiva.

  • Aggressività Predatoria: implica degli Attacchi compiuti contro membri di Specie differenti allo scopo di Nutrirsi, come un Leone che attacca una Zebra. Gli Attacchi di questo tipo sono tipicamente accompagnati da relativamente ridotti vocalizzi, e sono mirati alla Testa ed al Collo della Preda. L'Aggressività Predatoria non è associata con alti livelli di Attività nella Divisione Simpatica dell'ANS.
  • Aggressività Affettiva: è a scopo "dimostrativo" piuttosto che per procacciarsi il cibo. In questo caso è coinvolta la Divisione Simpatica dell'ANS, che ha un alto livello di Attività. Un animale che esibisce Aggressività Affettiva avrà un Comportamento caratterizzato da vocalizzi, postura minacciosa o difensiva. Tipico esempio è il gatto che emette suoni prolungati, inarca la schiena, drizza il pelo, se vede di fronte a se un pericolo (ad esempio un cane).
Le Manifestazioni Comportamentali e Fisiologiche di entrambi i tipi di Aggressività devono essere mediate dal Sistema Motorio Somatico e dall'ANS, ma i percorsi devono divergere ad un certo punto per tenere conto delle importanti differenze nella Risposta Comportamentale.
Diverse prove dimostrano che l'Amigdala è coinvolta nel Comportamento Aggressivo.

In un Esperimento realizzato dallo Scienziato Americano Karl Pribram e i suoi colleghi nel 1954 [il Prof. Pribram è ancora vivente a tutt'oggi Febbraio 2013 ed è nato nel 1919 ], si dimostrò che le lesioni dell'Amigdala avevano un effetto importante in una colonia di otto Macacus Rhesus Maschi. Avendo vissuto insieme per qualche tempo gli animali avevano stabilito una gerarchia sociale. Il primo intervento compiuto dai Ricercatori fu di procurare una Lesione Bilaterale all'Amigdala del Cervello del Maschio Dominante [crudele pratica ma necessaria].
Una volta reinserito l'animale nella colonia, esso precipitò in fondo alla gerarchia, e le scimmie che erano in precedenza subordinate divennero Dominanti. La seconda gerarchicamente scoprì che la Dominante ora era più placida e meno difficile da sfidare [insomma s'era "rincoglionita" diciamolo con un termine tecnico]. Dopo che sulla nuova Dominante fu compiuta una Amigdalectomia [nuova crudeltà] anch'essa precipitò in fondo alla gerarchia.
Da questo risultato si dedusse che l'Amigdala è importante per l'Aggressività normalmente coinvolta per il mantenimento di una gerarchia sociale [meno male che non è stato necessario rincretinire altri animali]. Inoltre la Stimolazione Elettrica dell'Amigdala può produrre uno Stato di Agitazione o Aggressività Affettiva.

[Questo è l'articolo originale che tratta dell'Esperimento del Prof. Pribram ]

2.1 Chirurgia per ridurre l'Aggressività Umana

Una volta stabilito che l'Aggressività negli animali è ridotta mediante Amigdalectomia, alcuni Neurochirurghi pensarono se non fosse possibile utilizzare questa tecnica per ridurre l'Aggressività in Esseri Umani particolarmente violenti.
Era stato pensato da alcuni che il Comportamento Violento frequentemente è dovuto ad Attacchi [Crisi] che si sviluppavano nel Lobo Temporale.
Nella Amigdalectomia Umana, degli elettrodi erano passati attraverso il Cervello giù fino al Lobo Temporale.
Eseguendo Registrazioni dell'Attività Neurale lungo il percorso e ricavando delle immagini degli elettrodi mediante Radiografie, è possibile inserire la punta dell'elettrodo dentro l'Amigdala.
Negli elettrodi viene fatta scorrere una Corrente Elettrica, o in alternativa viene fatta defluire una soluzione, che distrugge tutte le parti dell'Amigdala [raccapricciante...].
Rapporti clinici riportano successi considerevoli nella Riduzione del Comportamento Aggressivo Asociale, Aumentando la Capacità di Concentrazione, Riducendo l'Iperattività, e Riducendo gli Attacchi [diciamo i "raptus", quindi raccapricciante.... ma efficace!].
Questo tipo di Chirurgia Cerebrale, un metodo per trattare i Disordini Comportamentali, è chiamato Psicochirurgia.
All'inizio del XX Secolo, Disordini Comportamentali di livello severo che includevano Ansia, Aggressività, Nevrosi venivano trattati ordinariamente con Tecniche di Psicochirurgia, inclusa la Lobotomia Frontale (che vedremo in un prossimo articolo).
Per gli standard attuali la Psicochirurgia è considerata una procedura drastica che viene considerata come un Trattamento di Ultima Istanza. 

giovedì 7 febbraio 2013

I Meccanismi Cerebrali delle Emozioni: Lo strano caso di Phineas Gage.

A pag. 570 del Testo troviamo la descrizione dell'incredibile incidente che coinvolse Phineas Gage.

I danni al Cervello possono a volte avere una profonda influenza sull'Espressione Emozionale di un individuo, ma non avere altri effetti di rilievo.

Uno dei casi più famosi in letteratura Neuroscientifica è quello di Phineas Gage.

Era un operaio che lavorava alla costruzione di una ferrovia nel Vermont negli USA, ed il 13 Settembre 1848 stava usando una sbarra per pigiare della polvere da sparo per far una breccia nella montagna. Si distrasse, la sbarra che stava usando per pigiare colpì una roccia, e la polvere esplose.

Le conseguenze di quell'incidente vengono descritte dal Dr. John Harlow  in un articolo intitolato "Passaggio di una sbarra di ferro attraverso la testa" (Passage of an Iron Rod Through the Head).

Quando la carica esplose, la sbarra lunga un metro e di 6 kg di peso venne sparata nella testa di Gage appena sotto il suo occhio sinistro, e dopo aver trapassato il suo Lobo Frontale Sinistro, la sbarra uscì dalla sommità del Cranio.

Incredibilmente, dopo essere stato trasportato con un carro bestiame, Gage si mise a sedere durante il tragitto fino ad un albergo nelle vicinanze, e salì una lunga rampa di scale per raggiungerlo.

Quando il Dr. Harlow visitò Gage nell'albergo commentò: "L'immagine che mi si presentò era, per chi non è abituato alla Chirurgia Militare, realmente terrificante".

Come si può immaginare, il corpo contundente aveva distrutto una considerevole porzione del Cranio, e del Lobo Frontale Sinistro, e Gage perdeva una grande quantità di sangue. Il foro nella sua testa era largo più di 9 cm [diciamo grossomodo del diametro di una palla da tennis].
Harlow riuscì a infilare nella ferita superiore sul Cranio, il suo dito indice in tutta la sua lunghezza, e lo stesso potè fare dal foro sulla Guancia.
Harlow bendò la ferita facendo del suo meglio.
Nelle settimane seguenti, la ferita sviluppò una notevole infezione, e nessuno si sarebbe sorpreso se quell'uomo fosse morto.
Ma appena un mese dopo l'incidente, era fuori dal letto ed era a spasso per la città.

Harlow si tenne in contatto per Corrispondenza con la famiglia di Gage per molti anni, e nel 1868 pubblicò un secondo articolo, "Recupero a seguito di ferita dovuta al Passaggio di una sbarra di ferro attraverso la testa" (Recovery from the Passage of an Iron Rod Through the Head), nel quale descrive la vita di Gage dopo l'incidente.
Dopo che Gage si fu ristabilito, era apparentemente normale, tranne per una cosa: La sua Personalità era drasticamente e permanentemente cambiata!

Quando egli tentò di tornare alla sua vecchia occupazione come Caposquadra di una Impresa Edile, l'Azienda si accorse che era talmente cambiato, peggiorando notevolmente il suo carattere, che non poterono riassumerlo.

Sulla base di quanto fu riportato da Harlow, Gage prima dell'incidente era considerato "il più efficiente e capace Caposquadra.... Egli possedeva una mente decisamente equilibrata, ed era considerato da tutti quelli che lo conoscevano come uno scaltro ed intelligente uomo d'affari, molto tenace nel portare a termine tutti i suoi progetti"

Dopo l'incidente, Harlow descrive così il "nuovo" Gage:

"E' incostante, irriverente, indulge a volte in bestemmie, (cosa che non era mai stata sua abitudine in precedenza), manifestando poco rispetto per i suoi compagni, insofferente al contegno ed ai consigli quando questi ostacolano i suoi desideri, a volte pertinacemente ostinato, anche capriccioso e vacillante, e la pianificazione di progetti futuri, qualora non siano immediatamente realizzabili vengono abbandonati per altri che appaiono più facili [in pratica un perfetto COMUNISTA].... La sua mente era radicalmente cambiata, al punto tale che i suoi amici e conoscenti dissero che questi 'non era più Gage' "

[Questo seriamente parlando ci fa capire come le personalità ribelli all'autorità, indisciplinate, scomposte, inclini alla violenza, alla rivolta, poco disposte al sacrificio, si trovino realmente nelle stesse condizioni psichiche di Gage dopo la grossa botta in testa. Quindi i "rivoluzionari" come appunto quelli che si manifestano Comunisti, o No Global, No Tav e facilmente condizionabili da movimenti estremisti, manifestano dei deficit della personalità che definirei la "Sindrome di Gage" ]

Phineas Gage visse per altri 12 anni dopo l'incidente, ma alla sua morte non fu fatta alcuna autopsia. Tuttavia il suo Cranio e la sbarra contundente vennero custodite in un Museo alla Harvard Medical School .

Nel 1994 Hanna ed Antonio Damasio ed i loro colleghi della Università dell'Iowa (Divisione Ospedaliera) eseguirono nuove misure sul Cranio ed usarono tecniche moderne di Imaging per rilevare il danno cerebrale subito da Gage.

Qui un intervista ad Hanna ed Antonio Damasio sugli studi condotti nel '94.

Anche sulla base di questa esperienza Damasio ha pubblicato il Libro "L'Errore di Cartesio".

Qui c'è un articolo interessante (dal titolo omonimo) pubblicato nel Blog Linguaggio Macchina, fa riferimento ad un articolo uscito su PLOS ONE.

domenica 3 febbraio 2013

I Meccanismi Cerebrali delle Emozioni: Il Concetto di Sistema Limbico

Pag 568-572 del Testo.

In precedenza abbiamo discusso di come l'Informazione proveniente dai Sensori, dai Recettori Periferici, viene Processata, lungo Percorsi anatomicamente distinti e chiaramente definiti, fino alla Neocorteccia [mediante il Bus Dati costituito dagli Assoni Afferenti in Input, e da quelli Efferenti in Output ].

Le componenti di un dato Percorso rappresentano un Sistema.  [Diciamo un Sistema di Elaborazione dei Dati].

Ad esempio, i Neuroni siti sulla Retina, il Nucleo Genicolato Laterale (LGN), e la Corteccia Striata, operano insieme per permettere la Visione, quindi possiamo dire che essi sono Componenti del Sistema Visivo.

La domanda è:

Esiste un Sistema, nella definizione qui espressa, che sia in grado di Processare l'Esperienza Emozionale di un individuo?

A partire dal 1930 alcuni Scienziati hanno ipotizzato la sua esistenza, ed ora è noto come Sistema Limbico. 

Cerchiamo ora brevemente di discutere circa le difficoltà che si incontrano nel cercare di definire un singolo Sistema Emozionale. Cominciamo in primis dall'Origine del Concetto di Sistema Limbico.


  1. Il Lobo Limbico di Broca.

    In un articolo pubblicato nel 1878 il Neurologo francese Paul Broca si accorse che sulla Sezione Mediale del Cervello (La Sezione ottenuta tagliando sul Piano Mediale o Sagittale, quella che separa i due Lobi), tutti i Mammiferi possiedono un gruppo di Aree Corticali che sono chiaramente distinte dalla Corteccia circostante. Usando la parola latina per "bordo" ossia "Limbus", Broca chiamò queste Aree Corticali i Lobi Limbici perchè formavano un anello, un bordo attorno al Tronco Cerebrale come riportato nella seguente figura.


Come dice il nome, il Lobo Limbico consiste nella Corteccia attorno al Corpo Calloso, principalmente nel Giro Cingolato, e nella Corteccia nella Superficie Mediale del Lobo Temporale, incluso l'Ippocampo. 
Broca non scrisse in merito all'importanza di queste Strutture riguardo alle Emozioni, e per diverso tempo si pensò che esse fossero principalmente coinvolte nella Percezione dell'Olfatto. 

Tuttavia, la parola Limbico, e le Strutture nel Lobo Limbico di Broca vennero poi strettamente associate alle Emozioni. 


Dagli anni '30 del XX secolo si cominciò a capire che esistevano un certo numero di Strutture Limbiche coinvolte nel Meccanismo Cerebrale delle Emozioni. 

Basandosi sui primi lavori di Cannon, Bard ed altri, [Rif. questo articolo] il Neurologo Americano James Papez  propose l'esistenza di un "Sistema Emozionale" presente sulla Parete Mediana del Cervello, il quale secondo lui collegava la Corteccia Cerebrale con l'Ipotalamo. 
La Figura seguente mostra il gruppo di Strutture che saranno poi definite Il Circuito di Papez. Ognuno di questi è collegato all'altro da un tratto di fibra principale. 


Papez riteneva, così come molti Scienziati d'oggi, che la Corteccia è coinvolta in modo essenziale nell'Esperienza Emozionale. 
A seguito di lesioni in certe aree della Corteccia, ci sono talvolta profondi cambiamenti nell'Espressione Emozionale, mentre sono poco significativi i cambiamenti nella Percezione o nell'Intelligenza, (come vedremo in un articolo successivo). 
Inoltre, i Tumori siti nei pressi della Corteccia Cingolata sono associati ad alcuni Disturbi Emozionali, come le crisi di pianto, irritabilità e depressione. 
Papez propose che l'Attività evocata in altre Aree Neocorticali da Proiezioni provenienti dalla Corteccia Cingolata aggiungesse una "Coloritura Emozionale".

Abbiamo visto in precedenza (Capitolo 15) che l'Ipotalamo integra le Azioni dell'ANS. 

Nel Circuito di Papez, l'Ipotalamo governa l'Espressione Comportamentale [?] dell'Emozione [è un altro modo per chiamare l'Espressione Emozionale?].

L'Ipotalamo e la Neocorteccia sono organizzate in modo che si influenzino reciprocamente [generino un Loop], collegando Espressione Emozionale ed Esperienza Emozionale. 

Nel Circuito, 
  • la Corteccia Cingolata influenza [ingegneristicamente diremmo "controlla" ] l'Ipotalamo mediante Ippocampo e Fornice  (il grande fascio di Assoni che provengono dall'Ippocampo), 
  • mentre l'Ipotalamo controlla la Corteccia Cingolata attraverso il Talamo Anteriore. 

Il fatto che la Comunicazione tra Corteccia Cingolata ed Ipotalamo sia bidirezionale significa che il Circuito di Papez è compatibile sia con la Teoria James-Lange (Variazione Fisiologica = Causa, Emozione = Effetto) che con la Teoria Cannon-Bard (Esperienza Emozionale = Causa, Espressione Emozionale = Effetto). 

Nonostante gli Studi Anatomici confermino che i Componenti del Circuito di Papez sono Interconnessi proprio come Papez aveva indicato, c'è solo qualche indizio che suggerisce il coinvolgimento di ciascun Componente nella Creazione e Gestione delle Emozioni. 

Un motivo per cui Papez pensò che l'Ippocampo è coinvolto nella Creazione e Gestione delle Emozioni è che esso è attaccato dal Virus della Rabbia.

Una indicazione della presenza del Virus, ed un aiuto nella Diagnosi dello stesso, è la presenza di Corpi Citoplasmici anomali nei Neuroni, specialmente quelli dell'Ippocampo. 

Dal momento che il Virus della Rabbia manifesta tra i Sintomi, Risposte Emozionali Amplificate, come Paura eccessiva e notevole Aggressività, Papez ne dedusse che l'Ippocampo deve essere coinvolto nelle ordinarie Esperienze Emozionali. 

Nonostante vi sia solo qualche flebile indizio in merito al ruolo del Talamo Anteriore, si hanno Rapporti Clinici che confermano che le lesioni in questa Area portano ad appartenti Disturbi Emozionali, come crisi di Riso o di Pianto. 

Si può notare la Correlazione tra Elementi che compongono sia il Circuito di Papez che il Lobo Limbico di Broca.

A causa di questa somiglianza, i Gruppi di Strutture che ipoteticamente governano la l'Espressione Emozionale e l'Espressione Emozionale [nel testo si fa riferimento ambiguamente a Sensazione ed Espressione dell'Emozione] sono spesso indicate come Sistema Limbico, nonostante la definizione originale anatomica di Broca del Lobo Limbico non aveva nulla a che fare con l'Emozione. 

Il termine Sistema Limbico divenne popolare nel 1952 grazie al Fisiologo Americano Paul McLean [Su Wikipedia presentato come Fisico e Neuroscienziato].

Sulla base di quanto sostenuto da McLean, l'evoluzione di un Sistema Limbico permette agli animali di avere Espressioni ed Esperienze Emozionali, liberandoli dai Comportamenti stereotipati imposti dai loro Tronchi Cerebrali. 

3. Le Difficoltà riscontrabili con il Concetto di Sistema Emozionale Singolo.

Abbiamo definito come Sistema Limbico un gruppo di Strutture Anatomiche Interconnesse che circondano approssimativamente il Tronco Cerebrale. 
Vi sono delle Evidenze Sperimentali che suffragano l'ipotesi che il Lobo Limbico di Broca ed il Circuito di Papez hanno un ruolo importante per la Creazione, Gestione e Controllo delle Emozioni. 
D'altro canto, alcune delle Componenti del Circuito di Papez non sono più ritenute importanti per l'Espressione Emozionale, come ad esempio l'Ippocampo. 

Il punto critico sembra essere concettuale, e riguarda la definizione stessa di Sistema Emozionale. 

Dal momento che sperimentiamo una quantità notevole di differenti Emozioni, non vi è alcuna ragione convincente per concludere che sia coinvolto un singolo sistema piuttosto che invece diversi sistemi specializzati. 

Tuttavia, prove schiaccianti indicano che alcune Strutture coinvolte nella Creazione, Gestione e Controllo delle Emozioni sono implicate anche in altre Funzioni. 

Non esiste una Corrispondenza Biunivoca tra Struttura e Funzione. 

Sebbene il termine Sistema Limbico è ancora comunemente usato, alcuni dubitano dell'utilità di definire un Sistema Emozionale Discreto [in che senso "discreto"?] Singolo. 


Poco tempo dopo che Papez aveva illustrato la possibile esistenza di un Circuito Emozionale nel Cervello, i Neuroscienziati Heinrich Klüver e Paul Bucy all'Università di Chicago scoprirono che la Rimozione Bilaterale dei Lobi Temporali, o Lobotomia Temporale, nelle Scimmie Macacus Rhesus (Macaca Mulatta)   aveva un impressionante effetto sulle Tendenze Aggressive dell'animale e sulle Risposte a situazioni in cui l'animale veniva spaventato. 

L'intervento chirurgico produceva numerose bizzarre anomalie del Comportamento descritte nel complesso appunto come Sindrome di Klüver-Bucy.

Dopo essere state sottoposte alla Lobotomia Temporale [crudele e discutibile ma necessario per il progresso neuroscientifico, anche se io vi avrei sottoposto piuttosto che delle innocenti bestiole degli esseri umani criminali], le Scimmie sembravano avere una buona Percezione Visiva, ma una scarsa Cognizione Visiva [in altre parole vedevano ma non riconoscevano gli oggetti]. 
Messe in un nuovo ambiente, le Scimmie si muovevano attorno esplorando tutti gli oggetti che vedevano. Ma, a differenza degli animali normali, essi sembravano fare affidamento su un metodo diverso da quello Visivo per identificare gli oggetti, li mettevano in bocca. 
Se ad una Scimmia Lobotomizzata affamata veniva mostrato un insieme di oggetti che aveva già visto in precedenza, mischiati assieme a del cibo, questa raccoglieva ciascun oggetto finchè non trovava il cibo. Ovviamente una Scimmia normale sarebbe andata direttamente verso il cibo selezionandolo tra gli oggetti. 
Le Scimmie Lobotomizzate mostravano decisamente anche un accresciuto interesse verso il Sesso. 

I Mutamenti Emozionali nelle Scimmie con la Sindrome di Klüver-Bucy erano ancor più impressionanti vedendo la diminuzione nella Percezione della Paura, e nella ridotta Aggressività. 

Ad esempio una Scimmia Selvatica normale tenderà ad evitare gli Esseri Umani ed altri animali. 
In presenza di uno Sperimentatore, tipicamente la Scimmia sana andrà a posizionarsi in un angolo, restandoci. Se lo Sperimentatore tende ad avvicinarsi, la Scimmia scapperà in un altro angolo, o esibirà un Atteggiamento Aggressivo. 
Ma questi comportamenti erano assenti nelle Scimmie sottoposte a Lobotomia Temporale Bilaterale. 

Mentre una Scimmia normale avrebbe impedito ad un Umano di toccarla, queste si lasciavano accarezzare e prendere [beh non male alla fine, se questo serve a ridurre l'aggressività potrebbe essere un intervento da compiersi verso i criminali di cui parlavo sopra].

Essi mostravano lo stesso atteggiamento pacioccone anche nei confronti di animali di cui normalmente queste Scimmie hanno paura. 

Anche dopo essersi avvicinate ed essere state attaccate da un nemico naturale come un Serpente, le Scimmie Lobotomizzate, come se niente fosse, tornavano di nuovo a riavvicinarsi a lui e cercavano di esaminarlo. A questo corrispondeva anche una diminuzione dei Vocalizzi e delle Espressioni Facciali normalmente associate con la Paura. 
Sembrava quindi che sia la normale Esperienza Emozionale della Paura ed Aggressività, che la normale Espressione Emozionale di queste due Emozioni, diminuisse severamente dopo la Lobotomia Temporale Bilaterale.

Virtualmente tutti i sintomi della Sindrome di Klüver-Bucy riportati nelle Scimmie sono stati riscontrati anche in Esseri Umani con lesioni ai Lobi Temporali. 
E quindi anche negli Umani oltre alla mancanza della Ricognizione Visiva, alla Tendenza Orale, ed all'Ipersessualità, si riscontra un "appiattimento" delle Emozioni.