Le basi neurali dell`attività musicale e la plasticità cerebrale Luisa
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Le basi neurali dell’attività musicale e la plasticità cerebrale Luisa Lopez Villaggio Eugenio Litta, Grottaferrata, Roma Fondazione Mariani, Milano Musica • Pitch (altezza, tono) “l’attributo della sensazione uditiva con il quale i suoni possono essere ordinati secondo una scala che si estende dal basso all’alto • Timbro (colore) “l’attributo della sensazione uditiva con cui possiamo distinguere due suoni che hanno la stessa altezza • Timing (tempo) il confine acustico dell’inviluppo temporale dei suoni Kraus et al, 2010 - (Acoustical Society of America) Analisi del suono di uno strumento musicale • • • • • onde sonore orecchio interno Tronco-encefalo talamo corteccia uditiva – – – – Lobo Temporale Lobo Frontale Regione orbito-frontale Corteccia Motoria • Feed-back sensoriale • Programma di esecuzione La programmazione motoria Tratto da Review of Medical Physiology, W. Ganong 22a ed. STIMOLO VISIVO STIMOLO UDITIVO Performance musicale • Perché è diversa da altri movimenti fini come reaching e grasping, o come il linguaggio. – Controllo preciso del tempo per un periodi prolungati per mantenere il ritmo – Controllo preciso del pitch (altezza) per mantenere i rapporti di frequenza Controllo: • tempo • sequenza • organizzazione spaziale Zatorre RJ, Chen JL, Penhune VB. Nat Rev Neurosci. 2007 Jul;8(7):54758 Timing • Ruolo del cervelletto – Scala temporale di millisecondi – Feedback propriocettivo in entrata – Feed-forward per correzione delle traiettorie del movimento – Integrazione sensori-motoria Zatorre RJ, Chen JL, Penhune VB. Nat Rev Neurosci. 2007 Jul;8(7):547- 58 Timing • Ruolo dei gangli della base – Scala temporale di secondi – Movimenti da eseguire in modo ritmico – Controllo della forza dei singoli movimenti Zatorre RJ, Chen JL, Penhune VB. Nat Rev Neurosci. 2007 Jul;8(7):547- 58 Timing • Ruolo della corteccia dorsale premotoria e Prefrontale – Scala temporale di secondi e minuti – Movimenti ritmici più complessi – Organizzazione in funzione della sequenza e della struttura del movimento Zatorre RJ, Chen JL, Penhune VB. Nat Rev Neurosci. 2007 Jul;8(7):547- 58 Sequencing • Gangli della base e corteccia frontale – Apprendimento delle sequenze motorie – Esecuzione di sequenze apprese • Cervelletto – Apprendimento delle sequenze e integrazione dei singoli movimenti • Area supplementare motoria e area pre-SMA – Organizzazione delle sequenze più complesse chunking • Area premotoria – Produzione di sequenze complesse e previsione motoria Zatorre RJ, Chen JL, Penhune VB. Nat Rev Neurosci. 2007 Jul;8(7):547- 58 Organizzazione Spaziale • Corteccia parietale, corteccia sensoriale, e motoria – Movimenti complessi (reaching etc) – Accuratezza declina con la distanza – nei musicisti (violoncellisti) l’accuratezza sulla distanza è proporzionale all’esperienza, ma permane la variabilità. Chen J et al, Accuracy and underlying mechanisms of shifting movements in cellists. , Exp Brain Res. 2006 Oct;174(3):467-76 Zatorre RJ, Chen JL, Penhune VB. Nat Rev Neurosci. 2007 Jul;8(7):547- 58 Quando? Periodi critici dello sviluppo Finestra evolutiva in cui l’esperienza ha effetti a lungo termine sulla neuroanatomia e sul comportamento (Knudsen 2004) I musicisti sono un modello eccellente per indagare sui possibili periodi di sviluppo, visto che il training spesso inizia precocemente ed è spesso quantificabile Periodi critici dello sviluppo Come? Studi di confronto fra popolazioni (musicisti vs non musicisti) Studi longitudinali Studi randomizzati controllati con popolazioni naïve esposti ad un periodo di training Periodi critici dello sviluppo variabili importanti (Merrett et al 2013) • anni di training • epoca di inizio del training? – marker 7 anni • Tipo di training e parametri della pratica musicale • Attualità del training musicale • Cosa e come (strumenti temperati, improvvisazione, suonare a orecchio, suonare insieme etc) • Differenze di genere • Presenza o assenza di orecchio assoluto • Differenze genetiche - epigenetica • Differenze ambientali – esposizione implicita/esplicita Attualità del training musicale nei giocolieri si vedono modifiche strutturali dopo una settimana di training che però tornano alla baseline dopo l’interruzione della pratica. (e se si continua a fare pratica ma non si migliora non ci sono cambiamenti) È la fase di apprendimento che genera plasticità! Merrett et al 2013 Metaplasticità Abraham (2008) • Meccanismo dipendente dall’attività che regola l’espressione della plasticità futura a livello di sinapsi e di rete. • Un training precedente potrebbe influenzare la plasticità futura anche se si trattasse di un training in attività diverse, magari collegate fra loro – far transfer? Merrett et al 2013 E se non siamo stati stimolati a 4 anni? La musica migliorerebbe la salute e il benessere attraverso il coinvolgimento dei sistemi neurochimici di: • Rinforzo, motivazione e piacere • Arousal e Stress • Immunità • Affiliazione Sociale [email protected] Il progetto Neuroscienze e Musica www.fondazione-mariani.org The Biological Foundations of Music New York, May 2000 Ann NY Acad Sci 930, 2001 The Neurosciences and Music “Mutual Interactions and Implications on Developmental Functions” Venice San Servolo, October 2002 Ann NY Acad Sci 999, 2003 The Neurosciences and Music II: “From Perception to Performance” Leipzig May 2005 Ann NY Acad Sci 1060, 2005 The Neurosciences and Music III: “Disorders and Plasticity” Montreal June 2008 Ann NY Acad Sci, 1169, 2009. The Neurosciences and Music IV: “Learning and Memory” Edinburgh, June 2011 Ann NY Acad Sci, 1252, 2012. DIJON, France Grand Théatre and Palais des Ducs 29 May - 1 June 2014 Il POSTER FORM è online! www.fondazione-mariani.org
