“Metodologia di trattamento in fisioterapia”
Corso per docenti fisioterapisti del CdL in FT
Reggio Emilia, 21 Gennaio 2011
Apprendimento motorio in
condizioni patologiche
L. Fogassi
Dipartimento di Psicologia
Dipartimento di Neuroscienze
Università di Parma
Organizzazione dell’azione
Muscolo
Movimento
Contrazione
del flessore
delle dita
Flessione delle
dita
Atto motorio
Azione
Afferramento
Afferrare un
bicchiere per bere
La corteccia frontale agranulare
La corteccia motoria secondo Woolsey
L’omuncolo di Penfield
Che tipo di mappa è rappresentata nella corteccia motoria?
Ramificazione a livello spinale
La corteccia agranulare
motoria e la corteccia
parietale posteriore sono
reciprocamente connesse
Neurone di afferramento
dell’area F5
Rizzolatti et al. 1988
Codifica di prensioni differenti
Scopo dell’atto motorio: prendere possesso
Prendere con la bocca
Prendere con la mano
Presa di precisione Presa con le dita Presa con tutta la mano
Apertura
Della bocca
Chiusura
Della bocca
Apertura delle dita
Chiusura delle dita
Apprendimento e plasticità
Meccanismi dell’apprendimento e della memoria:
modifiche dell’attività neuronale, della biochimica delle
sinapsi e delle connessioni
Formazione di nuove sinapsi
“Place cells” e LTP
nell’ippocampo
Plasticità delle mappe corticali
Plasticità legata all’uso di uno strumento
Iriki et al. 1996
Iriki et al. 2006
Aumento della sostanza grigia dopo allenamento motorio con uno strumento
Quallo et al. 2009
Umiltà et al. 2008
Unit 210
Pinza normale
Pinza invertita
Unit 199
Plasticità in condizioni patologiche
E’ indispensabile l’area motoria primaria per i movimenti di
precisione?
“Relatively independent digit
movements, including precision grip
(prehension of a small object with
finger-to-thumb opposition), were
restored in the trained monkeys.”
Murata et al. 2008
The independence of the thumb was normal;
the independence of the index finger was
slightly impaired, while the independence of
the middle, ring, and little fingers was
substantially impaired.
La corteccia premotoria può controllare gli atti motori manuali
insieme a MI
Vie cortico-discendenti
Localizzazione
dei PNs
C3-C4
Proiezioni cortico-discendenti di
F5
M1
PMv
X
C4
Reticolare
Tronco
dell’encefalo
C3-C4
Sistema
propriospinale
X
Lamina VII
Isa et al., 2006
Borra et al., 2010
C6-T1
Lamina IX
Controllo disinaptico nell’uomo
Pierrot-Deseilligny 2002
Le cortecce premotoria e parietale inferiore risultano essere
specificamente attivate dopo un periodo di training motorio
Pazienti dopo training motorio focalizzato
Pazienti dopo programma di riabilitazione aspecifico
Nelles et al. 2001
La corteccia premotoria risulta essere importante nel
recupero della funzione motoria
LL
Staudt 2002
SL
Sistema mirror e apprendimento su base osservativa
Di Pellegrino et al. 1992
Congruenza tra risposta
visiva e risposta motoria
Sistema specchio: consiste in una comparazione
diretta tra azione osservata e azione eseguita: ci
permette di comprendere le azioni svolte dagli altri
Osservazione
dell’atto motorio
Rappresentazione
interna dell’atto
motorio
Ascolto
dell’atto motorio
Esecuzione dell’atto motorio
L’osservazione delle azioni fatte da altri fa “risuonare” le nostre rappresentazioni
interne delle stesse azioni
Fadiga et al. 1995
EMG di due muscoli della mano durante l’esecuzione di due diversi movimenti
a = osservazione di atti motori simulati
b = osservazione di atti motori finalizzati
Buccino et al. 2001
Osservazione dell’afferramento eseguito con pinze normali e invertite
Execution - normal pliers
Esecution – reverse pliers
Umiltà et al.2008
Observation – normal pliers
Observation – reverse pliers
Tool-responding mirror neuron
Ferrari et al. 2005
Effetto dell’esperienza motoria sul sistema specchio nell’uomo
Soggetti:
-Esperti di balletto classico
-Esperti di capoeira
-Non esperti
Calvo-Merino et al. 2005
Effetto della esperienza motoria
Influenza dell’esperienza motoria
sull’osservazione dell’azione
a.
b.
Attivazione del giro precentrale sinistro/
corteccia premotoria dorsale
Attivazione del solco intraparietale di
sinistra
Stimolo: balletto
Stimolo: capoeira
Apprendimento imitativo
Buccino et al. 2004
Attivazione corticale durante i tre eventi della condizione “Imitazione”
Sistema dei neuroni specchio e imitazione nei bambini
Fecteau et al. 2004 (b. di tre anni) Riduzione di ampiezza della banda α a livello
della rappresentazione sensorimotoria della mano durante osservazione e esecuzione
di movimenti eseguiti per disegnare
Lepage and Theoret 2006 (b. tra 4.4 e 11 anni)
Riduzione del ritmo µ durante osservazione
ed esecuzione di movimenti di afferramento
Dapretto et al. 2006 (b. tra 9.5 e 14.5 anni) Attivazione con fMRI del sistema a
specchio durante osservazione e produzione di espressioni facciali emozionali
Shimada and Iraki 2006 (b. di 6-7 mesi) Attivazione con la NIRS della corteccia
sensorimotoria durante l’osservazione e esecuzione di azioni di afferramento
Osservazione e immaginazione di movimenti di danza moderna
precedentemente praticati (experimental) o non praticati (control)
? = Quanto bene sapresti ballare questo movimento ora?
Cross et al. 2006
Mov. praticati > Mov. Non praticati
Attivazione di:
STS, PMv pars opercularis,
SMA/CMA
Mov. praticati > Mov. non praticati, modulati dal giudizio sulla propria abilità
Attivazione di:
IFG Sx, IPL Sx,
PhG
Esp. fMRI
Soggetti: 16 TD e 2 aplasici
1° Esperimento:
Osservazione di atti motori di
mano e della mano statica
vicina all’oggetto
2° Esperimento:
Esecuzione di azioni di piede, bocca e mano (solo TD)
Gazzola et al. 2007
Plasticità del sistema specchio nei non vedenti
Ricciardi et al. 2009
Terapia osservazionale su pazienti con paresi
Durata: circa tre settimane
Compito: osservazione di azioni di complessità crescente e successiva ripetizione
Test clinici sulla funzionalità motoria eseguiti pre- e post-terapia e nel follow-up
(otto settimane post-terapia): rivelano un miglioramento funzionale
Ertelt et al. 2007
fMRI prima e dopo la terapia durante un compito di
manipolazione di oggetti con l’una e l’altra mano.
Risultati:
Ampliamento delle regioni facenti parte del sistema specchio
Aumento dell’attività corticale come effetto del trattamento
L’attivazione del circuito specchio accoppiata alla riproduzione rinforza l’uscita
motoria
X
PFG
F5
STPa
PS
MN
Proiezioni cortico-discendenti
Solco centrale
Solco del cingolo
Solco centrale
Solco Intraparietale
Corpo calloso
Solco lunato
Solco temporale superiore
Solco principale
Solco arcuato
Labbro dorsale
Insula
Labbro ventrale
Corticospinal
Corticoreticular
Corticospinal and corticoreticular
