UNIVERSITA’ DI MILANO-BICOCCA
FACOLTA’ DI PSICOLOGIA
a.a. 2012/2013
CORSO DI PSICOLOGIA
FISIOLOGICA
Prof.ssa Roberta Daini
METODI DI INDAGINE
• METODI ELETTROFISIOLOGICI E NEUROIMMAGINI
FUNZIONALI
• REGISTRAZIONE ELETTRICA DAL SINGOLO NEURONE
• REGISTRAZIONE ELETTROENCEFALOGRAFICA (EEG)
• POTENZIALI CORRELATI AD EVENTI (ERP)
• MAGNETOENCEFALOGRAFIA (MEG)
• TOMOGRAFIA AD EMISSIONE DI POSITRONI (PET)
• RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE (fMRI)
• VISUALIZZAZIONE CEREBRALE OTTCA
• SEGNALI OTTICI CORRELATI AD EVENTI (EROS)
METODI DI VISUALIZZAZIONE DELL’ATTIVITA’
CEREBRALE
PET, fMRI, MEG registrano le attivazioni corticali e
sottocorticali durante l’esecuzione di compiti
• Le aree cerebrali che partecipano allo svolgimento del
compito (à funzione) non sono obbligatoriamente
indispensabili allo svolgimento di esso
MAGNETOENCEFALOGRAFIA (MEG)
Registrazione ed analisi della distribuzione dei campi
magnetici che accompagnano i potenziali elettrici
cerebrali: CAMPI RELATI AD EVENTI (ERF)
Applicazioni
• Localizzazione di generatori dell'attività cerebrale evocata da
stimoli sensoriali: ad es.
• corteccia uditiva
• corteccia somatosensoriale e motoria
• Localizzazione di sorgenti magnetiche evocate da processi più
complessi: ad es.
• memoria ecoica
• memoria a breve termine uditivo-verbale
Limiti
• Strumentazione molto costosa
• Non tutte le aree sono ugualmente rilevabili (non i giri)
TOMOGRAFIA AD EMISSIONE DI POSITRONI (PET)
• PRINCIPI DI BASE
• Rileva l’aumento di attività cerebrale durante un compito cognitivo tramite le
variazioni di flusso ematico cerebrale in una determinata area.
• Il flusso viene determinato sulla base della conoscenza del gradiente arterovenoso di un gas metabolicamente inerte e liberamente diffusibile (isotopo
radioattivo). Necessita quindi di un tracciante (ad es.: ossigeno - 15)
• Quando i positroni emessi dall’isotopo radioattivo in fase di decadimento
collidono con gli elettroni, si genera una radiazione gamma di annichilazione,
registrata mediante detettori extra-cranici.
• Fornisce un'immagine ad elevata risoluzione, legata al numero dei detettori.
• SOMMINISTRAZIONE DEL TRACCIANTE
• intracarotidea (metodo invasivo)
• Inalatoria
• APPLICAZIONI
• dimostrazione di effetti a distanza (diaschisi), condizione a riposo
• Correlazione anatomo-funzionale in paradigmi di "attivazione"
METODO SOTTRATTIVO
A: Fissazione
centrale
C: Scacchiera periferica
C-A
B: Scacchiera centrale
B-A
Studio PET
La mappa
retinotopica per
D: Scacchiera più perifericala visione
centrale e
D-A
periferica
TOMOGRAFIA AD EMISSIONE DI POSITRONI (PET)
• VANTAGGI
• Buona risoluzione spaziale (1 cm circa)
• LIMITI
• risoluzione temporale scarsa (parecchie diecine di sec, minuti)
• Obbligo di blocchi e di condizioni di base da cui sottrarre l’attivazione nel
compito sperimentale
RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE (fMRI)
• PRINCIPI DI BASE
• Registra i cambiamenti locali di flusso sanguigno e di
ossigenazione legati all’attività neurale. La tecnologia
MRI permette di rilevare questi cambiamenti.
• In particolare i detettori misurano il rapporto tra sangue
ossigenato e deossigenato (più sensibile o
paramagnetica): Blood oxygenation level dependent
(BOLD) effect.
• RISOLUZIONE
• Spaziale: mm
• Temporale: 2 sec (+/-)
RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE
(fMRI)
• VANTAGGI
• Ottima risoluzione spaziale (mm)
• risoluzione temporale migliore della PET(sec)
• LIMITI
• Molto costosa
VISUALIZZAZIONE CEREBRALE OTTICA
• PRINCIPI DI BASE
• Tramite dispositivi di registrazione ottici è possibile
registrare le differenze di riflettanza della luce del
tessuto cerebrale con livelli diversi di attività.
• Direttamente sulla superficie cerebrale viene proiettata
una luce rossa nella gamma di 580-700 nanometri.
• La luce riflessa è captata da una videocamera
sensibile.
• Il segnale è dato dalla media di numerose registrazioni.
• VANTAGGI
• Ottima risoluzione spaziale (mm)
• Buona risoluzione temporale (centinaia di ms)
• LIMITI
• Molto invasiva: fatta solo un animali e pazienti neurochirurgici
SEGNALI OTTICI CORRELATI AD EVENTI (EROS)
• PRINCIPI DI BASE
• Vengono registrati i cambiamenti di riflettanza di una
luce proiettata sulla testa, dovuti al segnale elettrico
registrabile sullo scalpo.
• Queste variazioni possono essere rilevate e visualizzate
utilizzando algoritmi di ricostruzione tridimensionale.
• VANTAGGI
• Non invasiva
• Buona risoluzione temporale (ms)
• Poco costosa
• LIMITI
• Bassa risoluzione spaziale
DTI (diffusion tensor imaging)
• Tecnica di neuroimmagine che permette di
differenziare l’organizzazione strutturale della
materia bianca; si basa sulla diffusione
dell’acqua, la quale è più veloce in parallelo alle
fibre assonali.
• Trattografia: procedura che permette di tracciare
il percorso delle fibre tramite MRI e analisi
statistiche.
• L’unità di misura è la FA (fractional anisotropy)
che correla positivamente con il tempo di
trasferimento dell’informazione.
METODI DI INDAGINE A CONFRONTO
• Risoluzione spaziale
• Dai millimetri, ai centimetri, alla lateralizzazione emisferica
• Risoluzione temporale
• Dai millisecondi ai secondi, ai minuti
