CORSO DI PSICOLOGIA FISIOLOGICA Prof.ssa Roberta Daini
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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
