La rappresentazione del corpo:
basi neurali e
organizzazione funzionale
C’è un corpo nel cervello?
“… Every recognizable change
enters into consciousness already
charged with its relation to something
that has gone before, just as on a taximeter the distance is presented to us
already transformed into shillings and
pence….
For this combined standard,
against which all subsequent
changes of posture are measured
before they enter consciousness, we
propose the word “schema.”…
Head & Holmes, 1911
A cosa serve una “rappresentazione” cerebrale del
corpo?
•Percezione della posizione degli arti nello spazio
•Localizzazione di stimoli cutanei
•Programmazione di movimenti
•Coscienza del proprio corpo
Di cosa parleremo?
•
•
•
•
Rappresentazione somatosensoriale
Plasticità della rappresentazione corporea
Costruzione multisensoriale del corpo
Patologie della coscienza del corpo (OBE,
Neglect, Somatoparafrenia, Schizofrenia)
• Estensione della rappresentazione ad oggetti
extracrorporei.
LA RAPPRESENTAZIONE SOMATOTOPICA
Le varie regioni del corpo sono
rappresentate nella corteccia in
modo corrispondente alla densità
recettoriale (corteccia sensitiva) o
del numero di motoneuroni
corticali (corteccia motrice).
Esistono rappresentazioni multiple
del corpo, sempre meno dettagliate
ma più complesse (per esempio
rappresentazione bilaterale)
Una rappresentazione plastica
PLASTICITA’ DELLE MAPPE
SOMATOSENSORIALI CORTICALI
Gli esperimenti di rimozione
chirurgica di un dito
dimostrano la
riorganizzazione delle mappe
corticali.
(Merzenich)
L’area di rappresentazione del
dito rimosso viene
progressivamente occupata
dalla rappresentazione delle
dita vicine.
L’allenamento alla
discriminazione sensoriale può
espandere la rappresentazione
delle dita interessate.
In modo analogo la rappresentazione delle mappe motorie può essere
modificata dall’esercizio
Plasticità corticale ed arto fantasma
Si espande l’area corticale del volto
Si espande l’area corticale del braccio
Il fenomeno dell’arto fantasma
L’amputazione di un arto può essere seguita dalla
sensazione che l’arto rimosso venga toccato,
quando vengono toccate regioni
somatotopicamente vicine (per esempio la faccia)
IL FENOMENO DELL’ARTO FANTASMA:
COMPONENTE CONGENITA DELLA
RAPPRESENTAZIONE CORPOREA?
Come mai, una volta che la regione corticale
corrispondente alla parte del corpo amputata è
stata occupata da zone che rappresentano
regioni somatotopicamente adiacenti, la
percezione dell’arto amputato non scompare?
IL FENOMENO DELL’ARTO FANTASMA:
COMPONENTE CONGENITA DELLA RAPPRESENTAZIONE CORPOREA?
La persistenza della sensazione riferita ad un arto amputato (addirittura in bambini con
aplasia congenita), ha fatto pensare ad un substrato congenito della rappresentazione
corporea.
Melzak ha individuato in un circuito coinvolgente il lobo parietale, l’insula e strutture
limbiche (teoria della neuromatrice).
E’ molto probabile che l’esperienza sia fondamentale: le sensazioni fantasma tendono
ad essere maggiori con l’aumentare dell’età in cui avviene l’evento traumatico
Body structural description
• Ipotesi che l’afferenza visiva proveniente
dall’osservazione degli altri, serva per costruire
la nostra immagine corporea
• Queste informazioni avrebbero una
rappresentazione prevalente nell’emisfero
sinistro
Costruzione multimodale
della rappresentazione del corpo
•
La rappresentazione cerebrale del corpo si fonda
sull’integrazione di informazioni provenienti da
diverse modalità sensoriali. (visione tatto,
propriocezione)
•
Mettendo in conflitto le diverse modalità sensoriali si
puó dimostrare come esse interagiscono nella
costruzione della rappresentazione corporea
Determinanti per la rappresentazione corporea sono:
Tatto
Propriocezione
Visione
TATTO E PROPRIOCEZIONE
Caso I W di Jonathan Cole:
assenza di informazioni somatosensoriali
I. W. non era in grado di percepire alcuna sensazione tattile o
propriocettiva al di sotto del collo. Non era in grado di dire dove si
trovassero i suoi arti nello spazio, in assenza di visione. Al buio non era
in grado di stare in piedi!
“…The flat had…electricity by coin-operated meter. When the money ran
out, the lights went out… Ian … just fell down where he was.
After… they changed the meter and paid quarterly”.
Anestesia temporanea
e mispercezione
• La mancanza temporanea di afferenze sensoriali
produce effetti percettivi immediati
• 1) aumento delle dimensioni percepite della
parte anestetizzata
• 2) variazioni illusorie della postura
• Gandevia 1999, Paqueron
CONFLITTO
TATTO-PROPRIOCEZIONE
Vibrazione
CONFLITTO
TATTO E PROPRIOCEZIONE
TATTO-PROPRIOCEZIONE
Lackner,
Lackner, 19881988
CONFLITTO TATTO-VISIONE
Botvinick and Cohen, 1998
CONFLITTO TATTO-VISIONE
Effetto di “cattura visiva”: La
sensazione tattile viene
gradualmente riferita alla
posizione della mano finta, se
questa viene stimolata in
maniera congruente.
Botvinick and Cohen, 1998
Integrazione multisensoriale:
indicazioni per la riabilitazione
• Filmato mirror box
Integrazione multisensoriale e coscienza del corpo
(Blanke et al., 2004).
Alcuni disturbi della rappresentazione del corpo nell’uomo, come la “Out-of-the-body
experience” e l’Autoscopia sembra abbiano il loro correlato neurale più frequente
nella giunzione temporo-parieto-occipitale di entrambi gli emisferi
(Blanke et al. 2002).
La stimolazione del giro angolare destro induce fenomeni di “out-of-the-body
experience” oltre che sensazioni di allungamento degli arti e sintomi vestibolari.
Queste esperienze originerebbero da una disgregazione nell’integrazione di
informazioni tattili, visive, propriocettive e vestibolari.
Specializzazione emisferica nell’uomo e rappresentazione corporea
LA CONSAPEVOLEZZA DEL CORPO:
ruolo del lobo parietale destro
• Eminegligenza personale
• Scarsa preoccupazione per la malattia
(anosodiaforia)
• Inconsapevolezza dell’emiparesi (anosognosia)
• Negazione dell’emiparesi
• Anosognosia con confabulazioni (Somatoparafrenia)
• Arti sovrannumerari
Critchley: The Parietal Lobes, 1953
Orientamento corporeo:
ruolo del lobo parietale sinistro
•
•
•
Autotopoagnosia
Agnosia digitale
Disorientamento destra/sinistra
Rappresentazione corporea nella
negligenza spaziale unilaterale
Il corpo dimezzato
Il neglect personale
• Il paziente non considera la parte sinista del
corpo (per es. nel vestire, pettinarsi, lavarsi,
ecc.)
• filmato
Negligenza motoria
• Gli arti controlesionali (SN) pur non essendo
plegici, non vengono utilizzati dal paziente
• filmato
Corpi disgregati
Somatoparafrenia: misattribuzione di parti del corpo
Il braccio nell’armadio:
Lo stranissimo caso di Mr S
Misoplegia
• L’odio nei confronti di una parte del corpo
• Filmati
La gamba nemica
La zampa nemica
Delirio di controllo alieno
Il paziente schizofrenico può attribuire movimenti autoprodotti ad un estraneo
La rappresentazione del corpo
può includere oggetti extracorporei?
Anything which participates in the
conscious movement of our bodies…
becomes part of these schemata:
A woman’s power of localization may
extend to the feather in her hat”
Head & Holmes, 1911
Studio dei correlati neurali e comportamentali
dell’uso di strumenti
Quesito sperimentale
L’uso di uno strumento può modificare la
rappresentazione visuo-tattile dello spazio che
ci circonda?
Estensione del campo recettivo visivo
dopo l’uso di uno strumento
•
•
Il campo
recettivo visivo
di un neurone
con campo
recettivo tattile
distale (a) o
prossimale (b)
si espande
dopo l’uso
prolungato di
uno strumento
I
a
II
IV
III
L’inattività non
modifica le
dimensioni del
campo
recettivo
b
I
II
III
Anche il macaco impara ad usare uno
strumento
La risposta a stimoli visivi
di neuroni bimodali
si estende
all’estremitá
di uno strumento
Iriki et al, 1966
Anche il macaco impara ad usare uno
strumento
La risposta a stimoli visivi
di neuroni bimodali
si estende
all’estremitá
di uno strumento
Iriki et al, 1966
Paradigma sperimentale
Strumenti paralleli
Strumenti incrociati
Risultati
Interferenza crossmodale (RT)
RT (m s )
120
100
80
60
40
20
0
paralleli
Distrattore ipsilaterale
incrociati
Distrattore controlaterale
Effetto dell’uso prolungato
Interferenza crossmodale (RT)
RT (m s )
120
100
80
60
40
20
0
120
paralleli
Blocchi 1-4
incrociati
Blocchi 7-10
120
80
80
40
40
0
0
paralleli
incrociati
Distrattore ipsilaterale
*
paralleli
Distrattore controlaterale
incrociati
La plasticitá della rappresentazione corporea
Uno strumento manipolato attivamente viene integrato
nella rappresentazione corporea.
Ciò che viene trasferito alla punta dello strumento sono le
caratteristiche d’integrazione multisensoriale tipiche della
superficie cutanea. Ciò che succede allo spazio tra corpo e
punta dello strumento è incerto e potrebbe dipendere dalla
natura del compito.
Somatoparafrenia estesa ad oggetti extracorporei
La signora degli anelli
Aglioti et al., 1996
Uso di strumenti e plasticitá:
Perché si modifica la rappresentazione corporea?
La plasticitá della
rappresentazione corporea
permette di aggiungere al nostro
repertorio di abilitá quella di
interagire anche attraverso la
manipolazione di strumenti,
mantenendo un alto grado di
efficienza nell’integrazione
multisensoriale con stimoli
visivi lontani
Articolo “target”
Botvinick, M., & Cohen, J. (1998). Rubber hands 'feel' touch that eyes see.
Nature, 391(6669), 756.
Approfondimenti
Berlucchi, G., & Aglioti, S. (1997). The body in the brain: neural bases of corporeal awareness. Trends
in Neuroscience, 20(12), 560-564.
Berlucchi, G., & Aglioti, S. M. (2009). The body in the brain revisited. Exp Brain Res.
Maravita, A., Spence, C., & Driver, J. (2003). Multisensory integration and the body schema: Close to
hand and within reach. Current Biology, 13(13), 531-539.
Gandevia, S. C., & Phegan, C. M. (1999). Perceptual distortions of the human body image produced
by local anaesthesia, pain and cutaneous stimulation. J Physiol, 514 ( Pt 2), 609-616.
Paqueron, X., Leguen, M., Rosenthal, D., Coriat, P., Willer, J. C., & Danziger, N. (2003). The
phenomenology of body image distortions induced by regional anaesthesia. Brain, 126(Pt 3), 702-712.
Corradi-Dell'Acqua, C., Hesse, M. D., Rumiati, R. I., & Fink, G. R. (2008). Where is a nose
with respect to a foot? The left posterior parietal cortex processes spatial relationships among
body parts. Cereb Cortex, 18(12), 2879-2890.
