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Biosegnali
cosa sono?
Unità di info legate al funzionamento del
nostro corpo e dei sistemi fisiologici degli
organismi viventi
Diventano indici psicofisiologici Ci dicono
Come certi parametri variano nel tempo e
nello spazio
Rilevazione
rilevati tramite SENSORI SPECIALIZZATI Elettrodi
Trasformati in SEGNALI ELETTRICI
Attraverso TRASDUTTORI +
apparecchiature elettromagnetiche Come funziona il corpo
Registrato DIGITALMENTE
PULITO ARTEFATTI
ANALISI + INTERPRETAZIONE
classificazione in base
alla GRANDEZZA
ELETTRICI
NON ELETTRICI
al SISTEMA NERVOSO
CENTRALI (SNC)
cervello
midollo spinale
PERIFERICI (SNP)
gangli nervosi
nervi cranici e spinali
suddiviso in
SN SOMATICO
Regola contrazione muscoli
trasduzione inf. SOMATO-SENSITIVE al SNC
SN AUTONOMO
Governa sé stesso, muscolatura liscia,
cardiaca e ghiandole
suddiviso in
SIMPATICO
Funzione attivante, dà energia ai muscoli
Ci porta a reazioni attacco-fuga
PARASIMPATICO risparmio/ ripristino energia
elettromiografia
, altelettromisd .
Temp
,
periferica
, HRTHRV ,
respirazione
EFG
, potenziali
evocati
,
risomamen
magnetica
funzionale
,
magneto
FEG
Elettromiografia
cosa è?
Misura attività neuro muscolare associata
alla contrazione di muscolo
X valutare attività muscolare dei sogg
durante la notte
sensori posti su
muscolo fronte
trapezio o lungo la schiena
info su
quante unità elettro-muscolari si attivano
in un determinato momento
i muscoli che eseguono un lavoro sono
composti da fibre elastiche
interaz. muscoli + snc mediata da motoneuroni alpha rilascio di Ach contrazioni fibre
Segnale
= corrente generata dal flusso ionico che
attraversa il SARCOMMA (membrana
muscolare
si propaga fino alla superficie corporea
dove avviene misurazione x mezzo
dell'elettrodo
a seconda del segnale registrato
Elettromiografia di superficie sEMG
Elettromiografia ad ago EMG ad AGO
sEMG
rilevazione del segnale tramite elettrodi di
superficie posti sulla pelle
i pot. registrati evidenzieranno un gruppo
di unità motorie ( nervi ) + velocità di
conduzione
metodo non invasivo x misurare la forza
muscolare e stato di tensione posti in
fronte
trapezio
elettrodo di superficie
piccoli dischi metallici posti in contatto
con la pelle tramite una sostanza
conduttrice
materiale
nickel, acciaio, oro, argento
il gel utilizzato x connessione stabile e
conduttiva tra sensore e pelle
forma
singolo bottone
duale
3 parametri attivazione elettrica
muscolare
valore a riposo
3 mV
valore massimale associato a contrazione muscolo < 100. 000 mV
valore massimale
associato a somministrazione stimolo
stressante
EMG ad AGO
utilizzo di aghi sottocutanei posti in
diretto contatto con il muscolo di
interesse
i pot. registrati evidenzieranno singole
unità motorie ( nervi )
il segnale EMG compreso tra 0 -50 0 Hz è
misurato in microvolt
parametro sEMG
risposta veloce e direttamente
proporzionale all'arousal del soggetto
parametro non totalmente attendibile
azione volontaria x produrre cambiamenti
del segnale
usato in ambito psicofisiologico x lo studio
espressioni facciali
riflesso startle
mobilizzazione dell'organismo in relazione
alla stimolazione emozionale
Eckman e Friesen
Facial Action Coding System
prende in considerazione 44 unità d'azione
che danno luogo a 700 combinazioni
facciali
il volto veicola info attraverso 4 segnali
segnali statici forma del volto struttura ossa tratti permanenti del volto
lenti rughe cambiamenti nel corso del tempo
artificiali
tratti del volto determinati da elementi
artificiosi
occhiali, chirurgia
rapidi
variazione volto dovute ad att.
espressioni facciali neuromuscolare
Riflesso Startle (allarme)
- PSICOPATIA + FOBIA
risposta organismo a stimolazioni
sensoriali forti, improvvise e brevi
contrazione flessoria fino agli arti porta a
studiato attraverso il riflesso di
ammiccamento (rapida chiusura palpebra)
risposta muscolo orbicolare a stimolo
intenso
LANG
emozioni negative amplificano la risposta
attenuano risposta d'allarme emozioni positive
la predisposizione ad anticipare la prob. di
un evento negativo PREPARA
L'ORGANISMO ad un COMPORTAMENTO
DIFENSIVO
maggiore
compr
tra ESPR
. Facciali
e Stat
emustiva
interms tecnica
ATT
.
MUSCILARE
correlazioni + ANSIA
Pos.
/meg
distingue
risultato
di
serve
X
descrivere
OGNI
POSSIBILE
MJVIM
.
del volta
umano
Serve X DECODIFICARE
espressioni
facciali
HR & HRV
Heart Rate (HR)
frequenza cardiaca misurata in n battiti
al min bpm
nel tempo tra un battito e l'altro msec
HR di adulto a riposo 600 - 100 bpm è data dal numero di onde R per minuto
distanza tra due onde R
R-R
misurata tramite 10 elettrodi intorno al
corpo
derivazione standard polsi/ caviglie
derivazioni supplementari precordiali
risponde in modo rapido alla variazione
dell'arousal del sogg + attendibilità elevata
+ arousal + freq cardiaca correlazione diretta
influenzata da
esercizio fisico, sonno, ansia, peso
corporeo, droghe e att. SNA
= R-R assume andamento variabile (aritmia)
Elttrocardiogramma (ECG)
registra l' attività elettrica relativa alle
contrazioni cardiache
rileva disfunzioni apparato cardiaco
Heart Rate Variability (HRV)
variabilità frequenza cardiaca
info sul bilanciamento dell'attività fra SN
Simpatico e Para
riflette le variazioni tra i battiti
dipende da meccanismi regolativi che
originano dai 2 rami del SNA
considerato causa della sua attivaz
HR e HRV si possono misurare anche in via
indiretta (oltre che con ECG , tramite un
sensore
FOTOPLETISMOGRAFO
posiz sul dito medio e pollice che misura
attr un sistema ottico, rilevando l'aumento
del passaggio del sangue nel dito
una volta digitalizzati i dati vengono
analizzati da un software che calcola la
distanza tra un battito e l'altro e creare il
TACOGRAMMA diagramma che esprime la distanza R-R
Risultati
x HRV si procede esaminando il tempo e la
frequenza
rilevabili dopo 5 min
TEMPO
gli indici tempo-dipendenti sono + facili
da calcolare, dipendono direttamente
dalla misura degli intervalli R-R rilevati
l'indice + semplice è costituito dalla media
e deviazione intervalli R-R consecutivi
( SDNN)
NN 50
equivale al nº intervalli R-R consecutivi
che differiscono x più di 5 0msec
dalla % dei suoi intervalli si ottiene l'indice
PNN 50
dalla differenza quadratica media fra gli
intervalli R-R adiacenti, ottenendo l'indice
r-MSSD
PNN 50 e r-MSSD sono positivamente
correlati alla componente parasimpatica
del SN
FREQUENZA
indice frequenza-dipendente
quante volte si verifica un fenomeno
quante volte si verifica la HRV
analisi spettrale
scomposizione sequenze intervalli R-R in
una somma di funzione sinusoidale di
ampiezze diverse e freq.
attraverso l'algoritmo della TRASFORMATA
DI FOURIER o mod. analisi auto-aggressivi
ottengo le singole frequenze che
compongono il segnale + info su quantità
delle variazioni e freq delle oscillazioni
spettro di frequenze calcolo uno
ci dà 3 indicatori
se scompongo segnale HR
posso individuare e calcolare diverse
frequenze di questo
3 tipi di frequenze
frequenze MOLTO BASSE (VLF)
0 - 0 , 4 Hz
dovute alla termoregolazione , minima
attività simpatica
BASSE frequenze (LF)
0 , 04 - 0 , 15 Hz
risentono dell'att parasimpatica e -
dell'influsso della modulazione parasimp
espressione attività parasimpatica 0 , 15 - 0 , 45 Hz ALTE frequenze (HF)
rapporto tra le 2 permette di quantificare
l'equilibrio tra sistema simpatico e
parasimp
ATTIVITÀ ELETTRICA CUORE
Respirazione (RESP)
importante x il nostro equilibrio
psicofisiologico
esiste la
FREQUENZA respiratoria (REF)
n atti respiratori che il sogg compie in 1 min 10 - 12 respiri di norma
direttamente correlata SN Simp
AMPIEZZA del respiro (REA)
tipo di respirazione
TORACICA gabbia toracica
si allarga lateralmente consentendo un
maggiore e + veloce immagazzinamento
di aria
ADDOMINALE
inspirare gonfiando l'addome rilassarlo quando si espira
rilassa
evita iperventilazione
favorendo concentrazione
inversamente proporzionale SN Simp
lo studio di ampiezza e frequenza
consente di verificare la correlazione con il
SNA
Misurazione
attraverso
cinghie elastiche connesse a trasduttori
elettrici
torace respirazione toracica
altezza ombelico respirazione addominale
Parametri che si possono ricavare
Ampiezza respirazione toracica espressa come unità di misura in %
Ampiezza respirazione addominale espressa come unità di misura in %
Frequenza respiratoria unità di misura di atti repiratori al minuto
HR e frequenza respiratoria si influenzano a vicenda
espirazione - HR
inspirazione +HR
indice di relazione ARITMIA SINUSALE RESPIRATORIA (RSA)
x misurarlo
segnale HRV
HF filtrate e ricampionate x estrarre le
oscillazioni ritmiche legate al respiro
misurando l'ampiezza dell'RSA può
quantificare il TONO CARDIACO VAGALE
ottenendo info sulla capacità
dell'individuo di rispondere agli stressor
ambientali e di regolare le emozioni
RSA
aumenta in situa di riposo
+ RSA = + attività parasimp mielinizzato
- capacità di regolazione sociale ed
emotiva
diminuisce in situa stressanti
- RSA = inibizione parasimpatica
difficoltà controllo impulsi
EMDR
approccio psicoterapeutico
Shapiro
tecnica innovativa in grado di alleviare
stress e sintomi associati a ricordi
traumatici
PTSD
ipotesi di funzionamento
integrazione memorie traumatiche comunicazione tra emisfero sx e dx movimenti oculari rapidi favoriscono
seguire il dito con gli occhi innesca risposta di orientamento
relazione tra movimenti oculari e sonno
REM
componente taccuino visuo-spaziale quando si rivive il trauma si attiva
seguendo dito mentre persona ricorda
evento traumatico
desensibilizzazione evento traumatico
stesso
Event Related
Potentials (ERPs)
Definizione
studio la risposta specifica dell'EEG nel
momento in cui somministro stimolo al pz
quando sogg percepisce o risponde a
stimolo cognitivo/sensoriale
risposta suscitata potenziale evocato
onda ERP = per tutti cambiano 3 parametri
AMPIEZZA
dell'onda quanto è grande + è ampia + il sogg ha prestato attenzione
spiega come il sogg ha elaborato lo stimolo attenzione e qualità nell'elaborazione
LATENZA
tempo che intercorre tra presentazione
stimolo e comparsa dell'onda (msec)
quanto velocemente il sogg ha elaborato
lo stimolo velocità di elaborazione
- è grande + difficoltà a rilevare stimolo
TOPOGRAFIA
dove ampiezza è maggiormente
localizzata sullo scalpo
quale area del cervello è coinvolta in un
determinato contesto
ONDA picchi positivi o negativi possiedono dei numeri
msec tra quando si è presentato lo stimolo
e quando si è vista l'onda
P componente positiva
N componente negativa
TASK x indagare ERPs paradigma oddball
presentati al sogg 2 stimoli ≠ x caratt
fisiche (sonoro, visivo o tattile)
presentato frequentemente stimoli distrattori
presentato raramente stimolo target
2 categorie
SENSORIALI
latenza inferiore ai 100 msec
risposte a caratteristiche fisiche degli
stimoli
COGNITIVI
latenza superiore ai 100 msec
risposte influenzate da fattori cognitivi
Componenti studiate
TASKS x elicitare sono ERPs
polarità P o N
segnali capiti facilmente positiva
devi fare più sforzo x capirli negativa
msec in cui si manifesta componente numeri
P 100
picco pos non sempre identificabile
attenzione alle caratt sensoriali
utilizzato x stimolazione
ampiezza varia in base al grado di
attivazione all'evento
N 100
deflessione negativa tra i 90 - 250 msec
dopo la comparsa dello stimolo
max ampiezza nelle aree centrali (CZ)
correlata a propr sensoriali e fisiche dello
stimolo
marker di risposta di orientamento
P 200
picco pos compare tra 100 - 250 msec
localizzazione sullo scalpo meno
circoscritta
regioni frontali ampiezza max
attenzione e memoria coinvolta in processi cognitivi
MISMATCH NEGATIVITY (MMS)
processo automatico nel cervello
comp negativa elicitata da ogni
discriminibaile cambiamento ripetitivo di
stimoli sonori
compare tra 100 - 250 msec
ampiezza massima regioni frontali e
parietali
processo autonomo coinvolto nella
codifica dello stimolo
elabora info auromatiche e pre-attentive
elicitate da stimoli distrattori
si manifesta quando viene individuata
automaticamente una diff tra lo stimolo
precedente e quello corrente
task oddbai
N 200
delfessione neg att consapevole del sogg
200 msec
si manifesta con + ampiezza nella regione
fronto-centrale
indagato dall' oddball dopo stimolo significante comp pos si verifica tra 300 - 700 msec P 300
2 stimoli
1 frequente
sogg risponde, ignorando gli altri 1 target
calcolando la
latenza
velocità processamento stimolo
+ brevi + prestazioni mentali superiori
ampiezza
risp di inibizione a stimoli irrilevanti che il
sogg deve ignorare al fine di risp a stimoli
target correttamente e att allo stimolo
- ampiezza + qualità elab stimolo
N 300
deflessione negativa associata
all' aspettativa e alla congruenza
semantica
analisi del segnale EEG
N
PSTENZIALI
EVENTI
CORRELATI
Variante Oddball
3 stimoli
FREQUENZA
TARGET
DISTRATTORE
Componenti
N 400
picco negativo dopo 400 msec
studiato nei casi di incongruenza
semantica
aspettativa trovare una data parola a fine
frase
ampiezza
centrali e parietali sulla linea mediana + evidente nelle regioni Cz e Pz
parole target non correlate maggiore
correlate ridotta
correlate indirettamente intermedia
P 600
si osserva in frasi che studiata nel linguaggio
contengono violazione sintattica
complessa struttura sintattica
ridotta nei dislessici
CONTINGENT NEGATIVE VARIATION (CNV)
dopo 400 msec
prolungata attività corticale che si sviluppa
quando
uno stimolo di avvertimento (S 1 )
seguito con un intervallo da
richiede una risposta motoria stimolo imperativo (S 2 )
s 1 e s 2 = stimoli visivi, acustici o tattili
quando il sogg ha risposto decresce CNV
misuro aspettativa
LATE POSITIVE POTENTIAL (LPP)
studiata nel campo delle emozioni
si manifesta in aree centro-parietali
tra i 300 - 500 msec
si mantiene x durata immagine
stabile nel tempo e all'abitudine
ampiezza
positivamente correlata all'intensità del
contenuto immagine emotiva
positiva
correlata al flusso sanguigno nelle regioni
parietali frontali e occipitali
si riduce
quando viene chiesto al sogg di ridurre
intensità delle risposte emozionali durante
immagini spiacevoli
maggiore
fobie
pz con dipendenza patologica
provocano 2 sottocomponenti della P 300
P 3 a
ampiezza nell' area centrale/parietale
influenzata dalla trasmissione
DOPAMINERGICA
provocata dallo stimolo distrattore
interpretato come correlato neurale della
risposta di orientamento dà info sul controllo cognitivo del sogg
P 3 b
ampiezza area temporo-parietale
influenzata dalla trasmissione
NORADRENERGICA
provocata dallo stimolo "target" associato
ad att ed elab amnestica
attenzione + elaborazione mnestica
X
indagare
più
a
fonda
COSA
SUCCEDE
MEL
CERVELLA
distinguendo
le 2 fume
di
P3OD
Metodi x
visualizzazione
cervello
STRUTTURALE
studiano la forma del cervello e la
presenza di strutture patologiche
TAC
tecnica diagnostica x immagini sfrutta i raggi x immagini tridimensionali
si posiziona la testa in un grande anello
cilindrico
contiene
tubo a raggi x attraversa la testa
rilevatore misura radioattività
fascio di raggi x scansiona la testa da tutte le angolature computer
traduce dati inviati dal rilevatore in
immagini del crano e dei contenuti
RISONANZA MAGNETICA (RM)
sfrutta campi magnetici
posizionata testa all'interno di un forte
campo magnetico
nuclei atomi di idrogeno all'interno del
tessuto si allineano al campo magnetico
se si passa da un'onda di radiofrequenza
attraverso il cervello
assumono una posizione angolata
rispetto al campo mag
ritornano alla posizione iniziale alla fine
dell'onda
computer
analizza il segnale
prepara fotografie delle sezioni cerebrali
facendo questo
rilasciano l'en che avevano assorbito
captata da una bobina
tessuti diversi contengono diverse
concentrazioni di atomi di idrogeno emettendo diverse quantità di energia
RISONANZA MAGNETICA CON TENSORE
DI DIFFUSIONE (DTI)
visione dei fasci di assoni
come si distribuiscono le molecole di
acqua
all'interno di questi
utilizza
scanner modificato x visualizzare fasci di
assoni mielinizzati nel cervello umano in
vivo
computer
aggiunge colori x distinguiere diversi
fasci di assoni
FUNZIONALE
servono ad investigare quali aree cerebrali
svolgono una determinata funzione e/o
azione
ELETTROENCEFALOGRAMMA (EEG)
registrazione segnali elettrici del cervello
capta i suoi cambiamenti attraverso
elettrodi posti sulla superficie delo scalpo
amplificata e registrata come onde
cerebrali
quando un numero di neuroni diventa
attivo
somma di piccole cariche elettriche può
essere rilevataù
PET (tomografia a emissione positroni)
si inietta sul pz una sostanza come il 2 -DG
si posiziona la testa del pz in una
macchina simile alla TAC
sostanza scissa ed eliminata
dall'organismo
quando le molecole radioattive si
scindono, emettono delle particelle
subatomiche (positroni)
si accoppiano agli elettroni nelle
vicinanze
le particelle scontrandosi, emettono due fotoni viaggiano in direzione opposta
sensori intorno alla testa rilevano la presenza di fotoni scanner localizza regione da cui sono emessi
limiti
uso di materiale radioattivo
ripetizione d'esame x un periodo di tempo
esame lungo
costi elevati
STIMOLAZIONE MAGNETICA
TRANCRANICA (TMS)
campi magnetici x stimolare i neuroni
inducendo correnti elettriche nel tessuto
cerebrale
bobina di fili metallici a forma di 8
stimolare neuroni della corteccia
si posiziona sulla sommità del cranio
in modo che il punto di incrocio sia al
centro dell' 8 sia localizzato sopra la
regione da stimolare
può
eccitare > 1 Hz
inibire tra 0 , 1 Hz e 1 H
regione cerebrale in base all'intensità
RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE
sfrutta campi magnetici modificati con
scanner di RM
software
x consentire misurazione del
metabolismo cerebrale
attività cerebrale misurata in modo indiretto
rilevando i livelli di ossigeno nei vasi
sanguigni
BOLD
segnale dipendente dal livello di ossigeno
nel sangue
Come attivare i i neuroni?
STIMOLAZIONE ELETTRICA
far passare una corrente elettrica
attraverso un filo nel cervello
STIMOLAZIONE CHIMICA
si inietta nel cervello una piccola quantità
di amminoacido eccitatorio (glutammato)
attiva corpi cellulari ma non assoni
METODI OPTOGENETICI
stimolare o inibire tipi di neuroni
sfruttando delle proteine fotosensibili
(ChR 2 - NpHr)
rispondono alla stimolazione della luce
luce blu
colpisce un canale ionico ChR 2
depolarizzano cellula (PPSE) aprendosi entrano calcio e sodio
luce gialla
colpisce canale ionico NpHr
iperpolarizza cellula aprendosi entra cloro
METODI NEUROCHIMICI
x individuare varietà di sostanze nel
cervello
identificazione di neuroni che sercernono
neurotrasmettitori o neuromodulatori,
METODI IMMUNOCITOCHIMICI peptidi e proteine localizzati tramite
si espone il tessuto ad uno specifico
anticorpo, legato ad una molecola che
diviene fluorescente se esposta ad una
luce di lunghezza d'onda
serve a localizzare gli enzimi che
producono acetilcolina
recettori sostanze neurochimiche
localizzati in 2 modi
AUTORADIOGAMMA
rileva la distribuzione del ligando
radioattivo a cui è stato esposto il tessuto
si espongono sezioni di tessuto ad una
soluzione con ligando radioattivo
evidenzia IMMUTOCITOCHIMICI
recettori
proteine
secrezioni di neurotrasmettitori e
neuromodulatori
misurate impiantando la punta di una
sonda da microdialisi in una particolare
regione del cervello
DIALISI
processo in cui si separano le sostanze per
mezzo di una
membrana artificiale a permeabilità
selettiva
permette il passaggio di molecole di
piccole dimensioni sfruttando la forza di
diffusione
procedura
CHIRURGIA STEREOTASSICA
impianto di una sottile sonda
dotata di una membrana semipermeabile
all'interno possono passare solo composti
con un peso molecolare con la porosità
della membrana
INSERISCO LIQUIDO EXTRA-CELLULARE
sostanze al suo interno si diffondono
secondo il loro gradiente di
concentrazione verso la soluzione
fisiologica all'interno della sonda
ANALIZZO IL CAMPIONE OTTENUTO
x osservazioni uomo
PET
si inietta marcatore radioattivo
scanner rileva localizzazione marcatore nel
cervello
Network Cerebrali
Rete
Serie di componenti interconnesse
In grado di descrivere una grande varietà
di fenomeni fisici ed astratti
NODI Componenti principali Ogni area cerebrale
ARCHI Connessioni tra un nodo e l’altro
Tipo di connessione che ogni regione ha
con le altre
servono x
studiare tipo di connessione che c'è tra
regioni cerebrali (studio della connettività)
obiettivo = studiare le caratt del cervello
3 livelli di studio
connettività strutturale DTI
permette di ricostruire le connessioni
fisiche/anatomiche tra aree cerebrali da un
punto di vista statico
connettività molecolare PET
capire se durante un compito 20 o +
regioni richiedono una certa quantità
molecolare nello stesso identico momento
connettività funzionale
studia la sincronia temporale tra 2 o +
regioni spazialmente separate e quanto
sono connesse tra loro
informazioni sull'attività dei network di
tipo dinamico ( fMRI, PET, EEG, MEG )
Default Mode Network (DMN)
insieme di regioni cerebrali che si
sincronizzano quando le persone stanno
ad occhi chiusi
modalità predefinita di pensiero
si innesca quando individuo non è
impegnato in compiti cognitivi
resting-state
costituito da aree corticali e sottocorticali
interconnesse che comprendono
sistema DORSO-MEDIALE
coinvolge
lobo temporale
ponte tra loro temporale e parientale giunzione temporo-parietale
corteccia pre-frontale dorsomediale
queste regioni coinvolte
nella teoria della mente
cognizione sociale
decisione morale
quando si attivano la persona è focalizzata
sui propri processi emotivi
sistema MEDIALE-TEMPORALE
coinvolge
formazione ippocampale
corteccia prefrontale ventromediale
corteccia retrospinale
lobo parietale posteriore
regioni coinvolte in
processi di memoria
autobiografica
episodica
immaginazione
NODI DELLA LINEA MEDIANA
coinvolti in
consapevolezza
percezione di sé
mentalizzazione
memoria autobiografica
decisione morale
coinvolge
corteccia cingolata posteriore
corteccia prefrontale anteriore mediale
integra il sottosistema mediale-temporale
e quello dorso-mediale
studio DISTURBI DI COSCIENZA
in
soggetto sano
soggetto minima coscienza
soggetto stato vegetativo
iperattività DMN > rumininazione paziente depresso
pensieri sul corpo paziente con anoressia
schizofrenia
allucinazioni, deliri sintomi positivi DMN iperattivo
focus mondo interno
pz sono concentrati eccessivamente sul
mondo intrapsichico anche quando
devono svolgere compiti esterni
deficit cognitivi produce
deficit cognitivi
quando si svolge un compito in condizioni normali
DMN si disattiva
lascia spazio ad altri network
pz non riesce a disattivare DMN schizofrenia
interferisce con attivazione di circuiti
necessari al compito
prestazioni cognitive peggiori
di norma anticorrelazione alterata
si attiva una e l'altra disattiva anticorrelazione DMN e reti esecutive
compressa schizo
migliorando funzioni cognitive iperattività DMN può ridursi effetto terapia
* dà un punto di vista statico se
le connessioni sono sane o meno
tra le aree cerebrali
Psicofisiologia del
sonno e Insonnia
Polisonnografia (PSG)
sistema di misurazione che integra i dati
forniti dall'EEG, ECG, oculogramma, EMG,
EDA e respirazione + temp
osservare/ analizzare l'insieme dei processi
fisiologici e comportamentali del sonno
Analisi Microstruttura
si basa sullo studio di pattern EEG che si
alternano ciclicamente CAP
eventi elettrocorticali che compaiono in
momenti di trans da uno stadio REM
all'altro sul tracciato EEG
brusca viarazione ritmo di fondo di freq. e
amp. " A " che viene ripristinata dopo 60 sec
nella fase di stazionaretà ( B ) seguita da una nuova fase A ( ABA )
rappresentano un' indice di instabilità a
livello di arousal (quando c'è un ciclo CAP,
questo ha un picco, se ne ha troppi
qualità di sonno compromessa
permette al cervello di ricalibrarsi e
adeguarsi alle cond ambientali riflettendo
la flessibilità dell'organismo del sonno
(patologico se frequenza è 30 / 40 %)
NCAP
mancanza di cap x più di 60 sec.
cond di stabilità dove i sottoinsiemi hanno
ragg un'interazione reciproca bilanciata
Ipnogramma
diagramma sonno che dà info su
architettura del sonno
composizione rappr e successione
stadi/cicli
analisi macrostrutturale
sonno NREM
1 ª fase
sonno superficiale, addormentamento
lenti movimenti oculari coniugati e
sinuisoidali
onde theta
4 - 7 Hz
attivaz musculare ridotta
2 º stadio
sonno profondo intermedio
theta, complessi K, fusi del sonno
att. muscolare inf stadio ( 12 - 14 Hz)
3 º stadio
sonno profondo
delta (elevata amp. < 3 , 5 Hz )
parasimp + attivo
riduzione HR
sonno REM
dopo 90 min dall'addormentamento
1 ª fase
brusca modificazione EEG
(desincronizzato), occhi saettano, perdita
tono muscolare, motoneuroni centrali e
spinali, inibito consumo di oss e flusso
ematico, aumenta att onirica
simpatico + attivo
respiro + regolare
temperatura + bassa
questi
si Im
di
PATTERN EEG FIMMT
MREM
stadig
atermana
VALUTAZIONE
QUANTITATIVA
FASE
ATTIVAZIONE
E
FASE
RIPOSO
può
essere
↑
Somms
il
B
Fast
dall'ANALISI
MACRO
amalizzata
a
=
Hemians
Livello
microstrutturale
CAP
=
inst
.
a livello
di arausal
MCAP-Stabilit's
Faist
Stadig
&
Insonnia
definizione
deve essere definita in base alla necessità
di sonno personale
insoddisfaz percepita riguardo la quant./
qualità del sonno difficoltà ad iniziarlo/ mantenerlo
3 Tipi
insonnia iniziale diff ad addormentarsi quando si va a letto
insonnia centrale risvegli frequenti durante la notte
insonnia tardiva risveglio precoce con diff ad addormentarsi
Caratteristiche
lo stato di iperarousal
incompatibile col sonno coinvolge fattori
cogn, emozionali e fisio (+ ansia , + HR , + ReF )
e comportamentale
analisi sonno
valutazioni sogg diari sonno, questionari, automonitoraggio
valutazioni ogg
tramite PSG
incremento latenza sonno
20 / 30 min
incremento tempo trascorso in stato veglia
dopo inizio sonno
20 / 30 min
decremento tempo totale sonno < 6 h
ridotta efficenza sonno rapporto ore sonno/veglia)
metodo costoso, intrusivo, poco ecologico,
tempo registraz. limitato (< 2 gg)
ACTIGRAFIA
sistema misurazione a lungo termine poco
costoso, monitora e registra il ritmo sonno-
veglia fino a 90 gg in setting + naturale
presupposto
il mov. del corpo è indice dello stato di
veglia, non permette di identificare le fasi
del sonno
studio ECTOGRAMMA
ottengo diversi parametri ogg x la valutaz
quant. sonno
registrazione almeno 1 sett + info sul ritmo
sonno veglia
tracciato registrazione actigrafica
attraverso orologio messo su caviglia o
polso
- ATT SNA (+ HR , + HRV , + EDA , + HPA e
SECREZIONE NORADRENALINA ,
alterazioni att cerebrale, + FREQ. VELOCI
(beta/gamma)
durante la veglia e sonno nelle regioni
frontali/parietali + arousal corticale +
metab. glucosio cerebrale
anomalie connettività del SN , CEN , DMN e
network motorio + regioni
precuneo, lobo parietale inferiore, insula
e areo motoria supplementare stato di attivazione durante veglia quieta
Misperception Sleep
gli insonni sovrastimano il tempo di veglia
e sottostimano quello di sonno
formula matematica x ottenere
indice di mispercezione (MI)
tempo sonno ogg OTST
tempo sonno sogg STST
MI
penso di dormire varia da -
penso di dormire di + a + 1
qualità sonno va da 80 - 100
MISPERCEFIONE
SONN
t.
Sommo
ogg
. -t
. Sommo
soggi
t. Somma
agg
Schizofrenia & altri
Disturbi Psicotici
Definizione
alterazione psicopatologica,
compromissione esame di realtà, assenza
di insght, presenza di disturbi formali del
pensiero, deliri, allucinazioni
3 sintomi
positivi disturbi pensiero, allucinazioni, deliri
negativi
assenza di funzioni (apatia, abulia,
anedonia, affettività coartata, alogia)
cognitivi
difficoltà attentive, proca prontezza
psicomotoria, deficit appr e memoria,
basso pensiero astratto e di problem
solving
iperattività, sinapsi dopaminergiche, a
livello mesolimbico ipofrontalità (ridotta
att e materia grigia nel lobo frontale)
Indici Periferici
EDA
2 gruppi di pz
responders valori basali di EDA + ALTI
non responders
EDA + BASSO e rapida risposta di
abituazioe
risposta cutanea in seguito a stimoli
HR disregolazione SNA
responders valori alti di HR
- elevato tono elettrodermico negli ep
psicotici
peggiore outcome in ambito sociale
non responders valori bassi di HR
- elevato tono elettrodermico negli ep
psicotici e fasi di remissione
ritiro emotivo
comportamento disorganizzato frequenti
recidice dopo le ospedalizzazioni
FACS
Facial Action Coding System
appiattimento affettivo
espressione anomala delle emozioni
deficit riconoscimento emozioni
riduzione espressività minima sintomi negativi
Indici Centrali
ERPs alterazioni N 100 , MNM, P 300 , N 400 , CNV
P 300
- ampiezza gravi e molteplici deficit cognitivi
+ latenza gravità e durata malattia
N 100 + MNM riduzione ampiezza difficoltà attentive
N 400
ridotta ampiezza
deficit nell'uso di imput ambientali in
relazione alle conoscenze del mondo su
previsioni future
CNV ridotta ampiezza
soprattutto dopo crisi psicofisica
messa in relazione con sintomi negativi
qEEG esperimento di Lee
ha confrontato EEG power spectrum
(durante RS) di pz con allucinazioni uditive
e senza
pz allucinaizoni
aumento attività beta nell'esmisfero sx,
lobo frontale mediale e area parietale
inferiore (alteraz del network associati al
processamento del linguaggio)
Pz alterazione di connettività
che coinvolge i network
riduzione materia bianca DTI
tra mPFC e DMN
associata a sintomi posm neg e cogn
INSULA
- att durante task cogn in associaz a
sintomi pos + riduzione del suo volume
ridotta connettività funzionale è correlata
a delle allucinazioni
Studi funzionali
- att e connettività del DMN in task cogn e
RS (tra mPFC, PCC e lobo temporale)
sintomi positivi + es
deficit cogn in task cogn + DMN
DMN
focus attentivo verso pensieri e sensaz
interne (DMN sincronizz e CEN meno
attivo)
CEN
focus attentivo a stimoli esterni (DMN
disattivato e CEN sincronizzato)
correlaz neg
= ridotta reciprocità è legata a deficit cogn
permette lo switch - alterazioni al SN
Livello biochimico
eccessiva disfunzione salienza dovuta a +
att dopaminergica a livello mesolimbico e
al SN
Dicotomia Kraepeliniana
distinse 2 macro aree sindromiche
PSICOSI MANIACO DEPRESSIVA
deliri, apatia, allucinazioni, tristezza sintomi malinconici
sintomi mania
iperattività, euforia, deliri allucinazioni,
aggressività
decorso variabile
remissione
bipolare alternarsi mania/depressione
manifestazioni psicotiche eterogenee DEMENTIA PRECOX
ebefrenia, catatonia, parafrenia e paranoia
portano a deterioramento personalità
decorso cronico
tra
alterata connettività nel cervello SCHIZOFRENIA
disturbo globale della connettività
cerebrale
B. DISTURBO BIPOLARE
anomalie funzionali e strutturali nei
network limbici, paralimbici e connessioni
interemisferiche
disturbo associato primariamente a
disfunzione network
processamento e regolaz emozioni
riduzione volume cerebrale (+ schizo)
BEFICT
MEL RICONOSCIMENTO
EMIEIONI
T
ESPRESSIONE
EMAFIANI
Disturbi d'ansia
Ansia
considerata patologica quando disturba il
funz psichico globale
limitazione capacità di adattamento
aumento
ReF e Hr, tensione muscolare, sudorazione,
pressione sanguigna
bassa temperatura corporea
pensieri fissi e riflessi allertati
tipologie
APPRENSIVA
preoccupazioni
+ att emisfero sx
SOMATICA
iperarousal
+ att emisfero dx
PATOLOGICA
livello cognitivo
rilevamento precoce dello stimolo
minaccioso
difficoltà a distogliere l'attenzione
evitamento attentivo in seguito a
esposizione stimolo
livello neurofisiologico
maggiore ampiezza N 1 e N 2
P 300 maggiore amp
LPP maggiore amp risposta a stimolo minacc
CNV maggiore amp
aspettativa e all'elaborazione di stimoli
ansiosi
= ansia anticipatoria
Indici centrali
eccessiva/ persistente attivazione
psicofisiologica
ritardo nel processo di abituazione meno onde alpha
associazione FAA e ansia
gli stati ansiosi possono mediare la
relazione tra FAA e depressione
solo le donne con una storia di
depressione e sensa d. ansia mostravano
minore attivazione emisfero dx rispetto ai
controlli
nessuna diff in donne con storia di depr e
livelli patologici di apprensione ansiosa
RM RIDUZIONE
materia grigia a livello dell' amigdala ,
formaz ippocampale , corteccia cingolata
posteriore/anteriore e corteccia
prefrontale (PEC)
fMRI + ATTIVAZIONE
della corteccia prefrontale laterale e
amigdala
durante task cogn emotivi
riduzione att della corteccia cingolata
anteriore
Indici periferici
ritardo nel processo di abituazione a
stimoli
eccessiva/ persistente attivaz psicofisio
EDA
osgg con ansia hanno livello tonico
conduttanza cutanea + alto
risposta
di abituazione ritardata
di conduttanza + ampia
indici respiratori/cardiovascolari alterati
d. panico - iperventilazione anche senza
situa stressanti
HR
aumento 10 / 20 bpm durante il RS
soprattutto dopo presentaz stimoli
fobici/stressanti
riduzione HRV pz con gad e d. panico HRV
elevata attività simpatica
riduzione attività vagale
nei pz fobici alla presentaz di stimoli
target
incremento del riflesso startle
Alterazioni
di connettività a carico di network cerebrali
alterazioni con il SN durante il RS e task
cogn/ emot nella corteccia cingolata
anteriore dorsale e regioni parieto-
temporo-occipitali
predisp a sperimentare + preoccup
predisp all'elab di stimoli minacciosi
SN
riduzione connettività con CEN
deficit controllo top-down dell'attenzione
durante task cognitivi
riduzione connettività DMN
tra le strutture limbiche/ corteccia
prefrontale mediale e strutture corticali
difficoltà a concentrarsi sul mondo
intrapsichico + regolazione emozioni
Ansia patologica
associata ad alterazioni a carico di diversi
sistemi ormonali e neurotrasmettitori
serotonina, gaba, glutammato
modulano l' eccessiva/ persistente
attivazione del SNC e SNA
L’ansia di per sé non è un fenomeno patologico, ma assolve
un’importante funzione adattiva, consentendo di riconoscere facilmente e
rapidamente un pericolo e permettendo la mobilizzazione delle risorse
psicofisiologiche appropriate per fronteggiare eventi significativi sia
positivi che negativi
anticipazione apprensiva di un pericolo o di un evento negativo futuro
accompagnata da particolari stati cognitivi (apprensione,
preoccupazione) e neurovegetativi
N
Q
2
P
:
Processi
di
att.,
rilev.
Stims
,
MaL
USD
:
Cab.
est
.
sost.
quanto
a
lungo
una st
Continua a Catturare att.
X
Il suo
sign
emustivo
componenti CNV
:
Attesa
anticipatoria
e
rilevare t
valutare
precocielay
.
Preparazione
motoria
o
coga
.
importanti
di
in
risp
. a stimolo
minaccisso
= se rilevante
Xind.
associata
a
Stimali
intit
este
I
elevata
coordinare
passaggio
tra
DMN e
CEN
Tr
Er
permette
di indagare
Pens
.
attem .
evidenziando
che
si
riflette
tipiche
STATO
di RILASSAMENTO
int.
esterma e
INIBIFIONE
CORTICALE
indice asimmetria
Frontale alpha
FAAssia
mam
porta a
depr
Tinfluenza
A-
aumenta rischio DEPRESSIONE
Studio
di
risposta
automatica
,
rapida
e
difensiva del
corpo
a una
Stimol
improvviso
o intensa
Il
Forte
rumore
lampo
di
luce
DCA e Dipendenze
DCA
BULIMIA e BINGE EATING
iperattività delle regioni coinvolte nel
reward
OFC/ACC
ingestione di cibo legata a 2 vie
VIA OMEOSTATICA
guidata da uno sbilanciamento
energetico
quando le riserve caloriche si riducono il
cervello attiva la secrezione di
neurotrasmettitori e neuromodulatori
che stimolano la fame
ricerca/assunzione cibo
VIA del PIACERE
può in alcune circostanze ( stress )
prevaricare l'altra via
aumentando il desiderio/consumo di cibi
appetibili
strategie disfunzionale di regolaz emozioni
ANORESSIA NERVOSA
processamento food-cue associato a
iperattività emi dx nella mPFC , ACC e
nucleo caudato
ridotta attivazione emi sx nel lobo
parietale e precuneo
il cibo può essere + attivante e meno
stimolante x le sue proprietà fisiche
organolettiche
+ rigido controllo top-down ( mediato
dalla mPFC )
associato alle condotte restrittive e iper-
controllanti dai pz con anoressia in quanto
mPFC + ACC + CAUDATO ruolo nel reward + emoz neg
PRECUNEO + LOBO PARIETALE
ruolo processi autoref e funz somato-
senso
DISTURBO IMMAGINE CORPOREA
modo patologico con cui l'individuo vive la
relazione con il proprio peso/corpo
la sua identificazione e rilevaz comprende
un network esteso di aree
AREA FUSIFORME corpo giro fusiforme FBA
AREA EXSTRIATA del corpo corteccia occito-temporale-laterale EBA
coscienza del proprio corpo avviene
insula
corteccia parietale inferiore
precuneo
fMRI
con l'utilizzo di body-related task
alterazione nei pz AN e BUL
ridotta att lobo parietale inf + precuneo +
EBA
in risposta alla presentaz del proprio corpo
+ att nella PFC e INSULA
in risposta alla presentaz di imm
modificate del corpo (magro)
+ att amigdala davanti a imm del proprio corpo (grasso) componente affettiva
pz anor
riduzione materia grigia nel lobo
parietale inf + precuneo
Dipendenze
fMRI
dipendente sostanze alla presentaz di
drug-cue
alterazione a tutto il cervello con
iperatività di 6 network
CEN
SN
REWARD
HABIT NETWORK (comport automatizz)
DMN
MEMORY NETWORK
INSULA
centrale in 3 processi
piacere consapevole deriva dagli effetti
interorecettivi legati al consumo della
sostanza
richiamo effetti piacevoli della sostanza
processi decisionali legati agli effetti pos e
neg del consumo della sostanza
marcata impulsività + alterazioni aree
cerebrali a carico della
materia bianca
lobi frontali
- volume nella PFC e INSULA materia grigia
·
IFC
:
Cart
.
ARBATO FRONTALE
·
ACC
:
UNGOLATA
ANTERIORE
MAFC
:
PRE-FRONTALE
METAE
ACC
:
Valuta
EMSF. NEGAT.
e
grida
COMP.ADATT
&
N.
CAUDATO
:
PIACERET
rigidita
camp.
ha dimostrato
studi
Ciò che
è
importante
per
il se
PERCEEINE
,
VALUTAZIONE
,
simsin
,
senso
di
colpa
,
rumin
.
ELABORAZIONE
Stimoli alim.
caratt. sensoriali
pensare
a
se stessi ,
valutarsi ,
imm nel futuro
Sapore ,
adore ,
consistenta
RICINISC
.
percezione corps
Mel
CORDO
2
=
Coinvolta mel
Riconoscimento VISIVO
compless
=
facce
e
corpi
PARTI
Corpo
= ATTIVA
im risp. alla visione
del
FBATEBA
= AREE
CFREBRALL
CORPO
UMAN - >
imp
. X
rappr
.
Corpored
Si sviluppa grazie
a SPECIALIFE
visiua
ridotta
commett
Si asservamo
tra aree controlly
I
regolat
decision
making
alterato
attr
.
è stata
evidenziat
PRE-FRONTALE
Tecniche di
Neuromodulazione
Neuromodulazione
alterazione, regolazione, inibizione o
stimolazione
SNA , SNP e/o SNC
x via elettrica/dinamica con lo scopo di
migliorare qualità di vita +
funzionamento cogn/ emot dell'uomo
utilizzata in patologie cardiache, epilessia,
dist movimento e psichiatria
Effetti sul SN
regolabili si possono modulare in base a
intensità
durata
frequenza e localizzazione
stimolo
reversibili non permanenti
gli effetti si esauriscono nel tempo se la
stimolazione viene interrotta
numerose sessione inducono
cambiamenti + duraturi
non distruttivi
non danneggiano fisicamente il tessuto
nervoso
tecniche non invasive e sicure se
applicate correttamente
Tecniche
INVASIVE
impianto dispositivo sottocutaneo
attraverso operazione chirurgica
DEEP BRAIN STIMULATION (DBPS)
VAGUS NERVE STIMULATION (VNS)
tecniche ESOGENE
NON INVASIVE
applicare dispositivo stimolatore
all' esterno del corpo
non invasive brain stimulation (NIBS)
agiscono alterando att neuronale utilizzata
x scopi terapeutici/ ricerca, relazione tra
regione cerebrale modulata e processo
cogn
suddivise in
TRANSCRANIAL (+ES) ELECTRICAL
STIMULATION
TRANSCRANIAL (TMS) MAGNETIC
STIMULATION
TRANSCUTANEUS VAGUS NERVE
STIMULATION (+VNS)
tecniche ESOGENE
utilizzo dispositivo esterno x alterare l'att
elettrica cervello
NEUROFEEDBACK
tecnica che modula attività elettrica
sttraverso azione del sogg stesso in modo ENDOGENO cervello
tecnica auto-neuro-modulazione
sogg modifica la propria att cerebrale
mediante
condizionamento operante
