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Gli aspetti neuropsicologici e la loro influenza sull’apprendimento

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  1. Gli aspetti neuropsicologici e la loro influenza sull’apprendimento

  2. Controllo attentivo Questo dominio include l'abilità di prestare attenzione a stimoli selettivi e specifici, visivi e uditivi, e di inibire le risposte prepotenti Dato che gioca un ruolo importante in diverse attività cognitive (come decidere tra diverse alternative o monitorare le azioni durante il loro svolgimento), questi processi ne sottendono altri più complessi nei domini della flessibilità cognitva, della elaborazione delle informazioni, del mantenimento degli obiettivi. Deficit nei processi di controllo attentivo esitano in comportamenti impulsivi e distraibilità, scarso automonitoraggio e disabilità nel controllare gli errori o nel completare dei compiti. Difficoltà anche nell'apprendere nuove abilita, interpretare segnali sociali, acquisire nuove conoscenze.

  3. Cognitive flexibility I processi esecutivi che appartengono a questo dominio includono: Working memory: mantenere attive un certo numero di informazioni e usarle in modo flessibile per guidare il comportamento Generazione di concetti: estrarre informazioni da un gruppo di stimoli diversi e organizzare la percezione, il pensiero, l'azione Shifting: cambiare il focus attentivo, muoversi tra diverse dimensioni e alternare regole complesse Utilizzo del feedback: adattare l'azione in corso in modo da completarla con successo Difficoltà nel muoversi liberamente da una situazione / attività ad un'altra (comportamenti perseverativi) Ricordare cosa si deve fare e mantenere l'obiettivo del task Problemi nel comportamento quotidiano (es. Bloccarsi durante un compito)

  4. Information processing Il termine si riferisce alla rapidità e alla efficienza delle attività cognitive e gioca un ruolo nella quantità e qualità degli output cognitivi La rapidità con la quale viene processata una informazione è connessa alla efficienza della trasmissione neurale nell'intero sistema nervoso centrale Le difficoltà comprendono: Rallentamento delel performances Esitazione Riduzione delle risposte (quantitativa e qualitativa) Restrizioni nel comportamento sociale: Difficoltà di adattamento con i pari (gioco, apprendimento, acquisizione di conoscenze)

  5. Goal setting Abilità di pianificare il futuro Di definire obiettivi Di problem solving Di anticipazione degli eventi Di formulare gli step successivi per completare un task Difficoltà nell'adattamento a situazioni complesse Uso di strategie poco efficienti Impossibilità di portare a termine compiti prolungati nel tempo Difficoltà a pianificare e anticipare le azioni (difficoltà in azioni quotidiane: preparare lo zaino, vestirsi, fare i compiti) Queste abilità sono già presenti nei bambini piccoli (e.g., Welsh et al., 1991; Espy, Kaufmann, Glisky, & McDiarmid, 2001), ma si sviluppano in modo significativo dopo i 7 anni (e.g., P. Anderson et al., 1996; Krikorian & Bartok, 1998).

  6. Developmental trajectories of executive function domains in early childhood

  7. Developmental trajectories of executive function domains in early childhood

  8. Interrelationships Among Executive Functioning, Working Memory, Verbal Ability, and Theory of Mind Schneider 2005

  9. Developmental Psychology 2004, Vol. 40, No. 6, 1148–1158

  10. Assessment of executive functions Archives of Clinical Neuropsychology 23(2008)201–216

  11. CARD SORTING TEST flessibilità cognitiva

  12. Test delle Campanelle modificato A. Biancardi, E. Stoppa. (1997) 1 pagina di prova 4 pagine di test • Correttezza • Rapidità • Num errori • Valutazione nei 4 quadranti • Tempi • Traiettorie

  13. Attenzione visiva (CPT – Eriksen Flanker task) Attenzione uditiva (continuous performance task uditivo) Working memory visuo spaziale Working memory verbale Information processing (Eriksen Flanker task) Controllo inibitorio (CPT) Controllo dell'interferenza (Stroop e Stroop-like) Switching – flessibilità cognitiva (Dimensional Change Sort Task – Wisconsin CST) Pianificazione (Torre di Londra) Funzioni esecutive “hot” (Iowa gambling task – Children's gambling task) (Teoria della mente) Controllo inibitorio Working memory Funzioni esecutive “hot” Preschooler: motricità

  14. Funzioni esecutive come “termine ombrello” Ampio range di processi cognitivi e comportamentali Apparente dissociazione delle sindromi disesecutive (la performance di un paziente in un test non è predittiva sui risultati di un altro, con ricadute sulle situazioni complesse del mondo reale) (Burgess, 1997; Burgess, Alderman, Evans, Emslie, Wilson,1998) Per questo vi è una crescente tendenza ad incorporare tasks più complessi, multicomponenziali e vicini alla vita reale nelle misure di performance, test che comprendono diversi domini esecutivi allo stesso tempo (Schwartz, Reed, Montgomery, Plamer, Mayer,1991; Shallice Burgess, 1991; Wilson, Alderman, Burgess, Emslie,&Evans,1986).

  15. Funzioni esecutive COLD corteccia prefrontale dorso mediale Funzioni esecutive HOT corteccia prefrontale ventro-mediale e orbito-frontale, amigdala, lobo limbico

  16. Ragionamento verbale Problem solving Planning Sequencing Attenzione sostenuta Resistenza all’interferenza Uso del feedback Multitasking Flessibilità cognitiva Abilità di operare con la novità (Burgess, Veitch, De Lacy Costello, Shallice,2000; Damasio,1995; Grafman, Litvan,1999; Shallice,1988; Stuss & Benson,1986; Stuss, Shallice, Alexander, Picton,1995) COLD EXECUTIVE FUNCTIONS

  17. Esperienza di premio e punizione Regolazione del proprio comportamento sociale Capacità decisionale (interpretazione emotiva e personale) Bechara, Damasio, Damasio,Lee,1999; Bechara, Tranel, Damasio, Damasio,1996; Damasio,1995; Grafman Litvan,1999; Rolls,1995) HOT EXECUTIVE FUNCTIONS

  18. Modello di Luria Alexandr R. Luria (1966,1973) Tre unità funzionali di base tra loro interdipendenti

  19. Modello di Luria Luria(1966,1973) Tre unità funzionali di base tra loro interdipendenti Test: Simple finger opposition Fist-Edge-Palm Test Reciprocal Motor Programme Test 3 Lobi frontali: programmazione, regolazione e verifica (feedback) del comportamento 2 Lobi parietali, temporali e occipitali: encoding, elaborazione e immagazzinamento delle informazioni 1 Tronco cerebrale: regolazione e mantenimento della vigilanza (arousal ascendente verso il livello corticale) Corteccia frontale = superstruttura che regola e controlla l’attività mentale ed il comportamento; la sua disfunzione fa emergere comportamenti di base e stereotipati (illogici, irrilevanti, inappropriati)

  20. Modello SAS Norman and Shallice (1986) Supervisory attentional system (SAS) Contention scheduling: routines e comportamenti “overlearned” da priorità all’ordine nel quale vengono eseguiti i comportamenti Supervisory attentional: tasks non routinari e nuovi 5 situazioni 1 Planning o decision-making 2 Correzione di errori o troubleshooting 3 Le risposte non sono ben apprese o contengono nuove sequenze di azioni 4 Anticipazione del pericolo 5 Inibizione di una forte risposta abituale o resistere alla tentazione

  21. Norman and Shallice (1986) Supervisory attentional system (SAS) Modello SAS Controllo inibitorio Input - attivazione

  22. Modello tripartito di Stuss e Benson Diverse componenti del sistema esecutivo dell’attenzione: Attenzione sostenuta: corteccia frontale destra Concentrazione: area cingolata Diffusa: aree del cingolo e orbito-frontali Soppressione: cortecica prefrontale dorso-laterale Switching: corteccia prefrontale dorsolaterale e mediale Preparazione: corteccia prefrontale dorsolaterale Goal setting: corteccia prefrontale dorsolaterale sinistra

  23. teoria del goal-neglect Duncan,1986,1995; Duncan, Owen,2000 Ruolo cruciale di un set (lista) di obiettivi e sotto obiettivi nel governo del comportamento Gli obiettivi vengono formulati, immagazzinati e checked per ottenere risposte adeguate alle richieste dell’ambiente Attivazione / inibizione del comportamento per ottenere / prevenire la realizzazioen dell’obiettivo LESIONE GOAL NEGLECT Le azioni possono essere disorganizzate (random) o associate solo a uno o più subgoals

  24. teoria del goal-neglect Goal-ManagementTraining (GMT) Aiutare il paziente a organizzare i goals e i subgoals “mental checking routine” per mantenere il focus sull’obiettivo: 6 stadi 1 STOP per domandarsi cosa si sta facendo in un determinato momento 2 DEFINE per definire l’obiettivo principale in un set di obiettivi irrilevanti o meno prioritari 3 LIST per fare una lista di step relativi all’obiettivo scelto o prioritario 4 LEARN per domandarsi se conoscono gli steps successivi 5 DO IT eseguire il compito 6 CHECK monitorare il compito svolto

  25. Modello della working memory di Goldman-Rakic Goldman-Rakic (1992) Basato principalmente su un modello animale Premessa: sebbene l’intera corteccia prefrontale sia responsabile per la memoria di lavoro, è possibile dividerla in diverse aree ognuna delle quali è connessa a un tipo particolare di memoria di lavoro (spaziale, per gli aspetti fisici degli oggetti, semantica, per la conoscenza matematica) La corteccia prefrontale elabora questi aspetti mediante due vie reciproche (inibizione ed eccitazione) che la connettono alle regioni posteriori del cervello Le connessioni sono mediate da neurotrasmettitori (catecolamine ed in particolare dopamina); la carenza di questi neurotrasmettitori provoca deficit nella memoria di lavoro (delayed-matching task) e il ritorno a livelli normali riporta alla norma la performace.

  26. Modello della working memory di Goldman-Rakic schematic representation of the parallel, distributed, reciprocal connections between prefrontal cortex and various sensory modalities in the macaque cerebrum as drawn by Patricia Goldman-Rakic. Goldman-Rakic used this image in her lectures to describe how parallel processing in the prefrontal cortical subfields underlies the organization of representational memory, as proposed in her seminal chapter in the Handbook of Physiology (Goldman-Rakic 1987). The drawing is placed on an array of prefrontal cortical pyramidal cell images which delineate catecholaminergic synapses on dendritic shafts (yellow) and spines (red), as reconstructed in Krimer and Goldman-Rakic (Cerebral Cortex, 1997,17: 7450–7461). Pyramidal and non-pyramidal cells in cortical columns of the prefrontal cortex form recurrent microcircuits, which generate persistent activity during the delay period of working memory tasks. These circuits subserve the highest aspects of cognitive function, such as human thought.

  27. Modello della working memory di Goldman-Rakic delayed-matching task Cambridge Neuropsychological Test Automated Battery (CANTAB) Letter-Number Span Test Presentazione di un mix di lettere e numeri alternati; il paziente è richiesto di ripetere i numeri in ordine crescente e le lettere in ordine alfabetico N-back Test Il paziente deve ricordare lo stimolo visivo visto sullo schermo di un computer “N posizioni” prima di un dato stimolo

  28. Somatic marker hypothesis Damasio,1995 Viene enfatizzato il ruolo del lobo frontale nel comportamento emozionale e sociale, in particolare nei compiti di decision-making. Questo modello affronta direttamente il problema della componente “hot” delle funzioni esecutive e della suo impatto sulle funzioni “cold” nelle decisioni della vita quotidiana e nelle relazioni interpersonali Damasio(1995) organizza la somatic marker hypothesis a partire dai cambiamenti drammatici conseguenti alle lesioni della corteccia frontale ventro mediale (cambiamenti della personalità, problemi interpersonali ed emozionali) Il caso Phineas Gage Connessioni tra corteccia prefrontale ventro mediale e il nucleo medio dorsale del talamo, l’amigdala e l’ipotalamo La disconnessione rende impossibile “marcare” le componenti emozionali del compito e, benché i pazienti se ne rendano conto, la regolazione del comportamento dato che essi non possono utilizzare i markers somatici collegati elle emozioni

  29. Auditory verbal working memory load and thalamic activation in nonpsychotic relatives of persons with schizophrenia: An fMRI replication. Seidman, Larry J. et al. Neuropsychology. Vol 21(5), Sep 2007, 599-610. First-degree relatives of persons with schizophrenia are at genetic risk for the illness and show deficits on high-load information-processing tasks. In a prior study of auditory working memory (WM) using functional MRI (fMRI), the authors demonstrated that adult relatives had significantly increased activation in the dorsomedial (DM) thalamus, anterior cingulate, and prefrontal cortex (H. W. Thermenos et al., 2004). In this study, the authors extended this work using a parametric WM task designed for fMRI in an independent, unmedicated sample. Twelve nonpsychotic relatives of persons with schizophrenia and 13 healthy controls were administered multiple versions of an auditory continuous performance test during fMRI. Data were analyzed using Statistical Parametric Mapping software. Compared with controls, relatives showed significantly greater task-elicited activation in the DM thalamus. When fMRI signal change was modeled as a function of increasing WM load, there was a significant Group × Load interaction, with relatives showing significantly greater task-elicited activation in the right DM thalamus compared with controls. Greater DM thalamic activation in the relatives remained significant when WM performance, vocabulary score, and education were controlled. This replication suggests that altered thalamic activation is a feature of neurobiological risk for schizophrenia.

  30. Corteccia del giro del cingolo Corteccia orbitofrontale Amigdala Iowa Gambling task Molto sensiobile alle lesioni prefrontali ventro mediali

  31. R.C.K.Chan et al. ArchivesofClinicalNeuropsychology23(2008)201–216

  32. International Classification of Impairment, Disability and Handicap (ICIDH) (WHO,1980) International Classification of Functioning, Disability and Health (ICF e ICF_CY) (WHO,2000) 4 livelli di terminologia per descrivere un disturbo: Patologia Difetto (Disabilità) Attività (Handicap) Partecipazione Descrivono la malattia nel contesto della persona Descrivono la malattia nei termini delle sue conseguenze esterne FUNZIONALITA’

  33. In teoria, soltanto i compiti di natura nuova per il soggetto possono sollecitare le funzioni esecutive; i test sono nuovi per il soggetto soltanto la prima volta che vengono eseguiti, e la loro test-retest reliability è quindi problematica Per riduzione della partecipazione si intendono i problemi a livello sociale, familiare, educativo, lavorativo o in altro modo concernenti svantaggi nel ruolo associati ad una disabilità I test presenti in genere sono in grado di evidenziare la performance al livello della patologia o del disturbo (Whyte Et al., 1996) ma non riescono a misurare lo stato funzionale del paziente in termini di disfuzioni del sistema esecutivo nella vita di tutti i giorni Scarsa validità ecologica dei test neuropsicologici (Goldstein,1996;Sbordone,1996) Molti pazienti non hanno caduta delle performances ai test ma incontrano grandi difficoltà nella vita quotidiana. (Shallice&Burgess,1991) Necessità di un assessment basato su diversi aspetti (memoria, attenzione, linguaggio, funzioni esecutive) per cogliere il continuum della disabilità (Goldstein,1996; Whyte, Rosenthal,1993)

  34. Scarsa validità etologica dei test neuropsicologici: le capacità funzionali della mente umana sono correlate ad un ambiente che esiste da almeno un milione di anni, prima dei rapidi cambiamenti indotti dall’uomo; la psicologia evoluzionistica cerca di comprendere come l’ambiente fisico e sociale preesistente abbia influenzato le abilità cognitive dell’uomo (Bradshaw,1997). Si tratta di un modello alternativo a quello corrente dell’information processing, che considera le abilità cognitive ad un livello astratto. Una ipotesi potrebbe essere quella di introdurre task significativi per il loro contenuto, per esempio relativi a: Aalleanza e cooperazione sociale Capacità genitoriali Selezione dei pari Evitamento dei predatori Abilità funzionali in grandi gruppi sociali (probabilmente correlata allo sviluppo delle funzioni cognitive, incluse le funzioni esecutive

  35. R.C.K.Chan et al. Archives of Clinical Neuropsychology 23(2008)201–216

  36. Assessment a 3 livelli: Sociale: fattori emozionali e sociali che influenzano il comportamento e le esperienze Cognitivo: meccanismi di information processing che danno luogo ai fenomeni del livello sociale Neurale: aspetti del funzionamento cerebrale che sottendono i processi del livello cognitivo