Psicologia Biologica Capitoli 1-12

Introduzione alla Psicobiologia

• La psicobiologia è lo studio delle basi neurali dei processi cognitivi e del comportamento umano.
• Comprendere le basi neurali dei processi cognitivi è indispensabile per capire il funzionamento della mente.

Amore e Dipendenza

• L'innamoramento è un mix tra ossitocina e vasopressina, due neurormoni essenziali nell'attaccamento.
• Lo studio delle attivazioni cerebrali relative all'amore ha mostrato l'attivazione dell'amigdala, del nucleo caudato e del putamen, nuclei importanti anche per il movimento.
• L'amore ha basi neurali e chimiche.

Dipendenza

• La dipendenza è un bisogno costante di fare, avere qualcosa, e alterazione del comportamento che diventa una ricerca esagerata del piacere.
• La dipendenza ha basi biologiche nel nucleo accumbens.

Falsi Miti sul Cervello

• Falso mito del 10%: il cervello rappresenta circa il 5% della massa corporea, ma consuma il 20% delle risorse di glucosio e ossigeno.
• Falso mito della dominanza emisferica: non c'è prova di una dominanza emisferica destra o sinistra.
• Falso mito sul colore del cervello: il cervello non è grigio, ma rosa per la presenza di vasi sanguigni, bianco per la sostanza bianca, nero per la substantia nigra e rosso per il nucleo rubens.

Psicobiologia Biologica

• La psicobiologia biologica è una disciplina interdisciplinare che studia le basi biologiche del comportamento e della cognizione.
• La psicobiologia biologica è una branca delle neuroscienze.

Le Aree della Psicobiologia

• Psicofarmacologia: studia gli effetti dei farmaci sul cervello e il comportamento.
• Neuropsicologia: studia gli effetti psicologici delle lesioni cerebrali nell'uomo.
• Psicofisiologia: studia la relazione tra attività fisiologica e processi psicologici nell'uomo.
• Neuroscienze cognitive: studia le basi neurali della cognizione umana.
• Psicologia comparata: confronta il comportamento di specie animali differenti.

La Biologia del Comportamento

• La biologia del comportamento studia la relazione tra il comportamento e i processi corporei, in particolare con le attività cerebrali.
• La relazione tra biologia e comportamento è reciproca.

La Storia della Psicobiologia

• La trapanazione cranica: reperti archeologici di 7000 anni fa mostrano tentativi di cura mediante la perforazione del cranio.
• Il papiro Edwin Smith: trattato che descrive le tecniche medico-chirurgiche dell'epoca, dove troviamo una piccola parte sul cervello.
• La cultura egizia: il cuore era considerato l'organo più importante, non il cervello.
• Le meningi: pia madre, aracnoide e dura madre, che avvolgono il cervello e lo separano dalla scatola cranica.### Teoria degli Spiriti e delle Energie Fluide
• Galeno di Pergamo, in accordo con Ippocrate, crede che il cervello riceva le informazioni sensoriali e che sia responsabile del controllo motorio utilizzando un meccanismo basato su "gas ed umori" che scorrono attraverso il corpo e i ventricoli cerebrali.
• Galeno propone la Teoria degli Spiriti e delle Energie Fluide, che include:
  • Spirito Naturale: aria che scorre nelle vene.
  • Spirito Vitale: sangue misto ad aria che scorre nelle arterie.
  • Spirito Animale: muscoli e nervi comunicano tramite il passaggio di fluido entro i tronchi nervosi.

Modello Idraulico di Cartesio

• Cartesio riprende la teoria di Galeno e propone il modello idraulico, dove:
  • I nervi sono "tubi vuoti".
  • Gli "spiriti animali" costituiscono il fluido all'interno dei nervi.
  • Il modello idraulico spiega come gli stimoli esterni siano trasmessi al cervello e come il cervello controlli i movimenti.

Dualismo

• Cartesio propone la teoria del dualismo, che sostiene che:
  • Il corpo funziona in maniera meccanica e ha natura fisica.
  • La mente ha una natura non fisica e non può essere studiata con le scienze fisiche.
  • Mente e cervello sono separati.

Monismo

• Le neuroscienze moderne si basano sul monismo, che sostiene che:
  • La mente è un prodotto delle attività neurali.
  • La mente può essere studiata indagando le attività neurali.

Galvani e l'Elettricità

• Galvani scopre che i muscoli di una rana morta, con nervi esposti, si contraevano in seguito a impulsi elettrici.
• Galvani conclude che nel corpo è presente un fluido elettrico, che chiama "elettricità intrinseca", prodotto dal cervello e che si propaga tramite i nervi fino ai muscoli.

Storia del Neurone

• I neuroni hanno dimensioni piccolissime (0,004-0,1mm).
• La visualizzazione delle strutture neuronali richiede lo sviluppo di strumenti che permettano la nitida visualizzazione, come il microscopio ottico.

Metodo di Golgi

• Golgi scopre che il tessuto cerebrale impregnato di una soluzione di nitrato d'argento permette di visualizzare un singolo neurone in tutto.
• La colorazione di Golgi, impiegata da Cajal, permette di distinguere l'effettiva forma dell'arborizzazione neuritica: dendriti e assone.

Teoria del Neurone

• Cajal conclude che le cellule del tessuto nervoso non sono parte di una massa continua, ma che sono distinte.
• La teoria del neurone sostiene che:
  • Il sistema nervoso è formato da cellule indipendenti che possono comunicare tra loro.
  • I neuroni sono separati da brevi fessure, chiamate sinapsi.
  • L'informazione è trasmessa in una sola direzione: dai dendriti, input, all'assone, output.

Tecniche di Neurovisualizzazione

• Tecniche di neurovisualizzazione "in vivo" non invasive sono:
  • Tomografia Computerizzata (TAC/TC)
  • Risonanza Magnetica Nucleare (MR/MRI)
  • Tomografia ad Emissione di Positrone (PET)
  • Risonanza Magnetica Funzionale (fMRI)

Frenologia

• La frenologia è una teoria pseudoscientifica che sostiene che la struttura del cranio umano indichi personalità e carattere.
• Gall e Spurzheim proposero la frenologia, che si basava sul presupposto errato che le protuberanze del cranio riflettessero la dimensione delle aree sottostanti.

Nascita delle Neuroscienze

• Paul Broca, dopo l'autopsia di un paziente con afasia, capisce che i disturbi del linguaggio erano causati dalla lesione.
• La teoria di Broca nascita la localizzazione delle funzioni cerebrali, che sostiene che alcune funzioni sono controllate da particolari aree cerebrali.### Tecniche di Neurovisualizzazione Strutturale
• La Tomografia Assiale Computerizzata (TAC) permette di studiare l'anatomia regionale del cervello, distinguendo tra liquor, tessuti nervosi e ossa.
• La TAC rappresenta la sostanza bianca e grigia e i ventricoli nel cervello vivente.
• Fornisce una risoluzione discreta (alcuni millimetri) e non fornisce informazioni sull'attività del cervello.
• La TAC è invasiva e richiede un'esposizione massimamente limitata a radiazioni ionizzanti.

Tecniche di Neurovisualizzazione Funzionale

• La Risonanza Magnetica Nucleare (RM) fornisce informazioni sulla distribuzione di alcune molecole (ad es. acqua) nei diversi tessuti.
• La RM evidenzia i diversi tessuti nervosi, il liquor e alcuni nuclei.
• La RM ha una risoluzione spaziale estremamente alta (decimi di mm) e non richiede l'irradiazione con radiazioni ionizzanti.

Tecniche di Neurovisualizzazione Funzionale: Tomografia ad Emissione di Positroni (PET)

• La PET è una tecnica che rileva la distribuzione di un radioisotopo che emette radiazioni nella sua fase di decadimento.
• Il radioisotopo viene iniettato nel flusso cerebrale e marcato con un metabolita (ad es. deossiglucosio).
• La PET rileva le aree del cervello che sono più attive durante l'esecuzione di un compito.
• La PET ha una bassa risoluzione spaziale e temporale rispetto alla Risonanza Magnetica Funzionale (fMRI).

Tecniche di Neurovisualizzazione Funzionale: Risonanza Magnetica Funzionale (fMRI)

• La fMRI usa il medesimo principio della RM, ma registra una serie di immagini per brevi istanti.
• La fMRI rileva le variazioni di flusso sanguigno nelle diverse aree del cervello.
• La fMRI è una tecnica non invasiva e non richiede iniezioni né radiazioni.
• La fMRI ha una risoluzione spaziale e temporale superiore alla PET.

Impiego delle Tecniche di Neurovisualizzazione Funzionale

• Studi clinici: identificazione di aree con alterato metabolismo (tumori), identificazione di aree di ridotto metabolismo in pazienti cerebrolesi.
• Ricerca sperimentale: identificazione delle regioni cerebrali associate ai diversi processi cognitivi elementari.

Criticità nell'Impiego delle Tecniche Funzionali di Brain Imaging

• Impiego di sottrazioni arbitrarie.
• Utilizzo fuorviante del codice colore.
• I voxel da confrontare sono 120-150mila, è facile trovare per caso una differenza significativa.

Altre Tecniche di Neurovisualizzazione

• Elettroencefalografia (EEG): misurazione e rappresentazione grafica dell'attività elettrica cerebrale.
• Potenziali evento-relati (ERP): oscillazioni elettriche rilevabili in risposta a uno stimolo interno o esterno.
• Registrazione elettrica di un singolo neurone: registrazione dell'attività elettrica di un singolo neurone nel cervello.