Lesioni cerebrali e funzione cognitiva

Lo studio dei meccanismi cerebrali alla base delle funzioni mentali, in particolare nell'uomo, si basa su due fonti di dati: lo studio di pazienti con lesioni cerebrali e il neuroimaging. Mentre il neuroimaging ha conosciuto sviluppi spettacolari negli ultimi anni, consentendo la caratterizzazione delle proprietà funzionali di più sistemi cerebrali, solo lo studio dei pazienti può stabilire il coinvolgimento causale di queste regioni nei processi in corso osservando i deficit selettivi risultanti dalle lesioni. Questa logica si applica non solo alle lesioni focali acquisite derivanti, ad esempio, da incidenti vascolari o resezioni chirurgiche, ma anche a disturbi cognitivi dello sviluppo selettivi come la dislessia o la discalculia, che hanno dimostrato di derivare da anomalie focali nello sviluppo cerebrale.

Nel corso degli anni, i gruppi di ricerca che utilizzano questo protocollo hanno utilizzato con successo entrambi gli approcci e, in modo innovativo, li hanno combinati in studi che esplorano i deficit cognitivi utilizzando il neuroimaging. Ad esempio Gaillard et al. (2006) e Epelbaum et al. (2008) hanno studiato i disturbi della lettura correlati a piccole lesioni corticali combinando studi comportamentali, risonanza magnetica anatomica, imaging del tensore di diffusione (DTI) dei tratti della sostanza bianca, risonanza magnetica funzionale e registrazioni intracerebrali di potenziali evocati (EP) nello stesso paziente. La rarità di profili comportamentali come i disturbi acquisiti della lettura motiva l'uso di un approccio noto come "single-case studies". Progressi significativi in ​​neuropsicologia sono stati resi possibili solo attraverso lo studio di singoli casi. In tali studi, uno o pochi pazienti vengono esaminati in modo molto dettagliato su base individuale e il loro comportamento viene confrontato con modelli cognitivi espliciti della specifica funzione in esame. Di conseguenza, accanto a batterie di test standardizzate, i protocolli di valutazione devono necessariamente essere personalizzati e adattati a ogni singolo caso. D'altra parte, gli studi di gruppo non sono fattibili per profili comportamentali rari come disturbi acquisiti della lettura (alessia) o disturbi della percezione visiva (agnosia). Questo approccio caso unico può essere notevolmente migliorato dall'imaging cerebrale. Ciò è ora possibile grazie alla potenza sufficiente della risonanza magnetica funzionale (fMRI), che consente l'analisi delle attivazioni in un singolo soggetto. Allo stesso modo, i progressi nelle tecniche di registrazione ed elaborazione dei dati nei potenziali evocati (EP) e nella magnetoencefalografia (MEG) consentono l'analisi delle prestazioni dei singoli pazienti. Inoltre, l'adattamento flessibile dei protocolli di stimolazione a ciascun paziente richiede la raccolta parallela dei dati da alcuni soggetti di controllo ogni volta che è necessario.

Pertanto, lo scopo di questo progetto esplorativo è continuare questo lavoro nel neuroimaging cognitivo, con l'obiettivo specifico di confrontare i risultati ottenuti da molteplici metodi di imaging non invasivo (fMRI, EEG e MEG) applicati a pazienti con lesioni cerebrali (e a gruppi di controllo di soggetti secondo necessità). Infatti, nell'ambito del nostro studio esplorativo, il ricercatore mira a indagare le dinamiche spaziotemporali dell'attività cerebrale coinvolte in specifiche funzioni cognitive superiori negli esseri umani: comprensione e produzione del linguaggio, calcolo mentale, percezione conscia e inconscia. Lo sperimentatore valuterà individualmente i pazienti selezionati in base alla natura del loro deficit e alla topografia delle loro lesioni, insieme ai soggetti di controllo. I pazienti neurologici saranno seguiti per un anno dopo il consenso, con test multipli e sessioni di neuroimaging. I pazienti possono ritirarsi dallo studio in qualsiasi momento. I soggetti di controllo dovrebbero essere paragonabili ai pazienti in termini di età e livello socioculturale e, pertanto, saranno abbinati per queste variabili in ogni caso di paziente. Riceveranno stimoli uditivi tramite cuffie o stimoli visivi presentati su uno schermo e svolgeranno compiti elementari (memorizzazione, comprensione, classificazione, produzione, ecc.), indicando verbalmente la risposta corretta o utilizzando i pulsanti di risposta quando necessario. Lo sperimentatore può sottoporre gli stessi soggetti a diversi tipi di esami (MRI, EP, MEG) per confrontare i loro risultati, che saranno interpretati integrando l'analisi neuropsicologica del deficit e la topografia della lesione. L'investigatore si riserva la possibilità di impiegare solo uno o due di questi metodi di imaging in determinati soggetti. Inoltre verrà testato un gruppo di volontari sani, con la sola raccolta delle loro risposte comportamentali.