Per lo studio e la ricerca in neuro-psico-biologia e neuroscienze cliniche

INTRODUZIONE ALLA NEURO-PSICO-BIOLOGIA E NEUROSCIENZE CLINICHE

Apr 2007

Dr. Giulio Nicolò Meldolesi
Psichiatra – Psicoterapeuta

Prefazione

Tutti noi sappiamo che i bambini imparano molto presto a comunicare, cioè a condividere con gli altri le proprie emozioni, i propri pensieri così da poter essere compresi. Fin dalla nascita noi parliamo con i genitori, non usando, ovviamente, parole o frasi, ma il pianto o il sorriso, i gesti. Ben presto nascono le prime sillabe, i suoni che non sono legati ad alcun significato preciso e che non indicano niente in particolare: ba, ba, ma, la… I genitori, gli adulti, che stanno intorno al lattante ripetono spesso le sillabe pronunciate dal bambino: ed ecco che nascono strane conversazioni a base di di pa, pa, ba, ma, che anche se non hanno un significato preciso permettono la comunicazione tra adulti e bambini, attraverso gesti, movimenti del corpo, il linguaggio non-verbale, e le espressioni del viso, le cosiddette facce a contenuto emotivo.

Mente e cervello

Come fanno dunque i genitori e figli a comunicare, a condividere i propri pensieri e le proprie emozioni. E cosa sono i pensieri e le emozioni che proviamo? Che rapporto hanno con la mente? E che cos’è la mente?
La mente è quella parte della persona che la rende capace di essere consapevole delle cose, di pensare qualche cosa e di provare delle sensazioni, delle emozioni. Come tale, questa capacità si origina da una parte delle attività del cervello. Il cervello umano contiene all’incirca 100 miliardi di cellule nervose, o neuroni. Ciascun neurone è collegato in media a circa 10.000 altri neuroni attraverso punti di contatto, le connessioni sinaptiche. Nel preciso istante in cui proviamo una sensazione, sia essa di gioia o di dolore, o che pensiamo a qualche cosa o che facciamo un movimento col corpo si attivano nel cervello gruppi di neuroni, tra loro collegati in circuiti chiamati sistemi o reti neurali. Le reti neurali sono costituite da particolari strutture del sistema nervoso collegate tra loro per svolgere determinate funzioni o attività finalizzate a uno scopo. Considerando le migliaia di miliardi di connessioni all’interno delle reti e tra migliaia di reti neurali diverse, si possono attivare un numero pressoché infinito di possibili configurazioni di attività neurale. Questi profili di rete neurale (neural net profiles), e le combinazioni tra di essi, sono il mezzo fondamentale attraverso cui si creano i processi mentali.

Pensieri, percezioni ed emozioni come rappresentazioni mentali

Immaginiamo di recarci a Pisa e di sostare ad osservare la Torre pendente. In quel preciso istante il nostro sistema visivo, e le aree del cervello a questo collegate, vengono stimolati e rispondono con uno specifico profilo di rete neurale, denominato anche rappresentazione mentale (mental representation) della torre. Una volta tornati a casa, magari osservando una fotografia, può capitarci di ricordare la Torre pendente: in quel preciso istante la corteccia visiva sta venendo attivata secondo un profilo di rete neurale simile a quello che ha accompagnato per la prima volta la visione della torre, cosicché la torre giunge a visualizzarsi nuovamente. L’attivazione di un particolare profilo di scarica neuronale contiene dunque al suo interno l’informazione riguardo a qualche cosa, in questo caso alla Torre pendente. Oggi si ritiene comunemente che l’informazione, – ovvero i fatti e i particolari relativi a qualche cosa -, si crei nel cervello e sia contenuta nella configurazione di attività neurale, che genera un’immagine mentale, in questo caso della Torre pendente. Questa rappresentazione mentale funziona come simbolo d’innesco per l’attivazione di altri profili di rete producendo eventualmente un processo a cascata di attivazione di profili diversi che si sviluppano continuamente interagendo tra loro e producendo così una grande varietà di fenomeni interni (es. concetti, sensazioni, emozioni) e/o di comportamenti visibili all’esterno. Esempi di immagini mentali includono rappresentazioni sensoriali (ad es. percettive), emotive, linguistiche, concettuali e categoriali.

La mente processa informazione e utilizza energia

A questo punto siamo in grado di comprendere una definizione più tecnica e corrente di mente: “la mente è un processore di informazione che utilizza energia.” Un processore è una macchina che svolge una serie di azioni (operazioni) su dei dati o degli elementi. Che la mente elabori informazione è risultato abbastanza chiaro dall’esempio fatto in precedenza. Ma ad un livello più basso di elaborazione la mente utilizza anche energia: l’attivazione di singoli neuroni, o di gruppi di neuroni, di circuiti o di reti di neuroni, tutti implicano un flusso di energia da una parte all’altra dell’intero sistema cerebrale. L’energia riflette il flusso di ioni attraverso le membrane cellulari, il consumo di ossigeno e di sostanze nutritive da parte delle cellule nervose, e il trasporto attivo di molecole all’interno e all’esterno delle cellule, tra cui i cosiddetti neurotrasmettitori, ovvero un insieme di centinaia di molecole differenti che comprendono amine biogene (serotonina, noradrenalina, dopamina, epinefrina, acetilcolina, istamina), aminoacidi (glutammato, γ-aminobutirrato, GABA, glicina, aspartato, omocisteina); neuropeptidi (vasopressina, ossitocina, encefaline, endorfine e diverse altre centinaia); nucleotidi (adenosina, cAMP) e prostaglandine. La concentrazione di ogni singolo neurotrasmettitore a livello delle connessioni sinaptiche è oggetto di un’accurata regolazione, poiché determina il grado di attivazione dei corrispondenti recettori. I recettori neurotrasmettitoriali sono generalmente complessi proteici o glicoproteici. Rappresentano il sito d’azione non solo dei neurotrasmettitori, ma anche di molti degli psicofarmaci e delle sostanze psico-attive -tra cui le “droghe”- hashish, cocaina, eroina, ecstasy – utilizzate oggi.

La principale funzione dei neurotrasmettitori è di alterare il potenziale elettrico attraverso la membrana cellulare del neurone, aumentando o riducendo la probabilità che si inneschi il potenziale d’azione – una breve onda d’inversione del potenziale di membrana che si muove lungo l’assone del neurone -, che determina la conduzione dell’impulso di corrente lungo il nervo, e quindi all’interno della rete neurale.

Modelli mentali e schemi

Il livello di conoscenze riguardo al funzionamento del cervello e la ricerca in neuroscienze hanno compiuto, in particolare dagli anni cinquanta in poi, progressi tali da far ritenere che la mente e l’individuo “si stessero perdendo” a favore del cervello e del “determinismo biologico”. Eppure, i dati più recenti emersi dalla ricerca neurobiologica, dagli anni novanta in poi, indicano esattamente il contrario: le interazioni con l’ambiente, tra cui quelle con gli altri e con i genitori, influenzano direttamente lo sviluppo delle strutture e delle funzioni cerebrali. Questo processo d’influenzamento avviene in realtà già nell’embrione, durante la vita intrauterina, risultando particolarmente condizionante. Ma cosa succede poi, dopo la nascita e nei primi anni di vita?

Un mio paziente, che chiameremo Enzo, coniugato, con una bambina, impiegato di banca, affetto da Disturbo di Panico, ricorda che sin da bambino, avrà avuto 5-6 anni, ogniqualvolta si allontanava dalla cucina per imboccare il corridoio dell’appartamento la madre gli urlava d’appresso con voce preoccupata: “Dove vai? Vieni qui!”, tanto che era costretto a rientrare in cucina. Una volta diventato adulto, Enzo aveva deciso di acquistare una moto, un sogno che aveva avuto sin da quando era ragazzino, proprio perché gli faceva provare una sensazione piacevole di completa libertà. Enzo ricorda la scena di lui che prendeva la moto, e la madre sull’uscio di casa che si metteva le mani nei capelli in atto di disperazione, presagendo il peggio riguardo a un possibile incidente, e lui che nonostante ciò si allontanava. La cosa durò circa una settimana, dopodichè Enzo “decise” di vendere la motocicletta. Una volta sposatosi nacque una bella bambina. Ma proprio in quel periodo, concomitante l’evento stressante di una rapina in banca, Enzo cominciò a sviluppare il sintomo, che consisteva pressappoco in questo: ogni volta che usciva la sera in compagnia della moglie, magari per andare a mangiare una pizza con gli amici, Enzo doveva faticare parecchio per convincere la madre a rimanere da sola a casa. Dopodichè poteva capitare che, nel mentre si trovava al ristorante, gli arrivasse una telefonata da uno dei compaesani, suoi conoscenti, che lo informavano che la madre, anziana, era uscita di casa vagando di notte per le strade del paese; oppure che si era seduta al freddo sui gradini all’esterno dell’abitazione, quasi ad aspettarlo… Il paziente si sentiva dunque costretto a lasciare gli amici e a tornare con la moglie a casa, per prendersi cura della madre. In questi casi, di ritorno a casa, poteva capitargli di sviluppare un attacco di panico. [L’Attacco di Panico viene tipicamente considerato un attacco acuto d’ansia di tipo costrittivo, che si manifesta generalmente con improvvisa tachicardia, palpitazioni, sudorazione, tremore, tachipnea, sensazione di soffocamento, dolore al petto, nausea, vertigine, sensazione di instabilità, svenimento, sensazione di perdere il controllo, di diventare pazzi, paura di morire. Questi sintomi sono presenti in misura e in intensità variabile a seconda dei casi, e raggiungono un picco di manifestazione nei primi 10 minuti dall’inizio dell’attacco]. Da un’analisi delle diverse situazioni appariva chiaro la ripetizione di un determinato schema funzionale di comportamento, relativo al rapporto tra Enzo e la madre, che si era prodotto verosimilmente sin dalla più tenera età. Tale legame vedeva il ripetersi di una determinata sequenza che esemplificativamente pareva declinarsi nel modo seguente:

  • piacere e curiosità di Enzo nell’atto di allontanarsi fisicamente dalla figura significativamente affettiva (= prima la madre, poi la moglie e la figlia) à paura della madre che il figlio si allontanasse e che quindi gli succedesse qualcosa (=che morisse) à paura del paziente, unita ad eventuale senso di colpa à blocco della separazione fisica e frustrazione dell’esplorazione à riavvicinamento alla figura di attaccamento (la madre) unita ad ansia da costrizione e a rabbia impotente.

 

La mente di ciascun individuo, compresi voi che state leggendo, o il nostro Enzo, possiede delle specifiche attività cognitive che influenzano l’elaborazione dei dati. In altre parole, il cervello tende a organizzare i dati sempre in una determinata maniera, secondo dei modelli mentali o schemi.

I modelli mentali sono solo in parte consci, derivano dalle esperienze passate dell’individuo, guidano l’interpretazione degli stimoli presenti e influenzano la direzione del comportamento e quindi le scelte della persona. Quando una situazione di vita, ad esempio, nel nostro caso, la percezione del volto terrorizzato della madre al momento di partire in motocicletta, attiva un determinato schema, e questo modello, a sua volta, guida l’elaborazione delle informazioni e il comportamento dell’individuo. In altre parole, riprendendo quanto detto a proposito dell’informazione e della Torre pendente, condiziona l’attivazione di alcune, più che di altre, di alcune, e non di altre, rappresentazioni mentali o profili di rete neurale. Il vantaggio degli schemi consiste nel rendere automatica e quindi più fluida e rapida la risposta ad una determinata situazione. Lo svantaggio si manifesta allorquando l’attivazione automatica e inconscia degli schemi si verifica in situazioni in cui risulta inappropriata al contesto o in conflitto con le aspirazioni dell’individuo, nel nostro caso col vivo desiderio di Enzo di andare in motocicletta.

John Bowlby ha utilizzato il concetto di modelli operativi interni (internal working models) per descrivere lo sviluppo di forme precoci di schemi (i.e. entro i 3 anni di vita) che si sviluppano nel bambino piccolo nell’ambito dei legami di attaccamento, ovvero del rapporto col genitore, o con chi si prende cura di lui. Alla nascita il cervello umano, specialmente la corteccia cerebrale è immatura nelle sue funzioni e ciò richiede che il cervello del bambino utilizzi il cervello del genitore per sviluppare e plasmare i propri profili di rete neurale o rappresentazioni mentali, per ciò che concerne non solo le emozioni ma anche le capacità cognitive e il ragionamento astratto.

La presenza di schemi in conflitto tra di loro spiegano le difficoltà a stringere relazioni intime, o la tendenza ad esempio a vivere rapporti affettivi o lavorativi “che vanno sempre a finire allo stesso modo”. In altre parole rendono conto dei disagi esistenziali degli individui, e contribuiscono in percentuale variabile, a seconda dei casi, alla genesi dei sintomi e dei disturbi psichiatrici nonché dei disturbi di personalità.

D’altra parte, se è vero che ogni esperienza umana viene rappresentata all’interno delle reti neurali, allora tutti i disturbi psichiatrici, dai sintomi nevrotici (es. l’attacco di panico) alle più gravi psicosi derivano anch’essi dall’attività delle stesse reti neurali. Un funzionamento normale richiede un adeguato sviluppo e funzionamento delle reti neurali che organizzano lo stato di coscienza, il comportamento, le emozioni, le sensazioni. Viceversa la psicopatologia si sviluppa nei casi di un’integrazione sub-ottimale, di non-coordinazione o di dissociazione tra le reti. Fenomeni di dissociazione e di disregolazione neurale possono svilupparsi a seguito di modificazioni biochimiche causate da livelli elevati di stress, o da lesioni organiche, conseguenza ad es. di un ictus, di un trauma, di un tumore, o di una particolare predisposizione genetica.

Applicazione del modello neuro-psico-biologico alla terapia

Applicando questo modello alla terapia delle malattie neurologiche e psichiatriche, risulta abbastanza evidente il fatto che la psicoterapia, che agisce a livello della relazione, la psicofarmacologia, che agisce a livello neurochimico, e la neurochirurgia che agisce a livello dei tessuti nervosi e, in futuro, delle singole cellule, costituiscono tutte modalità terapeutiche finalizzate a creare o a restaurare l’integrazione e la coordinazione tra le varie reti neurali.

Per esempio è stato osservato che una psicoterapia che sia risultata efficace si correla a modificazioni dello stato di attività nelle aree del cervello che si ipotizzano coinvolte nella genesi di disturbi psichiatrici, come la depressione e il disturbo ossessivo-compulsivo; queste modificazioni sono analoghe a quelle osservate a seguito di un trattamento con psicofarmaci che sia risultato efficace.

Nel caso inverso, ma concettualmente analogo, di un paziente affetto da epilessia e sottoposto a intervento neurochirurgico di asportazione dell’area epilettogena, la guarigione dalle crisi e la riorganizzazione dei circuiti neurali migliora lo stato emotivo presumibilmente per una migliore integrazione e coordinamento dei profili di rete neurale responsabili degli stati emozionali (la depressione, l’ansia, la rabbia) e cognitivi (memoria)

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