L’EEG ad alta densità nello studio del Meccanismo Specchio in età evolutiva. Due ricerche empiriche condotte su bambini a Sviluppo Tipico e con Disturbo dello Spettro Autistico.

Abstract

Numerosi studi hanno dimostrato la presenza di un meccanismo di rispecchiamento motorio in bambini di pochi mesi di vita, così come in bambini di età scolare (Marschall e Meltozf, 2011). Per i bambini di fascia di età scolare è stato sottolineato che la maggior parte delle evidenze empiriche, proviene da studi che hanno indagato il Meccanismo Specchio (MS) nel Disturbo dello Spettro Autistico (DSA). In relazione al profilo clinico delle persone con DSA (APA, 2000), è stato infatti ipotizzato che alcuni dei deficit manifestati in questa patologia, potrebbero essere la conseguenza di un alterato sviluppo nelle intrinseche proprietà del sistema motorio (Gallese, 2003; Gallese e Rochat, 2009). In generale, la maggior parte degli studi, che si sono occupati del MS in età evolutiva, hanno impiegato come tecnica di indagine l’Elettroencefalogramma (EEG). Di seguito vengono presentati due studi che sono stati realizzati in bambini di età scolare, impiegando l’EEG come tecnica. Per entrambi questi esperimenti abbiamo utilizzato il paradigma originale di Umiltà et al. (2001). In particolare, l'obiettivo principale del primo studio è stato quello di indagare nei bambini con DSA e a ST, l'intensità della soppressione dell’alfa sensori-motorio, durante l'osservazione di atti motori di afferramento, eseguiti in due diverse Condizioni sperimentali: una mano afferra un oggetto: (Condizione “Interamente visibile”), una mano afferra un oggetto, ma l'interazione tra la mano e l’oggetto viene nascosta da uno schermo nero (Condizione “Oscurata”). Inoltre, è stato esplorato il ruolo della “familiarità/semantica” degli oggetti afferrabili, ossia, della relativa influenza sulla soppressione dell’alfa sensori-motorio. Infine, nel tentativo di chiarire i controversi risultati di fMRI, le modulazioni dell’alfa sensori-motorio sono state investigate mediante una analisi di “soppressione per ripetizione ". Il primo risultato che merita di essere evidenziato è la soppressione dell’alfa indotta in entrambi i gruppi di bambini durante l'osservazione delle Condizione “Oscurata”, confermando come ci si aspettava dal lavoro Southgate et al. (2010), il pattern ottenuto in bambini di pochi mesi. Tuttavia, diversamente da Southgate et al. (2010), i presenti risultati mostrano che l'osservazione della Condizione “Interamente Visibile” suscita in entrambi i gruppi di bambini un livello più elevato di soppressione, se confrontato con l'osservazione della Condizione “Oscurata”. Le ragioni per cui l'osservazione di afferramento “Oscurato” induce minore attivazione del MS possono essere diverse. In primo luogo, i dati recenti di sul MS negli esseri umani sottolineano che la corteccia post-centrale può essere considerata parte integrante del circuito dei neuroni-specchio (vedi Keysers, Kaas e Gazzola 2010; Arnstein et al 2011). E 'possibile che la Condizione “Visibile” renda più esplicite agli osservatori le conseguenze sensoriali dell'azione osservata (per esempio, l’interazione/contatto mano-oggetto). Tali informazioni sono chiaramente mancanti nella Condizione “Oscurata”. Se questo è vero, i risultati ottenuti sembrerebbero suggerirebbe che sia i bambini a ST che i bambini con DSA sono ugualmente sensibili alla disponibilità visiva delle conseguenze somato-sensoriali delle azioni osservate. In secondo luogo, Umiltà et al. (2001) hanno dimostrato che solo il 50% dei neuroni pre-motori, testati nel macaco, rispondono alla Condizione “Oscurata”. Di conseguenza, i nostri risultati potrebbero anche dipendere da un numero inferiore di neuroni specchio attivati nella stessa Condizione. Inoltre, i nostri dati hanno mostrato una funzionalità alterata e lateralizzata del MS, nei bambini con DSA: caratterizzata da mancanza di soppressione dell’alfa sensori-motorio, nell'emisfero sinistro, durante l'osservazione dell’afferramento di un oggetto neutro, ed una significativa ridotta soppressione, nell'emisfero destro, durante l'osservazione dell’afferramento del giocattolo. E’ stata inoltre trovata una significativa correlazione negativa tra la soppressione dell’alfa sensori-motorio, nell'emisfero destro, durante l'osservazione dell’atto motorio di afferramento di un giocattolo e la sottoscala sociale dell’ADOS. Non sono state rilevate differenze tra i gruppi durante l'osservazione della Condizione “Oscurata”. L'approccio di analisi di “soppressione per ripetizione” non ha mostrato effetti di adattamento, nella potenza dell’alfa sensori-motorio, per entrambi i gruppi. Sulla base dei risultati attuali, proponiamo che alcuni dei disturbi cognitivi sociali manifestati nel DSA possano essere attribuiti ad una specifica compromissione della intrinseca organizzazione del sistema motorio corticale.

Nel secondo studio, con la finalità di indagare i circuiti parieto-frontali con proprietà specchio, in bambini di età scolare, abbiamo registrato i Potenziali Evocati, durante l'osservazione dei due diversi tipi di atti motori sopra illustrati: la Condizione “Interamente visibile”, e la Condizione “Oscurata”. In questo secondo studio, le potenzialità dell’EEG ad alta densità e tecniche di localizzazione delle sorgenti cerebrali sono state impiegate per esplorare e descriverne i pattern temporali di attivazione delle due diverse Condizioni sperimentali. I potenziali registrati durante l’osservazione dell’interazione mano/oggetto (da 500 a 1000ms), Visibile e Oscurata, sono potenziali evocati tardivi. La Condizione “Interamente Visibile” e la Condizione “Oscurata” hanno mostrato modelli diversi di forma d’onda degli ERP (confermato dall’analisi di ampiezza degli ERP e dalla analisi TANOVA), aspetto che si è riflesso nelle diverse attivazioni, e nelle differenti temporizzazioni di processi comuni. Nel presente lavoro, con il metodo della localizzazione delle sorgenti (LAURA), abbiamo dimostrato che, nei bambini di età scolare, entrambe le nostre Condizioni si sono rilevate capaci di attivare aree tradizionalmente pensate essere parte del "Circuito Specchio di afferramento": la corteccia premotoria (BA6) e il lobo parietale inferiore (BA40) (vedi: Rizzolati, Sinigaglia 2010). Nei bambini, la Condizione “Interamente Visibile” ha indotto: prima, una attivazione generale posteriore (BA7, BA40), assieme ad una attivazione, sinistra, a livello frontale (BA6), quindi, un aumento di attivazione nella regione premotoria di destra (parte più ventrale) (BA6), infine, una generale diminuzione delle risposte. Un pattern analogo è stato osservato per la Condizione “Oscurata”, tuttavia, contraddistinto da una iniziale e prolungata risposta nel lobo parietale inferiore di destra (BA40) e da una assenza di attivazione in premotoria ventrale di destra. Un altro aspetto interessante emerso è che in entrambe le Condizioni questo meccanismo non sembra essere limitato alla corteccia premotoria ventrale e al lobo parietale inferiore, piuttosto sembra coinvolgere diversi circuiti; alcune di queste attivazioni riguardano una parte dorsale della corteccia premotoria (BA6: ‘superior frontal gyrus’), e il lobulo parietale superiore (BA7): aree che si pensa siano parte del così detto "circuito di raggiungimento" (la fase di “trasporto”, si veda: Filimon et al., 2007). Infine, per la Condizione “Oscurata” sono state registrate numerose attivazioni (BA17, BA19, BA10), rispetto alla Condizione “Interamente Visibile”: che sembrerebbero indicare, in generale, un maggior coinvolgimento di processi di varia natura. In sintesi, questo studio fornisce la prima descrizione dei circuiti parieto-frontali durante l'osservazione dell'azione nei bambini. I nostri risultati rappresentano la prima evidenza che anche nei bambini la comprensione dell’azione suscitata un forte coinvolgimento di questo circuito, modulato nel tempo ed influenzato dalla trasparenza dello scopo dell'azione osservata.