Cervelletto e Musica, Tesine universitarie di Neuroscienze

Scarica Cervelletto e Musica e più Tesine universitarie in PDF di Neuroscienze solo su Docsity! Costanzo Marco 449657 Psicologia Sperimentale CERVELLETTO E MUSICA • Indice 1. Introduzione_____________________________________________________ 1 2. Differenze strutturali e funzionali 2 3. Differenti sistemi di timing 3 4. Expertise 3 5. Riabilitazione con la musica 5 6. Conclusioni 6 7. Bibliografia__ 6 • Introduzione Negli ultimi anni numerose ricerche hanno evidenziato un ruolo centrale del cervelletto in compiti cognitivi (Stoodley et al., 2012). All’interno di questo ramo di ricerca numerosi studi hanno investigato il cervelletto in relazione alla musica, alla percezione del tempo e al concetto di “expertise” nei musicisti. Si suppone che il cervelletto svolga un ruolo predittivo nel controllare particolari sequenze motorie; attraverso un meccanismo di feedback sembra essere coinvolto quando il soggetto deve correggere un movimento che non ha avuto l’esito desiderato. Questa capacità di predizione da parte del cervelletto sembra estendibile in compiti prettamente cognitivi (Bastian et al., 2006). La prevedibilità sembra giocare un ruolo centrale nell’elaborazione di uno stimolo musicale come può essere il ritmo, pertanto indagare il cervelletto in questo fenomeno oltre che permettere una miglior comprensione dell’elaborazione musicale, ci permetterebbe di evidenziare maggiormente l’implicazione dello stesso in compiti cognitivi. Confrontando musicisti ET (early training) con LT (late 1 training) sono emerse delle differenze significative in alcune strutture cerebellari (Penhune, 2011). Tuttavia è necessario sottolineare che, all’interno di questo contesto, il cervelletto fa parte di un network molto più ampio che comprende i gangli basali, aree motorie e prefrontali; l’obiettivo sarà quello di sottolineare in che ruolo e a che livello il cervelletto contribuisce in questo fenomeno. Infine sembra utile comprendere in che modo un soggetto diventa un musicista esperto e quali sono i correlati neurali di questo complesso meccanismo. • Differenze strutturali e funzionali Confrontando musicisti e non musicisti in compiti di finger-tapping (ascoltare un battito di un metronomo o un ritmo e battere il dito andando a tempo) non sono emerse differenze significative; tuttavia si è notato che una performance più accurata correlava con un minor volume del lobulo destro VI, sia in musicisti che nel gruppo di controllo. Confrontando all’interno del gruppo musicisti ET e LT, è stato evidenziato che i lobuli IV, V, VI dell’emisfero destro erano più piccoli nei soggetti ET rispetto ad LT. In aggiunta si è riscontrato che più precocemente avviene il training musicale e minore è il volume del lobulo sinistro VIIIA e di sostanza bianca cerebellare (Baer et al., 2015). Secondo questi dati sembra pertanto che un training precoce comporti una riduzione di certe aree cerebellari. Questi risultati sono in contrasto con ricerche precedenti che, confrontando musicisti e non musicisti, sottolineano una maggior connettività del corpo calloso (maggior volume) e una maggior densità di materia grigia nell’area premotoria. Confrontando il volume ponderato del cervelletto (rCV) in musicisti e non musicisti, è emerso che i musicisti avevano un rCV maggiore rispetto ai non musicisti (Hutchinson et al., 2003). Nonostante la contrapposizione con queste ricerche, la minor attivazione riscontrata in ET rispetto ad LT sembra essere supportata da altri studi sull’expertise in musicisti e ballerini (Granert et al., 2011; James et al., 2013): la minor attivazione di aree cerebellari e motorie permette al musicista esperto di monitorare attraverso processi topo-down la sua performance. Non è stata inoltre evidenziata nessuna differenza strutturale tra LT e non musicisti permettendo quindi di supporre l’esistenza di un periodo sensibile (7 anni) entro il quale i cambiamenti strutturali permangono durante l’arco di vita se mantenuti attraverso la pratica e l’esercizio (training). E’ tuttavia interessante sottolineare come queste differenze strutturali (ET e LT) non comportino differenze nel compito di finger-tapping. Infine, sebbene la densità di materia grigia sembra diminuire nel cervelletto e in altre aree sensomotorie, si ritiene che un suo aumento possa essere riscontrato in regioni che svolgono prettamente funzioni cognitive. Questa visione sembra essere in linea con il concetto di expertise in relazione ad una minor attivazione delle aree sensomotorie coinvolte durante la performance: alcuni movimenti 2 questa attivazione sembrerebbe marcata quando un musicista deve rievocare un frammento del brano anche se dubbi rimangono circa la natura di questa memoria. Sebbene tutte queste ricerche evidenzino la presenza di differenze strutturali e funzionali tra musicisti e non musicisti, sono necessari degli studi longitudinali per comprendere se delle differenze cerebellari possono essere già presenti prima dei 7 anni e che queste siano predittive di un outcome futuro (Mosing et al., 2014). Riabilitazione con la musica Rispetto a quanto emerso finora possiamo ritenere il timing un punto centrale quando parliamo di movimento e, ancora più nel dettaglio, di coordinazione motoria. Essendo la musica centrata sul concetto di timing, studiosi ritengono che l’ascolto di un brano possa rendere i movimenti più regolari (Bood et al., 2013). In questi termini quindi è possibile sfruttare la musica per influenzare la componente temporale del movimento. All’interno di questa logica la musica è utilizzata come strumento terapeutico e riabilitativo in pazienti con PD (Parkinson’s disease), bambini affetti da ASD (Autism spectrum disorder), patologie caratterizzate entrambe da deficit motori. Come si è già evidenziato sopra, il cervelletto e altre componenti del network si attivano ascoltando o immaginando la musica (Leaver et al., 2009). Sarebbe utile investigare se queste due condizioni hanno risvolti differenti su un movimento. Confrontando soggetti con PD nelle varie condizioni sperimentali (real, imagery e self-paced) si è evidenziato come la condizione real e imagery permettessero l’esecuzione di un movimento più regolare rispetto alla condizione self-paced. Comparando la condizione music con self-pace si registra una maggiore attivazione cerebellare sinistra circoscritta al lobulo VI nella condizione music; per quanto riguarda il confronto tra imagery e self-paced i risultati evidenziano differenze significative nell’attivazione della SMA destra e del globulo rosso destro. I risultati che sono emersi dal confronto tra music e imagery sono i più interessanti: non è emersa alcuna sovrapposizione tra aree cerebrali e cerebellari in queste due condizioni; si sono registrate differenze significative per quanto riguarda l’attivazione dei lobuli sinistri VI e VIIA (Schafer et al., 2014). Comparando questi risultati con l’esperimento sul finger-tapping di Baer (2015) possiamo notare che molte aree coinvolte nel timing sembrano essere le stesse implicate in questo esperimento: attivazione del lobulo VI, VIIIA; in particolare si ritiene che il lobulo VI svolga una funzione più cognitiva rispetto al timing (beat-based) mentre il lobulo VIIIA potrebbe svolgere un ruolo centrale in compiti motori che necessitano un’integrazione rispetto ad informazioni temporali/sequenziali (Stoodley & Schmahmann, 2009). Un’ulteriore passo avanti potrebbe essere quello di comprendere quale sia il ruolo della SMA durante compiti motori: la ricerca evidenzia quest’area come cruciale durante l’improvvisazione musicale e che quindi possa essere essenziale per iniziare un movimento (de Manzano & Ullén, 2012). Sebbene vi siano 5 numerose ricerche che dimostrano l’efficacia dell’ascolto di un brano sul movimento in pazienti con PD (Satoh & Kuzuhara, 2008), una migliore comprensione di questi processi potrebbe essere particolarmente utile per strutturare degli interventi più specifici e mirati in funzione della severità della patologia, della qualità dei deficit motori e delle naturali differenze individuali. Conclusioni Riassumendo quanto è emerso possiamo senza dubbio affermare il coinvolgimento del cervelletto in compiti di timing, finger-tapping, durante una performance musicale. Il cervelletto sembra dunque svolgere sia funzioni prettamente cognitive, ad esempio la possibilità di seguire un beat o un ritmo, ma anche motorie, nel caso di quelle sequenze motorie che devono essere strutturate secondo una certa sequenzialità temporale. I risultati che si sono ottenuti con pazienti con PD ci permettono di integrare la componente motoria con quella temporale della musica. Sebbene certe regioni cerebellari sembrano centrali (VI,VII,VIIIA) per l’esecuzione di questi compiti è necessario integrare questi dati all’interno di un più complesso network che abbiamo cercato qui di definire approssimativamente. Abbiamo individuato una dissociazione tra compiti duration-based e beat-based, che coinvolgono rispettivamente il cervelletto e i gangli basali; quale potrebbe essere allora il ruolo delle aree prefrontali ? Questa è una delle molte domande che la letteratura solleva e che necessitano di trovare una risposta. Bibliografia • Badre, D., Poldrack, R.A., Pare ́-Blagoev, E.J., Insler, R.Z., Wagner, A.D. (2005). Dissociable controlled retrieval and generalized selection mechanisms in ventrolateral prefrontal cortex. Neuron 47, 907–918. • Baer, L.H., Park, M.T.M., Bailey, J.A., Chakravarty, M.M., Li, K.Z.H., Penhune V.B. (2015). Regional cerebellar volumes are related to early musical training and finger tapping performance. 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