Corteccia prefrontale ed emozione

 

 

GIOVANNI ROSSI

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XV – 24 giugno 2017.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

La corteccia prefrontale, a lungo studiata quale sede della ragione e di numerosi processi cognitivi del più alto grado di astrazione, e considerata tradizionalmente in opposizione funzionale al “cervello emozionale” identificato nel sistema limbico prima e nel sistema dell’amigdala poi, ha rivelato in tempi recenti la partecipazione dei suoi gruppi neuronici all’elaborazione delle emozioni e dell’affettività, nei mammiferi in generale e particolarmente nella nostra specie.

Numerose evidenze sperimentali hanno dimostrato un ruolo critico della corteccia prefrontale tanto nella genesi delle emozioni quanto nella regolazione della fisiologia che le esprime. Allo stato attuale delle conoscenze, manca un quadro integrato per la comprensione di come differenti funzioni associate alle emozioni siano organizzate all’interno dell’intera estensione della corteccia prefrontale. La mancanza di un tale riferimento per una visione di insieme sembra la diretta conseguenza dell’approccio sperimentale seguito nella massima parte degli studi. Infatti, si è generalmente concentrata l’attenzione su specifici processi, quali quelli che intervengono nel prendere delle decisioni in condizioni in cui sono in gioco valori emozionali, o specifiche regioni anatomiche, quale ad esempio la corteccia orbito-frontale. Inoltre, si è assistito ad un procedere in massima parte indipendente delle teorie psicologiche e delle indagini neuroscientifiche, proprio a causa della mancanza di un quadro di riferimento comune.

Ora, Dixon e colleghi, grazie ad un’esaustiva revisione delle osservazioni di lesioni, degli studi di neuroimmagine, elettrofisiologici e di connettività strutturale delle funzioni associate alle emozioni di 8 subregioni, che coprono di fatto tutta la corteccia prefrontale, forniscono un tale quadro di riferimento che si propone all’attenzione dei ricercatori.

(Dixon M. L., et al. Emotion and the Prefrontal Cortex: An Integrative Review. Psychological Bulletin - Epub ahead of print doi:10.1037/bul.0000096, 2017).

La provenienza degli autori è la seguente: Department of Psychology, University of British Columbia, Vancouver, British Columbia (Canada); Department of Integrative Physiology and Neuroscience, Washington State University, Vancouver, WA (USA).

Numerosi studi, nel tempo, hanno evidenziato che alcune parti della corteccia prefrontale, e segnatamente le superfici mediale ed orbitale, sono criticamente implicate nell’integrazione di inputs viscerali, somatici, affettivi ed istintivi. È anche evidente che regioni della corteccia prefrontale danno origine ad un sostanziale controllo di strutture ipotalamiche e limbiche che modulano comportamento emozionale, istinti ed iniziativa. Dissociare la funzione di queste regioni da quella della corteccia prefrontale laterale, secondo una contrapposizione fisiologica suggestiva ma artificiosa, è un grave errore, come più di vent’anni fa denunciava Antonio Damasio (1994); infatti, questi due territori prefrontali sono ampiamente interconnessi fra loro e in molti casi hanno dato prova di attività simultanea o unificata. Joaquin Fuster sottolinea che è egualmente erroneo dissociare le funzioni cognitive, specialmente quelle esecutive, dal potente ruolo degli stimoli interni e della motivazione. Infatti, tali stimoli e spinte motivazionali sono, sia pure in gradi differenti, determinanti per qualsiasi decisione o decorso dell’azione, per quanto esclusivamente cognitiva questa possa apparire. In senso stretto, non si hanno processi cognitivi del tutto privi di affetto ed emozione.

Ad onor del vero e a rigore di storia delle neuroscienze, si deve rilevare che fin dall’Ottocento, come dimostrarono le esperienze pubblicate in tedesco da Schiff (1875) e Munk (1882) e da molti ignorate, la stimolazione della superficie della corteccia prefrontale può indurre una varietà di risposte viscerali. In epoche successive simili esperimenti sono stati condotti nel cane, nel gatto, nella scimmia e nell’uomo.

Gli effetti più evidenti nella stimolazione della corteccia orbitofrontale sono stati rilevati nel sistema cardiovascolare, ed includono variazioni della pressione arteriosa, della frequenza cardiaca, della dinamica del cuore e della temperatura della cute. Sono poi stati rilevati e dimostrati effetti sulla funzione respiratoria, sul rilascio di noradrenalina e sui livelli di cortisolo plasmatico, il principale ormone dello stress nell’uomo. La maggioranza degli effetti mediati dal sistema nervoso autonomo sembra essere parasimpatica o risulta da un’influenza inibitoria sul sistema ortosimpatico. In passato, tali evidenze sono state interpretate considerando l’area orbitale posteriore come la proiezione corticale del nervo vago (X paio); in effetti, la stimolazione di questo territorio induce sonno, una condizione in cui prevale il tono parasimpatico del vago.

Gli effetti endocrini e neurovegetativi prodotti dalla stimolazione della corteccia prefrontale orbitale sono verosimilmente mediati dalle fibre efferenti dirette da questa regione corticale all’ipotalamo, all’amigdala e ad altre strutture limbiche implicate nelle emozioni e nelle funzioni viscerali. Il flusso di informazioni che dalla corteccia prefrontale raggiunge l’ipotalamo gioca un ruolo nel controllo inibitorio dei comportamenti istintivi ed emotivi che si accompagnano a variazioni endocrine e vegetative. Un esempio classico è l’iperfagia indotta da lesioni di questa regione corticale, e conseguente al venir meno della segnalazione diretta al nucleo ipotalamico laterale e al nucleo ventromediale dell’ipotalamo, entrambi implicati nella regolazione dell’assunzione di cibo, con ruoli diversi. Un altro esempio, anche se meno schematico per gli effetti, riguarda l’aggressività. In vari carnivori le lesioni prefrontali estese accrescono il comportamento aggressivo, e in gatti e ratti le lesioni orbitofrontali abbassano la soglia per la reazione di attacco. Nella scimmia, invece, eccetto alcuni casi di lesione dorsolaterale, la compromissione del controllo prefrontale non aumenta l’aggressività. Dall’insieme di tutti gli studi condotti in questo ambito, si è dedotto che il comportamento aggressivo è controllato dalla corteccia prefrontale attraverso influenze inibitorie sui nuclei ipotalamici che mediano o integrano tali reazioni. Per quanto riguarda il comportamento sessuale, sebbene non vi sia una documentazione elettrofisiologica comparabile con quella del controllo dell’alimentazione e delle reazioni di attacco, la maggior parte dei ricercatori concorda nel ritenere che la corteccia prefrontale abbia un ruolo sostanzialmente inibitorio.

Un’altra importante serie di lavori ha rilevato e dimostrato che la corteccia prefrontale, particolarmente la regione orbitofrontale, codifica informazioni circa ricompense e rinforzo, che sono i motivatori istintuali ed emozionali del comportamento. Implicate simultaneamente in questa codifica sono anche cellule nervose dell’amigdala e della corteccia anteriore del giro del cingolo. Uno studio condotto dodici anni fa sull’uomo da Kawasaki e colleghi (2005)[1], analizzando le risposte di singole unità neuroniche nella corteccia orbitale prefrontale e nella corteccia cingolata anteriore, ha dimostrato che tali neuroni reagiscono specificamente alla presentazione visiva di scene con elevati contenuti emozionali, ossia in grado di evocare emozioni[2].

Dixon e colleghi, basandosi sulla revisione di studi sul ruolo nelle emozioni di 8 subregioni della corteccia prefrontale, hanno introdotto un nuovo modello di valutazione in base al contenuto (appraisal-by-content model) che fornisce un quadro interpretativo per integrare la gamma estesa e varia dei risultati sperimentali. All’interno di questo nuovo schema, l’appraisal funge da principio unificante per comprendere il ruolo della corteccia prefrontale nell’esperienza emotiva, mentre la specializzazione relativa al contenuto funge da principio discriminante per la definizione dei ruoli di ciascuna subregione.

Una sintesi di dati provenienti da studi neuroscientifici delle dimensioni affettive, sociali e cognitive, suggerisce che differenti subregioni della corteccia prefrontale sono preferenzialmente implicare nell’assegnare valore a specifici tipi di input: sensazioni esterocettive, segnali viscero-sensitivi, segnali viscero-motori, azioni, memorie episodiche, eventi futuri immaginati, informazioni auto-riferite, emozioni in atto e stati mentali degli altri quali, ad esempio, le intenzioni.

Si suggerisce la lettura del lavoro di Dixon e colleghi, perché vi si trova la discussione delle implicazioni di questo quadro interpretativo integrato per la comprensione della regolazione delle emozioni, del processo decisionale basato su valori, della significatività emozionale di un’esperienza, e per rifinire i dettagli dei modelli teorici dell’emozione. Il quadro interpretativo di Dixon e colleghi fornisce una comprensione unificata del modo in cui i processi emozionali sono organizzati attraverso le subregioni della corteccia prefrontale e genera nuove ipotesi circa i meccanismi sottostanti la fisiologia emozionale nell’adattamento normale e nel disadattamento patologico.

 

L’autore della nota ringrazia la dottoressa Isabella Floriani per la correzione della bozza e invita alla lettura delle recensioni di argomento connesso che appaiono nella sezione “NOTE E NOTIZIE” del sito (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA”).

Giovanni Rossi

BM&L-24 giugno 2017

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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[1] Kawasaki H., et al. Journal of Cognitive Neuroscience 17, 1509-1518, 2005.

[2] Per la bibliografia di questo excursus introduttivo sul rapporto fra corteccia prefrontale e comportamento istintivo ed emotivo, si veda in Joaquin M. Fuster, The Prefrontal Cortex (Ch. 6), AP Elsevier, 2008 e nell’edizione successiva.