Bande di frequenza e indici di simmetria

Rosa Angela Fabio1, Giovanni Pioggia2, Lucia Billeci2, Giulia Crifaci2, Cettina Magaudda1, Emilia Troise1, Gabriella Di Rosa3, Gaetano Tortorella3 Cardilli Simona3

1 Dipartimento di Scienze Cognitive e della Formazione dell’Università di Messina, 2 Istituto di neurofisiologia del CNR di Pisa e Messina, 3 Dipartimento di Neuropsichiatria Infantile e Ospedale Policlinico Universitario di Messina

Quando si parla di modificabilità o riabilitazione non ci si riferisce solo a fattori cognitivi ma a tutte le componenti che riguardano lo sviluppo della persona. I processi psicologici degli esseri umani funzionano in modo interattivo e si influenzano a vicenda. Cognizione, emozioni e comportamenti non vengono quasi mai vissuti come fenomeni isolati; anzi spesso si sovrappongono in modo considerevole. Passando in rassegna i lavori presenti in letteratura sull’intervento nella sindrome di Rett è possibile notare innanzitutto un lento spostamento del focus: dai training volti a migliorare alcuni pattern comportamentali e comunicativi svolti sul soggetto inteso come entità a sé rispetto al mondo circostante, si è passati a training che vedono nell’ambiente circostante al soggetto, o meglio nel tipo di risposte che l’ambiente offre al soggetto, un potente strumento per l’intervento, fino ai recenti lavori che si occupano degli aspetti sociali e relazionali dell’interazione tra questi soggetti e il partner. Un training comportamentale, basato sui principi del condizionamento operante in cui il soggetto viene motivato con frequenti ricompense e riceve passo dopo passo istruzioni che gli facciano esperire il successo prima di giungere a compiti più difficili (Lovaas & Leaf, 1981), fu proposto da Smith, Klevstrand e Lovaas (1995) a tre bambine con sindrome di Rett di età tra 31 e 37 mesi. Gli esiti non furono incoraggianti: se inizialmente la prima bambina passò dalla ripetizione ecolalica di parole senza intento comunicativo all’utilizzo di singole parole con significato, questi risultati non durarono nel tempo e soprattutto ebbero come contro parte un peggioramento in altre aree (ad esempio venne meno la capacità di mangiare autonomamente) e una reazione di non recettività verso altre persone. Negli altri due casi di verificò un aumento di accessi di collera e tensione e il trattamento fu costellato da una serie di alti e bassi con una elevata fluttuazione dell’attenzione.

Alla luce di questi risultati gli autori conclusero che l’esito più probabile di questi comportamenti dei soggetti si mantenessero quantomeno inalterati durante il training. Uno studio recente condotto da Fabio e coll. (2010) ha dimostrato che le ragazze con la RS possono aumentare la capacità di attenzione attraverso procedure ben strutturate. Dodici ragazze con RS sono state sottoposte al training con l’obiettivo di ottenere un miglioramento nei processi attentivi con la successiva riduzione degli aiuti necessari. La procedura è stata effettuata in cinque fasi con un pre-test/post-test di progettazione per la ricerca clinica. I risultati hanno sottolineato che le ragazze con RS mostrano un miglioramento dell’attenzione selettiva e una diminuzione della quantità di aiuti necessari durante il training. Questo intervento ha dimostrato che gli individui con RS possono apprendere qualora siano stati opportunamente stimolati mediante un adeguato processo riabilitativo. In un altro studio (Fabio et al., 2010) i ricercatori hanno indagato le possibili correlazioni tra la overselectivity e la presentazione di stimoli complessi formati da tre diverse immagini e poi è stato chiesto di riconoscere le stesse immagini presentate separatamente.

Un altro obiettivo dello studio era di verificare la presenza di correlazioni tra l’apprendimento delle ragazze RS e le stereotipie. Dai risultati si è dedotta una sovra-selettività nella RS poiché i pazienti non sono riusciti a discriminare circa un terzo degli stimoli individuali. Per contro non ci sono state differenze statisticamente significative rispetto al numero di risposte corrette nelle due condizioni; le ragazze RS imparano velocemente quando le loro stereotipie vengono contenute rispetto a quando il contenimento è carente. Lo scopo di un altro studio recente sulle correlazioni tra funzione neurofisiologica, comportamentale e cognitiva nella sindrome di Rett di Fabio, Cardile, Troise, Polimeni, Gagliano, Germanò, Siracusano, Boncoddo, Nicotera, Di Rosa, Tortorella, è stato verificare se, attraverso il potenziamento cognitivo effettuato con l’eye tracker, si riscontrano dei miglioramenti negli indici cognitivi, comportamentali e neurofisiologici in soggetti con SR. I risultati hanno mostrato che nel breve termine ci sono stati effetti di assuefazione a seguito del training, nel lungo termine si è invece evidenziata una generale attivazione e un miglioramento delle performance a seguito dell’attività di potenziamento cognitivo.

La presente ricerca presenta i seguenti obiettivi:

  • Ci si aspetta, come nella prima ricerca, che nel lungo termine aumentino i parametri relativi alla lunghezza delle fissazioni e al numero delle fissazioni mentre diminuiscono i parametri relativi al tempo dalla prima fissazione.
  • Che nel breve termine diminuiscano o si stabilizzino i parametri relativi alla lunghezza e al numero delle fissazioni, invece aumenti il tempo impiegato nell’osservare lo stimolo target
  • Con riferimento all’EEG:
  • Ci si aspetta che le registrazioni elettroencefalografiche mostrino un aumento delle frequenze medie dominanti dopo il potenziamento cognitivo a lungo termine. Nel breve termine le frequenze medie dominanti (onde theta) mostreranno una diminuzione ed in particolare ci si aspettano delle variazioni nella modificabilità nelle bande frequenziali alfa (8 – 13 HZ), beta (16 – 35 HZ), gamma (30 – 80 Hz), teta (4 – 7 Hz) e delta (1 – 4 Hz) e l’indice di asimmetria tra i due emisferi attraverso l’estrazione della densità spettrale di potenza (PSD)
  • Ci si aspettano variazioni nella modificabilità dei parametri del SNA: ECG, EMG a seguito del potenziamento cognitivo.

 

Campione

Il campione è attualmente composto da 22 bambine con SR con un’età media di 14,6 anni che sono state divise in due gruppi: sperimentale e controllo.

Il gruppo sperimentale è formato da 14 bambine che sono state sottoposte ad un training di potenziamento cognitivo per 5 giorni consecutivi eseguito con l’ausilio dell’ Eye tracker, un puntatore oculare che, grazie alla sua tecnologia ad infrarossi, permette di capire ed analizzare se, come e per quanto tempo un’immagine viene osservata. Il gruppo di controllo è composto da 8 bambine che non sono state sottoposte ad alcun training di potenziamento cognitivo.

Le famiglie di 14 ragazzine sono state contattate in occasione del campus estivo che l’associazione italiana sindrome di Rett ha organizzato nell’agosto del 2012 in Toscana; i genitori di una ragazzina sono stati contattati e accolti presso l’Azienda Ospedaliera Policlinico Universitario di Messina; infine, 7 ragazzine sono state riunite e accolte in Campania nel Febbraio del 2013.

Quasi tutte le bambine provengono dal nord e dal centro Italia e solo una di esse proviene dalla Sicilia e 7 dalla Campania.

Prima di iniziare il lavoro di potenziamento cognitivo è stata effettuata un’analisi generale di tutte le bambine attraverso la somministrazione della scala Vineland e del test standardizzato RARS.

Tutte le bambine presentano stereotipie a carico delle mani e quasi tutte, anche se a livelli differenti e se adeguatamente sostenute, riescono a deambulare.

gruppo-bimbe

Il Piano della ricerca è il seguente:

 

Potenziamento a lungo termine

1°giorno

Training

 

Potenziamento a lungo termine

5° giorno

Test (A) 5 minuti

Training (B) 30 minuti circa

Test (A) 5 minuti

Primo giorno: distrattore neutro

Secondo giorno: distrattore paesaggio

Terzo giorno: distrattore stessa categoria semantica

Test (A) 5 minuti

Training (B) 30 minuti circa

Test (A) 5 minuti

 

I test somministrati sono: Vineland >> Valutazione e misurazione del comportamento adattivo

R.A.R.S >> Intensità della gravità delle bambine con SR

Matrici di Raven >> Test non-verbale sul QI

(Modificate)

Gli strumenti usati sono:

monitoraggio real time multiparametrico con l’ausilio di tre strumenti, l’Eye Traker, fascia per ECG e sistema Enobio per EEG.

figura1Figura n. 1

figura2Figura n. 2

figura3Figura n. 3

Fascia per ECG per la misurazione
parametri fisiologici
Sistema Enobio per EEG per la misurazione dei parametri
Eye tracker Tobii, un puntatore oculare utilizzato per somministrare il test ed effettuare il training

 

Analizziamo più nel dettaglio questi strumenti.

Lo strumento Eye Tracker registra i movimenti oculari, il tempo, la durata, il numero di fissazioni, è composto da uno schermo in cui sono integrati una telecamera ad alta definizione e quattro LED a luce infrarossa, necessari per il rilevamento della posizione dello sguardo.

La fascia ECG consente il monitoraggio e la registrazione della frequenza cardiaca, della pressione sanguigna e della respirazione. Più in dettaglio si tratta di un sistema indossabile che permette l’analisi dei segnali relativi all’attivazione del sistema autonomico. I parametri estratti vengono correlati con le misure ottenute dall’analisi quantitativa del segnale EEG.

 

Risultatiparziali

In riferimento ai dati neuropsicologici riferiti ai tre parametri TFF (tempo della prima fissazione), FL (lunghezza delle fissazioni) e FC (numero delle fissazioni) i dati sono stati elaborati secondo un disegno di analisi multivariata della varianza a misure ripetute: 2 (gruppo sperimentale vs gruppo di controllo) X 2 (incremento a breve termine vs potenziamento a lungo termine) X 5 (items). La prima variabile è between subjects mentre la seconda e la terza sono within subjects.

L’analisi di 4 Pazienti con indici di potenziamento ottimali ha mostrato:

Breve termine

  •  Aumento alfa
  •  Decremento beta
  •  Decremento attivazione SNA

Lungo termine

  •  Diminuzione alfa
  •  Aumento beta
  •  Diminuzione non significativa asimmetria di alfa
  •  Aumento attivazione SNA

 

frequenza-fissazioni frequenza-fissazioni-2
Frequenza Fissazioni PBT F(1, 21)= 0,88, p=,25
frequenza-fissazioni-plt1° Giorno frequenza-fissazioni-plt-55° Giorno
Frequenza Fissazioni PLT F(1, 21)= 4,92, p=,001
sna-hr-medie-e-ds-relative-alla-frequenza-cardiacaGruppo sperimentale  Gruppo di controllo sna-hr-medie-e-ds-relative-alla-frequenza-cardiaca-2Gruppo sperimentale  Gruppo di controllo
SNA – HR Medie e DS relative alla frequenza cardiaca
modificabilita-della-banda-alfa-nel-breve-termineIl grafico della figura 13 mostra la modificabilità della Banda Alfa nel breve termine. Più precisamente esso indica che l’interazione Gruppi X Potenziamento X Elettrodi presenta effetti significativi F(36, 576)= 3,36, p<.0001 modificabilita-dei-singoli-elettrodi-della-banda-di-alfa-e-betaPer maggiore chiarezza riportiamo sinteticamente i dati relativi alla modificabilità dei singoli elettrodi della banda di alfa e beta

 

Alfa a breve termine

P7, p<.05

P3, p<.01 

Beta a breve termine

F7, p<.05 (diminuzione)

F3, p<.01

F5, p<.01

F8, p<.01

Alfa a lungo termine

P4, p<.01

Pz , p<.01

P3 , p<.01

O2 , p<.01

Beta a lungo termine

Fp1, p<.01 (aumento)

F7, p<.01

Fz , p<.01

F8 , p<.01

L’analisi di 4 Pazienti con indici di potenziamento ottimali ha mostrato:

Breve termine

  • Aumento alfa
  • Decremento beta
  • Decremento attivazione

SNA Lungo termine

  • Diminuzione alfa
  • Aumento beta
  • Diminuzione non significativa asimmetria di alfa
  • Aumento attivazione SNA

Conclusioni

Da questa analisi emerge la necessità dell’allargamento del campione per individuare attraverso l’analisi fattoriale, i cluster neurofisiologici specifici osservabili nella SR, i dati sono da considerare in itinere. Tali dati sono importanti per il neurofeedback, un procedimento teoricamente finalizzato ad applicare i principi del Biofeedback (BFB) all’automodulazione di alcune funzioni del SNC.

medie-marginali-previste

 

BIBLIOGRAFIA

Fabio, R.A., Giannatiempo, S., Antonietti, A., Budden, S., (2009). The role of stereotypies in overselectivity processes in Rett Sindrome. Research in Developmental Disabilities, 30, 136–145.

Fabio, R.A. (2009). Costruzione di un quaderno multimediale per la comunicazione nella sindrome di Rett. Vivi Rett, 51, 30-31.

Fabio, R.A., Antonietti, A., Marchetti, A.,Castelli, I.. (2009). Attention and communication in Rett syndrome. Research in Autism Spectrum Disorders, 3, 329–335.

Vignoli, A., Fabio, R.A., La Briola, F., Giannatiempo, S., Antonietti, A, Maggiolini, S., Canevini, M.P. (2010). Correlations between neurophysiological, behavioral, and cognitive function in Rett syndrome. Epilepsy & Behavior, 17, 489–496.

Fabio R.A., Giannatiempo S. (2010). Discriminazione di differenti categorie semantiche: uso della tecnologia Eye Tracker nella Sindrome di Rett. Vivirett, 12- 19, 54.

Fabio, R.A., Oliva, P., Murdaca, A.M. (2011). Systematic and emotional contents in overselectivity processes in autism. Research in Autism Spectrum Disorder, 5, 575 – 583.

Fabio, R.A., Giannatiempo, S., Oliva, P., Murdaca, A.M. (2011). The increase of attention in Rett Syndrome. A pretest-post test research design. Journal of Developmental and Physical Disability, 23, 99-111.

Fabio, R.A. (2011). Sindrome di Rett: integrazione nella scuola o nelle strutture “specializzate”? Vivirett, 59, 8-10.

Fabio, R.A., Gagliano, A., Siracusano, R., Di Rosa, G., Germanò E., Nicotera, A., Cardile, S., Troise, E., Polimeni, S., Tortorella, G. (2011). Parametri neurofisiologici e neuropsicologici nel potenziamento cognitivo. Vivirett, 59, 18-24.

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