Academic literature on the topic 'Connettività,integrazione multisensoriale,autismo'

Il disturbo dello spettro autistico (ASD) è una complessa patologia del neurosviluppo. Ad oggi, la ricerca si è sempre più concentrata sulla comprensione dei meccanismi neurobiologici alla sua base, mostrando come nei bambini autistici sia possibile osservare una diminuzione della connettività a lungo raggio (nelle interazioni reciproche tra le varie aree corticali) e una connettività ipersviluppata a livello locale (nelle regioni del lobo forntale). Queste alterazioni della connettività suggeriscono una propensione verso deficit dell'elaborazione sensoriale: ci sono infatti diverse evidenze di un'alterata integrazione multisensoriale negli autistici. I bambini con ASD, ad esempio, non traggono beneficio tanto quanto gli altri bambini dalla visione del labiale durante l'ascolto di un interlocutore in un ambiente rumoroso. Inoltre, questi bambini risentono in maniera minore di percezioni illusorie, come il SIFI (illusione che porta a percepire più di un flash visivo se presentato insieme a più suoni acustici) e l'effetto McGurk (illusione audiovisiva in cui l'individuo percepisce la fusione della sillaba presentata visivamente e di quella sentita attraverso l'udito). Gli stessi deficit dell'integrazione multisensoriale non sono però stati riscontrati negli adulti con autismo: si è iniziato quindi a ritenere che non ci sia una totale mancanza di elaborazione multisensoriale negli individui con ASD, ma che sussista la possibilità di miglioramento dell'integrazione con il passare degli anni.

Il disturbo dello spettro autistico è caratterizzato da una grave compromissione delle capacità di comunicazione e d'interazione sociale. Tale aspetto può essere la conseguenza di un ritardo dello sviluppo, in particolare della capacità di integrare stimoli di modalità diverse (audio-visive). Infatti, l'integrazione multisensoriale è il meccanismo che ci permette di elaborare al meglio le proprietà visive e acustiche degli stimoli, essenziali per la comprensione del linguaggio; nella vita di tutti i giorni, il linguaggio ci appare infatti sotto forma di stimoli acustici, dati dai fonemi, e di stimoli visivi, dati dalla lettura labiale. È stato sperimentalmente osservato che, nei bambini autistici, questi processi di integrazione multisensoriale risultano compromessi. Nel presente lavoro si adotta l’ipotesi secondo cui tale insufficiente integrazione sia determinata da una ridotta maturazione delle sinapsi cross-modali, che collegano le aree acustiche e visive, e permettono l’integrazione fra fonemi e movimenti labiali. Si ipotizza che queste sinapsi risultino particolarmente deboli negli autistici, e ciò influisce inevitabilmente sull'integrazione degli stimoli a livello multisensoriale. La tesi, dopo un lavoro di rassegna della letteratura, descrive un recente modello matematico che riproduce il processo neurale di integrazione degli stimoli. Sulla base di tale modello, sono state eseguite diverse simulazioni, col fine di mostrare le differenze tra gli individui neurotipici e quelli autistici.

La percezione unitaria della realtà è il risultato di un complesso processo d’integrazione delle informazioni provenienti dai differenti canali sensoriali. La capacità del sistema nervoso centrale di utilizzare sinergicamente queste molteplici sorgenti sensoriali è definita Integrazione Multisensoriale (Stein & Meredith, 1993). A causa della sua importanza sul comportamento, lo studio dei processi che la regolano è da tempo riconosciuto come un aspetto cruciale nell'ambito delle neuroscienze. Da questo punto di vista, un importante contributo può venire dallo confronto tra soggetti sani e soggetti con deficit cerebrali, al fine di chiarire quali aree cerebrali sono coinvolte, e per poter quindi far luce sui meccanismi neurali sottostanti. Un metodo utile di indagine sui fenomeni di interazione multisensoriale sfrutta le illusioni sensoriali, ovvero quelle situazioni in cui due stimoli di natura sensoriale differente vengono presentati più o meno in contemporanea, creando una falsa interpretazione dell'oggetto o dell'evento da cui provengono tali stimoli. Il presente lavoro esamina due forme di integrazione. La sound-induced flash illusion analizza l'integrazione audio-visiva (Shams et al., 2002): quando un singolo flash è accompagnato da molteplici segnali acustici (beep), il singolo flash è percepito come multiplo. L'aspetto interessante di questa illusione è che è stata riscontrata anche in soggetti patologici affetti da autismo (van der Smagt et al., 2007). Un secondo interessante fenomeno è quello delle body ownership illusions (BOIs), utili per indagare patologie quali la somatoparafrenia, in quanto i soggetti percepiscono oggetti non corporei come appartenenti al proprio corpo. I risultati raccolti hanno permesso la formulazione di alcuni modelli computazionali che possono essere testati con i dati esistenti. Il presente elaborato fa una panoramica sui modelli bayesiani, l'elettroencefalografia e, infine, le reti neurali, illustrando i risultati raggiunti.

Negli ultimi anni molti studi sui fenomeni percettivi si sono concentrati sul problema dell’integrazione multisensoriale, ovvero la capacità del cervello di unire informazioni provenienti da modalità sensoriali diverse. Tale capacità può tuttavia essere compromessa nei soggetti autistici. Se nei soggetti normotipici, non vengono riscontrati problemi integrativi, nei soggetti affetti da disturbi dello spettro autistico(DSA), le capacità integrative sono altamente compromesse, specialmente nei bambini. In questo progetto di Tesi, attraverso l’utilizzo di una rete neurale, sono state simulate le risposte dei soggetti autistici e della loro controparte normotipica. Attraverso le varie simulazioni, si è visto che la causa delle possibili differenze tra i due soggetti risiede nell’indebolimento delle sinapsi feedforward, ovvero le sinapsi che si stabiliscono tra le aree unisensoriali e l’area multisensoriale, specificatamente le sinapsi tra l’area corticale visiva e l’area multisensoriale.

L'autismo è un disturbo neurocognitivo caratterizzato da importanti deficit a livello dell'apprendimento cognitivo e dell'interazione sociale. Questi sono dettati da anomalie nei processi di elaborazione sensoriale che fanno sì che l'interpretazione della realtà da parte del soggetto autistico risulti confusa. Numerosi studi sono stati condotti in merito a tali deficit sensoriali, al fine di individuare le basi neurofisiologiche che determinano i suddetti stati comportamentali. In questo elaborato vengono presentati sei studi clinici in merito a multisensorialità ed autismo e i risultati da essi ottenuti, a partire dai quali è stato possibile sviluppare metodiche per adattare l'apprendimento cognitivo dei soggetti autistici in relazione agli stimoli ai quali le loro risposte cerebrali risultano più adeguate.

L’integrazione multisensoriale (MSI), ovvero il processo di integrazione delle informazioni provenienti dai differenti canali sensoriali, che ci fornisce una rappresentazione ottimizzata della realtà, è deficitaria nei soggetti autistici. Diversi studi hanno mostrato uno sviluppo della MSI protratto nel tempo nei soggetti autistici; tale anomalia potrebbe essere all’origine dell’insorgenza di altri sintomi caratterizzanti la patologia autistica. Prima di integrare due stimoli, il nostro cervello deve decidere se essi siano prodotti dalla stessa sorgente (causal inference problem). L’integrazione avviene solo quando è riconosciuta una causa comune per i due segnali. Mentre la MSI è stata studiata in relazione all’autismo, altrettanto non è stato fatto per la causal inference. In questo studio viene sviluppata una rete neurale che permetta di analizzare i meccanismi alla base della causal inference e del suo sviluppo, sia nei soggetti neurotipici che in quelli autistici. Nel modello utilizzato, lo sviluppo viene simulato mediante una fase di addestramento, durante la quale le connessioni tra le aree sensoriali primarie (crossmodali) si rinforzano attraverso un algoritmo Hebbiano. In particolare, poiché l’esperienza multisensoriale autistica è certamente più bassa di quella neurotipica, a causa dei deficit dell’attenzione dei soggetti con autismo, viene testata la dipendenza dello sviluppo della MSI e della causal inference dall’esperienza multisensoriale utilizzata nella fase di addestramento e dalla durata di quest’ultima. Per simulare i soggetti autistici, nei quali i deficit integrativi vengono gradualmente recuperati, viene anche testato un secondo addestramento, caratterizzato da un progressivo incremento dell’esperienza multisensoriale. Da queste simulazioni sembra emergere che, nei soggetti autistici, anche lo sviluppo della causal inference, come quello della MSI, avvenga in ritardo, rispetto ai soggetti neurotipici.