Biopsicologia e metodi di ricerca

Biopsicologia e metodi di ricerca

I metodi di ricerca della biopsicologia rappresentano un grande strumento per lo studio del
cervello. Grazie a essi, possiamo capire meglio il funzionamento del nostro organo più misterioso.
Ma quali sono, precisamente, questi metodi?

Alcuni autori adoperano il termine “psicobiologia”, come ad esempio Donald A. Dewsbury, che
definisce questo campo come lo “studio scientifico della biologia del comportamento”. Altri
studiosi, tuttavia, preferiscono il termine “biopsicologia”, perché più adatto a indicare “un
approccio biologico allo studio della psicologia, piuttosto che un approccio psicologico allo studio
della biologia”. Grazie al progresso scientifico, i metodi di ricerca della biopsicologia negli
ultimi anni sono stati al centro di enormi rivoluzioni.

Quanti dei primi ricercatori avrebbero mai pensato che, un giorno, sarebbero arrivati a osservare il
funzionamento del cervello dal vivo? Dal momento che i metodi di ricerca della biopsicologia sono
molti, qui ci soffermeremo solo su quelli che studiano ciò che accade nel cervello in determinate
condizioni.

“L’uomo è l’oggetto più misterioso e sconcertante scoperto dalla scienza.”
-Ganivet-

Biopsicologia e metodi di stimolazione e di osservazione del cervello umano

La possibilità di osservare e registrare l’attività cerebrale dal vivo è un traguardo raggiunto
grazie alle diverse tecniche che sono state sviluppate nel corso del XX secolo. Tali tecniche hanno
permesso di fare enormi passi avanti nella comprensione del funzionamento di questo incredibile
organo, del quale rimane ancora molto da scoprire.

Raggi X con mezzo di contrasto

Questa tecnica consiste nell’iniettare nel corpo una sostanza che assorbe i raggi X. In questo modo,
si può osservare con un rilevatore il contrasto tra il liquido e il tessuto circostante.

L’angiografia cerebrale è una tecnica di diagnosi che sfrutta i raggi X con mezzo di contrasto. Si
effettua iniettando una sostanza radiopaca in un’arteria cerebrale, con l’obiettivo di osservare il
sistema circolatorio del cervello mentre si effettua una radiografia. Questa tecnica è utile per
localizzare lesioni vascolari e tumori cerebrali.

Tomografia assiale computerizzata (TAC)

Attraverso la TAC la struttura del cervello può essere osservata nella sua interezza. Durante
l’esame medico, il paziente si trova al centro di un macchinario cilindrico di grandi dimensioni.
Mentre è sdraiato, un tubo a raggi X e un ricevitore, in posizione diametralmente opposta,
acquisiscono separatamente un gran numero di fotografie. L’acquisizione avviene mentre l’emettitore
e il ricevitore ruotano intorno alla testa del soggetto.

Le informazioni contenute nelle fotografie vengono in seguito unite grazie a un computer. Questa
operazione consente la ricostruzione di una sezione orizzontale dell’encefalo. Di solito questa può
essere eseguita attraverso otto o nove sezioni cerebrali orizzontali (tagli). Quando tutte le
ricostruzioni sono state combinate, si ottiene una rappresentazione tridimensionale del cervello.

Risonanza magnetica nucleare (RMN)

Con la RMN si possono acquisire immagini ad alta risoluzione grazie alle diverse onde emesse dagli
atomi di idrogeno quando vengono attivati dalle onde a radiofrequenza in un campo magnetico. Questa
tecnologia garantisce un’elevata risoluzione spaziale e produce immagini in tre dimensioni.

Tomografia a emissione di positroni (PET)

Le scansioni della PET forniscono informazioni fisiologiche, ossia producono immagini dell’attività
cerebrale piuttosto che della struttura dell’organo. Per ottenere queste immagini, viene iniettato
un radiofarmaco come il 2-desossiglucosio (2-DG) nell’arteria carotide del soggetto.

I neuroni attivi assorbono rapidamente il 2-DG e, poiché non sono in grado di metabolizzarlo, questo
si accumula fino a quando non inizia a decadere gradualmente. In questo modo si può osservare quali
neuroni si attivano, e in quale momento, durante le diverse operazioni del cervello.

Risonanza magnetica funzionale (fMRI)

La fMRI offre immagini della variazione di ossigenazione sanguigna nelle regioni dell’encefalo. Per
questo motivo, è una tecnica che viene molto spesso impiegata nella misurazione dell’attività
cerebrale. Rispetto alla PET, essa presenta inoltre quattro vantaggi:

Al soggetto non viene iniettata nessuna sostanza.
Fornisce informazioni sia funzionali che strutturali.
Garantisce una migliore risoluzione spaziale.
Può fornire immagini tridimensionali dell’intero cervello.

Metodi di ricerca della biopsicologia – Risonanza magnetica

Magnetoencefalografia

Con questo metodo si misurano le variazioni nei campi magnetici che si verificano sulla superficie
del cuoio capelluto. Questi cambiamenti sono prodotti da variazioni nei modelli che sono alla base
dell’attività neuronale.

Stimolazione magnetica transcranica (TMS)

Secondo la definizione di Vincent Walsh e John Rothwell, la stimolazione magnetica transcranica è
“una tecnica per alterare l’attività di un’area della corteccia cerebrale, creando un campo
magnetico attraverso una bobina posizionata sulla testa del paziente”.

L’EMT “spegne” temporaneamente una parte del cervello per valutare l’effetto di questo blackout sul
comportamento e le attività cognitive.

Metodi lesivi della biopsicologia

I metodi lesivi sono quelli che distruggono alcune aree del cervello per verificare quali effetti
possono avere sul comportamento.

Lesioni per aspirazione. Questo metodo viene impiegato per provocare lesioni in alcune aree del
tessuto corticale visibili a occhio nudo. Il tessuto viene estratto attraverso una pipetta di vetro
a punta sottile.

Lesioni da radiofrequenza. Si tratta di piccole lesioni sottocorticali. Per effettuarle viene
utilizzato un elettrodo per canalizzare una corrente ad alta frequenza attraverso il tessuto che
deve essere distrutto. La dimensione e la forma della lesione dipendono da tre fattori:

Durata.
Intensità della corrente.
Configurazione della punta dell’elettrodo.

Tagli da bisturi. Consistono nel separare l’area del cervello che si desidera distruggere.

Blocco a freddo. Sebbene questa tecnica di solito venga annoverata tra quelle lesive, è tuttavia
reversibile. Invece di distruggere permanentemente le strutture, un’area del cervello viene
raffreddata e mantenuta sopra il punto di congelamento. I neuroni smettono dunque di emettere
segnali e il funzionamento di quella regione dell’encefalo si interrompe. In questo modo, si può
osservare quali alterazioni nel comportamento può provocare l’intervento su determinate zone. Quando
la temperatura torna normale, viene ripristinata la normale funzione cerebrale.

Stimolazione elettrica

Un altro metodo di ricerca in biopsicologia sfrutta la stimolazione elettrica. Una struttura del
sistema nervoso viene stimolata elettricamente per ottenere dati sul suo funzionamento. Di solito
viene utilizzato un elettrodo bipolare.

Questa stimolazione interessa i neuroni e altera il loro comportamento. L’effetto che si ottiene di
solito è contrario a quello provocato dalle lesioni. Se per esempio da una lesione consegue una
riduzione drastica del sonno, con la stimolazione si può invece arrivare ad avere una risposta al
sonno sproporzionata.

Metodi dannosi con registrazione elettrofisiologica

Registrazione intracellulare di un’unità. Questa tecnica viene eseguita attraverso l’introduzione di
un microelettrodo all’interno di un neurone. Fornisce un registro delle fluttuazioni graduate del
potenziale di membrana dello stesso.
Registrazione extracellulare di un’unità. Un microelettrodo è posto nel liquido extracellulare che
circonda il neurone e attraverso di esso ne vengono registrati gli impulsi. Tuttavia, con questo
metodo non si possono raccogliere informazioni sul potenziale di membrana.
Registrazione di unità multiple. In questo caso la punta dell’elettrodo è più grande di quella di un
microelettrodo, quindi è in grado di raccogliere i segnali di diversi neuroni contemporaneamente. I
potenziali d’azione che vengono così rilevati sono condotti a un circuito che li integra e li somma.
Registrazione EEG (elettroencefalogramma) invasiva. In questo caso gli elettrodi vengono impiantati.
Quando si cercano registrazioni di segnali di EEG corticali, vengono utilizzati elettrodi cranici
“con dado” in acciaio inossidabile. Per i segnali sottocorticali vengono solitamente utilizzati
elettrodi con cavo impiantati mediante radiochirurgia stereotassica.

“L’antropologia, la biologia, la fisiologia, la psicologia, hanno messo insieme vere e proprie
montagne di materiale per erigere di fronte all’uomo, in tutta la loro portata, i compiti del suo
stesso perfezionamento corporale e spirituale e del suo sviluppo ulteriore.”
-Leon Trotsky-

Metodi di ricerca in biopsicologia: una lunga strada da percorrere

Nell’articolo sono stati trattati i metodi di ricerca della biopsicologia più rappresentativi.
Tuttavia, vale la pena ricordare che vi sono ulteriori tecniche che permettono di studiare altre
parti del corpo. Tra queste possiamo trovare la misurazione della tensione muscolare, la
registrazione dei movimenti oculari, della conduttività della pelle o dell’attività cardiovascolare.

I metodi di ricerca della biopsicologia negli ultimi anni hanno subito un’evoluzione notevole, ma
questo non significa che le tecniche impiegate attualmente debbano considerarsi definitive. Vale a
dire che tra qualche anno potrebbero emergere nuove tecnologie che in questo momento non riusciamo
nemmeno a immaginare.

Tutto ciò contribuirà al progresso delle neuroscienze che, a loro volta, aiuteranno a migliorare la
qualità della vita delle numerose persone che soffrono di un qualche tipo di malattia neurologica.

da lista mente