funzioni esecutive
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Quando si usano le FE• Apprendimento di nuove azioni• Azioni che implicano pianificazione e decision• making• Azioni in cui è necessario correggere gli errori• Comportamenti nuovi che richiedono l’esecuzione
di una nuova sequenza di azioni• Azioni difficili o pericolose• Attività in cui è necessario un costante
monitoraggio del proprio comportamento• Azioni in cui in cui bisogna superare forti risposte
abituali
Definizione di Funzioni Esecutive
• Insieme di processi cognitivi di “ordine superiore” che permettono di pianificare, iniziare e portare a termine comportamenti diretti ad uno scopo, attraverso un insieme di azioni coordinate e strategiche.– Funzioni cognitive di “ordine superiore” includono
attività di integrazione e sintesi di informazioni, pianificazione, organizzazione, ecc
– Funzioni cognitive “basilari” includono l’elaborazione di informazioni di tipo sensoriale
COMPORTAMENTI OSSERVATI IN BAMBINI CON DEFICIT DELLE FUNZIONI ESECUTIVE
Difficoltà nel mantenere l’attenzione (specie in compiti noiosi/frustranti)
Procrastinazione e/o difficoltà ad intraprendere compiti nuovi o impegnativi
Perdita della cognizione del tempo, lentezza cronica
Difficoltà nello stabilirePriorità e rispettare i tempi
Difficoltà nel passareda un’attività all’altra
Sbadataggine
Incapacità ricordare i luoghie i tempi degli eventi accadutio di imparare dall’esperienza Grande distraibilità
Difficoltà nell’eseguire piùcompiti contemporaneamente
Difficoltà nel controllarele risposte automatiche
Noncuranza, sloppiness,disorganizzazione
Marcata altalenanza nelleprestazioni accademiche
Instancabilità,marcata loquacità
Difficoltà nella regolazionedegli stati emotivi, impazienza,scarsa tolleranza della frustrazione
Ipoattivazione
Scarsa consapevolezza dei sentimentialtrui e delle convenienze sociali
Le Funzioni Esecutive non si studiavano fino agli anni ‘90
Da definizione unitaria “Processi richiesti per il controllo conscio dei pensieri, delle emozioni e delle azioni fondamentali per la gestione della vita quotidiana” a termine ombrello per definire una serie di attività controllate finalizzate ad uno scopo.
Le FE sono silenti fino a 12aa e sono mature a 20 aa (Golden, 1981)
I test per adulti sono troppo complessi per essere somministrati a bambini
I risultati non sono utili per valutare le FE ma sono inficiati da altri fattori cognitivi che mediano la prestazione (linguaggio, memoria, abilità visuo-spaziali)
Studiare le FE in età evolutiva
• Le FE si sviluppano già a partire da 12 mesi fino all’adolescenza (e oltre)
• Le FE sono necessarie per l’adattamento sociale• Le FE determinano differenze nel profilo e nel
percorso di apprendimento scolastico• Esistono bambini che necessitano di interventi per
favorire il loro inserimento sociale – Modifiche sull’ambiente, Interventi sul bambino
Frazionamento delle FE (Welsh, 2002)
• Controllo inibitorio• Pianificazione e Memoria di Lavoro
– Implicate soprattutto negli aspetti sociali e comunicativi (es: mantenere in memoria alcune informazioni sull’interlocutore, pianificare cosa dire tenendo conto dei feedback e del piano comunicativo)
• Flessibilità Cognitiva– Capacità di pensare e agire per adattarsi ai cambiamenti delle
richieste ambientali, coerentemente con i propri obiettivi e piani
– Metafora del direttore d’orchestra che coordina le performance degli strumenti (le funzioni cognitive basilari) per la realizzazione di un un suono complesso
Disturbi Evolutivi e FE: un approccio modulare
Processi
Cognitivi
PKU ADHD Tourette Autismo DSA
Pianificazione X X ? X
Inibizione X X X
Flessibilità X ? X
WM Visiva X X X
WM Verbale ? ? X X
Welsh, 2002
Verso un’integrazione delle FE (Anderson, 2002)
Il controllo attentivo influisce gli altri domini, i quali comunicano tra loro ma sono indipendenti
Lo sviluppo dei 4 fattori di AndersonControllo attentivo si osserva già a 9m e matura a 12aa
Elaborazioni di informazioni matura già tra 3-5aa, ma soprattutto tra 7-10aa
Flessibilità Cognitiva appare a circa 4aa, ma evolve tra 8-11aa
Definizione di obiettivo matura soprattutto tra 7-12aa
Cenni di Neuroanatomia delle FE
• Aree Dorsolaterali Prefrontali sono associate a Pianificazione, Organizzazione temporale di comportamenti, Ragionamento concettuale
• Aree Ventrolaterali e Orbitali Prefrontali sono associate a Inibizione, Controllo Emotivo, Iniziativa
• Emisfero dx coinvolto soprattutto in mantenimento energetico
• Emisfero sx coinvolto in uso di strategie• Giro Cingolato Anteriore coinvolto in automonitoraggio
Limiti metodologici degli strumenti per le FE
• Alcuni pz vanno bene ai test ma hanno problemi nella vita quotidiana
• I test devono includere novità e organizzazione di risposte. Test-retest annulla validità per le FE
• Il rapporto 1-1 nella situazione di testing non è ecologico
• I test sono troppo strutturati e semplificati rispetto alle situazioni della vita quotidiana
• I test per i bambini sono adattamenti di quelli per adulti
Come aumentare la validità dei test per le FE
1. Affiancare misure di controllo ai test per le FE• Vocabolario o Span di cifre in avanti della Wisc-III
(compiti verbali)• Giudizio di orientamento di linee, Memoria di figure
(Benton)2. Utilizzare questionari di etero o autovalutazione
(BRIEF) e confrontare i punteggi del questionario con quelli dei test
3. Sviluppare compiti cognitivi che richiedono l’attivazione simultanea e parallela di tutti i processi esecutivi
Metacognizione
Regolazione Emotiva
Regolazione Comportamentale
FATTORI:SCALE:
Iniziativa
Memoria di lavoro
Pianificazione
Organizzazione dei materiali
Controllo del compito
Flessibilità cognitiva
Controllo emotivo
Automonitoraggio
Inibizione
Behavior Rating Inventory for Executive Function - BRIEF
Controllo inibitorioCapacità di controllare l’interferenza di stimoli irrilevanti al
fine di proseguire nell’applicazione del piano (esempio della lettura)
• Inibizione delle risposte “predominanti”– Frenare vedendo il semaforo rosso
• Inibizione delle risposte conflittuali– Schiacciare il tasto dx se la freccia indica sx (cond. Stroop)
• Inibizione delle risposte in corso– Frenare al comparire improvviso del semaforo giallo
Pianificazione• I compiti di pianificazione richiedono al soggetto
di prevedere l’obiettivo da raggiungere, scomporre l’azione in step intermedi, sequenziare gli step, mantenere tali step in memoria prospettica, monitorare l’esecuzione del compito rispetto all’obiettivo prefissato.
• I compiti di pianificazione richiedono necessariamente l’attivazione della memoria di lavoro e della memoria prospettica
• Esempi di compiti (visuo-spaziali): Torre di Londra, Torre di Hanoi, Zoo Map (BADS-C), Test di Pianificazione Quotidiana (Schweiger & Marzocchi, 2008)
Torre di Londra-1Articolo originaleShallice, T.(1982). Specific impairments of planning. Philosophical Transactions of the Royal
Society of London, Part. B, 298, 199-209.ScopoIl test è stato ideato per misurare le capacità di mettere in atto processi di decisione
strategica e di pianificare soluzioni efficaci tese alla risoluzione di un compito. Per risolvere molti problemi è necessario anticipare e tenere a mente le conseguenze di un'azione sulle altre. Tale interdipendenza di elementi di un problema complesso è di fatto una caratteristica di molte situazioni della vita quotidiana. Il test della Torre di Londra è un problema a difficoltà graduale che richiede al soggetto di muovere delle palline forate, poste in una certa configurazione su una particolare struttura fino a raggiungere una nuova configurazione . A tale scopo è necessario adottare opportune strategie. In particolare sono richieste tre operazioni: (a) formulare un piano generale, (b) identificare sottomete ed organizzarle entro una sequenza di movimenti, (c) conservare le sottomete e il piano generale nella memoria di lavoro (Morris et al., 1988; Owen et al., 1990; Shallice, 1982). Shallice chiama in causa il Sistema Attentivo Supervisore (SAS) quale centro presieduto dalla corteccia prefrontale e deputato a dirigere l'attenzione verso le necessarie sottomete e a trasferire l'attenzione stessa dalle sottomete allo schema generale (Shallice, 1982).
Torre di Londra - 2StimoliNella versione classica di Shallice il materiale è costituito da tre pioli di diversa
lunghezza montati su una struttura di legno e da tre palline di colore diverso, in particolare rosso, verde e blu, che si infilano. Il test si compone di una serie di dodici prove di difficoltà graduale a seconda del numero di mosse che devono essere compiute per arrivare alla soluzione. Si parte sempre da una posizione base.
Variabili principali- PUNTEGGIO TOTALE: se il problema viene risolto senza errori entro 60 secondi
vengono assegnati 3 punti, se il problema viene risolto entro 60 secondi con 1 errore si assegnano 2 punti, se il problema viene risolto entro 60 secondi con 2 errori si assegna 1 punto, se vengono commessi 3 errori vengono assegnati 0 punti.
-TEMPO DI INIZIO DEL MOVIMENTO (MOTOR INITIATION TIME): tempo tra l'inizio di ciascun problema e il far uscire la pallina dal piolo.
Torre di Londra - 3Istruzioni e somministrazioneAl soggetto la consegna viene spiegata come segue:Qui ci sono tre bastoncini di diversa lunghezza e tre palline di colore diverso. Dovrai
mettere le palline secondo le disposizioni che ti mostrerò. La figura nel foglio ne mostra una. Adesso ti mostrerò un'altra figura e ti chiederò di cambiare le palline di questa composizione qui in un'altra diversa, ma nel fare questo ci sono delle regole da seguire:
prima: si può muovere solo una pallina per volta;seconda: si può muovere da un solo bastoncino ad un altro. Non è consentito mettere
sul tavolo una pallina o averne in mano più di una alla volta;terza: puoi collocare una sola pallina sul bastoncino piccolo, due sul bastoncino medio,
tre sul bastoncino grande. Se segui questa regola le palline non usciranno dal bastoncino.
quarta: ti dirò ogni volta quanti spostamenti sono necessari per risolvere il problema.
Torre di Londra: prestazioni ADHD, DSAPunti
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
2,2
2,4
2,6
2,8
3
2 mosse 3 mosse 4 mosse 5 mosse
DDAI
DL
CONT
0
1
2
3
4
5
6
7
8
2 3 4 5
Levels - Moves
se
c.
NC
ADHD
RD
Gli ADHD hanno punteggi inferiori dei controlli e dei dislessici perché iniziano la soluzione dei problemi significativamente prima degli altri. (Effect Size: 0.99)
Aree coinvolte durante l’esecuzione del test della Torre di Londra
Dati Italiani di riferimento
Foglio di registrazione
Test di Pianificazione Quotidiana (TPQ)Pianificazione di 10 azioni abituali in un contesto spaziale (cartina) in base e 2 criteri: a) rispetto dei vincoli logici e temporali fra azioni b) minimizzazione degli spostamenti.
Commissioni (esempi)Andare con Marco in palestra per gli allenamenti di basket (hai il permesso di andare in palestra solo dopo aver svolto le altre attività)Svolgere i compiti di geometria (hai perso il righello e te ne serve uno nuovo)Preparare lo zaino per la palestraAndare a trovare la nonna (ti ha chiesto di portarle del pane)
Variabili: Commissioni svolte, Spostamenti, Violazioni, Efficienza (n.di commissioni corrette/spostamenti), Tempo di svolgimento
Risultati TPQ
Efficienza
0,60,70,80,9
11,11,21,31,41,5
3 4 5 6 7 8Classe
Violazioni
00,20,40,60,8
11,21,41,61,8
22,22,4
3 4 5 6 7 8Classe
• Efficienza (Commissioni/Spostamenti) è sensibilmente influenzata dall’età [F=10,574; p < 0,01]: classi 3,4 < 5,6,7,8
• La quantità di violazioni diminuisce significativamente con lo sviluppo [F=6,554; p < 0,01]: classi 3 > 5,6,7,8
TPQ - Efficienza
anni
Effetto Età: p < .001; 8 < 9-13
Effetto Genere: p = .162
Età x Genere: p = .003Diverso ritmo di sviluppo
Tra maschi e femmine
Risultati: TPQCommissioni Valide
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
nc adhd adhd+odd adhd+ld
*
Violazioni
0
1
2
3
4
5
6
nc adhd adhd+odd adhd+ld
*
Solo il gruppo con ADHD senza comorbilità ha difficoltà nella pianificazione spazio-temporale.
Risultati – TPQ Efficienza
* *
Pianificazione strategica: ADHD, ADHD+DSA < Controlli
Flessibilità Cognitiva
• Si intende l’insieme dei processi cognitivi che consentono alla persona di cambiare schema comportamentale in base ad un feedback ricevuto.
• Si distingue la capacità di controllare le perseverazioni (Wisconsin Card Sorting Test) dalla capacità di cambiare rapidamente la risposta in base ad uno stimolo esterno (Completamento Alternativo di Frasi derivato dall’Hayling test di Burgess & Shallice, 1996)
Controllo perseverazioni - WCST4 carte campione, 128 carte stimolo da accoppiare con le 4 carte in base a COLORE, FORMA, NUMERO. L’esaminatore informa sulla correttezza della risposta. Dopo 10 risposte corrette l’esaminatore cambia criterio (Forma) senza avvisare il soggetto. Si calcolano soprattutto le perseverazioni (continuare ad accoppiare in base alla regola precedente malgrado i feedback negativi) Heaton, 1981
Chi fallisce al WCST?• I pazienti con lesioni dorsolaterali sx• I soggetti autistici (High Functioning)• I bambini ADHD di età inferiore agli 8-9 anni: una
volta raggiunto il criterio cambiano regola anche se stanno ricevendo feedback positivi (scarso mantenimento del set)
• In alcuni casi anche i bambini con DSA (elaborazione delle informazioni?)
• È un test sensibile a chi presenta un problema neuropsicologico severo (oppure i bambini piccoli con ADHD), è poco specifico.
Test di Completamento Alternativo di Frasi
20 frasi in cui manca l’ultima parola: si alternano frasi da completare con la parola corretta e frasi da completare con un termine non semanticamente collegato alla frase o alla parola mancante:A) In autunno dagli alberi cadono…LE FOGLIEB) Al semaforo devi fermarti se c’è… ROSSO (c – 3 punti); NERO, STRADA (s – 2 punti); GELATO (n.st. – 1 punto), PENNA (st. – 0 punti)
Risultati Test Completamento Alternativo di Frasi
0
0,5
1
1,5
2
3 4 5 6 7 8 Classe
0
1
2
3
4
5
6
7
3 4 5 6 7 8 Classe
Parole n.s.
Parole s
Nelle frasi da completare con parola non collegata semanticamente:
Nessun effetto dell’età sul completamento di frase (parole c): Inibizione già matura a 9aa Influenza dell’ età sul Punteggio totale (parole c+ parole s) [ F=3,364 p<0,01; classi 3,4 > 8] Effetto età assente sulle risposte di tipo non strategico (ns), presente invece sulle risposte
strategiche (s) [interazione: F=2,571 p<0,05]
Effetto età sul tempo medio di risposta [F=23,801 p<0,01;classi 3,4>6,7,8]
1
1,5
2
2,53
3,5
4
4,5
5
3 4 5 6 7 8 Classe
3) Parole prodotte
2) Punteggio Totale
1) Tempo medio risposte corrette
Completamento Alternativo di Frasi - CAF
• Al semaforo devi fermarti se c’è...Rosso (C); Nero, Strada (S); Penna (UR); Letto (U)
C = 3 punti; S = 1 punto; U = 0 punti.
Errori
0
1
2
3
4
5
6
DDAI DL DDAI+DL CONT
*
Solo i DDAI senza comorbilità commettono
più errori
Test di Stroop Numerico
* *
Solo i DDAI commettono più
errori di inibizione
Junior Brixton ModificatoBurgess & Shallice, 1997
• Compito di inferenze di regole spaziali: il bambino deve indurre la regola dello spostamento della pallina rossa nei fogli consecutivi. La regola di spostamento viene cambiata senza avvertimento.
Misure: Errori di Perseverazioni, Errori Plausibili, Errori Bizzarri
Brixton 1
Junior Brixton – Errori Totali
Effetto Età: p = .618
Effetto Genere: p = .850
Età X Genere: p = .286
Junior Brixton Modificato
Totale Perseverazioni: Effetto ADHD
**
*
*
Modello basato sul Problem-Solving (Zelazo et al, 1997)
Rappresentazione della situazione problemica
Pianificazione degli step intermedi
Esecuzione: utilizzando le regole poste dalla situazione problemica
Valutazione: individuazione errore e correzione
Il compito principale su cui Zelazo basa il proprio modello è un compito per bambini prescolari in cui bisogna classificare in modo flessibile gli oggetti in base alla loro forma (auto/casa/mela…) o al loro colore.
UN MODELLO INTEGRATO DI FE (Burgess, 2000)
Per eseguire un comportamento complesso è necessario programmare vari step intermedi:
• Apprendimento delle regole del compito
• Pianificazione dei passaggi da eseguire
• Esecuzione del compito
• Coerenza tra pianificazione ed esecuzione
• Rievocazione della qualità dell’esecuzione
DEFINIZIONE DI MULTITASKING
• Presenza di diversi compiti
• Adeguato uso del tempo per organizzare i compiti
• Esecuzione di un compito alla volta
• Presenza di interruzioni e risultati inattesi
• Ritorno volontario su un compito sospeso
• Differenze tra i vari compiti da eseguire
• Gli obiettivi devono essere determinati dal soggetto
• Assenza di feedback immediati dopo l’esecuzione
IL BATTERSEA MULTITASK PARADIGM(Mackinlay, Charman, Karmiloff-Smith, 2002)
Compito delle palline
Mettere le palline nei contenitori contrassegnati con il colore corrispondente.
Compito dei bruchi
Colorare il corpo dei bruchi dello stesso colore della testa
Compito dei gettoni
Posizionare i gettoni sopra l’adesivo del colore corrispondente
REGOLE DEL COMPITO1. Il soggetto deve provare tutti i
compiti in sei minuti di tempo 2. Gli item gialli valgono più punti
dei blu3. Ogni item completato vale più
punti4. Il soggetto può tenere in mano
una sola cosa per volta
VARIABILI MISURATE1. Apprendimento delle regole2. Pianificazione3. Performance4. Coerenza fra pianificazione e
performance5. Racconto sull’esecuzione del
compito
Battersea
Battersea Multitask (esecuzione)
Effetto Età: p < .0018-9 < 10-11 < 12-13
Effetto Genere: p = .006 M < F
Età X Genere: p = .742
Battersea Multitask
Battersea Multitask• ADHD hanno deficit di Pianificazione, Esecuzione
e Memoria• DSA hanno deficit di Apprendimento, Esecuzione
e Memoria• DOP non hanno deficit FE• ADHD+DSA hanno profilo FE parallelo ai DSA, con
deficit più severo.• ADHD+DOP hanno profilo FE parallelo agli ADHD• ADHD+DSA+DOP hanno un deficit FE severo e
generalizzato.
Junior IOWA GamblingBechara, Damasio, Damasio e Anderson, 1994
Simulazione del processo decisionale nella vita quotidiana, con le relative incertezze legate ai fattori di successo e punizione.
Il bambino è chiamato a scegliere 100 carte da 4 mazzi diversi:
A e B sono i mazzi svantaggiosi (guadagno massimo 400 euro, perdite 500 euro)
C e D sono i mazzi vantaggiosi (guadagno massimo 200 euro, perdite 100 euro)
Junior Gambling
Junior Iowa GamblingDifferenza tra carte vantaggiose-svantaggiose
Effetto Età: p = .0018-10 < 11-13
Effetto Genere: p = .136
Età X Genere: p = .473
Junior IOWA Gambling*
Componente motivazionale FE: DOP < Controlli
Correlazioni Test-Questionari FE
Misure Multitask TPQ Brixton Gambling ClacsonRT Go
Clacson Errori STOP
Insegnanti
QUFE .149*** .250*** -.065 .044 .075 -.116*
Genitori
Metacogn. .229*** .162*** -.105* .064 -.095* -.152***
Inibizione .064 .030 -.019 .027 -.013 -.042
QUFE insegnanti vs QUFE genitori metacognizione r = .506***
QUFE insegnanti vs QUFE genitori inibizione r = .254***
* p < .05; ** p < .01; *** p < .001
Esercitazione
Somministrare a 3 bambini di età compresa tra 6 e 13 anni i seguenti test: TPQ, CAF, Stroop Numerico.
Nella relazione riportare le valutazioni quantitative e qualitative
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