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    Matrici di Raven: organizzazione neurofunzionale in età evolutiva

    Il Test delle Matrici Progressive Colorate (Coloured Progressive Matrices, CPM) costituisce uno degli strumenti diagnostici più sensibili e affidabili per la “valutazione delle componenti generali dell’intelligenza” (Belacchi et al., 2008), di cui fornisce un punteggio totale unitario. Non sorprende perciò che l’attenzione dei clinici si sia focalizzata sull’indice globale delle risposte e sul corrispettivo in percentili della scala normativa. Quest’ottica di analisi delle CPM e la conseguente fruizione meramente quantitativa (e tassonomica) dello strumento diagnostico è, a mio avviso, riduttiva poiché, limitandosi a quantificare il corrispettivo percentile del livello cognitivo del bambino, finisce per dissipare la ricchezza di informazioni sulle competenze cognitive che le CPM implicitamente forniscono al clinico. Si pone perciò, nell’utilizzo delle CPM, l’esigenza di integrare una rilevazione quantitativa del livello cognitivo con l’analisi qualitativa e dei processi attivati dal test di Raven; una necessità motivata dall’esigenza teorica di una migliore comprensione della struttura formale delle CPM, ma anche da esigenze pratiche, per le implicazioni che la conoscenza dei meccanismi attivati dalle CPM riveste nella costruzione dei programmi di riabilitazione per i bambini con disabilità cognitiva.

    Un’analisi neurofunzionale delle Matrici Progressive di Raven Colorate (CPM)

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    Per le ragioni accennate, l’approccio che qui presento è ancorato alle neuroscienze cognitive perché esse forniscono il fondamento e la cornice teorica per l’analisi dei meccanismi neurofunzionali implicati nella soluzione delle prove delle Matrici Progressive.

    Analisi fattoriale delle matrici di Raven

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    Sulla struttura delle CPM esiste una vasta letteratura scientifica dedicata all’analisi qualitativa delle prove che compongono le Matrici di Raven. L’analisi fattoriale prodotta da queste ricerche ha consentito di differenziare le diverse prove, raggruppandole in cluster trasversali in base alle caratteristiche strutturali ipotizzate dagli autori.

    Alcuni studi (Carlson, Jensen, 1980) hanno argomentato che la struttura delle prove che compongono il Test delle Matrici può essere differenziata trasversalmente fra le tre sezioni
    (A – AB – B) in base alla presenza di uno dei seguenti fattori:

    1. Completamento dei pattern per identità e integrazione (Fattore I);
    2. Integrazione e ragionamento astratto per analogia (Fattore II);
    3. Completamento di pattern semplici (Fattore III).

    Ricerche successive hanno documentato che una tale differenziazione fattoriale delle prove corrisponde a un gradiente di difficoltà delle stesse e che tale gradiente presenta una evoluzione cronologica in età evolutiva.

    Un recente studio, condotto su un vasto campione di bambini a sviluppo tipico dai 6 agli 11 anni, ha mostrato che gli item caratterizzati dal Fattore III, (per esempio: A4, A5, Ab1, B1, B2 ecc.)
    sono tutti risolti correttamente a partire dai 6 anni di età (Smirni, 2020). Questi item presentano una forma di pattern percettivi continui e la loro soluzione sarebbe sostenuta da “funzioni cognitive generali” per le caratteristiche di semplicità che essi rivelano.

    Le prove raggruppate nel Fattore I (per esempio: A7, A8, Ab4, B3, B4) richiederebbero invece, oltre al completamento del pattern, un processo di integrazione tra il tutto e le parti. Questo gruppo di prove presenta maggiori difficoltà e la correttezza delle risposte progredisce in modo regolare attraverso tutte le età esaminate.

    Infine, le prove caratterizzate dal Fattore II richiedono, oltre all’integrazione spaziale, anche un ragionamento astratto per analogia. Per risolverle, cioè, il bambino deve decifrare le relazioni logiche tra coppie di figure (quindi non solo corrispondenze percettive o complementarietà spaziali) sia sull’asse orizzontale, che sia su quello verticale. Ciò richiede un ragionamento analogico e fa elevare drasticamente la difficoltà rispetto alle altre prove. Questo spiega la caduta prestazionale correlata all’età dei bambini indagati nell’articolo di Smirni (2020).

    Purtroppo queste informazioni, pur utilissime e di grande importanza, non ci aiutano a decifrare i meccanismi neurofunzionali che sottendono la caduta delle diverse prove del CPM. Infatti, i concetti adottati da questi approcci (abilità psicologiche di base ecc.), pur costituendo un significativo progresso rispetto a una valutazione puramente quantitativa delle risposte, all’indice globale dell’intelligenza, restano elusivi rispetto ai meccanismi neurofunzionali che li sottendono. Ma la conoscenza di questi meccanismi è cruciale per decifrare le ragioni della caduta ai vari tipi di prove e per impostare un programma di riabilitazione dei sistemi deficitari nei bambini con disabilità cognitiva.

    Aree cerebrali e Matrici di Raven

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    Lo studio di pazienti adulti con lesioni cerebrali acquisite ha mostrato la complessità dei rapporti tra cervello e CPM. Alcune ricerche hanno focalizzato l’attenzione sui rapporti tra lesioni cerebrali e profili prestazionali alle CPM (Denes et al., 1978; Villardita, 1985) evidenziando una distribuzione prestazionale
    delle cadute alle diverse prove delle CPM in relazione alle lesioni emisferiche.

    In particolare, uno di questi studi (Villardita, 1985) mostrava che:

    • i pazienti con lesione emisferica destra cadevano con maggiore frequenza nella Sezione A;
    • la seconda sezione AB era particolarmente compromessa nei pazienti afasici,
    • mentre la sezione B provocava una marcata caduta prestazionale in tutti i pazienti con lesione emisferica sinistra, sia afasici sia non afasici.

    Alcune ricerche di brain imaging più recenti (Cabeza, Nyberg, 2000; Soulieres et al., 2009) hanno confermato che la soluzione delle CPM coinvolge in modo differenziato strutture cerebrali differenti.

    In particolare, per le prove caratterizzate dal Fattore II (Integrazione e ragionamento astratto per analogia), si rilevava una preponderante attivazione delle aree prefrontali bilateralmente e delle strutture parieto-occipitali dell’emisfero sinistro. Le prove la cui soluzione si fondava in prevalenza su un’analisi visuo-percettiva attivavano invece preferenzialmente le aree prefrontali destre e le aree parietali bilaterali.

    Questi studi (e altri disponibili in letteratura) indicano che, nei pazienti con lesione cerebrale, la soluzione di classi diverse di prove delle CPM è diversamente compromessa in relazione all’emisfero danneggiato; analogamente, alcuni studi di attivazione funzionale (fMRI) con il brain imaging indicano che prove differenti attivano in modo selettivo aree cerebrali diverse. Nel loro complesso, dunque, questi studi indicano che la soluzione delle CPM richiede la selezione e l’integrazione di competenze cognitive diverse e che queste, a loro volta, sono mediate da una complessa trama neurale distribuita in aree cerebrali diverse.

    Un approccio neurofunzionale

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    Appare evidente, da quanto esposto, che la trasposizione di queste conoscenze nella pratica clinica con i bambini che presentano disabilità cognitive risulta problematica,

    • in primo luogo perché priva di un raccordo funzionale tra la topografia neurale e le componenti dell’analisi fattoriale.
    • Inoltre, la grande flessibilità funzionale del cervello del bambino rende ancor più precaria la pretesa di connettere rigidamente specifiche aree cerebrali con singoli costrutti psicologici (come, per esempio, il “completamento di pattern”, o l’“orientamento simmetrico”).

    Un danno cerebrale precoce innesca dei processi di riorganizzazione dell’impalcatura funzionale che media specifiche competenze cognitive, ridisegnando il ruolo funzionale di determinati distretti corticali, come appunto mostra la riorganizzazione funzionale delle aree occipitali nella cecità congenita.

    Infine, la rappresentazione distribuita dei sistemi neurofunzionali fa sì che il loro funzionamento possa essere compromesso da lesioni situate in parti diverse del cervello, che “inceppano” componenti diverse di quel particolare sistema funzionale. È evidente che l’individuazione della componente inceppata non è irrilevante per decifrare la qualità del deficit e formulare una corretta valutazione della disabilità cognitiva.

    Per tali ragioni, una piena fruizione delle potenzialità diagnostiche delle CPM, in grado di fornire all’esaminatore una valutazione qualitativa delle risposte del bambino, presuppone l’individuazione dei meccanismi neurofunzionali attivati dalle prove delle Matrici; e questo passaggio, a sua volta, richiede una riformulazione dei cluster fattoriali in chiave neurofunzionale.

    Per muovere in questa direzione nell’analisi delle CPM è necessario specificare, in primo luogo, quali sistemi e quali meccanismi neurali siano selettivamente attivati dalle singole prove e quali sistemi e meccanismi siano invece comuni, cioè condivisi da tutte le prove delle Matrici. L’individuazione di sistemi e meccanismi neurali specifici per alcune prove ne giustifica l’inclusione all’interno di un cluster (o categoria funzionale) e l’esclusione da altri.

    Infine, è necessario specificare in quale modo i cluster specifici, che definiscono la tassonomia neurofunzionale delle CPM, intersechino i diversi sistemi trasversali attivati dalle CPM, cioè quei sistemi neurofunzionali attivati per default nella soluzione di ciascuna delle 36 prove, indipendentemente dal cluster specifico di appartenenza di ciascuna di esse.

    Per la loro rilevanza nella soluzione di tutte le prove delle CPM, esporrò dunque per prima una ricognizione di questi “sistemi trasversali”.

    Sistemi funzionali trasversali

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    La soluzione di attività quotidiane, anche di quelle all’apparenza più semplici, come per esempio afferrare un oggetto sul tavolo, richiede l’attivazione e l’integrazione di più sistemi funzionali, ciascuno dei quali, a sua volta, è articolato su una rete neurale distribuita in aree e cerebrali diverse.

    Per tali ragioni, il bambino può fallire nella soluzione di un compito per ragioni affatto diverse, poiché l’alterazione di meccanismi diversi, può determinare il fallimento di un medesimo compito in modi completamente diversi.

    La conoscenza dell’architettura funzionale delle Matrici di Raven, cioè delle competenze neurocognitive richieste al bambino per la loro soluzione, nasce dalla necessità di comprendere quali meccanismi neurofunzionali siano inceppati nel bambino e quali strategie compensative egli adotti adotta per la soluzione del compito. Senza conoscere tali strategie di compenso e i meccanismi sottostanti, sarà impossibile decifrare la natura del deficit e quindi allestire un adeguato programma di riabilitazione, perché privi delle essenziali informazioni patogenetiche.

    Nella soluzione delle CPM, sono attive due classi di sistemi funzionali: i sistemi dominio-specifici e dominio non-specifici generali, che vengono attivati indipendentemente dalle caratteristiche specifiche del compito e che ho qui etichettato come “sistemi trasversali”.

    Si tratta, nel caso delle CPM di:

    • sistema visuo-percettivo
    • attenzione sostenuta
    • memoria da lavoro.

    Inizierò dunque con l’analisi del sistema visuo-percettivo.

    Il sistema visuo-percettivo

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    Il sistema visuo-percettivo governa diverse competenze neurocognitive che vanno dalla capacità di categorizzare forme e colori a quella di sintetizzare parti di una figura in una unità coerente, a quella di localizzare nello spazio un oggetto (o una sua parte), alla capacità di raggiungere un target visivo.

    Tali funzioni sono mediate da una complessa architettura neurale, costituita da diverse aree visive interconnesse tra loro nella corteccia occipitale, oltre che con le strutture dello striato (nei gangli della base) e del talamo.

    Nel sistema corticale visivo sono state individuate due vie computazionali anatomicamente e funzionalmente distinte:

    • una via ventrale, deputata principalmente all’analisi dei pattern visivi e al riconoscimento degli oggetti;
    • una via dorsale, in prevalenza dedicata all’analisi delle relazioni spaziali per la localizzazione degli oggetti e al controllo dei movimenti per raggiungerli.

    Per tali ragioni, le due vie visive furono denominate rispettivamente “via del cosa” (la via ventrale) e “via del dove” (via dorsale).

    Attualmente, in considerazione del ruolo che la via dorsale (a sua volta articolata in due sottocomponenti: dorso-dorsale e dorso-ventrale) svolge nella regolazione dei movimenti guidati visivamente è stata anche denominata “via del come”).

    Le vie dorsale e ventrale proiettano verso la corteccia prefrontale che funge da comune cerniera di raccordo anche per altri sistemi funzionali. Così, per esempio, le connessioni tra area prefrontale dorso-laterale e corteccia parietale posteriore sono attive per la memoria spaziale da lavoro e i processi attentivi.

    Inoltre sono da considerare altre connessioni rilevanti per la soluzione delle prove delle CPM, quali:

    • il circuito parieto-prefrontale posteriore, che media i movimenti oculari;
    • il circuito parieto-premotorio che media i movimenti a guida visiva, come il reaching e il grasping.

    Il sistema visuo-percettivo è dunque mediato da una rete neurale distribuita, nella quale si articolano una via ventrale e una via dorsale, che ora esaminerò in dettaglio.

    Processi della via ventrale

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    La via ventrale è primariamente dedicata all’analisi dei pattern visivi.

    Gli input parvo-cellulari provenienti dalla retina e dal corpo genicolato verso la regione corticale visiva primaria V1 convergono verso aree blob che codificano principalmente il colore, e verso aree interblob, che sono particolarmente sensibili alle linee e alla forma (Livingstone, Hubel, 1984, 1988); dall’area visiva primaria V1, attraverso le aree extra-striate, muovono proiezioni verso le strutture temporali ventrali anteriore e posteriore.

    La via ventrale, oltre al processamento dei volti (che qui non prenderò in esame) regola l’analisi della configurazione globale (global level processing) e delle componenti locali, analitiche (local level processing) del pattern visivo, oltre a mediare i processi di costruzione dello spazio, cioè la capacità del bambino di riprodurre le relazioni spaziali tra diversi elementi all’interno di una scena.

    È evidente che il controllo di questi processi di analisi dei pattern visivi sia di assoluta rilevanza per la soluzione delle CPM e richieda pertanto una valutazione dettagliata.

    Livello globale e livello locale

    Ciascuna prova delle CPM richiede, in primo luogo, una valutazione comparata della struttura globale del pattern centrale (cioè il grande rettangolo) e della sua articolazione interna, locale; operazione cruciale perché è attraverso l’analisi di questa relazione che il bambino potrà individuare i criteri con cui selezionare l’alternativa corretta tra le sei disponibili.

    Nei soggetti adulti, i due livelli di analisi dei pattern visivi (globale e locale) mostrano una differente lateralizzazione emisferica, con una dominanza dell’emisfero destro per il processamento della configurazione globale e una dominanza dell’emisfero sinistro per il livello locale-analitico dell’analisi. Inoltre, diversi dati sperimentali suggeriscono che, nell’adulto, l’informazione della configurazione globale del pattern venga processata con priorità rispetto a quella locale e che, pur in presenza di differenze individuali, questa persista alle variazioni con diversi paradigmi sperimentali.

    In età evolutiva, la priorità della configurazione globale nel processamento dei pattern visivi evolve progressivamente nel corso dello sviluppo, estendendosi sino al periodo dell’adolescenza (Krakowsky et al., 2016). Tuttavia, seppure in forma ancora approssimata, una distinzione tra configurazione globale e locale analoga a quanto riscontrato negli adulti è documentata in bambini di 4 mesi di età (Deruelle, de Schonen, 1991).

    Studi di brain imaging e dei tempi di reazione negli emicampi visivi mostrano, specie per l’analisi delle configurazioni locali, una più diffusa attivazione bilaterale e confermano che la differenziazione emisferica riscontrata nell’adulto viene raggiunta nel bambino solo dopo un protratto periodo di sviluppo. Tuttavia, analogamente a quanto riscontrato nell’adulto, i dati confermano che anche nei bambini si osserva una (relativa) predominanza dell’analisi delle configurazioni globali rispetto a quelle locali e un dominio dell’emisfero destro (Stiles et al., 2020).

    Infine, il progressivo coinvolgimento delle regioni fronto-parietali di sinistra nei compiti di discriminazione globale/locale sembra confermare il nesso tra maturazione neurale e risposte in questi compiti di analisi spaziale, come documenta la transizione da una preferenza per le componenti locali del pattern prima dei sei anni a una propensione verso la configurazione globale del pattern (Poirel et al., 2014).

    Costruzione dello spazio

    Sebbene le prove delle CPM non richiedano alcuna attività esplicita di riproduzione delle figure, cioè la loro copia, l’analisi dell’attività di copia di figure geometriche fornisce importanti conoscenze sull’organizzazione dei processi rappresentazionali dello spazio (Shorr et al., 1992).

    Alcuni dati provenienti dallo studio di pazienti adulti con danno emisferico focale mostrano una selettività degli errori in relazione all’emisfero leso. I soggetti con lesioni posteriori dell’emisfero destro riproducono meglio le componenti locali, ma compiono molti errori nell’integrare queste parti in una configurazione globale.

    Nei pazienti con lesione focale dell’emisfero sinistro si osserva invece un pattern opposto: viene generalmente rispettata la configurazione globale, ma le componenti locali, i dettagli, sono spesso omessi o semplificati (Delis et al., 1986).

    Lo studio di queste strategie di costruzione dello spazio nell’età evolutiva mostra interessanti parallelismi e divergenze.

    • I bambini più piccoli, a partire dai 3 anni di età, tendono a isolare e a riprodurre con una certa accuratezza singole parti di una figura complessa (come la figura di Rey-Osterreith), ma incontrano difficoltà a integrarle in un insieme coerente; i bambini piccoli utilizzano cioè strategie locali nella riproduzione di una figura complessa (Martens et al., 2014).
    • A partire dai 7 anni circa, appaiono invece delle strategie progressivamente caratterizzate dall’adozione di un approccio globale, in cui, per esempio, viene isolato per primo il rettangolo centrale della figura di Rey al cui interno sono poi inserite alcune componenti.

    Nel valutare le traiettorie evolutive di queste strategie di performance nella copia di figure geometriche è tuttavia opportuno tener presente che, nei bambini, il loro utilizzo è significativamente influenzato dalla complessità del compito (Akshoomoff, Stiles, 1995).

    Relativamente alle basi neurali che sottendono l’utilizzo di una strategia globale o di quella locale in età evolutiva, i pochi dati oggi disponibili suggeriscono significative concordanze con i quadri osservati nell’adulto.

    Lo studio di un campione di bambini che avevano subito precocissimamente un danno emisferico focale dell’emisfero destro o del sinistro, dovuto a un evento emorragico prenatale o perinatale, evidenziava un profilo prestazionale non molto dissimile da quello dell’adulto.

    Nella prova di copia a memoria della figura di Rey, 8 bambini su 10 con lesione emisferica sinistra organizzavano la loro copia intorno alla figura centrale (globale) del rettangolo, al cui interno includevano solo pochi elementi di dettaglio. Viceversa, solo due bambini su 9 con lesione emisferica destra, organizzavano la loro copia entro il rettangolo centrale: tutti questi bambini, tranne uno, riproducevano in modo separato dei singoli dettagli dell’intera figura (Akshoomoff et al., 2002).

    Processi della via dorsale

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    La via dorsale è primariamente dedicata all’analisi della localizzazione spaziale degli input percettivi ed è particolarmente sensibile al movimento e alla direzione.

    Essa origina dalla retina, principalmente (ma non esclusivamente) dalle cellule ganglionari magno-cellulari che proiettano, tramite il corpo genicolato laterale, verso la regione corticale visiva primaria V1 e da qui, attraverso le aree extra-striate, verso le aree temporale mediale MT (V5) e mediale superiore (MST) e verso il lobo parietale inferiore.

    La via dorsale svolge pertanto un ruolo cruciale nell’analisi di diversi processi spaziali e, in particolare, nei processi di:

    • localizzazione spaziale
    • attenzione spaziale
    • rotazione mentale.

    ciascuno dei quali appare cruciale per la corretta soluzione di molte prove delle CPM.

    Localizzazione spaziale

    Noi percepiamo soggettivamente lo spazio intorno a noi come un insieme unitario, una sorta di unica mappa al cui interno sono collocati gli oggetti e le azioni che compiamo su di essi; in realtà, il cervello costruisce rappresentazioni multiple dello spazio, ciascuna di esse connessa a regioni differenti dello
    spazio.

    La corteccia parietale svolge un ruolo cruciale nella costruzione di queste rappresentazioni multiple dello spazio (Colby, Goldberg, 1999). La presenza di neuroni bimodali che rispondono a stimoli tattili su parti del viso, del tronco o della mano corrispondenti alla regione spaziale messa a fuoco dal sistema visivo, garantisce un’automatica trasformazione delle coordinate visive in coordinate visuo-motorie guidando così con precisione il gesto.

    Queste rappresentazioni sono infatti connesse alle sfere dell’azione e il loro output è fruibile dalla corteccia frontale per la pianificazione e la generazione del movimento. In sostanza, le aree parietali, e in particolare il circuito parieto-premotorio, svolgono un ruolo centrale nella localizzazione spaziale.

    Il compito di guardare e raggiungere un punto nello spazio coinvolge un circuito all’interno del sistema dorsale fronto-parietale; in particolare, le aree prefrontali mediano la pianificazione e la preparazione del reaching e del pointing e le aree parietali inferiori svolgono un ruolo essenziale nell’attività spaziale motoria. Il sistema dorso-ventrale è essenziale per l’analisi visuo-percettiva correlata all’azione; quello dorso-dorsale, regolato dalle informazioni somato-sensoriali, lo è per guidare il gesto (Rizzolatti, Matelli, 2003; Rizzolatti et al., 2014).

    Attenzione spaziale

    Oltre a convertire la posizione spaziale dell’oggetto percepito in coordinate motorie, i neuroni parietali svolgono un ruolo fondamentale anche nella regolazione dei processi attentivi e sono fortemente modulati dall’attenzione.

    Sia i meccanismi attentivi top-down che quelli bottom-up contribuiscono infatti alla stabilità (e all’incremento) delle risposte visive e la salienza dello stimolo visivo rappresenta il principale fattore nel modulare la risposta neuronale allo stimolo e spostare il focus dell’attenzione.

    I meccanismi neurali dell’attenzione spaziale sono regolati da un complesso circuito neurale che ha come fulcro il lobo parietale posteriore in entrambi gli emisferi; queste strutture svolgono un ruolo primario nello spostamento (shifting) dell’attenzione da un punto a un altro dello spazio per cui la loro funzionalità si rivela essenziale per la soluzione di tutte le prove delle CPM.

    Al riguardo, sono state individuate due reti attenzionali (parzialmente) distinte:

    • il network attenzionale dorsale (NAD), esercita un controllo top-down sulle aree visive ed è specializzato nel selezionare stimoli e risposte: è quindi implicato nello spostamento dell’attenzione. Fanno parte di questo circuito neurale la corteccia parietale dorsale e la corteccia frontale dorsale.
    • e il network attenzionale ventrale (NAV), che risponde invece a stimoli esterni e in particolare a quelli inattesi: è un sistema di “riorientamento” dell’attenzione.

    Le strutture neurali coinvolte sono la cerniera temporo-parietale e la corteccia frontale ventrale, in particolare il giro frontale mediale, il giro frontale inferiore e l’opercolo frontale.

    Studi neuroevolutivi sulle connessioni funzionali tra i nodi primari dei network attenzionali dorsale e ventrale mostrano che in età prescolare e nei primi anni della scuola primaria la via attenzionale ventrale matura prima di quella dorsale (Rohr et al., 2018).

    Entro il primo anno di vita gli studi oggi disponibili sembrano invece indicare una più precoce attivazione del network dorsale. In quella fascia di età i bambini sono in grado di riconoscere variazioni spaziali e temporali del target, ma non le variazioni “locali” delle caratteristiche del target.

    Nell’area laterale intraparietale, l’attività neurale specifica la salienza di uno stimolo in una determinata regione dello spazio. Questa rappresentazione della salienza può contribuire alla selezione di un target per una saccade, ma contribuisce anche ai processi dell’attenzione spaziale e della memoria spaziale, per le quali i soli oggetti evidenziati (salienti) rappresentano un effettivo stimolo.

    Rotazione mentale

    Non poche prove delle CPM (specie nella sezione AB) richiedono la capacità di valutare l’orientamento spaziale delle figure alternative per selezionare la risposta corretta.

    In particolare, tali prove richiedono di trasporre (manipolare) mentalmente l’orientamento di una figura nello spazio per costruire una rappresentazione della configurazione spaziale che sia congruente con il pattern generale.

    In altri termini, il bambino deve individuare la corrispondenza (o la complementarietà) dell’orientamento spaziale rispetto al pattern centrale, selezionando tra figure alternative che mostrano assi spaziali ruotati tra loro. La rotazione mentale richiede la convergenza di diverse abilità visuo-spaziali, tra cui l’analisi dei pattern visivi, l’attenzione visuo-spaziale e la memoria visuo-spaziale da lavoro.

    Lo studio dei correlati neurali della rotazione mentale degli oggetti indica il lobo parietale (e, nell’adulto, specificamente il lobo parietale destro) quale fulcro neurofunzionale delle operazioni di rotazione mentale.

    Una seconda struttura, l’area MT (Medio Temporale), situata nella sponda posteriore del solco temporale superiore, svolge un ruolo centrale nell’immaginare il movimento di una figura nei compiti di rotazione mentale.

    Vi sono evidenze del fatto che i bambini che incontrano difficoltà nelle operazioni di rotazione mentale, non appaiono in grado di attivare propriamente l’area MT. I pochi studi sui bambini oggi disponibili dimostrano dei pattern di attivazione neurale simili a quelli evidenziati negli adulti, ma con un’attivazione più diffusa, meno focale (Roberts, Bell, 2002). Questi dati indicano una base neurale precisa per le operazioni di rotazione mentale, ma anche la loro naturale evoluzione nel corso dello sviluppo e di una progressiva specializzazione del circuito neurale.

    L’attenzione

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    L’attenzione è un complesso costrutto cognitivo multidimensionale che si articola in più componenti:

    • lo stato di allerta,
    • l’orientamento attentivo (di cui l’attenzione spaziale è una sottocomponente intrecciata col sistema visuo-percettivo)
    • e una componente di attenzione esecutiva per l’autoregolazione nelle azioni intenzionali.

    L’ambiente circostante fornisce una molteplicità di stimoli simultaneamente; in questo complesso (e spesso caotico) universo esterno, il sistema attentivo agisce da interfaccia che dalla molteplicità di stimoli ne filtra un numero limitato per consentirne una elaborazione consapevole e governare l’azione intenzionale diretta a uno scopo.

    Per tali ragioni, nel classico modello di Posner (Petersen, Posner, 2012) il sistema attentivo comprende una componente di allerta, una di orientamento attentivo e una di controllo esecutivo. Ciascuna di queste componenti è regolata da uno specifico sistema neurofunzionale.

    Sistema di allerta

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    Lo stato di veglia (di allerta) del sistema nervoso centrale è regolato da un treno di impulsi provenienti dalle strutture profonde del tronco cerebrale che modulano lo stato di attivazione della corteccia.

    Un ruolo centrale in questo sistema è svolto dal locus coeruleus (LC) che produce la norepinefrina. Il circuito è regolato da questo mediatore neurochimico che attiva uno stato di allerta per risposte rapide (fasic mode) e per risposte modulate (tonic mode).

    Questo ruolo è svolto per mezzo delle connessioni con il giro anteriore del cingolo e con la corteccia orbito-frontale, che mediano la rappresentazione del goal dell’azione e le intenzioni (Aston-Jones, Cohen, 2005).

    Sistema di orientamento attentivo

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    Il sistema attentivo governa la selezione degli stimoli, cioè la ricerca di un particolare oggetto fra delle alternative, modulando l’attività dei sistemi sensoriali.

    Al riguardo, sono stati identificati due distinti circuiti neurofunzionali coinvolti rispettivamente nell’attenzione selettiva endogena e nell’attenzione selettiva esogena.

    • Il primo circuito è attivato nello stato di attenzione endogena, che utilizza volontariamente meccanismi di controllo top-down per l’esecuzione di un compito;
    • il secondo è invece attivato dall’improvvisa comparsa di stimoli esogeni che inducono un riorientamento dell’attenzione (Corbetta et al., 2008).

    Le strutture neurali che mediano l’attenzione endogena sono il circuito dorsale fronto-parietale bilateralmente, che coinvolge il solco intra-parietale, il lobulo parietale superiore e le aree visive frontali (frontal eye field).

    Nel caso dell’attenzione esogena si osserva un’attivazione del circuito fronto-parietale destro che coinvolge anche la giunzione temporo-parietale e la corteccia frontale inferiore. Infine, si deve sottolineare che diversi studi di brain-imaging hanno evidenziato l’autonomia computazionale dei due sistemi attenzionali.

    Sistema esecutivo attentivo

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    Il sistema esecutivo dell’attenzione viene attivato per il controllo consapevole delle operazioni (cioè delle scelte) che consentono di raggiungere lo scopo dell’azione selezionando la risposta corretta tra diverse alternative.

    Per tale ragione lo studio sperimentale del sistema esecutivo attentivo si basa su compiti conflittuali che richiedono di rispondere alla variabile interferente (per esempio, il nome del colore delle lettere) rispetto a quella dominante (cioè la parola scritta: quando la parola verde è scritta con un inchiostro rosso).

    Questa componente richiede lo sviluppo e il controllo di un efficiente sistema di inibizione della risposta “naturale” e matura, comprensibilmente, molto più lentamente dei sistemi di allerta e di orientamento, che sono operativi già poche settimane dopo la nascita.

    Il sistema esecutivo attentivo subisce un sostanziale sviluppo tra il secondo e il terzo anno di vita (Blakey et al., 2016), associato a un correlato sviluppo della sottostante rete neurale, in particolare delle connessioni fra talamo, giro del cingolo e strutture prefrontali.

    Il giro del cingolo è il nodo comune attivato in connessione con due altri circuiti principali:

    • il circuito fronto-parietale che elabora i segnali di controllo cognitivo che potenzialmente avviano la regolazione della risposta
    • e il circuito cingolo-opercolare, che mantiene stabile il set del compito e il corrispondente mappaggio stimolo-risposta nei diversi compiti (Dosenbach et al., 2008).

    Ciascuna prova delle CPM richiede l’attivazione coordinata dei due sottosistemi esecutivi attenzionali che rappresentano la componente finale nell’esecuzione del compito. Visto in una prospettiva ontogenetica, il sistema di allerta serve come meccanismo primordiale per modulare il focus dell’attenzione (cioè il sistema di orientamento) prima che il meccanismo dell’attenzione esecutiva sia sufficientemente sviluppato.

    La memoria da lavoro

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    Le più recenti ricerche delle neuroscienze cognitive mostrano che l’attenzione e la memoria da lavoro (ML) sono così strettamente interconnesse, da indurre qualche autore a considerare la memoria da lavoro come una forma di “attenzione internamente focalizzata” (Chun et al., 2011). Tuttavia, appare oggi fondato considerare l’attenzione selettiva e la ML come due sistemi distinti che cooperano verso un obiettivo comune e che rivelano una sincronizzazione compito-dipendente su una rete neurale distribuita.

    Per cogliere il significato di questa interazione in relazione alle prove delle CPM è necessario considerare che le tracce registrate nella memoria da lavoro interagiscono proattivamente con gli stimoli selezionati dal sistema attentivo. La traccia iniziale viene stabilizzata in questo sistema mnestico temporaneo, mentre i movimenti oculari focalizzano le diverse alternative al compito proposto. Alcuni anni fa, per mezzo di registrazioni intracellulari (Fuster, Alexander, 1971) furono scoperte nella corteccia prefrontale delle cosiddette “cellule della memoria” che erano persistentemente attive nel periodo di intervallo durante la soluzione di un compito.

    Questa iniziale scoperta fu confermata da ricerche successive che riscontrarono la presenza di cellule della memoria non solo nella corteccia prefrontale, ma anche nella corteccia parietale (Chafee, Goldman-Rakic, 1998) e nelle aree visive nella corteccia temporale inferiore (Fuster, Jervey, 1981). Tali dati furono confermati anche da indagini di brain-imaging.

    Infine, è emerso che l’attività elettrica di quelle cellule (connessa alla conservazione della traccia nella memoria da lavoro) costituisce il principale meccanismo neurofunzionale per la modulazione del sistema attentivo endogeno, condizionando la successiva attivazione dell’input sensoriale da selezionare.

    Pertanto, piuttosto che operare come rappresentazione statica che preserva il passato, la ML agisce come stato funzionale che orienta le proprietà di codifica del sistema per anticipare le richieste del compito successivo (come, per esempio, l’analisi di una delle alternative delle CPM).

    In questo circuito neurale complesso (e virtuoso), l’attenzione a sua volta agisce sul contenuto mnestico per selezionare le informazioni rilevanti dal comparto della memoria da lavoro (retro-cues) (Souza, Oberauer, 2016). Le cosiddette retro-cues agiscono in diverse modalità di memoria da lavoro: per la localizzazione spaziale nella memoria uditiva, per definire categorie visive di oggetti, e per le dimensioni di tratti visivi. Le strutture neurali che mediano queste raffinate interazioni tra attenzione selettiva e memoria da lavoro sono il circuito dorsale fronto-parietale (coinvolto nell’attenzione di orientamento) e il circuito cingolo-opercolare (coinvolto nel controllo endogeno top-down connesso all’azione) (Nelissen et al., 2013). Infine, oltre a queste strutture cerebrali, anche i nuclei della base e il talamo fanno parte della rete neurale che governa la memoria da lavoro.

    Struttura neurofunzionale delle Matrici Progressive di Raven Colorate

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    La struttura dei tre sistemi neurofunzionali – visuo-percettivo, attentivo e mnestico – definisce la cornice computazionale al cui interno va inquadrata l’analisi dei meccanismi che governano la soluzione delle CPM.

    Ho definito i tre sistemi neurofunzionali come “sistemi trasversali” perché sono tutti e tre coinvolti nell’analisi e nella soluzione di ciascuna delle prove del test di Raven. Tuttavia, abbiamo visto che ciascun sistema possiede una complessa articolazione interna con diverse sottocomponenti; ed è appunto la peculiare intersezione di queste sottocomponenti, la loro specifica attivazione convergente, a consentire la soluzione delle diverse prove.

    La loro combinazione, perciò, ne determina sia la specificità operazionale sia l’appropriatezza per ciascuna prova. Ciò differenzia i cluster di competenze necessarie per la soluzione delle diverse prove e ne giustifica, sul piano teorico e su quello metodologico, l’accorpamento in tre distinte categorie neurofunzionali, che esporremo qui di seguito. Da tale impostazione per l’analisi delle CPM, si potrà osservare come alcune delle sottocomponenti dei sistemi funzionali “trasversali” svolgano in alcune prove un ruolo dominante, mentre in altre abbiano invece un ruolo subordinato o complementare.

    Componenti neurofunzionali comuni

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    Per tutte le 36 prove è richiesta l’attivazione di alcune componenti neurofunzionali comuni; in particolare, tra di esse, svolgono un ruolo essenziale la percezione visiva della forma e dei colori e la regolazione dei movimenti oculari per poter registrare le componenti “globali” e quelle “locali” dello stimolo. Strettamente connessa a queste componenti è l’attenzione selettiva che agisce in sintonia con la memoria da lavoro.

    Per ciascuna prova, infatti, il bambino deve registrare le caratteristiche visuo-percettive del quadro centrale, poiché esso definisce implicitamente lo scopo delle analisi successive. Affinché queste possano procedere, è necessario spostare il fuoco dell’attenzione dal pattern centrale conservandone le caratteristiche strutturali nella memoria da lavoro. La ritenzione del pattern visivo primario nella memoria da lavoro svolge, come abbiamo visto nella sezione precedente, un ruolo proattivo nella selezione dell’alternativa corretta e nel governare i movimenti oculari per l’esplorazione di ciascuna alternativa.

    Nel corso di queste operazioni l’attenzione selettiva deve spostarsi sistematicamente fra le sei alternative, guidata dall’ipotesi generata con l’esplorazione del quadro centrale. L’attivazione convergente di queste tre distinte unità funzionali (analisi visuo-percettiva, attenzione selettiva e memoria da lavoro) costituisce dunque il denominatore comune per l’analisi di ciascuna classe delle CPM che vedremo ora in dettaglio.

    Infine, per segnalare la scelta effettuata, il bambino deve attivare un altro circuito neurofunzionale, reclutando il sistema prassico per segnalare la scelta effettuata e indicare all’esaminatore quale delle sei alternative egli abbia scelto.

    Non mi è possibile, in questa sede, esaminare in dettaglio il sistema prassico; segnalo tuttavia che, pur essendo il sistema delle prassie esterno alla soluzione delle CPM, un deficit prassico potrebbe comunque interferire nella indicazione della corretta alternativa (Cossu et al., 2012; Cossu, 2018).

    Componenti neurofunzionali specifiche

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    Un primo problema nel delineare un approccio neurofunzionale all’analisi delle CPM concerne l’individuazione di proprietà comuni fra le diverse prove e la definizione di specifici cluster funzionali.

    Assumendo come base di riferimento l’organizzazione dei sistemi neurofunzionali sin qui illustrati, è possibile individuare tre categorie neurofunzionali che tagliano trasversalmente le tre sezioni,

    1. A, può essere definita dell’identità visuo-percettiva
    2. AB, complementarietà spaziale
    3. B, intersezioni logiche

    Come vedremo, ciascuna di queste sezioni pone richieste computazionali diverse e l’errore in ciascuna di esse suggerisce un deficit specifico all’interno delle comuni competenze attivate dalle tre classi di prove.

    L’ultimo elemento da considerare (e che discuteremo in dettaglio nel paragrafo conclusivo), concerne invece la natura degli errori. Ritengo infatti che, al fine di decifrare quali competenze siano inceppate nella soluzione delle CPM, sia cruciale registrare l’alternativa selezionata e non solo considerare la
    classe cui appartiene la prova che il bambino ha sbagliato
    . L’alternativa scelta, infatti, rivela indirettamente la strategia di analisi, cioè i parametri considerati nel valutare la figura target. Considerando il complesso dei sistemi neurofunzionali richiesti per la corretta soluzione, si potrà fondatamente risalire ai meccanismi inceppati (o non ancora sviluppati) responsabili dell’errore.

    Identità visuo-percettiva

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    Le prove che rientrano nella categoria dell’identità visuo-percettiva sono caratterizzate dal fatto che la loro soluzione richiede primariamente la simultanea individuazione delle proprietà “globali” e di quelle analitiche o “locali” della figura target, discusse nella sezione sul sistema visuo-percettivo.

    Come si può osservare nella Figura 1, l’alternativa corretta deve accuratamente rispettare l’identità visuo-percettiva della figura target, sia nei pattern omogenei (come nella Prova A4), che nei pattern frammentati (come nella Prova A7).

    In ciascuna di queste figure, il bambino deve identificare (e preservare) sia l’identità globale del pattern, che quella locale.

    Nella Prova A4 l’identità locale impedisce la scelta delle alternative: 1, 5 e 6; ma l’analisi delle relazioni spaziali tra le unità locali all’interno del pattern, vietano altresì, per preservare l’identità visuo-percettiva, anche le opzioni alternative n°3 e 4.

    Ragionamento analogo può svolgersi per la prova A7, pur se in questo caso il compito è reso più arduo dalla parcellizzazione spaziale interna al pattern, oltre che dai contrasti cromatici tra figura e sfondo, come rappresentato nella alternativa n°3.

    In ogni caso l’analisi visuo-percettiva richiede qui un costante confronto tra la struttura globale del pattern centrale e la sua articolazione locale o analitica. Queste operazioni attivano selettivamente la via ventrale e da qui le connessioni prefrontali e il sistema dell’attenzione esecutiva per le decisioni sulla alternativa da selezionare.

    La fase finale del compito, come per tutte le prove, richiede naturalmente il controllo dei movimenti oculari per esplorare le diverse alternative, uno shifting dell’attenzione e la costante attività della memoria da lavoro. In sintesi, il processo di analisi delle prove che rientrano nella categoria dell’identità visuo-percettiva prende avvio con la ricognizione nel pattern centrale, sia della componente globale che di quella analitica e procede quindi con la registrazione temporanea nella memoria da lavoro.

    Il contenuto rappresentazionale interagisce proattivamente con il sistema attentivo e governa, con un meccanismo top-down, l’esplorazione delle sei alternative sottostanti. Affinché l’analisi si concluda con successo è necessario che la funzione proattiva del contenuto della memoria da lavoro non decada ogni volta che l’esplorazione oculare sposta il fuoco dell’attenzione su ciascuna delle alternative sottostanti. L’immagine di ciascuna delle alternative deve essere infatti “spostata” con un processo di manipolazione rappresentazionale per verificare la corrispondenza di forma e colore con il target che governa la selezione. Alla categoria dell’identità visuo-percettiva appartengono in tutto 14 prove:

    • 9 prove della Sezione A (A1, A2, A3, A4, A5, A6, A7, A8, A9);
    • 3 prove della Sezione AB (AB1, AB2, AB3);
    • 2 prove della Sezione B (B1 e B2).

    È opportuno qui precisare le ragioni per cui le prove AB2 e AB3 sono incluse nella prima categoria, pur richiedendo, di differenziare l’orientamento spaziale per alcune delle alternative: un’operazione propria della seconda categoria che è appunto quella della complementarietà spaziale. La ragione che induce a includere queste due prove nella categoria dell’identità percettiva è che i processi computazionali di identità percettiva sono appunto sufficienti (e predominanti) nella soluzione di quelle due prove.

    Complementarietà Spaziale

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    Rispetto alla categoria precedente, la soluzione delle prove che rientrano nella categoria della complementarietà spaziale richiede l’attivazione di una ulteriore e più complessa procedura computazionale: la rotazione mentale dell’alternativa selezionata e il suo congruo orientamento spaziale rispetto al modello di riferimento.

    Queste prove richiedono un’analisi molto sofisticata del pattern centrale non solo nella sua configurazione globale, ma, soprattutto in quella analitica, di cui vanno valutate con precisione l’orientamento spaziale delle diverse componenti.

    Così, se consideriamo la prova A10 (Figura 2), la cima delle guglie orizzontali è orientata verso sinistra con un progressivo assottigliamento che inizia dalla base collocata sulla destra. Per selezionare l’alternativa corretta (n° 3), il bambino deve riuscire a valutare l’orientamento spaziale di 5 alternative su 6 rispetto al pattern centrale. Operazioni analoghe sono richieste per tutte le prove di questa categoria, come per esempio nelle prove A11 e A12.

    Le prove della sezione AB delle CPM che rientrano nella categoria 2 della complementarietà spaziale, presentano, oltre all’analisi dell’orientamento spaziale, una differenza rilevante rispetto alla precedente, caratterizzata dal fatto che il pattern centrale è frammentato, articolato in quattro sotto-unità indipendenti, delimitate da uno spazio vuoto, che tuttavia consente di estrapolarne l’unitarietà, la simmetria e l’equilibrio spaziale del pattern centrale.

    Ho già illustrato le ragioni per cui le prove AB1, AB2, AB3, nonostante questa partizione del pattern, debbano essere incluse nella categoria dell’identità visuo-percettiva, perché la loro soluzione è appunto possibile con l’identificazione dell’identità percettiva in una delle alternative.

    Alla categoria della complementarietà spaziale appartengono in tutto 16 prove:

    • 3 prove della Sezione A: (A10, A11, A12); (che, diversamente da tutte le altre di questa categoria, presentano un pattern centrale omogeneo);
    • 8 prove della Sezione AB: (AB4, AB5, AB6, AB7, AB8, AB9, AB10, AB11);
    • 5 prove della Sezione B (B3, B4, B5, B6, B7).

    Tutte le prove di questa categoria richiedono, per il completamento armonico del pattern primario, la manipolazione dell’orientamento spaziale di ciascuna alternativa. La peculiarità di questa sezione consiste pertanto nella centralità dell’analisi spaziale e, specificamente, nella rotazione mentale di ciascuna figura. Il lobo parietale costituisce la struttura cerebrale cruciale per il controllo di queste operazioni, unitamente all’area MT (Medio Temporale) che svolge un ruolo fondamentale nel controllo delle operazioni di rappresentazione del movimento di una figura nelle operazioni di rotazione mentale.

    Intersezioni logiche

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    La caratteristica principale delle prove del la terza categoria, quella delle intersezioni logiche, è costituita dal fatto che l’analisi dell’orientamento spaziale di ciascuna figura risulta qui pressoché irrilevante, mentre l’analisi visuo-percettiva del pattern centrale e il riconoscimento della identità visuo-percettiva tra le unità alternative e il pattern centrale, pur essendo condizioni necessarie, si rivelano del tutto insufficienti per la soluzione del compito.

    Infatti, nelle 6 prove che rientrano in questa categoria il bambino deve non solo identificare i tre elementi riprodotti nel pattern centrale, ma deve scomporre ciascun elemento nelle due variabili costitutive: il contorno cioè la forma, e il contenuto di quella specifica forma. Per la corretta soluzione della prova è necessario focalizzare e decifrare le relazioni esterne tra le unità costitutive del pattern centrale lungo i due assi spaziali: quello orizzontale e quello verticale.

    Consideriamo così, per esempio la prova B9 (Figura 3) in cui abbiamo due forme: un rombo e un quadrato. Sull’asse orizzontale viene preservata la forma, ma non il contenuto, sull’asse verticale viene invece preservato il contenuto, ma non la forma.

    Il bambino deve perciò risolvere un compito di intersezione logica nel punto mancante, considerando contemporaneamente le due variabili, di forma e contenuto, nelle loro intersezioni tra asse orizzontale e asse verticale. La scelta dell’alternativa n° 4 diviene così obbligata; ma in assenza di queste operazioni altamente astratte, la prova non sarà decifrabile. Alla categoria dell’intersezione logica appartengono in tutto 6 prove:

    • 1 prova della Sezione AB: (AB12);
    • 5 prove della Sezione B (B8, B9, B10, B11, B12).

    È interessante notare come la prima prova di questa categoria (la prova AB12; Figura 4) sia in realtà una tra le più complesse dell’intero set delle CPM.

    In questa prova, infatti, la forma resta invariata (sono tutti dei quadrati), ma il contenuto è caratterizzato dalla presenza di due variabili differenti all’interno di ciascuno dei tre quadrati presenti nella figura centrale. È quindi necessario scomporre le due variabili e decifrare quali di esse sia preservata nell’asse orizzontale e quale invece scompaia. Oltre a riconoscere quale altra nuova variabile-contenuto sia stata introdotta. Si noterà che nella linea orizzontale superiore i due quadrati hanno in comune solo la barra orizzontale, mentre i due quadrati allineati sull’asse verticale, hanno in comune solo la barra verticale. La soluzione della prova deriva dunque dall’intersezione logica tra le due variabili interne alla figura mancante. Essa conserverà sull’asse orizzontale la barra orizzontale e sull’asse verticale quella verticale: caratteristiche che corrispondono unicamente alla figura alternativa n°2.

    Appare evidente, da quanto esposto, che la soluzione delle prove che rientrano nella categoria di intersezione logica richieda la convergenza dei diversi sistemi neurofunzionali qui esaminati, con una fortissima sollecitazione non solo per la memoria da lavoro, l’analisi visuo-percettiva e l’attenzione selettiva, ma anche per le operazioni di astrazione, cioè di manipolazione interna delle rappresentazioni mentali degli oggetti parziali di ciascuna figura; senza la convergenza di tutti questi circuiti computazionali, la soluzione del compito non sarà accessibile.

    Le strutture neurali coinvolte in operazioni di così elevata complessità sono pressoché impossibili da decifrare nella loro dinamica computazionale. Tuttavia, oltre ai sistemi funzionali già esaminati in precedenza, nelle prove di questa sezione svolgono certamente un ruolo preponderante le operazioni di astrazione, connessi all’attività delle aree prefrontali e, più in generale, tutte le strutture coinvolte nel
    sistema delle funzioni esecutive.

    Implicazioni cliniche

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    L’ipotesi di una tassonomia neurofunzionale delle CPM, spostando il fulcro dell’analisi sui meccanismi computazionali, fornisce una chiave per decifrare la natura degli errori e rende possibile un’analisi qualitativa della disabilità cognitiva del bambino.

    Per cogliere appieno le implicazioni cliniche di questo approccio, dobbiamo tener presente che i profili clinici dei disturbi del neurosviluppo sono caratterizzati dalla concomitanza di più deficit cognitivi; una condizione che pone la necessità di decifrare il ruolo patogenetico svolto dai singoli sistemi funzionali (alterati) nel determinare le cadute prestazionali.

    Nell’ottica delineata, l’utilizzo di un test intellettivo di agevole somministrazione come le Matrici di Raven, offre al clinico non solo un affidabile strumento per determinare il livello cognitivo, ma anche una chiave per individuare i meccanismi computazionali inceppati e approfondire l’analisi dei rispettivi sistemi funzionali con prove selettive. In tal modo, l’approccio neurofunzionale offre un supporto non solo per una valutazione clinica più accurata, ma anche per allestire un progetto di riabilitazione dei deficit cognitivi del bambino.

    Implicazioni diagnostiche

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    L’approccio neurofunzionale alle CPM, che ho qui delineato, consente di tracciare un profilo qualitativo delle competenze cognitive attivate dal bambino nella soluzione delle prove.

    La tripartizione nelle categorie funzionali corrisponde, infatti, all’attivazione sinergica di specifici processi computazionali e, per tale ragione, le risposte del bambino possono indicare quali competenze egli controlli con efficienza e quali siano invece compromesse. Le implicazioni diagnostiche di questa procedura sono evidenti: la somministrazione delle CPM all’inizio della valutazione permette al clinico di orientare la successiva semeiotica in modo mirato, consentendogli di approfondire con altre prove specifiche l’organizzazione dei processi visuo percettivi, quelli connessi alla rotazione mentale e all’orientamento spaziale, oltre alle funzioni esecutive e di memoria visiva da lavoro.

    Questa analisi qualitativa delle CPM, inoltre, può essere ulteriormente affinata focalizzando l’attenzione non solo su che cosa il bambino non risolve (cioè quali siano le prove errate), ma soprattutto su come il bambino risolve (in modo errato) il compito posto da ciascuna prova. A tal fine, pertanto, è necessario non solo riportare le risposte errate, come da prassi, ma anche registrare quale sia l’alternativa errata scelta del bambino poiché essa rivela, sia pure indirettamente, la logica e le strategie cognitive utilizzate nella soluzione del compito.

    Al riguardo, si consideri un campione di bambini che alle Matrici di Raven ottenga dei livelli cognitivi equivalenti (tutti rientrano, per esempio, nel 10° percentile, con punteggi grezzi equivalenti), ma il profilo prestazionale è diverso per ciascuno di essi. Soprattutto, sono molto diverse le alternative errate selezionate, indicando con ciò che ciascun bambino ha seguito logiche e strategie di analisi differenti e che verosimilmente controlla le medesime competenze in modo diverso. Queste semplici rilevazioni cliniche sono preziose, ma in assenza di una chiave di lettura, cioè di una tassonomia funzionale
    per le diverse prove, resterebbero inutilizzate, privando il clinico di un prezioso strumento per l’analisi funzionale e soprattutto di una traccia per approfondire in modo analitico la valutazione clinica successiva.

    L’acquisizione mirata di questi nuovi dati rappresenta, a mio avviso, un salto qualitativo nella valutazione neurocognitiva, perché consente di evidenziare gli inceppi computazionali che sottendono le difficoltà cognitive del bambino.

    Un uso accorto delle CPM può fornire al clinico una mappa preliminare dei diversi domini cognitivi non verbali e servire da traccia per l’approfondimento diagnostico successivo. Naturalmente, la pratica clinica non si riduce affatto all’analisi della “semplice” meccanica computazionale delle prove somministrate, ma va sempre tenuto presente il ruolo di altre variabili esterne. In alcuni casi, infatti, le difficoltà prestazionali possono essere amplificate (o anche generate) da fattori non connessi direttamente ai domini cognitivi indagati dalle CPM, come per esempio una fredda alchimia relazionale con l’esaminatore o un deficit generalizzato dell’attenzione, per citare solo qualche esempio. Tutti questi fattori devono essere considerati con attenzione al momento di analizzare il valore semeiotico degli errori commessi dal bambino durante la somministrazione della Matrici di Raven.

    Implicazioni riabilitative

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    Infine, devo qui brevemente accennare alle implicazioni che un approccio neurofunzionale all’analisi delle CMP riveste anche per la riabilitazione neurocognitiva.

    Per cogliere il nesso tra analisi neurofunzionale e riabilitazione si deve tener presente che la base di ogni intervento riabilitativo è necessariamente costituita dal repertorio di competenze (parziali) di cui il bambino dispone al momento (vale a dire da che cosa concretamente egli riesce a fare) e dalle strategie utilizzate, cioè da come riesce a fare che cosa) e non certo da ciò che non sa fare.

    La riabilitazione, in altri termini, non può fondarsi su ciò che manca, ma deve mirare all’attivazione dei meccanismi computazionali disponibili. Più precisamente, si tratta di individuare quali componenti dei sistemi neurocognitivi siano integre e quali compromesse e di queste ultime chiarire se e in che modo esse interferiscano nel funzionamento delle componenti integre.

    La risposta a queste domande poste dalla riabilitazione non può che provenire da una diagnostica che sia in grado di scomporre i sistemi funzionali indagati e di decifrarne i sottostanti meccanismi computazionali. Il punto centrale, infatti, è che la riabilitazione neurocognitiva è efficace solo se riesce a riorganizzare la rete delle connessioni neurali inefficienti, costruendo, per così dire, dei circuiti alternativi, compensativi, indotti dalle attività riabilitative e finalizzati al recupero dell’efficienza prestazionale di ciascun sistema neurofunzionale inceppato.

    Appare evidente che, in assenza di uno sforzo per colmare la distanza tra neuroscienze cognitive dello sviluppo e prassi clinica, i programmi di riabilitazione continueranno ad essere guidati non dalle conoscenze sullo sviluppo e l’organizzazione dei sistemi neuro funzionali, ma dal buon senso, quando non dall’improvvisazione e arbitrarietà terapeutica.

    Per tali ragioni, il primo obiettivo dell’approccio neurofunzionale all’analisi delle CPM concerne la ricerca di ciò che il bambino sa fare, delle competenze cognitive di cui egli in quel momento dispone. Il secondo obiettivo concerne invece la delimitazione delle competenze deficitarie, e la ricognizione delle strategie di errore adottate dal bambino.

    La convergenza delle conoscenze così acquisite permetterà di approntare dei programmi di riabilitazione in grado di attivare le risorse della plasticità neurale di cui il bambino dispone, aprendo la via allo sviluppo delle competenze presenti per mezzo di appropriate supplenze funzionali.

    L’auspicio è che questo piccolo contributo all’analisi neurofunzionale delle CPM favorisca appunto il riavvicinamento tra diagnostica e riabilitazione e serva da stimolo per tracciare un profilo delle competenze di cui il bambino dispone e per consentirne un utilizzo produttivo.

    Conclusioni

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    L’approccio neuro funzionale qui delineato, lungi dal prospettare un modello meccanicistico e riduzionistico delle competenze del bambino, si propone di creare le condizioni ottimali per una migliore conoscenza delle risorse di cui il bambino dispone. Nella convinzione che questa premessa aiuti a costruire un circuito relazionale virtuoso e consapevole tra il clinico (o l’insegnante) e il bambino,
    senza il quale nessuna attività diagnostica e ancor meno nessuna attività riabilitativa potrà essere produttiva, né per il bambino né per l’adulto.


    Bibliografia:

    • Akshoomoff N. A., Feroleto C. C., Doyle R. E., Stiles J. (2002), «The impact of early unilateral brain injury on perceptual organization and visual memory», Neuropsychologia, 40, 539-561.
    • Akshoomoff N. A., Stiles J. (1995), «Developmental trends in visuospatial analysis and planning: I. Copying a complex figure», Neuropsychology, 9, 364-377.
    • Aston-Jones G., Cohen J. D. (2005), «An integrative theory of locus coeruleus-norepinephrine function: Adaptive gain and optimal performance», Annual Review of Neuroscience, 28, 403-450.
    • Belacchi C., Scalisi T. G., Cannoni E., Cornoldi C. (2008), CPM. Coloured Progressive Matrices Standardizzazione Italiana; Prefazione all’Edizione Italiana (pag. 3, Giunti Psychometrics, Firenze)
    • Blakey E., Visser I., Carrol D. J. (2016), «Different executive functions support different kinds of cognitive flexibility: Evidence from 2-, 3-, and 4-year-olds», Child Development, 87, 513-526.
    • Cabeza R., Nyberg L. (2000), «Imaging cognition II: An empirical review of 275. PET and fMRI studies», Journal Cognitive Neuroscience, 12, 1-47.
    • Carlson J. S., Jensen C. M. (1980), «The factorial structure of the Raven Coloured Progressive Matrices test: A reanalysis», Educ. Psychol. Meas., 40, 1111-1116.
    • Chafee M. V., Goldman-Rakic P. S. (1998), «Matching patterns of activity in primate prefrontal area 8a and parietal area 7ip neurons during a spatial working memory task», Journal of Neurophysiology, 79, 2919-2040.
    • Chun M. M., Golomb J. D., Turk-Browne N. B. (2011), «A taxonomy of external and internal attention», Annual Review of Psychology, 62, 73-101.
    • Colby C. L., Goldberg M. E. (1999), «Space and attention in parietal cortex», Annual Review of Neuroscience, 22, 319-349.
    • Corbetta M., Patel G., Shulman G. L. (2008), «The reorienting system of the human brain: from environment to theory of mind», Neuron, 58, 306-324.
    • Cossu G., Boria S., Copioli C. et al. (2012), «Motor representation of actions in children with autism», Plos One, 7, e44799, doi:10.1371
    • Cossu G. (2018), TNA: Test Neuropsicologico delle Aprassie per l’età evolutiva, Hogrefe Edizioni, Firenze.
    • Delis D. C., Robertson L. C., Efron R. (1986), «Hemispheric specialization of memory for visual hierarchical stimuli», Neuropsychologia, 24, 205-14.
    • Denes F., Semenza C., Stoppa E., Gradenigo G. (1978), «Selective improvement by unilateral brain-damaged patients on Raven Coloured Progressive Matrices», Neuropsychologia, 16, 749-752.
    • Deruelle C., de Schonen S. (1991), «Hemispheric asymmetries in visual pattern processing in infancy», Brain Cogn, 16, 151-179.
    • Dosenbach N. U. F., Fair D. A., Cohen A. L. et al. (2008), «A dual-networks architecture of top-down control», Trends in Cognitive Science, 12, 99-105.
    • Fuster J. M., Alexander G. E. (1971), «Neuron activity related to short-term memory», Science, 173, 652-654 Fuster J. M., Jervey J. P. (1981),
    • «Inferotemporal neurons distinguish and retain behaviorally relevant features of visual stimuli», Science, 212, 952-955
    • Krakowsky C. S., Poirel N., Vidal J. et al. (2016), «The forest, the trees and the leaves: Differences of processing across development», Dev Psychol, 52, 1262-1272.
    • Livingstone M. S., Hubel D. H. (1984), «Anatomy and physiology of a color system in the primate visual cortex», Journal of Neuroscence, 4, 309-356.
    • Livingstone M. S., Hubel D. H. (1988), «Segregation of color, form, movement and depth: Anatomy physiology and perception», Science, 240, 740-749
    • Martens R., Hurks P. P., Jolles J. (2014), «Organizational strategy use in children aged 5-7: Standardization and validity of the Rey complex figure organizational strategy score», Clinical Neuropsychology, 26, 954-973.
    • Nelissen N., Stokes M., Nobre A. C. et al. (2013), «Frontal and parietal cortical interactions with distributed visual representations during selective attention and action selection», Journal of Neuroscience, 33, 16443-16458.
    • Petersen S. E., Posner M. I. (2012), «The attention system of the human brain: 20 years after», Annual Review Neuroscience, 35, 73-89.
    • Poirel N., Leroux E., Pineau A. et al. (2014), «Changes in cortical thickness in 6-year-old children open their mind to a global vision of the world», BioMed Research Inernational, 362349.
    • Rizzolatti G., Matelli M. (2003), «Two different streams form the dorsal visual system: Anatomy and functions», Exp. Brain Res., 153, 146-157.
    • Rizzolatti G., Cattaneo L., Fabbri-Destro M., Rozzi S. (2014), «Cortical mechanisms underlying the organization of goal-directed movements and mirror neuron-based action understanding», Physiol Review, 94, 655-706.
    • Roberts J. E., Bell M. A. (2002), «The effects of age and sex on mental rotation performance, verbal performance and brain electrical activity», Developmental Psychobiology, 40, 391-407.
    • Rohr C. S., Arora A., Cho Y. K. et al. (2018), «Functional network integration and attention skills in young children», Developmental Cognitive Neuroscience, 30, 200-211.
    • Shorr J. S., Delis D. C., Massman P. J. (1992), «Memory for the Rey-Osterrieth figure: Perceptual clustering, encoding and storage», Neuropsychology, 6, 43-50.
    • Smirni D (2020), «The Raven’s Coloured Progressive Matrices in healthy children: A qualitative approach», Brain Sciences, 10, 877-889.
    • Soulières I., Dawson M., Samson F. et al. (2009), «Enhanced visual processing contributes to matrix reasoning in autism», Human Brain Mapping, 30, 4082-4107
    • Souza A. S., Oberauer K. (2016), «In search of the focus of attention in working memory: 13 years of the retro-cue effect», Attention, Perception & Psychophysics, 78, 1839-1860
    • Stiles J., Akshoomoff N. A., Haist F. (2020), «The development of visuo-spatial processing». In J. Rubenstein, P. Rakic (eds.), Neural circuit and cognitive development, Academic Press, London, pp. 359-393.
    • Villardita C. (1985), «Raven’s Colored Progressive Matrices and intellectual impairment in patients with focal brain damage», Cortex, 21, 627-635.