17 05 12 PIETRINI neuroscienze

Convegno Nazionale GISDI GISDAP Milano 11 – 13 maggio 2017

Responsabilità Professionale e Danno alla Persona in Psichiatria 1

MOMILAB

IL CONTRIBUTO DELLE NEUROSCIENZE ALLA

DIAGNOSI IN PSICHIATRIA

Pietro Pietrini

Direttore, Scuola IMT di Studi Avanzati LuccaDirettore, MOlecular MInd Lab

[email protected]

Processo DiagnosticoProcesso DiagnosticoOmeostasi funzionale

Evento patologico

Valori normali

DiagnosiDiagnosi

Tempo

Valori patologici



• Esplorazione Morfologica e Funzionale del Cervello:

Viaggio nel Cervello alla Ricerca della Mente

una “finestra sul cervello” per esaminare cosa succede durante l’attività mentale

• Biologia Molecolare Genetica:

come e quanto i nostri geni (DNA) condizionano ciò che siamo

Quando il Destino ci volta le spalle…

Die Lebensmüden – c. 1892, Ferdinand HodlerNeue Pinakothek, München



The Monoamine Hypothesis of Gene Action:The Impact of Stress on BDNF

Stahl SM. Essential Psychopharmacology: Neuroscientific Basis and Practical Applications; 2000:187.

Effetto degli eventi di vita sull’ippocampo

Il numero di eventi vita nell’ultimo anno

l i t

Papagni et al., 2011

correla inversamente con il volume ippocampale



Neurogenesis in Adult BrainGould et al 1999; Gage 2000; Duman et al 2001

Healthy control subject

Stress Decreases Adult Neurogenesis (HPA axis)

Gould et al 1997; Gould et al 1998; Tanapat et al 200; Czeh et al 2001, 2002; van der Hart et al 2002; Pham et al 2003; Malberg and Duman 2003; Alonso et al 2004

Hippocampus (volume ) - Depression ( HPA axis)

File et al 2000; Menard and Treit 2001; Drevets 2001; Manji et al 2001; Deacon et al 2002; Degroot and Treit 2002

Patient with recurrent depression

Santiago Ramón y Cajal

2002

Antidepressant Treatment Increases Adult Neurogenesis

Madsen et al 2000; Malberg et al 2000; Czeh et al 2001; Manev et al 2001; Santarelli et al 2003

Antidepressant Treatment Blocks the Effects of Stress on Adult Neurogenesis

Lee et al 200; Czeh et al 2001; van der Hart et al 2002; Malberg and Duman 2003; Alonso et al 2004Campbell & MacQueen, 2002

Volume ippocampale e depressione

pz. < controlli

dopo 3 anni

pz. non in remissione< pz. in remissione

Fredl et al., 2008

dopo 3 anni



Hess, 1932

Alla stimolazione di ipotalamo, amigdala e setto fa seguito una risposta aggressiva dell’animale

Come prendiamo una decisione?

Cosa guida il nostrocomportamento?



Ragione EmozioneIstinto

Sviluppo e Organizzazione della Corteccia Cerebrale



Sviluppo e Organizzazione della Corteccia Cerebrale





Deterioramento del comportamento nella demenza frontale

“Mio marito è stato la persona più gentile, affettuosa e attenta ai miei bisogni e desideri che io abbia mai conosciuto; ora potrei cadergli morta ai piedi e lui mi scavalcherebbe per andare al frigorifero ad ingozzarsi senza fine ”



Corteccia Prefrontale e controllo dell’aggressività

(Pietrini at al.,

2000)

Males Females

Functional suppression of prefrontal cortex Functional suppression of prefrontal cortex during evocation of aggressive behavior is greater during evocation of aggressive behavior is greater

in females than malesin females than males

p < 0.01



Comparsa della Sindrome di Kluver-Bucy

1° giorno 8° giorno 23° giorno

Test Draw a clock



Orbito-Frontal tumor in the three sections

Test disegna un orologio

Pre-surgeryEvaluation

Evaluation afterEvaluation afterTumor removal



Tumor Mass

“You are your brain” y

S. Laurey and G. Tononi,The Neurology of Consciousness, p. IX, Elsevier, 2009



I Criminali sono BAD o MAD?

La Psicopatia nella Storia

“Così come ci sono persone che non possono distinguere certi colori, affette da quellacerti colori, affette da quella che chiamiamo cecità per i colori, ed altre che non distinguono un tono musicale da un altro, essendo privi di orecchio peressendo privi di orecchio per la musica, ce ne sono alcuni che sono congenitamente privi di qualsivoglia senso morale”

Henry Maudsley(1835-1918)



30Media Criminali

PSICOPATIA NEI CRIMINALI AMERICANI

Popolazione USA

PUNTEGGIO DI PSICOPATIA (Hare, 1993; 2003)Cortesia di Kent Kiehl

(Hodgins, Cote & Ross, 1992)Cortesia di Kent Kiehl



Mind Research Network Mobile Imaging System

Gli Psicopatici hanno una minore densità di neuroni nella Corteccia Prefrontale

Cortesia Prof. Kent Kiehl



Geni e comportamento umano: quale ruolo?

Modified from: Hamer D. Science (298)

2002

Progetto Genoma Umano

19901990

2003200320032003



Alcuni dati sul genoma umanoAlcuni dati sul genoma umano

3 miliardi di3 miliardi di basibasi

Circa 22.000 geni diversiCirca 22.000 geni diversi

Circa 80.000 proteine diverseCirca 80.000 proteine diverse

Più di 30 milioni diPiù di 30 milioni di variazionivariazioni

Genetic Variability

SSingle NNucleotide PPolymorphisms(SNPs)



es (

%)

35

30

25

20

15

10

5

0

“l”genotype(n = 264)

ajo

r d

epre

ssio

n e

pis

od

e

3530

25

20

15

10

5

00 0 1 2 3 4+ 0 1 2 3 4+

Gruppi di individui che hanno subito un numero diverso di eventi avversi

Ma 0

es (

%)

35

30

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ajo

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Ma 0



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000 1 2 3 4+ 0 1 2 3 4+


Ma 0

In Lutto e Melanconia (1915) e altri suoi scritti, Sigmund Freud enfatizza il ruolo di due componenti nel rischio di sviluppo di psicopatologia:

- fattori costituzionali (compresi quelli genetici)

- fattori ambientali, in particolare le esperienze di ditperdita



Genes and (Aggressive) Behavior

Polymorphism Description

5HTTLPR Insertion (allele L, Long)/deletion (allele S, Short) of a 44 base pair sequence(Heils et al, 1996)

STin2(SCL6A4)

Variable number (9, 10 o 12) of tandem repeats of a 16-17 base pair sequence (Ogilvie et al, 1996)

rs4680(COMT)

SNP G/A causing a non sinonime amino acid change(Val/Met) at aa158 (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/snp_ref.cgi?rs=4680)

MAOA-uVNTR

Variable number (2, 3, 3.5, 4, 5, 6) of tandem repeats of a 30 base pairs sequence (Sabol et al, 1998)uVNTR

DRD4-2/11 Variable number (da 2 a 11) of tandem repeats of 48 base pairs sequence (Lichter et al., 1993)

Sartori G.,Pellegrini S., Mechelli A. Forensic Neurosciences: from baisc research to applications and pitfalls.

Curr Opinion Neurol 2011, 24(4): 371-377



Caso giudiziario reale - Sentenza Corte di Appello di Trieste, 2009

Perizia Psichiatrica:Perizia Psichiatrica:

- Anamnesi

- Colloqui psichiatrici comprensivi di testistica psicopatologica

Pietrini, Pellegrini & Sartori, 2009;Pietrini, www.brainfactor.it

Sartori, www.brainfactor.it

Caso giudiziario reale - Sentenza Corte di Appello di Trieste, 2009

Perizia Psichiatrica:Perizia Psichiatrica:

- Anamnesi

- Colloqui psichiatrici comprensivi di testistica psicopatologica

- Esame neuropsicologico comprensivo di test standardizzati

- Esame morfologico-strutturale del cervello mediante risonanza magnetica cerebrale

- Esame attività cerebrale mediante fMRI



- Esame fattori di vulnerabilità genetica



5HTTLPRrs25531

DRD4 MAOA-LPR COMT STIN 2

Imputato di omicidio volontario (reato acclarato)

A.B. S/L-A/A 7/7 3 G/A 12/12

In rosso gli alleli che conferiscono un rischio maggiore di comportamento aggressivo e violento



Control Group

Brain Activity during Automatic Response Inhibition

LEFT SIDE RIGHT SIDE

Defendant –Impulse Homicide

T scor

e

p<10-4

+

-SenMot

DLPFCdPM

VisOcc

+

-Z sc

ore

p<10-24

Emisfero destro

vPM

SMA



Control Group

Brain Activity during Automatic Response Inhibition

LEFT SIDE RIGHT SIDE

Defendant –Impulse Homicide

T scor

e

p<10-4

+

-SenMot

DLPFCdPM

VisOcc

+

-Z sc

ore

p<10-24

Emisfero destro

vPM

SMA

LIBERO ARBITRIO IN AMBITO FORENSEAMBITO FORENSE

La capacità (di decidere) di nonrispondere in maniera automaticapad un impulso



AB

Il caso

•Un uomo viene offeso da

L’imputato•Algerino 40 anni

Reato

•OmicidioUn uomo viene offeso da un altro extracomunitario

•Acquista un coltello

•Uccide un uomo colombiano scambiandolo per colui che precedentemente gli aveva arrecato l’offesa

Algerino, 40 anni

•Mussulmano praticante

•Precedenti psichiatrici per deliri di persecuzione/trasformazione/riferimento e disturbo di personalità

•Contesto socio-culturale

Omicidio

povero ed isolato

Assessment psichiatrico e neuropsicologico

Questionari di personalità Test neuropsicologici

MCMI-III Risk Mental State Matrici di Raven Memoria autobio-

•Personalità di tipo Dipendente-negativistico

• Problematiche ansiose

• Disturbo del pensiero

• Presenza di deliri

•Limiti inferiori di norma grafica

Test di comprensione •Deficitaria

linguistica astratta

•Incapacità di utilizzo

astratto del discorso

DISTUBO DI PERSONALITA’

DELIRANTE

DEFICIT DI INTELLIGENZA SOCIALE



Casi di reati d’impeto (sp. Omicidio)

In rosso gli alleli che sono significativamente associati con maggior rischio di sviluppo di comportamento impulsivo, violento e antisociale

Confronto tra criminali e controlli

Samples: 27 male criminals convicted for first degree murderControls: individuals with no history of criminal behavior

Sil i P ll i iSilvia Pellegrini

Giuseppe Sartori

Stefano Ferracuti

La frequenza di varianti alleliche di rischio per comportamento antisociale è molto piùalta nei criminali rispetto ai soggetti di

controllo



ein età

adulta Geni e Plasticità all’Ambiente

mportam

ento

social

0 alleli

Ambiente di crescita

Com



Deprivazione di SonnoDeprivazione di Sonnoe

Discontrollo degli impulsig p

THE EFFECTS OF SLEEP DEPRIVATION ON BRAIN FUNCTIONINGTHE EFFECTS OF SLEEP DEPRIVATION ON BRAIN FUNCTIONING

8AM 8PM(12h awake)

tired11PM

(15h awake)02AM

(18h awake)

slightly sleepy hyper

05AM(21h awake)

super sleepy

06AM(22h awake)

cranky08AM

(24h «awake»)

knock out

CONFUSIONIRRITABILITYMEMORY LOSS

CONFUSION

MEMORY LAPSES

HEADACHES

HALLUCINATIONSATTENTION LAPSES

COGNITIVE IMPAIRMENT

IMPAIRED MORAL JUDGMENT

YAWNING



LOCAL SLEEP DURING WAKEFULNESS: ANIMAL MODELLOCAL SLEEP DURING WAKEFULNESS: ANIMAL MODEL

After a long period in an awake state,cortical neurons can go briefly ‘offline’ as insleep, accompanied by slow waves in thelocal EEG

Neurons often go offline in one corticalarea but not in another [Local Sleep]

VYAZOVSKIY ET AL., NATURE 2011

CORRELATION BETWEEN THETA WAVES AND INDIVIDUAL PERFORMANCECORRELATION BETWEEN THETA WAVES AND INDIVIDUAL PERFORMANCE

Response Inhibition Test – Commission Errors

MPFC/ACCMPFC/ACC PARIETAL CORTEXPARIETAL CORTEX

BERNARDI ET AL., J NEUROSCI 2015; GARAVAN ET AL., NEUROIMAGE 2002

The medial frontal cluster is compatible with an origin of the EEG waves in theMPFC/ACC, which is known to be involved in detection of response conflicts andin errors processing. EEG waves occurring in occipito‐parietal areas may beresponsible for an altered low‐level processing and “labeling” of the stimulus.



• Vulnerabilità genetica

Li it i i iti• Limitazioni cognitive

• Alterazioni morfologiche cerebrali

• Alterazioni funzionali cerebrali

• Carico ambientale

• Fattori incidentali:

o stress prolungato

o abuso alccol/droghe

o deprivazione di sonno

Verso una Sindrome di FragilitàFunzionale Frontale?

• Vulnerabilità genetica

Li it i i iti• Limitazioni cognitive

• Alterazioni morfologiche cerebrali

• Alterazioni funzionali cerebrali

• Carico ambientale

• Fattori incidentali:

o stress prolungato

o abuso alccol/droghe

o deprivazione di sonno



Dalla Filosofia alle NeuroscienzePerché malvagio nessuno è di sua volontà, ma il l i di i l i l hil malvagio diviene malvagio per qualche sua prava disposizione del corpo e per un allevamento senza educazione, e queste cose sono odiose a ciascuno e gli capitano contro sua voglia.

Platone, (Timeo, 86 e)

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