LE CELLULE VISIVE E LA DISLESSIA

LA DISLESSIA E LE CELLULE VISIVE

La dislessia è più che una semplice difficoltà nella conversione grafema-fonema,  adulti e bambini con questo disturbo hanno una difficoltà altrettanto significativa nel vedere chiaramente l'ordine delle lettere nelle parole (inversione di grafema, omissioni di lettere e sillabe), inoltre le difficoltà scolastiche spesso vanno ad incidere negativamente nella quotidianità del soggetto che spesso ha difficoltà relazionali, soffre con più frequenza di ansia da prestazione ed è più soggetto a sviluppare disturbi dell'umore. Oggi ci soffermeremo sulla difficoltà del bambino dislessico nel vedere in modo corretto l'ordine delle lettere nella parola scritta. Queste difficoltà possono essere causate da uno sviluppo anomalo delle cellule nervose visive “magnocellulari” (M); queste mediano la capacità di identificare rapidamente le lettere e il loro ordine perché controllano la guida visiva dell'attenzione e delle fissazioni oculari. È stata dimostrata la compromissione delle cellule M a tutti i livelli del sistema visivo: nella retina, nel nucleo genicolato laterale, nella corteccia visiva primaria e in tutto il percorso visuomotorio dorsale. Questa anomalia destabilizza la percezione visiva; quindi, la sua gravità negli individui è correlata al loro deficit di lettura. I trattamenti che facilitano la funzione M, come la visualizzazione del testo attraverso filtri gialli o blu, possono aumentare notevolmente i progressi nella lettura nei bambini con problemi di lettura visiva. La debolezza M può essere causata dalla vulnerabilità genetica, che può disturbare la migrazione ordinata dei neuroni corticali durante lo sviluppo o eventualmente ridurre l'assorbimento degli acidi grassi omega-3, che di solito sono ottenuti dagli oli di pesce nella dieta. Ad esempio, le membrane cellulari M richiedono il rifornimento di acido docosaesaenoico omega-3 per mantenere le loro risposte rapide. Quindi, integrare le diete di alcuni dislessici con DHA può migliorare notevolmente la loro funzione M e la loro lettura. Sebbene sia stia tentato di allontanarsi dall'approccio della "discrepanza", tra i professionisti la diagnosi di dislessia dipende ancora dal dimostrare che le capacità fonologiche, di lettura e di ortografia di una persona sono ben al di sotto di quanto ci si aspetterebbe per la sua età e altri aspetti della loro intelligenza di base. Ma la dislessia in realtà è molto più di questo. È meglio pensarla come una "sindrome" neurologica che coinvolge molto di più della semplice lettura. Clinicamente, un chiaro schema di sintomi e segni indica dislessia, inclusa una forte predisposizione genetica, differenze cerebrali (che sono state chiaramente dimostrate dall'imaging strutturale), insieme a difficoltà nel focalizzare l'attenzione, scarsa sequenzazione, scarsa tempistica e scarsa memoria a breve termine. La lettura si basa molto sull'elaborazione visiva; è evidente che le lettere devono essere viste, identificate e messe nel giusto ordine per essere lette correttamente. Anche nei lettori esperti, questi processi visivi rimangono essenziali. Ma circa il 5% di tutti i bambini e circa la metà di tutti i bambini dislessici si lamentano di problemi visivi quando cercano di leggere: le lettere sembrano sfocarsi, si muovono e diventano doppie, quindi i bambini non possono vederle correttamente, il che spesso causa loro affaticamento degli occhi e mal di testa. Ovviamente, tali sintomi interferiscono con l'apprendimento della lettura. Cosa causa questi sintomi visivi? Rispondere a questa domanda richiede una breve digressione su come manteniamo stazionario il nostro mondo visivo anche se i nostri occhi, e quindi le immagini retiniche, si muovono continuamente. Prima di ogni movimento oculare, il cervello, in particolare il cervelletto, predice automaticamente dove andranno a finire le immagini. Quindi il feedback dalla retina segnala come le immagini si sono spostate e i recettori dell'allungamento del muscolo oculare segnalano la nuova posizione degli occhi. Questi movimenti dell'immagine misurati con precisione vengono quindi sottratti dalla nostra percezione, e quindi non vediamo alcun movimento apparente del mondo, e il mondo rimane sufficientemente fermo. Tuttavia, se i movimenti oculari non sono previsti e compensati in questo modo, gli oggetti sembrano muoversi. Se spingi il bulbo oculare da un lato all'altro, quel movimento non è previsto, e anche se consapevolmente sai di averlo causato, il mondo sembra muoversi. Pertanto, prevedere con precisione dove si muoveranno gli occhi è essenziale. L'alcol disturba particolarmente il cervelletto; quindi, troppo alcol impedisce una previsione corretta; i movimenti dell'immagine che seguono i movimenti degli occhi non sono adeguatamente compensati e questo fa sembrare il mondo barcollare. Questo processo predittivo necessita di segnali appropriati dei movimenti imminenti e del loro progresso per poter calcolare accuratamente di quanto si muoveranno le immagini, in modo che i loro effetti possano essere accuratamente sottratti dalla percezione cosciente. Questo processo inizia con il re-indirizzamento dell'attenzione. Prima di muovere gli occhi, la tua attenzione si sposta per concentrarsi sul prossimo obiettivo del tuo sguardo, e questo fornisce le prime informazioni sulle metriche dell'imminente movimento degli occhi. Questo cambiamento dell'attenzione può essere guidato da un potente segnale visivo "dal basso verso l'alto" che appare improvvisamente (ad es. Una mosca che si posa sulla pagina) o "dall'alto verso il basso" se decidi di spostarti per visualizzare un nuovo bersaglio (ad es. lettura, per passare alla parola successiva nel momento in cui hai analizzato l'ultima parola). Oltre al controllo del centro dell'attenzione, il sistema visivo mantiene stabile il mondo visivo, nonostante i movimenti degli occhi, in almeno altri due modi importanti. Il primo è compensando i movimenti oculari in miniatura. Anche durante la fissazione su una lettera o una parola, gli occhi compiono piccoli movimenti: microsaccadici e derive oculari. Questi sono in realtà vitali, perché i pigmenti retinici che trasducono la luce in impulsi nervosi elettrici vengono sbiancati nel processo e da allora in poi non possono segnalare nuovamente per un secondo circa, quindi sono necessari piccoli movimenti per mettere in gioco nuove molecole di pigmento. Se tutti i movimenti oculari vengono prevenuti, la vista svanisce completamente. Questi piccoli movimenti oculari non provocano sfocatura, perché sono compensati dal sistema visivo. Le cellule gangliari sensibili al movimento segnalano il jitter causato dai piccoli movimenti alla corteccia visiva. Poiché questo è identico su tutta la retina perché l'intero occhio è in movimento, questo livello di movimento di base può essere stimato e semplicemente scontato a livello computazionale. Ciò è stato dimostrato da un'ingegnosa serie di esperimenti "jitter" di Murakami e Cavanagh. Questi processi di rilevamento del movimento e di attenzione dipendono molto dalle proprietà del "sistema magnocellulare visivo". Le cellule "gangliari" nella retina sono i neuroni che inviano informazioni dall'occhio al resto del cervello, in particolare alla corteccia visiva, che si trova nella parte posteriore della corteccia occipitale, raccolgono segnali dai recettori della luce nella parte posteriore dell'occhio e li proiettano di nuovo al cervello. Il dieci per cento di loro è molto più grande degli altri; quindi, sono chiamati neuroni magnocellulari (M). Sono altamente specializzati per la temporizzazione di eventi visivi. Catturano le informazioni su un'area retinica molto ampia, circa un millimetro quadrato; questo è fino a 50 volte più grande di quello delle piccole cellule gangliari parvocellulari (P). Sebbene questi ultimi siano più piccoli, sono 10 volte più numerosi. Essendo più piccoli, rispondono più lentamente delle cellule M, ma possono definire i minimi dettagli e il colore degli oggetti. Pertanto, per la lettura, è in realtà il sistema P che fornisce l'input principale nella cassetta delle lettere del cervello, o "l'area visiva della forma della parola" (VWFA), dove vengono identificate le lettere. I neuroni M non sono in grado di definire le lettere con dettagli così fini e non discriminano tra i colori; ma poiché sono più grandi, rispondono e conducono i segnali molto più rapidamente delle cellule P. Ciò significa che sono molto più sensibili ai cambiamenti temporali nel mondo esterno, come lo sfarfallio e il movimento. Pertanto, possono segnalare rapidamente cambiamenti nell'ambiente e questo è particolarmente importante per catturare l'attenzione; forniscono i segnali principali per la guida visiva dell'attenzione e dei movimenti degli occhi e degli arti. In particolare, indirizzano il sistema P a ciascuna lettera per identificarla e la sua posizione in una parola. Entrambe le cellule gangliari M e P proiettano al nucleo genicolato laterale (LGN) del talamo in rotta verso la corteccia visiva primaria (V1), che si trova nella parte posteriore del lobo occipitale, nella parte posteriore del cervello. Ma le cellule M proiettano agli strati magnocellulari dell'LGN, mentre le cellule P proiettano agli strati parvocellulari. Questa separazione è preservata nella proiezione in avanti dall'LGN attraverso le radiazioni ottiche della corteccia striata. Qui, le M proiettano allo strato 4C alfa e le cellule P proiettano allo strato 4C beta. Successivamente, tuttavia, gli ingressi M e P si mescolano. Ci sono due principali proiezioni in avanti dalla corteccia visiva primaria al resto del cervello: le vie dorsale e ventrale. Il percorso dorsale (dove e quando)media la guida visiva dell'attenzione e dei movimenti degli occhi e degli arti, e il suo principale input visivo è fornito dal sistema M. Al contrario, la via ventrale più lenta (cosa) passa in avanti ventralmente sotto la corteccia occipitotemporale. La sua funzione principale è quella di rilevare quali sono la consistenza, la forma e il colore degli oggetti, al fine di identificarli; quindi, il VWFA si trova all'interno di questo percorso. La via dorsale passa dorsalmente all'area sensibile al movimento visivo (MT / V5), che è situata nel giro temporale medio alla giunzione occipitotemporale, e quindi al giro angolare e corticale parietale posteriore (PPC). Nell'emisfero sinistro, queste aree parietali sono particolarmente importanti per la lettura. Ora sappiamo che il VWFA fa la parte visiva di questo processo, si trova nel giro fusiforme, che si trova nella via ventrale, dominata da P. Si ritiene ora che il compito del giro angolare e sopramarginale sia quello di focalizzare l'attenzione visiva molto rapidamente sulle lettere e sul loro ordine nelle parole da leggere. Il percorso ventrale e il sistema VWFA possono riconoscere singole lettere, ma non possono codificare la loro posizione precisa, cioè il loro ordine in una parola, il che, ovviamente, è di vitale importanza per la lettura. Quindi il giro angolare e sopramarginale della via dorsale rimanda a V1 e al VWFA un segnale su dove intervenire per identificare le lettere; quindi, specifica il loro ordine in una parola. Così, quando si sta imparando a leggere, il giro angolare e sopramarginali sembrano aiutare il VWFA a concentrarsi sulle singole lettere per identificarle e per identificare il loro ordine, quindi queste sono poi collegate con la parola ai suoni immagazzinati nell'area di Wernicke, che si trova nella parte posteriore del giro temporale superiore. Ma se la parola è già nel lessico visivo del lettore, il suo significato può essere rapidamente afferrato collegando direttamente il VWFA tramite il fascicolo arcuato all'area di Broca nel giro frontale inferiore, poiché l'area di Broca fornisce il significato delle parole anche se non parlate. Pertanto, il sistema magnocellulare visivo gioca un ruolo cruciale nel dirigere l'attenzione, prevenendo la sfocatura dell'occhio bloccando quindi gli occhi sul bersaglio. Questi aspetti sono vitali per la lettura, quindi l'accumulo di prove che il sistema M è poco sviluppato in molti dislessici ha un significato speciale. Sebbene la teoria secondo cui un deficit visivo delle cellule M sia alla base dei problemi visivi nella lettura è ancora altamente controversa, oltre il 90% degli studi effettuati negli ultimi 10 anni che hanno cercato prove di un deficit M nei dislessici lo hanno trovato. In sintesi, tuttavia, la grande maggioranza degli studi che hanno esaminato specificamente i deficit delle cellule M visive sottocorticali nei dislessici hanno dimostrato che molti di loro soffrono di lievi menomazioni, in particolare alle alte frequenze temporali e spaziali. Ulteriore supporto all'idea di alterazione delle cellule M nei dislessici è venuto dagli studi istologici post mortem di Galaburda e colleghi sui cervelli dislessici della banca del cervello per la dislessia di Orton dell'Università di Harvard. Hanno scoperto che gli strati M dell'LGN nel cervello dislessico erano selettivamente alterati. Non solo le cellule erano circa il 25% più piccole nel cervello dislessico che nel cervello di controllo, ma anche le cellule M non erano confinate ai loro strati M appropriati; molti erano migrati male negli adiacenti strati konio e parvo dell'LGN. Tuttavia, solo un numero molto piccolo di cervelli dislessici è stato esaminato post-mortem in questo dettaglio, quindi dobbiamo trattare questi risultati con cautela. Diversi studi hanno osservato che mentre le risposte selettive alla lettera si trovano in gran parte del VOTC, con una proporzione maggiore nelle regioni posteriori sinistre, le risposte pre-lessicali e lessicali sono limitate alle sezioni centrale e anteriore del giro fusiforme sinistro. Questa regione si sovrappone e si estende più anteriormente rispetto all'area della forma della parola visiva (VWFA). La capacità di leggere si basa sulla rapida mappatura delle lettere percepite (grafemi, sillabe, trigrammi) e delle loro combinazioni (forme di parole visive) dalla fonologia ed infine dal loro significato (contestualizzare la parola nella frase). Il ruolo centrale della corteccia occipito-temporale ventrale sinistra (VOTC) nell'elaborazione delle stringhe di lettere, inizialmente suggerito da alessia pura negli studi sulle lesioni, è ora ampiamente accettato. Tuttavia, all'interno di questa regione, l'organizzazione precisa per l'elaborazione delle lettere e la loro combinazione rimane in gran parte sconosciuta. 

Per approfondimenti: b.d.bruni@gmail.com

Bibliografia: Selective visual representation of letters and words in the left ventral occipito-temporal cortex with intracerebral recordings, Lochy A. Et al., 2017

Dyslexia: the Role of Vision and Visual Attention, Stein j., 2014