Visual word form area (VWFA)

La visual word form area (VWFA) è tra le regioni cerebrali più studiate nella letteratura cognitiva e neuropsicologica. Un ampio corpo di ricerca neuroscientifica sugli umani ha implicato il VWFA come presunto "scaffale delle lettere-parole" del cervello, il VWFA elabora lettere e parole scritte e trasmettere queste informazioni a regioni linguistiche di ordine superiore per l'elaborazione linguistica. Nonostante le estese indagini empiriche, rimangono domande fondamentali riguardo al preciso ruolo funzionale del VWFA e, in relazione, ai circuiti cerebrali che supportano la sua funzione. Il modello predominante della funzione VWFA è il modello linguistico, questo afferma che il VWFA ha un ruolo specifico nella decodifica delle forme scritte delle parole ed è considerato un nodo cruciale della rete linguistica del cervello. Coerentemente con il modello linguistico, si è accumulato un ampio corpo di studi che mostrano l'attivazione regionale per i simboli ortografici in VWFA, comprese le lettere e parole rispetto a una gamma di stimoli di controllo visivo. Ulteriore supporto per il modello linguistico è stato fornito da studi che esaminano la connettività funzionale strutturale e intrinseca del VWFA. Ad esempio, studi recenti hanno mostrato forti profili di materia bianca e connettività funzionale tra VWFA e regioni laterali prefrontali, temporale superiore e parietale inferiore implicate nelle funzioni legate al linguaggio. Questi risultati supportano il modello linguistico suggerendo che il VWFA abbia una connettività privilegiata per il network linguistico. In particolare, il modello linguistico prevede una connettività strutturale e funzionale preferenziale tra il VWFA ed i nodi linguistici dell'emisfero sinistro implicati nella mappatura di parole scritte su rappresentazioni fonologiche e lessicali e che questi modelli di connettività sarebbero correlati alle capacità di lettura. Un secondo modello, che viene descritto da studi più recenti è il modello multiplex del VWFA, questo propone che il VWFA non sia specializzato esclusivamente per le parole scritte, ma che sia coinvolto nell'elaborazione di altre categorie di stimoli visivi. Sebbene questo modello riconosca che il VWFA può essere relativamente ottimizzato per gli stimoli ortografici, presuppone che molte altre strutture vOTC(corteccia occipito-temporale) siano necessariamente coinvolte da questi stimoli e insieme queste regioni costituiscono un circuito distribuito su larga scala per l'elaborazione di più categorie di stimoli visivi. Le prove a sostegno del modello multiplex includono risultati che dimostrano che il VWFA non solo è attivato da parole scritte, ma è anche costantemente attivato da facce e simboli numerici. Inoltre, i risultati della ricerca neuropsicologica indicano che i pazienti con lesioni del pFG(giro fusiforme sinistro posteriore) rivelano menomazioni sia nella lettura delle parole che in altri riconoscimenti visivi non ortografici. Un importante aspetto aggiuntivo del modello multiplex, è che i sistemi attenzionali svolgono un ruolo chiave nella funzione VWFA come mezzo per sintonizzare e amplificare una gamma di stimoli visivi per l'uso e la distribuzione ad altri sistemi cerebrali. La prova iniziale è fornita da un'indagine dell'intero cervello sulla connettività funzionale intrinseca del VWFA. I risultati di questo studio hanno rivelato una sorprendente connettività funzionale tra VWFA e la rete di attenzione fronto-parietale, compreso il solco intraparietale (IPS), V5 / area visiva temporale media (MT +) e campi oculari frontali (FEF), con accoppiamento relativamente debole con regioni linguistiche, inclusi vOTC, giro angolare (AG), giro sopramarginale (SMG) e giro frontale inferiore (IFG). Questi risultati sono coerenti con il modello multiplex, dimostrando che il VWFA è strettamente associato ai sistemi attenzionali. È importante sottolineare che gli studi sulla connettività strutturale hanno identificato un tratto di materia bianca che collega VWFA con l'IPS, fornendo ulteriore supporto per i collegamenti tra VWFA e la rete di attenzione fronto-parietale. Dato che il modello multiplex riconosce che VWFA gioca un ruolo chiave nell'elaborazione degli stimoli ortografici, questo modello prevederebbe anche una maggiore connettività con i nodi della rete linguistica canonica e relazioni con le capacità di lettura. Il modello multiplex prevede anche forte connettività strutturale e funzionale tra VWFA e la rete di attenzione visuospaziale fronto-parietale (IPS). Inoltre, poiché il modello multiplex postula che la specializzazione VWFA non sia limitata alla funzione relativa al linguaggio, un'importante previsione aggiuntiva è che la connettività tra VWFA e IPS sarà associata alle capacità di attenzione visiva. Quindi se fosse dimostrato scientificamente che il VWFA è strettamente collegato all'attenzione il fattore "stanchezza" nei DSAp(disturbi specifici dell'apprendimento) verrebbe meno e si potrebbe ricollegare la faticabilità, mal accettata da insegnati e genitori, a una compromissione dell' "area visiva che forma la parola" (VWFA) o ancora dalla connettività tra VWFA e IPS.  Dalle analisi di uno studio (Chen L. et al., 2019) sono stati rilevati tre tratti principali della sostanza bianca associati al VWFA: il primo tratto principale della sostanza bianca identificato per il VWFA è il fascicolo longitudinale inferiore (ILF), che si estende ventralmente e lateralmente dal polo occipitale alla corteccia temporale anteriore. L'ILF fornisce connessioni tra VWFA e strutture della corteccia temporale ventrale. Il secondo tratto principale della sostanza bianca è il fascicolo longitudinale superiore, che collega le cortecce frontali e parietali con un arco ramificato nella superficie ventrale della corteccia occipito-temporale e può fornire connessioni strutturali tra VWFA e strutture della corteccia temporale superiore. Il terzo tratto principale della sostanza bianca identificato per il VWFA è il fascicolo occipitale verticale (vOF) che si estende dorsalmente dalla superficie ventrale dalla corteccia occipito-temporale alla corteccia parietale superiore e laterale. L'orientamento di questo tratto è coerente con i risultati di studi precedenti, che hanno identificato un tratto di sostanza bianca che origina nel VWFA e termina nell'IPS posteriore. Un ruolo per il VWFA nella funzione di lettura è stato un fondamento della neuroscienza cognitiva per decenni, e lavori più recenti hanno evidenziato il circuito strutturale e funzionale che collega il VWFA alle regioni associate alla funzione linguistica come un aspetto cruciale della rete di lettura. Ad esempio, i risultati di uno studio sulla connettività strutturale hanno mostrato che gli aspetti più anteriori del VWFA hanno mostrato una forte connettività con un'ampia estensione della corteccia temporale, inclusi STG, STS10 anteriore, mediale e posteriore e ATL. Un secondo studio di connettività strutturale ha identificato il fascicolo longitudinale inferiore come il tratto chiave della sostanza bianca che collega il VWFA alla corteccia temporale superiore. Inoltre, studi recenti hanno mostrato profili di connettività funzionale potenziati tra semi VWFA localizzati individualmente e corteccia temporale superiore posteriore, e che la forza di questo particolare legame era correlata alle prestazioni su un compito di classificazione semantica che coinvolge parole scritte. Un'importante domanda teorica è quale ruolo funzionale svolge il circuito da VWFA a STS durante la lettura? La STS è una regione del cervello che è stata costantemente implicata nell'elaborazione fonologica e il collegamento da VWFA a STS può svolgere un ruolo chiave dalla mappatura delle rappresentazioni ortografiche alle rappresentazioni fonologiche durante la lettura. Un interessante filone di prove a sostegno di questa ipotesi proviene da uno studio funzionale intrinseco del soggetto con sordità congenita che ha rivelato una riduzione specifica della connettività da VWFA a STS negli individui non udenti mentre tutte le connessioni VWFA alle regioni linguistiche laterali prefrontali e parietali inferiori erano conservate. Questo risultato suggerisce che la presenza di robuste rappresentazioni fonologiche in STS, che si pensa siano notevolmente diminuite negli individui sordi. L'importanza di questo particolare collegamento può essere considerata anche nel contesto dell'acquisizione della lettura. Quando i bambini imparano a leggere, inizialmente fanno molto affidamento sul "sondare" le parole che stanno leggendo, un processo che può fare affidamento e rafforzare in modo significativo le connessioni anatomiche e strutturali tra VWFA e STS. Uno studio recente ha mostrato che la ridotta connettività strutturale del VWFA con più regioni temporali, tra cui STS, distingueva i bambini con difficoltà di lettura delle parole e i bambini a sviluppo tipico. Insieme, i risultati di più linee di evidenza evidenziano un ruolo critico per il circuito VWFA-STS nella funzione di lettura. Mentre la maggior parte degli studi precedenti che hanno indagato i circuiti strutturali e funzionali del VWFA si sono concentrati su modelli linguistici recenti evidenze supportano l'ipotesi che VWFA sia anche strettamente collegata alla rete di attenzione fronto-parietale. Ad esempio, studi di connettività sia strutturale che funzionale hanno identificato collegamenti importanti tra VWFA e regioni fronto-parietali coinvolte nell'elaborazione dell'attenzione, inclusi MT +, IPS e FEF. I risultati suggeriscono fortemente che VWFA non è specializzato solo per la lettura e la funzione del linguaggio, ma piuttosto gioca un più ampio ruolo nell'integrazione di linguaggio e attenzione. Il modello multiplex spiegherebbe quindi perchè nei bambini con ADHD (disturbo dell'attenzione e/o iperattività) un disturbo specifico dell'apprendimento (DSAp) si presenti comunemente in concomitanza (DSM 5) (vero anche il contrario), il consiglio è di valutare anche aspetti di attenzione visiva quando si presenta un bambino con sospetto DSAp (test delle campanelle...) e fare un prova di lettura di primo livello quando si presenta un bambino con sospetto ADHD.

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

Bibliografia: The visual word form area (VWFA) is part of both language and attention circuitry, Chen et al, 2019

Localization and functional characterization of an occipital visual word form sensitive area, Zhang B. et al, 2018