Combining DTI and fMRI to investigate language lateralisation

La lateralizzazione emisferica cerebrale è un grande tema d’interesse nelle neuroscienze da molto tempo (Galaburda, et al., 1978; Rubino, 1970) e una delle funzioni cerebrali lateralizzate storicamente e maggiorment studiate è il linguaggio. Recentemente, diversi studi hanno utilizzato la tecnica di diffusion tensor imaging (DTI) per descrivere i tratti di materia bianca correlati al linguaggio nell’emisfero sinistro (Barrick, et al., 2007; Bernal & Altman, 2010; Catani, et al., 2007; Glasser & Rilling, 2008; Hagmann, et al., 2006; Parker, et al., 2005; Propper, et al., 2010; Upadhyay, et al., 2008; Vernooij, et al., 2007). Inoltre, studi su lesioni e studi fMRI in soggetti sani hanno dimostrato che la comprensione e la produzione linguistica sono funzioni che pertengono all’emisfero sinistro (A. U. Turken & Dronkers, 2011). L’obiettivo del presente lavoro di dottorato consiste nell’approfondire la relazione tra correlati anatomici e funzionali della dominanza emisferica nel circuito linguistico persilviano. A questo scopo è stato utilizzato un approccio multimodale con DTI e fMRI applicate in una popolazione di 23 individue sani. Nel primo studio, ho eseguito una dissezione virtuale in vivo dei tre sottocomponenti del fascicolo arcuato. In accordo con gli studi precedenti (Barrick, et al., 2007; Buchel, et al., 2004; Catani, et al., 2007; Powell, et al., 2006), ho trovato una lateralizzazione sinistra significativa nei valori di anisotropia frazionale (FA) del segmento diretto del fascicolo arcuato. Inoltre, ho trovato un’altra lateralizzazione significativa a sinistra nei valori di streamlines (SL) del segmento posteriore e una lateralizzazione significativa a destra nei valori di SL del segmento anteriore. Infine, non è stata riscontrata alcuna evidenza di una relazione tra gli indici di lateralizzazione e le misure di performance linguistica e di memoria verbale. Nel secondo studio, ho implementato un’analisi di connettività funzionale per testare se la lateralizzazione a sinistra negli inidici di connettività fra le regioni perisilviane prese in considerazione si osservasse mentre gli individui eseguivano un compito linguistico. Il risultato principale di questo secondo studio è stata una lateralizzazione significativa a destra nella connessione anteriore, quindi tra il giro frontale inferiore (IFG) e il lobo parietale inferiore (IPL). Nel terzo studio, ho combinato i dati DTI e fMRI per verificare se ci fosse una relazione significati tra misure di connettività strutturale e funzionale nel circuito perisilviano e se differisse tra i due emisferi. L’analisi di correlazione ha dimostrato correlazioni negative significative tra valori medi di FA nel segmento diretto del fascicolo arcuato e la forza della connettività funzionale tra il IFG e il giro temporale medio nell’emisfero sinistro, e tra valori di FA nel segmento anteriore e la connettività funzionale tra il IFG e il IPL nell’emisfero destro. Infine, non sono emerse correlazioni significative tra gli indici di lateralizzazione calcolati sui valori di FA e di connettività funzionale.