Frontiers | Un caso di sindrome della mano aliena destra che coesiste con l'estinzione tattile del lato destro | Neuroscienze umane

Introduzione

L’AHS è un bizzarro e molto raro disturbo del movimento neurologico descritto per la prima volta da Goldstein (1908). I pazienti con AHS sperimentano uno dei loro arti come alieno, che agisce autonomamente ed esegue movimenti diretti all’obiettivo che non sono guidati dall’intenzione del paziente. Per esempio, i pazienti afferrano gli oggetti o si toccano il viso senza volerlo. I pazienti possono anche agire aggressivamente contro se stessi. Il paziente è consapevole delle discrepanze tra le intenzioni e le azioni della mano. Spesso lui o lei cerca di impedire alla mano di muoversi afferrandola saldamente con l’altra mano. I pazienti con AHS descrivono l’esperienza del loro arto alieno come se qualcun altro muovesse la mano aliena (Goldstein, 1908). Il paziente riportato da Goldstein (1908) si lamentava che ci doveva essere uno “spirito maligno” nella mano. Di conseguenza, i pazienti AHS spesso chiamano l’arto alieno in terza persona. Tuttavia, i pazienti sono consapevoli che l’arto è ancora parte del loro corpo e non negano la proprietà del loro arto alieno quando gli viene chiesto (in contrasto con i casi di asomatognosia; Goldstein, 1908; Biran e Chatterjee, 2004; Fitzgerald et al, 2007).

L’AHS è stata riportata in seguito a lesioni in varie regioni cerebrali, per esempio area motoria supplementare (SMA), cingolo anteriore, corpo calloso, corteccia prefrontale anteriore, corteccia parietale posteriore e talamo (Goldberg et al, 1981; Martí-Fàbregas et al., 2000; Marey-Lopez et al., 2002; Scepkowski e Cronin-Golomb, 2003; Biran e Chatterjee, 2004; Assal et al., 2007; Fitzgerald et al., 2007; Brainin et al., 2008). Secondo le lesioni anatomiche e le caratteristiche cliniche, sono stati descritti diversi sottotipi di AHS (Bogen, 1993; Bundick e Spinella, 2000; Biran e Chatterjee, 2004). Tuttavia, manca ancora una chiara correlazione anatomico-clinica delle diverse caratteristiche cliniche.

Di conseguenza, i meccanismi neurali di questa dissociazione tra volontà e azione rimangono ancora poco chiari. Solo pochissimi studi hanno cercato di riportare i correlati neurali di questi movimenti indesiderati (Assal et al., 2007; Schaefer et al., 2010). È interessante notare che studi recenti hanno cercato di svelare i meccanismi di questo peculiare disturbo del movimento facendo uso di esperimenti che manipolano i processi di integrazione multisensoriale. Per esempio, è stato dimostrato in soggetti sani che il sé corporeo può essere facilmente disturbato da semplici manipolazioni dell’integrazione multisensoriale (visione, tatto, propriocezione), con conseguente proprietà di attribuzioni errate di arti visti o sentiti (la cosiddetta illusione della mano di gomma, RHI; Botvinick e Cohen, 1998; Armel e Ramachandran, 2003). In questa illusione i partecipanti guardavano una mano di gomma a grandezza naturale posta su un tavolo di fronte a loro, mentre il loro braccio era nascosto alla vista. Ora lo sperimentatore ha usato due pennelli per toccare sia la mano di gomma che la vera mano nascosta ripetutamente in modo sincrono. Dopo un po’ i partecipanti hanno sentito il tocco sulla mano finta, suggerendo l’incarnazione della mano di gomma. Questa illusione di proprietà scompariva o diminuiva quando veniva introdotta una piccola asincronia tra il tocco della mano di gomma e quello della mano reale (Botvinick e Cohen, 1998). Nel nostro studio precedente, abbiamo testato un paziente con AHS su una versione particolare di questa illusione, l’illusione somatica della mano di gomma (SRI), e abbiamo trovato un’interazione di illusioni corporee sperimentalmente indotte (basate sulla manipolazione del tatto e delle informazioni propriocettive) con la mano aliena. Abbiamo osservato forti movimenti della mano aliena entro pochi secondi ogni volta che questa illusione corporea è iniziata. La paziente ha immediatamente usato la sua mano sana per fermare i movimenti della mano aliena, perché si sentiva molto a disagio con questi movimenti involontari. Poiché potevamo provocare questi movimenti della mano aliena in modo affidabile ogni volta che iniziavamo l’illusione, abbiamo avuto l’impressione che potevamo usare questa illusione per “svegliare” la mano aliena (Schaefer et al., 2013).

Un altro studio recente ha utilizzato manipolazioni simili dei processi di integrazione visuo-tattile per influenzare la sensazione di una mano aliena. Romano et al. (2014) hanno ipotizzato che il controllo motorio volontario potrebbe essere migliorato ripristinando la congruenza tra le intenzioni motorie e il feedback visivo. Per testare la loro ipotesi hanno impiegato un paradigma di scatola a specchio per un paziente con AHS nella mano destra. La scatola a specchio consisteva in una scatola opaca con un foro sulla parete di fronte al paziente, dove poteva introdurre la sua mano, e uno specchio con la sua parete parasagittale. Alla paziente fu chiesto di mettere le braccia sul tavolo, tenendo la mano estranea dentro la scatola a specchio e l’altra fuori dalla scatola, di fronte allo specchio. La paziente ora eseguiva movimenti ritmici di picchiettamento con entrambi gli indici. Grazie alla scatola degli specchi la paziente era in grado di vedere solo la sua mano intatta che si muoveva, ottenendo un riflesso nello specchio corrispondente all’immagine della mano aliena. Gli autori hanno ipotizzato che un allenamento basato su questo effetto specchio avrebbe aumentato il controllo motorio sulla mano interessata. In effetti, i risultati hanno dimostrato una migliore velocità motoria dopo l’addestramento della scatola a specchio e anche un miglioramento qualitativo del comportamento motorio della mano aliena. Gli autori hanno spiegato questi risultati sostenendo che il feedback visivo fornito dallo specchio potrebbe aver aumentato il senso di congruenza tra l’intenzione e il feedback sensoriale (l’informazione visiva).

Il presente studio ha esaminato l’elaborazione visuo-tattile in una signora di 74 anni con la mano destra AHS. Al paziente è stata diagnosticata una sindrome di Parkinson atipica da possibile degenerazione corticobasale. Lo scopo di questo studio è stato quello di verificare se questo paziente può dimostrare simili interazioni di illusioni visuo-tattili con la mano estranea come mostrato nel nostro precedente articolo (Schaefer et al., 2013). Dato che abbiamo trovato un forte effetto del RHI sui movimenti alieni nel nostro studio precedente, abbiamo ipotizzato che la mano aliena del nostro paziente possa interagire con l’illusione in modo simile. Così, abbiamo ipotizzato che un’induzione riuscita di uno RHI nel paziente avrebbe provocato movimenti della mano aliena. Abbiamo testato due versioni dello IRA, perché lo studio precedente ha mostrato effetti solo per la versione somatica dello IRA. Inoltre, abbiamo condotto un terzo esperimento tattile per provare l’elaborazione tattile generale in questo paziente.

Case Report

Il paziente è stato reclutato dal Dipartimento di Neurologia dell’Università Otto-von-Guericke, Magdeburgo, Germania. Lo studio ha aderito alla Dichiarazione di Helsinki e il consenso informato scritto è stato ottenuto dalla paziente.

La signora di 74 anni, destrimane, ha ricevuto la diagnosi di sindrome di Parkinson 4 anni fa. Ha riferito di una rigidità progressiva della mano destra e di un tremore irregolare che è iniziato più tardi. Inoltre, affermava di non riuscire a controllare la mano destra e di avere la sensazione che questa mano avesse una vita propria. A volte aveva difficoltà ad allentare la presa di questa mano. La rigidità e il tremore sono progrediti alla mano sinistra da 6 mesi e alla gamba destra da 2 mesi con conseguente disturbo dell’andatura. Attualmente, la paziente non era in grado di usare la mano destra per compiti semplici.

L’esame clinico ha rivelato una forte riduzione del movimento corporeo sul lato destro (ipocinesia) con rigore e distonia nella mano. Inoltre, abbiamo osservato contrazioni muscolari rapide e involontarie del braccio destro (mioclono). Il paziente ha mostrato un braccio destro sollevato con un’oscillazione ridotta durante l’andatura. I riflessi erano attenuati nel braccio destro. La valutazione neuropsicologica dettagliata ha rivelato difficoltà nella pianificazione motoria (aprassia ideomotoria), nei movimenti specchio e nel disturbo di denominazione tattile. Il paziente ha riferito episodi di afferramento tonico.

La risonanza magnetica strutturale ha mostrato un’atrofia globale con focus sulla corteccia frontoparietale e sul giro pre e postcentrale sinistro, compresa la corteccia somatosensoriale primaria (SI, aree Brodmann 1, 2, 3) e la corteccia motoria primaria (M1, area Brodmann 4; vedi Figura 1). Gli studi con traccianti (DAT-Scan e FDG-PET) hanno rivelato la perdita di dopamina presinaptica così come un ipometabolismo asimmetrico della corteccia frontale, parietale e insulare sinistra così come del nucleo caudato sinistro.

FIGURA 1

www.frontiersin.org

Figura 1. Immagini RM transassiale del paziente. T1-pesata (prima riga) e T2-pesata (seconda riga), che mostra una distinta atrofia delle cortecce frontali e parietali superiori di sinistra (frecce) che coinvolgono prevalentemente la corteccia somatosensoriale primaria (aree Brodmann 1, 2, 3) e motoria primaria (area Brodmann 4). I dati di risonanza magnetica sono stati acquisiti con uno scanner Magnetom Trio Siemens 3 T (3D-SPGR, TR = 24 ms, TE = 8 ms).

In base alla presentazione clinica e ai dati di imaging abbiamo diagnosticato una sindrome di Parkinson atipica con possibile degenerazione corticobasale e AHS sul lato destro.

Procedura

Il paziente ha partecipato a tre test. In primo luogo, abbiamo esaminato il classico RHI in questo paziente. In secondo luogo, l’abbiamo testata con la SRI. In terzo luogo, abbiamo esaminato il rilevamento tattile generale in questo paziente.

Per l’IRC classico il partecipante è seduto su una sedia comoda, con le braccia appoggiate su un tavolo di fronte a lui o lei. Uno schermo in piedi viene utilizzato per nascondere il braccio sinistro (destro) alla vista del soggetto. Poi lo sperimentatore mette un modello di gomma a grandezza naturale di una mano sinistra (destra) sulla parte superiore del tavolo (nella stessa prospettiva della mano reale del paziente). Lo sperimentatore ora usa due piccoli pennelli per accarezzare sia la mano di gomma che la mano nascosta del soggetto in sincronia (o in asincronia per la condizione di controllo). La maggior parte dei partecipanti (circa l’80%) sviluppa presto un sentimento di proprietà per questa mano di gomma (Botvinick e Cohen, 1998). Questo è testato da un questionario che il paziente doveva completare dopo ogni condizione (mano sinistra/destra, sincrona, asincrona). In questo questionario si chiede al paziente di valutare il grado di accordo con cinque affermazioni estratte dagli studi di Botvinick e Cohen (1998) e Ehrsson et al. (2004). Così, al paziente viene chiesto se durante l’esperimento si è sentito come se la mano di gomma fosse la propria mano, se ha sentito il tocco del pennello nel punto in cui ha visto toccare la mano di gomma, se la propria mano si è sentita artificiale, se ha sentito la propria mano muoversi, e se ha avuto la sensazione di avere più di una mano sinistra (destra). La prima e la seconda affermazione indicano il verificarsi dell’illusione, le altre affermazioni erano domande di controllo.

In contrasto con l’illusione precedente la SRI necessita che il paziente sia bendato. Un modello di gomma a grandezza naturale di una mano è posto sul tavolo tra le mani del partecipante. Ora lo sperimentatore muove l’indice sinistro del paziente in modo che tocchi la mano destra di gomma sulla nocca dell’indice. Contemporaneamente lo sperimentatore tocca anche la nocca dell’indice della mano destra del paziente in modo sincrono. In una condizione di controllo lo sperimentatore tocca le mani in modo asincrono. Se il tocco avviene in modo sincrono, i partecipanti provano una forte illusione di toccare la propria mano (invece della mano di gomma; Ehrsson et al., 2005). Il verificarsi dell’illusione è nuovamente testato da un questionario secondo lo studio di Ehrsson et al. (2005). Al partecipante viene chiesto se ha avuto la sensazione di toccare la sua mano destra con l’indice sinistro (e viceversa, rispettivamente), se ha sentito più di una mano sinistra (destra), se ha avuto la sensazione che la propria mano fosse più grande del normale, se ha avuto la sensazione che la propria mano si muovesse, e se ha avuto l’impressione di non sentire più la propria mano. La prima affermazione indica il verificarsi dell’illusione, le altre affermazioni erano domande di controllo. Per entrambi gli esperimenti, il paziente doveva indicare le sue risposte su una scala a sette punti che andava da “completamente in disaccordo” (-3) a “completamente d’accordo” (+3). Per ulteriori dettagli metodologici per entrambi gli esperimenti vedere Schaefer et al. (2013).

Infine, abbiamo applicato un compito di rilevamento tattile (ad esempio, Gainotti et al., 1975; Schwartz et al., 1977). Qui il paziente ha ricevuto il tocco del dito dello sperimentatore sulle mani e sul braccio dei soggetti. L’esame comprendeva 20 prove di tocchi leggeri asincroni (tocco singolo) o simultanei sul palmo delle mani, in un ordine casuale. Il tocco sincrono rappresentava il tocco applicato più o meno alle stesse porzioni su entrambi i lati del corpo. Alla paziente bendata è stato chiesto di rispondere se sentiva il tocco su entrambe le mani o solo su una mano (o braccia, rispettivamente). Ulteriori condizioni (sempre 20 prove) includevano un tocco più forte alle mani e diverse posizioni del tocco (pollice, indice, braccio superiore; il tocco sincrono impegnava sempre la parte del corpo analoga dell’altro lato del corpo). Inoltre, le condizioni prevedevano un tocco leggero al palmo delle mani con gli occhi aperti e un tocco leggero al palmo della mano con un bastone e un pennello, rispettivamente. Lasciando gli occhi aperti, abbiamo fatto in modo che il paziente non fosse ancora in grado di vedere la stimolazione effettiva (utilizzando un cartoncino; visione non informativa). Così, la paziente era in grado di vedere il suo corpo e la maggior parte delle porzioni del braccio e della mano, ma non la stimolazione effettiva. Le prove sono state applicate in un ordine casuale.

Risultati

Sia per la RHI classica che per la SRI la paziente non ha provato nessuna illusione nota alla maggior parte dei soggetti sani. Tutte le domande dei questionari sono state completamente rifiutate per tutte le corse ed entrambi gli esperimenti (-3 sulla scala a sette punti che va da “completamente in disaccordo” (-3) a “completamente d’accordo” (+3)). Così, il paziente ha risposto di non sentire alcuna illusione (indipendentemente dalle mani; vedi Tabella 1).

TABELLA 1

Tabella 1. Risultati dell’illusione della mano di gomma (RHI) e dell’illusione somatica della mano di gomma (SRI).

Nel terzo test, abbiamo trovato che quando il tocco veniva applicato sia alla mano sinistra sana che alla mano destra aliena in modo asincrono, la paziente ci diceva di sentire chiaramente questo tocco sia sulla mano aliena che sulla mano sana (nel 100% di tutte le prove). Inoltre, la paziente ha dichiarato di sentire questo tocco su entrambe le mani nello stesso modo e con la stessa forza. Al contrario, quando toccava la mano sana e la mano aliena in sincronia, la paziente affermava di sentire il tocco sulla mano sana, ma niente affatto sulla mano aliena (di nuovo, nel 100% di tutte le prove). Questo risultato potrebbe essere replicato in modo affidabile.

Il paziente non è riuscito a rilevare il tocco sincrono sulla mano aliena anche se abbiamo aumentato la forza di toccare. Toccare le mani con un piccolo bastone o un pennello morbido ha rivelato lo stesso risultato. Inoltre, continuava a non sentire alcun tocco sincrono se cambiavamo il sito di tocco sulla mano (ad esempio, dita diverse, palmo della mano). Tuttavia, quando si applicava il tocco sincrono alla parte superiore delle braccia, era in grado di rilevare questa stimolazione. Inoltre, permettendo al paziente di vedere la stimolazione (visione non informativa) non ha rivelato alcun fallimento nella rilevazione del tocco sincrono (vedi Tabella 2 per i risultati dettagliati).

TABELLA 2

Tabella 2. Risultati dei test comportamentali durante l’applicazione del tocco leggero con il dito indice dello sperimentatore.

Discussione

AHS è un disturbo del movimento molto raro caratterizzato da movimenti involontari e non voluti di proposito di solito della mano sinistra. Qui, presentiamo un paziente con AHS destrimane che coesiste con estinzione tattile dal lato destro.

Diversi studi descrivono singoli casi di AHS in seguito a diverse lesioni anatomiche nei pazienti. Tuttavia, l’AHS è solitamente descritta come una conseguenza dell’emisfero destro, con conseguente mano sinistra estranea. Solo pochi casi riportano una AHS destrorsa. Per esempio, Della Sala et al. (1991) descrivono una mano aliena destra in un paziente con una lesione vascolare frontale bilaterale e un danno del corpo calloso. McNabb et al. (1988) riferiscono di un paziente con AHS destrorsa in seguito a infarto della corteccia frontale e parietale superiore e mediale sinistra e del corpo calloso. Più recentemente, McBride et al. (2013) descrivono un comportamento alieno della mano destra in un paziente con sindrome corticobasale. Il nostro studio recente riporta un arto alieno della mano destra dopo un ictus ischemico acuto (arteriosclerosi della carotide interna sinistra; Schaefer et al., 2013). Romano et al. (2014) descrivono un paziente con AHS destra dopo un’emorragia intracerebrale nella regione fronto-parietale sinistra. Gli autori sostengono che la AHS destra non può essere spiegata da una lateralizzazione emisferica atipica, perché il loro paziente ha espresso una completa destrezza.

A differenza del nostro paziente precedente non siamo stati in grado di suscitare illusioni di proprietà come la classica RHI o la SRI. Quindi, non abbiamo potuto rilevare alcuna interazione dell’arto estraneo con possibili illusioni tattili. Anche se molti partecipanti sani non riescono a sperimentare le RHI, la mancanza di illusione nel nostro paziente può essere spiegata dal risultato del nostro terzo esperimento. Così, abbiamo trovato che la nostra paziente ha rilevato il tocco alla sua mano destra aliena solo se è stato presentato separato dal tocco all’altra mano (tocco asincrono). Fornire un tocco sincrono sia alla mano aliena che a quella sana ha portato al mancato riconoscimento del tocco alla mano aliena. Consegnare il tocco alla mano sana ha rivelato il corretto riconoscimento di questa simulazione indipendentemente dal fatto che abbiamo toccato la mano aliena in modo sincrono o asincrono. Questi disturbi tattili sono stati descritti come estinzione tattile (per esempio, Gainotti et al., 1975; Schwartz et al., 1977). I pazienti mostrano un comportamento di estinzione quando riferiscono ad uno stimolo in isolamento ma non sono in grado di rispondere allo stesso stimolo presentato simultaneamente con un altro stimolo dall’altra parte. I fenomeni di estinzione sono noti non solo per la modalità tattile. Per esempio, l’estinzione visiva (pseudoemiofobia) è stata descritta come l’incapacità di percepire due stimoli simultanei in ogni campo visivo. L’estinzione uditiva è definita come l’incapacità di sentire stimoli simultanei sul lato destro e sinistro. È stato ipotizzato che l’estinzione sia correlata al neglect e possa essere associata a un livello superiore di elaborazione degli input (Brozzoli et al., 2006). Similmente all’AHS, i fenomeni di estinzione tattile sono più comunemente associati a lesioni dell’emisfero destro che a lesioni dell’emisfero sinistro.

Il paziente dello studio attuale è uno dei pochissimi casi di AHS che coesistono con la distinzione tattile. Lin et al. (2007) descrivono l’AHS e l’estinzione tattile della mano sinistra in un paziente con un tipo misto frontale e calloso. Il loro paziente era caratterizzato da ictus ischemico del corpo calloso destro e sinistro. A nostra conoscenza, finora non ci sono rapporti su pazienti con degenerazione corticobasale e sia AHS che estinzione sensoriale tattile.

Interessante, il nostro paziente ha mostrato estinzione tattile solo quando si chiudono gli occhi. La visione non informativa ha portato al corretto riconoscimento del tatto. Per la percezione del nostro corpo i sensi visivo e tattile sono particolarmente importanti. Le informazioni di entrambe le modalità devono essere integrate per produrre una rappresentazione interna coerente. Studi recenti suggeriscono collegamenti cross-modali tra la visione e la somatosensazione in una fase precoce dell’elaborazione sensoriale (per esempio, Driver e Spence, 1998). Inoltre, studi recenti hanno dimostrato comportamentalmente che la visione della parte del corpo stimolata può migliorare il rilevamento tattile e la capacità di discriminazione nel sito stimolato. Kennett et al. (2001) hanno misurato le soglie di discriminazione tattile a due punti sull’avambraccio mentre manipolavano la visibilità del braccio. Hanno riportato un miglioramento delle prestazioni tattili quando i partecipanti potevano vedere il braccio, ma nessun miglioramento quando un oggetto neutro veniva mostrato nella posizione del braccio. Questo miglioramento visivo-tattile sembra durare diversi secondi fino a minuti (Taylor-Clarke et al., 2002, 2004; Ro et al., 2004). Un altro studio riporta che la visualizzazione del braccio potrebbe accelerare le reazioni a uno stimolo tattile invisibile sul braccio (Tipper et al., 1998, 2001). Quindi, le interazioni cross-modali possono migliorare le capacità tattili nel presente paziente, che è stato in grado di rilevare il tocco simultaneo su entrambe le mani quando si aprono gli occhi (senza vedere direttamente lo stimolo). Così, si può ipotizzare che il nostro paziente può beneficiare di allenamenti multisensoriali (ad esempio, Serino et al., 2007; per i pazienti con ictus).

Tuttavia, anche se la mano aliena e l’estinzione tattile nel nostro paziente ha colpito lo stesso lato, ci sentiamo in grado di distinguere se questi sintomi sono collegati. A causa delle lesioni multiple causate dalla degenerazione corticobasale (qui, per esempio, lesioni in aree pre o postcentrali), l’estinzione tattile può essere indipendente dalla AHS in questo paziente. Studi futuri sono necessari testando altri pazienti AHS per fenomeni di estinzione tattile al fine di comprendere le possibili relazioni tra AHS ed estinzione. Inoltre, anche se non abbiamo trovato alcuna interazione con l’arto estraneo per questo paziente (in contrasto con il nostro studio precedente), crediamo che gli studi futuri dovrebbero ulteriormente cercare di impiegare approcci dalle neuroscienze cognitive al fine di aiutare la comprensione di questo particolare disturbo del movimento, i cui fondamenti neurali sono ancora poco chiari, e per il quale non abbiamo ancora trattamenti stabiliti.

Contributi degli autori

Ha progettato l’esperimento: MS e IG. Scritto il manoscritto: MS e CD. Imaging: IA. Materiale fornito: H-JH.

Dichiarazione di conflitto di interessi

Gli autori dichiarano che la ricerca è stata condotta in assenza di relazioni commerciali o finanziarie che possano essere interpretate come un potenziale conflitto di interessi.

Armel, K. C., and Ramachandran, V. S. (2003). Proiezione di sensazioni a oggetti esterni. Prove dalla risposta di conduttanza cutanea. Proc. Biol. Sci. 270, 1499-1506. doi: 10.1098/rspb.2003.2364