Diapositiva 1

1
PROGETTO MOZART
Brunello Tirozzi Department of Physics
University of Rome La Sapienza
2
Ringraziamenti

• Organizzazione Scienza 3
• Musica Sapienza Magnifico Rettore Direzione
  artistica Francesco Vizioli Maestro di canto
  Fabrizio Adriano Neri
• Direttore Dipartimento di Fisica
• Collaboratrici Carolina Uggenti Daniela Bianchi

3
Mozart Listening Gives Short-Term Enhancement of
ST Ability Rauscher et al. Nature 1993
Sonata K 448
4
K 448
musica
5
Aumento delle capacità ST

• Ascolto per 10 minuti della Musica di Mozart (
  Sonata per due pianoforti K448) effetto
  temporaneo
• Training degli spettatori che ascoltano musiche
  di Mozart eseguite dal nostro gruppo (ArieMozart
  di MUSA) per 10 minuti intervallate dal seminario
• Autotest se vi va provate a fare il test di
  Stanford-Binet e fateci sapere.

6

• Sonata in Re Maggiore K 381 a quattro mani
• Allegro Andante Allegro
• Pianisti
• Linda Garasto Brunello Tirozzi

7
(No Transcript)
8
Beethoven(Per Elisa) Mozart (K448)
9
STUDIO CON RISONANZA MAGNETICA FUNZIONALE (fMRi)
K 448

• Subjects were exposed successively to 120s
  segments of 1930s popular piano music Mozarts
  sonata for 2 pianos and Beethovens Fur Elise.
• Each Individual
• piece was presented 3 successive times with a 60s
  music-off period between
• presentations and a 5 min interval between
  different pieces.

10
K 448
11
Aree del cervello attivate durante test di
abilità spazio-temporali
Tipico foglio fold and cut puzzle usato nei
test di abilità spazio-temp.
Muftuler LT Bodner M Shaw GL Nalcioglu O
(2003). FMRI study on cortical activation
correlates of listening to Mozart and to
spatial-temporal processing. Soc. Neurosci.
Abst. 33rd annual meeting
12
Miglioramento delle crisi epiletticheFattori

• Indice di periodicità max intensità seguito da
  un secondo massimo più piccolo
• Mozart J.S. Bach J.C. Bach Periodi
  caratteristici lunghi a 30 50 60 sec. Ed anche
  corti
• Philip Glass Musica POP. Periodi corti niente
  effetto
• Periodi caratteristici del cervello

13
Elenco dei pezzi con indici di periodicità
14
(No Transcript)
15
Clinical study of effect of long-term passive
music exposure on epileptic seizures Robert
Turner Medical University South Carolina
16
(No Transcript)
17

• Una donna a quindici anni
• dallopera Così fan tutte K 588
• Piano Brunello Tirozzi Soprano Arianna Gaspari
• Voi che sapete
• dallopera Le Nozze di Figaro K 492
• Piano Linda Garasto Soprano Valeria Poscetti
• Madamina il catalogo è questo
• dallopera Don Giovanni K 527
• Piano Giorgio Fortunato Baritono Valerio Iebba

18

• Lesposizione alla musica altera in modo
  differente i livelli del fattore neurotrofico
  BDNF e il fattore di crescita NGF nellipotalamo
  del topo.
• Francesco Angelucci a Enzo Ricci b Luca Padua
  a Andrea Sabino b Pietro Attilio Tonali a
• a Fondazione Don C. Gnocchi Rome Italy b
  Institute of Neurology Catholic University
  Largo Gemelli 8 00168 Rome Italy

19
neurone
20
(No Transcript)
21
Importanza della proteina BDNF
Independent Cellular Processes for Hippocampal
Memory Consolidation and Reconsolidation Jonathan
L. C. Lee Barry J. Everitt Kerrie L.
Thomas The idea that new memories undergo a
time-dependent consolidation process after
acquisition has received considerable
experimental support. More controversial has been
the demonstration that established memories once
recalled become labile and sensitive to
disruption requiring reconsolidation to become
permanent. By infusing antisense
oligodeoxynucleotides into the hippocampus of
rats we show that consolidation and
reconsolidation are doubly dissociable component
processes of memory. Consolidation involves
brainderived neurotrophic factor (BDNF) but not
the transcription factor Zif268 whereas
reconsolidation recruits Zif268 but not BDNF.
These findings confirm a requirement for BDNF
specifically in memory consolidation and also
resolve the role of Zif268 in brain plasticity
learning and memory.
22

• Altra Spiegazione dellEffetto Mozart
• Training ed Espansione Sinaptica
• Connessione con il BDNF

23

• Deh vieni non tardar
• dallopera Le Nozze di Figaro K492
• Piano Brunello Tirozzi Soprano Arianna Gaspari
• Vedrai Carino
• Dallopera Don Giovanni K 527
• Piano Valerio Iebba Soprano. Valeria Poscetti
• Là ci darem la mano
• Sallopera Don Giovanni K527
• Piano Giorgio Fortunato Soprano Arianna
  Gaspari Baritono Valerio Iebba

24
Apprendimento - Linguaggio - Memoria
Ippocampo
25
INCREMENTO dell IPPOCAMPO in SEGUITO ad
ALLENAMENTO
Studio su TASSISTI di Londra Devono
costruirsi mappe cognitive della città prima di
iniziare a lavorare
26
Espansione della parte posteriore
dellippocampo Gruppo di controllo (stessa
età ecc) nessun cambiamento
Fig. 2. Volumetric analysis findings. The
orientation of the slices measured in the
volumetric analysis with respect to the
hippocampus is shown (Top Right Inset). A
anterior B body P posterior. (Upper) The mean
of the cross-sectional area measurements
(uncorrected for ICV) for the three regions of
the left hippocampus (LH). (Lower) The means for
the right hippocampus (RH). Taxi drivers had a
significantly greater volume relative to controls
in the posterior hippocampus and controls showed
greater hippocampal volume in the anterior. There
was no difference between the two groups in the
hippocampus body. P 0.05.
27
Correlazione positiva tra espansione e tempo di
attività come tassista
Time as a taxi driver (months)
Adjusted VBM responses posterior hippocampus
Time as a taxi driver (months)
Anterior hippocampal cross-sectional area (mm2)
28
CAMBIAMENTI della MATERIA GRIGIA in SEGUITO ad
ALLENAMENTO

• Apprendimento giochi di prestigio
• Studio condotto su 24 volontari (21 femmine e 3
  maschi) divisi in 2 gruppi PRESTIGIATORI
• NON PRESTIGIATORI
• Nessuna esperienza nei giochi di prestigio
• 3 mesi dopo risonanza magnetica per
  visualizzare la plasticità indotta
  dallapprendimento

29

• Espansione bilaterale significativa nella zona
  temporale e nel solco intraparietale posteriore
  sinistro
• Ma
• Effetto transiente il terzo scan fa rilevare un
  decremento della materia grigia in seguito alla
  terminazione delle attività

30
CAMBIAMENTI della MATERIA GRIGIA in SEGUITO ad
ALLENAMENTO

• Capacità dellapprendimento delle lingue di
  condizionare la crescita del nostro cervello
  (studio di Mechelli et al.)
• Studio su 3 gruppi di volontari
• Monolingue
• Bilingue precoci (hanno imparato la seconda
  lingua prima dei 5 anni)
• Bilingue tardivi (hanno imparato la seconda
  lingua dopo i 10 anni)
• .

31

• INCREMENTO AREA di WERNICKE
• (area sensoriale della parola)
• Dimensioni strettamente correlate alletà in cui
  si è appreso il secondo idioma
• Le regioni stimolate a crescere lo fanno tanto
  più quanto più precocemente nella vita si inizia
  a parlare la seconda lingua.

32
Training
Music training increases the left Heschl gyrus.
It is twice bigger for professional musician.
Schneider P. Scherg M. Dosch H.G. Specht H.J.
Gutschalk A. Rupp A. (2002) Morphology of
Heschls gyrus reflects enhanced activation in
the auditory cortex of musicians IN Nat
Neurosci 5(7) 688-694

• Use of mathematical-physics model of the neurons
  for explaining
• Connection of the increase of the number of
  neurons and synapsis and the functionality of the
  system. The collective firing activity patterns
  of the neurons as attractors of the neural
  dynamic.
• Training increases the synaptic plasticity

33

• Sonata In Sibemolle Maggiore K358
• Pianoforte a quattro mani
• Allegro Andante Allegro
• Pianisti
• Giorgio Fortunato Valerio Iebba

34
Dinamica per attrattori

• Conseguenza dellespansione e del rafforzamento
  sinaptico.
• Fattori fondamentale BDNF e NGF

35
The point particle appended to a pendulum with
friction oscillates if set far from the vertical
and because of the friction after some
oscillations it will come back to the vertical
for any initial position
1
Initial time
2
3
Final time
The lowest position on the vertical is an
ATTRACTOR
36

• Input different from zero and larger than a
  certain threshold The attractor now is the
  oscillating behavior. For any initial condition
  the charge of the neurons starts oscillating. The
  neuron emits spikes. The spiking frequency is
  characteristic of the attractor.

37
Firing pattern independent of initial
conditionsATTRACTOR

• Local emission of oxytocin dendritic spikes.
• Firing rate (low activity) 2 10 spike/s
• Burst of higher firing activity 50 120
  spike/s
• Burst duration 1 2.5 s
• Time difference among two successive bursts (IBI)
  3 10 min.

38
Modelling the growth and structure of synaptic
connections through Hebbian learning

• The structure of the connections and of the
  synaptic couplings determine the set of
  attractors of the network i.e. the set of
  different configurations of the firing
  frequencies of the neurons involved in the
  function
• Hebbian model of the synaptic growth.

39
Scheme of Hebbian learning. If the spike
arriving from neuron A precedes the emission of
the spike of the neuro C then the synaptic
strength of AC connection increases If the spike
from neuron A arrives after the emission of the
spike of neuron C then the synaptic strength of
AC connection decreases. Analogy with the hearth
fibrillations. Simulation with 1000 IF neurons
and with Poissonian inputs.
A

C
40

• Grazie per lascolto
• Fine