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Scambio di informazioni cervello-cervello: da fantascienza a realtà


Mind-melds-e1509130881625(Post di Franco Zarattini, neurologo) Comunemente si ritiene che di solito venga impegnata una parte ridotta del nostro cervello, mentre il suo potere cognitivo potrebbe avere un ulteriore sviluppo utilizzando tutte le capacità disponibili per un balzo in avanti. Telepatia e potenzialità cerebrale recondita da far emergere hanno sempre appassionato l’umanità, perché la possibilità di inviare pensieri direttamente al cervello di un altro individuo è sempre stata ritenuta fantascienza almeno fino a pochi giorni or sono. Infatti i ricercatori dell’Università di Washington e dell’Università di Carnegie sono riusciti a collegare i cervelli di due differenti individui per primi al mondo. Tra i ricercatori lavora anche Andrea Scotto (nato a Palmanova e laureato a Trieste in Scienze delle Comunicazioni completando gli studi con un dottorato in Psicologia) che già nel 2015 con i suoi colleghi dell’Università di Washington aveva impiegato questo metodo per connettere due individui mediante un’interfaccia cervello-a-cervello.

La ricerca è stata spiegata in questo modo “vi illustriamo BrainNet che, per quanto ci è dato sapere, è la prima interfaccia non invasiva cervello-a- cervello per la risoluzione di problemi collaborativi” ricordando che è stata pubblicata nella Libreria dell’Università di Carnegie.

I ricercatori hanno collegato la mente di tre individui rivelatisi capaci di confrontarsi amichevolmente durante un gioco di società. Si è trattato della prima volta che un’interfaccia cervello-a-cervello è riuscita a mettere in contatto i cervelli di tre individui, collegandoli con degli elettrodi posizionati sul capo (cuoio capelluto) con modalità bipolari (ogni elettrodo è collegato con il successivo) di tre individui scoprendo cosa potevano fare. Questo è il vero punto di svolta dello studio: secondo i ricercatori in futuro la connessione potrà essere sviluppata ed ampliata fino a divenire il primo “social network” di cervelli abilitato a trasmettere il pensiero. Indubbiamente ci confronteremo nei prossimi anni con questa grande scoperta che ha evidenziato come tre individui possono scambiarsi informazioni senza ricorrere al linguaggio verbale o visivo, unicamente tramite schemi di attività neurale.

Credo che sia lecito chiedersi innanzitutto come sia stato possibile. Ecco la soluzione: i ricercatori hanno riunito più gruppi di tre individui, organizzandoli in modo che in ogni gruppo fossero inseriti due “mittenti “ ed un “ ricevitore “. Per farla breve i tre individui vengono collegati a degli elettroencefalografi, come sopra chiarito. I mittenti guardando lo schema di un gioco, decidono sul modo di spostarne un blocco o ruotarlo, come sarebbe possibile con un mattoncino di Lego. I segnali neurali vengono decodificati in tempo reale da un elettroencefalogramma (EEG). Proseguendo nella connessione le decisioni dei due mittenti vengono trasmesse al cervello del ricevitore, che non vede la schermata del gioco, in quanto riceve queste informazioni tramite il sistema ben diverso della stimolazione magnetica transcranica (TMS, vedi nota).

Il ricevitore prosegue unendo le informazioni ricevute dai mittenti e decide come agire. Elaborate le sue decisioni invia la sua risposta con l’EEG ai mittenti, che proseguendo possono inviare un feedback al ricevente. La buona notizia è supportata dalla constatazione che questa connessione non solo ha funzionato su un gruppo di tre individui, ma anche su più gruppi. I ricercatori hanno pure sottolineato che i destinatari erano in grado di capire quale mittente fosse più affidabile basandosi sulle informazioni inviate al loro cervello. Pertanto nella comunicazione si configura una forma più complessa ed appropriata di dialogo includendo una valutazione di attendibilità, che oltrepassa la mera comunicazione. Se nel piano di ricerca non ci fossero solide basi scientifiche, sarebbe quasi magia!

TMS
Si tratta di una stimolazione profonda indolore e non invasiva del cervello mirata ad ottenere risposte dall’area cerebrale interessata per modificarne l’eccitabilità e la plasticità. Questo dispositivo approvato dalla Food and Drug Administration ( FDA ) è largamente utilizzato nella ricerca e da qualche anno pure in ambito clinico per curare disturbi psichiatrici e neurologici come la depressione maggiore, le psicosi allucinatorie e la malattia di Parkinson.

Vedi anche: 

II ritorno della telepatia alla Duke University di Durham, tra topi

Intervista a Dean Buonomano: il tuo cervello è una macchina del tempo


Neurobioblog_IlTuoCervelloèUnaMacchinaDelTempo (2)Immaginata in decine di film, telefilm, serie tv, fumetti, videogiochi, racconti e romanzi di fantascienza. A partire da quel La macchina del tempo di H. G. Wells. E di quell’incantevole, suggestivo film, quello originario ispirato al romanzo di Wells, che avrò visto almeno una dozzina di volte, e ogni volta ne sono rapito, L’uomo che visse nel futuro del regista George Pal. Per non parlare della saga di Ritorno al futuro.

Sono affascinato, anzi ossessionato dai viaggi nel tempo. Se davvero esistesse la macchina del tempo mi offrirei subito volontario. Anche a rischio di non fare mai più ritorno. Nel passato o nel futuro. Più facile si vada nel passato, che ha lasciato una traccia, sostengo alcuni. Va bene. Fatemi approdare ai tempi degli alchimisti. Fatemi girovagare tra alambicchi e atanor di trasmutatori di metalli. Fatemi incontrare Giordano Bruno. Dialogare con Cagliostro. Fatemi assistere alle sedute pubbliche di magnetismo di Mesmer. Fatemi vedere Leonardo al lavoro. Charlie Chaplin su set di un suo film. Fatemi ammaliare dal fascino di Cleopatra. Accidenti. Sto descrivendo tutte cose che sono sedimentate nella mia memoria. Mentre ne parlo quasi le vedo. Nutrito da libri. Film. Cose apprese da altri. Difatti è proprio questo il punto.

La macchina del tempo esiste già. Esiste da sempre. Dentro la nostra testa. Nel cranio. Immersa nel liquido cefalorachidiano. Sempre a disposizione. Di giorno e di notte. Anzi, proprio di notte parte di suo per viaggi fantastici. Incredibili. Non ne può fare a meno di viaggiare nel tempo. Ritorna a luoghi dell’infanzia. Rimescola ogni livello temporale. I vivi con i morti. La nostra mente. Il nostro cervello. Percorso ogni istante da microscopiche scariche elettriche. Inondato da flussi di neurotrasmettitori. La macchina del tempo dentro di noi, dentro la nostra testa, è sempre disponibile a viaggiare attraverso il tempo. Mentre ascoltiamo una canzone. Un brano musicale. Una sinfonia. Mentre ci troviamo in un luogo. Mentre sentiamo suoni e profumi immersi nella natura. Mentre visitiamo una mostra. Un museo. Un luogo della memoria, appunto. Per tornare col ricordo a un antico amore. Un viaggio che non scorderemo mai. Per anticipare le gioie e le preoccupazioni di un figlio. Un lavoro. Una impresa. Un progetto. Una performance di cui siamo protagonisti. Anticipando con il teatro mentale le reazioni del pubblico. Cosa ne sarà del nostro stato di salute? Oppure quello dei nostri cari? Quegli esami avranno buon esito? Per incontrare il nostro capo e discutere di problemi che ci riguardano. Per affrontare il nostro partner riguardo la nostra crisi. Cosa gli diremo? Come reagirà? Viaggiamo sempre con la mente. Nel passato e nel futuro.

Lo spiega anche Dean Buonomano, neuroscienziato dell’Ucla (Università della California, Los Angeles) nel suo libro Il tuo cervello è una macchina del tempo. Neuroscienze e fisica del tempo di prossima uscita da Bollati Boringhieri. Una buona notizia rispetto a quanto detto all’inizio. Secondo Buonomano il nostro cervello è una macchina del tempo che immagazzina informazioni. Ricordi. Nozioni. Ma per viaggiare nel futuro. Per progettare. Inventare. Anticipare. Altrimenti saremmo ancora nelle caverne. Mentre scrivevo questo post avevo di sottofondo Moon Zero, Relationships Between Innner & Outer Space. Un trip spazio-temporale, perfetto.

Buonomano, perché definisce il cervello come una “macchina del tempo”?

In un certo senso, la funzione principale del cervello è predire il futuro. Non immagazziniamo ricordi per rievocare il passato. La funzione dei nostri ricordi è di permetterci di prevedere e prepararci al futuro. Il cervello è anche una macchina del tempo nel senso che scandisce il tempo e ci permette di impegnarci nel viaggio mentale nel tempo.  Noi esseri umani siamo in grado di proiettarci nel futuro per aiutarci a decidere come agire al meglio nel presente. Per raggiungere i nostri obiettivi futuri.

Come possiamo usare al meglio il cervello come “macchina del tempo”? In altre parole, usare il cervello come “anticipatore e programmatore” del presente e del futuro invece di rimanere ancorati al passato?

Come esseri umani siamo unici nella misura in cui siamo in grado di pensare e prepararci per il futuro. Ma ciò non significa che siamo particolarmente bravi a farlo. In effetti, molti problemi personali e sociali sono il risultato della nostra miopia temporale, come non risparmiare abbastanza per la pensione o non affrontare il cambiamento climatico. Ma fortunatamente la pratica e lo sforzo ci possono perfezionare in questo senso. Riflessione, pianificazione e pazienza ci aiutano a prendere decisioni migliori a lungo termine. Inoltre, immaginando e visualizzando dove vogliamo essere in futuro, aiuta. Quindi visualizzare i risultati dello studio o risparmiare denaro oggi, può aiutare a impegnarci in quelle attività.

Le piace la fantascienza? Pensa che il cinema, l’arte e la letteratura siano manifestazioni della capacità del cervello di “viaggiare nel tempo”?

Ho sempre amato libri e film sui viaggi nel tempo e gli inevitabili paradossi che emergono dalla possibilità di cambiare il passato. Mi affascina anche il fatto che sebbene il concetto di viaggio nel tempo oggi sia ovunque nelle arti, non esisteva fino alla fine del XIX secolo. Era come se fosse una nozione così assurda che nessuno nemmeno ne considerava la possibilità, nemmeno nella finzione.

Cosa pensa dei “falsi ricordi”? I ricordi, il “passato” del nostro cervello può essere manipolato? A che punto siamo con la ricerca e i farmaci che promettono di “cancellare” selettivamente i ricordi traumatici?

La maggior parte dei ricordi sono ricostruzioni del passato, piuttosto che rappresentazioni accurate di ciò che è realmente accaduto, quindi i falsi ricordi sono molto naturali e tutti ne abbiamo alcuni. Ci sono farmaci e trattamenti che possono causare l’amnesia e quindi in un certo senso è possibile “cancellare” alcuni ricordi. Ma la nozione di cancellare ricordi specifici e mirati, come il ricordo di una singola persona che hai conosciuto, rimane una possibilità remota.

Nel suo libro precedente Brain Bugs: How the Brain’s Flaws Shape Our Lives parla del cervello come il sistema più complesso dell’universo conosciuto, ma pure imperfetto. È per queste imperfezioni del nostro cervello che siamo ingannati e imbrogliati dagli truffatori e manipolatori, ma anche divertiti dai trucchi dei maghi?

Sì, e penso che la magia sia un ottimo esempio. I maghi sfruttano intuitivamente alcuni dei nostri “bachi cerebrali”. Ad esempio, se dicono abracadabra e il coniglio scompare dal cappello, tendiamo a credere che quelle parole abbiano fatto scomparire il coniglio. Pensiamo che la relazione di causa ed effetto più probabile sia quella più vicina nel tempo. Quindi, un baco del cervello comporta che non siamo molto bravi a capire le IMG_7003sCropped.jpgrelazioni di causa ed effetto separate da mesi o anni. Consideri che se le sigarette causassero il cancro in pochi giorni, le sigarette non avrebbero mai ucciso milioni di persone.

Oggi è di moda introdurre la “fisica quantistica” per parlare di certe stranezze e misteri del cervello. Cosa ne pensa?

La meccanica quantistica e la natura della coscienza sono due dei più grandi misteri della scienza. E a volte le persone hanno la tendenza a pensare, o sperare, che un mistero è la risposta a un altro. Cioè, che in qualche modo la misteriosa natura della fisica quantistica contenga le risposte al mistero della coscienza. Ma ci sono poche prove che questo possa essere il caso. Quindi, a mio parere, è improbabile che le domande fondamentali nelle neuroscienze si basino comunque su fenomeni quantistici, come ad esempio l’entanglement.

Buonomano Lab

UCLA Brain Research Institute

Your Brain Is a Time Machine: The Neuroscience and Physics of Time

Joaquin Phoenix il redentore


a-beautiful-day-nuovi-poster-del-thriller-con-joaquin-phoenix-1.jpgA vederla Lynne Ramsay è una gradevole donna paffutella e sorridente. Non immagineresti i film che riesce a fare. Tipo questo You were never really here (non sei mai stato realmente qui, titolo originale di quello usato nell’edizione italiana: A beautiful day e ne capisci il perché alla fine). Lynne Ramsay fa film folli. Potenti e conturbanti come la follia. Tipo …e ora parliamo di Kevin. Regista britannica (Glasgow), apprezzata dalla critica, pluripremiata, Lynne Ramsay fa film che sono cazzotti in faccia. Calci nello stomaco. In A beautiful day mette in scena tutto il male del mondo, tanto, troppo, con qualche piccola, piccolissima, apertura al sentimento. Alla possibilità che la follia umana possa salvarsi dall’autodistruzione. In un mondo dove ricordi, traumi, passioni, crudeltà familiari e sociali, sporche guerre, delitti, perversioni, vero e falso, reale e irreale, sogno e incubo, si frammischiano tra loro. Senza un prima e un dopo. E neppure un durante. Tutto lo schifo e l’abiezione del mondo. In un Joaquin Phoenix che se ne fa corpo e sangue. Un redentore “solo sicario” anche nell’aspetto (chissà perché non ci ha ancora pensato nessun recensore del film) di questa epoca laida e perduta. Disperata e disperante. Angosciata e angosciante. Un redentore che invece di finire inchiodato sulla croce, aggiusta i torti a colpi di martello (“made in USA”, non a caso). Non andate a vederlo se non siete in grado di reggere le emozioni forti. Troppo forti.

 

Depressione e infiammazione: il cervello cambia?


Jeffrey MeyerLa depressione ha a che fare con la chimica del cervello? Domanda retorica: non c’è dubbio. Altrimenti i farmaci, ma pure le psicoterapie, che modificano le la biochimica cerebrale non avrebbero alcun senso. Se questo è vero, la domanda immediatamente successiva è: una depressione maggiore non curata, nel corso degli anni, modifica la biochimica cerebrale? Secondo una nuova ricerca pubblicata da “The Lancet Psychiatry” che indaga le funzione della microglia, la risposta pare essere affermativa. Dopo anni il cervello dei depressi non curati si modifica. Già, potrebbe commentare qualcuno. Ma pure il cervello di un soggetto non sofferente di depressione dopo dieci anni si modifica. Allora qual è il discrimine della ricerca?

Il discrimine è l’attivazione della microglia. La microglia è stata definita la “difesa” del cervello. In sostanza, le cellule microgliali rappresentano il sistema di difesa immunitaria del cervello. Le cellule microgliali si attivano ogni volta che c’è qualche tipo di sofferenza nervosa. Anche perché le cellule microgliali non si trovano soltanto nel cervello, ma sono pure distribuite nel midollo spinale. E le cellule microgliali sono pure “dinamiche”: si muovono alla ricerca di cellule nervose danneggiate da proteggere e riparare. Sono anche state definite cellule “spazzine” del sistema nervoso. Le loro funzioni, un tempo ignorate, sono sempre più studiate. Anche grazie alle moderne tecniche di visualizzazione dell’attività cerebrale.

E proprio grazie a una tecnica di imaging cerebrale, la PET (tomografia a emissione di positroni) un nuovo studio che ha preso in esame per anni un gruppo di soggetti sofferenti di depressione clinica, mostra che la depressione non trattata si associa a una costante attivazione della microglia. Attivazione microgliale che è ormai consuetudine definire come marker, segno distintivo, della neuroinfiammazione. E siccome la neuroinfiammazione, a sua volta, si associa a tutta una serie di malattie neurodegenerative, una sua presenza nel tempo nei pazienti depressi non curati, comporta un significato clinico non trascurabile.

«L’attivazione microgliale – scrivono gli autori – è più alta in pazienti con disturbo depressivo maggiore cronologicamente avanzato con lunghi periodi senza trattamento antidepressivo rispetto ai pazienti con disturbo depressivo maggiore con brevi periodi di trattamento antidepressivo, che è fortemente indicativo di una diversa fase della malattia. Coerentemente con questo, l’aumento annuale dell’attivazione microgliale non è più evidente quando viene somministrato un trattamento antidepressivo».

In buona sostanza, siccome l’infiammazione in generale è indice di qualche forma di sofferenza, ma pure di meccanismo biologico protettivo, non curare una depressione è un po’ come gettare della benzina sul fuoco della neuroinfiammazione. Viceversa, curare la depressione, corrisponderebbe a “spegnere”, o quantomeno a limitare i danni, prodotti da questo tipo di neuroinfiammazione.

La neuroinfiammazione del resto, come qualsiasi tipo di infiammazione presente nel corpo, se protratta, se addirittura cronica, porta ad alterazioni biochimiche ed anche funzionali. Ecco perché nel caso di questa ricerca del Campbell Family Mental Health Research Institute (CAMH, centro per le dipendenze e la salute mentale di Toronto, Canada) si commenta dicendo che la depressione maggiore non curata per più di dieci anni “cambia il cervello”. Come lo cambi, oltre all’attivazione della microglia, è una questione ancora aperta e da indagare. Si può già da ora iniziare a sostenere, tuttavia, che la depressione maggiore, in base a questi marker, può essere una malattia progressiva e, come tale, necessiti, per essere efficaci, di approcci e cure differenti negli anni.

L’autore senior di questo lavoro è Jeffrey Meyer (nella foto) che al CAMH è a capo del programma di imaging neurochimico nei disturbi dell’umore e dell’ansia, nonché professore ordinario di neurochimica della depressione maggiore all’università di Toronto, dipartimento di psichiatria.

«Una maggiore infiammazione nel cervello –  commenta  Jeffrey Meyer – è una risposta comune nelle  malattie degenerative del cervello mentre progrediscono, come nel caso del morbo di Alzheimer e del morbo di Parkinson». In base ai risultati di questa ricerca di Meyer e collaboratori, ora l’attivazione microgliale, spesso considerata un marker di malattia neurodegenerativa e di neuroprogressione nel più ampio campo della malattia neuropsichiatrica, lo è anche nei riguardi della depressione maggiore.

A quanto se ne sappia, aggiungono gli autori, «questo è il primo studio a indagare un marker di attivazione microgliale in relazione alla durata della malattia e al trattamento in pazienti con disturbo depressivo maggiore». Va infine tenuta in considerazione la possibilità se questa sia la conseguenza o il terreno sui cui si sostiene la depressione maggiore non trattata. E, come sottolinea Hugh Perry, professore di neuropatologia sperimentale all’università di Southampton (Regno Unito), va valutato se tutto ciò sia «una risposta protettiva nel cervello piuttosto che l’evidenza di un fenotipo proinfiammatorio e dannoso per il tessuto». In ogni caso, come rilevato sia dagli autori che dai commentatori di questo lavoro, si riconferma il «crescente interesse per il ruolo dell’infiammazione, in particolare della microglia, nei disturbi psichiatrici».

Elaine Setiawan, Sophia Attwells, Alan A Wilson, Romina Mizrahi, Pablo M Rusjan, Laura Miler, Cynthia Xu, Sarita Sharma, Stephen Kish, Sylvain Houle, Jeffrey H Meyer
Association of translocator protein total distribution volume with duration of untreated major depressive disorder: a cross-sectional study. The Lancet Psychiatry (Available online 26 February 2018, In Press, Corrected Proof).

Daniela Mari: come diventare centenari


a-spasso-con-i-centenari_pcTutti vorremmo vivere a lungo. Invecchiando bene. Magari, non invecchiando. Siccome quest’ultimo obbiettivo non è ancora possibile, dobbiamo puntare sui primi due. Come farlo? Le risposte possibili sono diverse, ma se vogliamo restringerle a tre, potrebbero essere: sana e limitata alimentazione, attività fisica moderata ma regolare, controlli medici regolari, a seconda delle fasce d’età e del rischio familiare.

Oggi abbiamo molte conoscenze disponibili per stare bene e invecchiare bene. Inoltre, vi sono medici che si occupano dell’aging, di comprendere come una persona sta invecchiando e aiutarla a farlo in modo salutare. Ad esempio i geriatri. Che, da un certo punto di vista, hanno introdotto al loro interno una rivoluzione culturale. In passato, ad esempio quando studiavo medicina a Pavia (garantisco, qualche decennio fa), il geriatra era il medico delle malattie dei vecchi. Curava. Tamponava. Poveri corpi spesso malmessi. Derelitti. Pieni di acciacchi. Dolori di tutti i tipi.

Era anche divertente sentirli fare lezione, i geriatri. Data la latitudine padana, avevano spesso a che fare con vecchi contadini. Bruciati dal sole. Consumati dalla fatica. “Vedete”, ci illustrava il docente, “queste sono le classiche profonde rughe incrociate nella parte posteriore del collo, segno del fatto di stare molte ore piegati sulla terra, sotto il sole battente…”. Vecchi contadini a cui chiedevi se consumavano alcol. Rispondevano in dialetto: “No dottore, solo qualche bicchiere di buon vino, e magari un ammazzacaffè dopopranzo e dopocena…”. Qualche bicchiere di buon vino spesso ammontava a un litro e mezzo di fiasco, più qualche grappino. Ma oggi, anche tra quelli che sono diventati agricoltori, la vecchiaia non è più quella di una volta. Tutti sappiamo cosa bisogna fare per cercare di stare bene nell’intero ciclo vitale. Cosa fare e cosa evitare, ad esempio il fumo e i superalcolici (neppure troppo vino, sebbene di quello buono). E i geriatri sono diventati i medici che studiano e curano non solo le malattie dell’età avanzata, ma pure coloro che aiutano a invecchiare bene.

Uno di questi geriatri, gerontologi, scienziati dell’aging, è Daniela Mari. Docente di geriatria all’Università di Milano, ha diretto l’Unità geriatrica del Policlinico milanese, scienziata nota a livello internazionale per i suoi studi sui centenari, ho avuto modo di conoscerla e frequentarla sia per ragioni professionali che familiari. Posso perciò dire a ragion veduta che Daniela Mari è una geriatra, un medico di eccezionale competenza, ma pure una persona, una donna, di straordinaria umanità. Ciò che ognuno di noi vorrebbe trovare in un medico. Specialmente se figlio di genitori anziani. In quei momenti drammatici, dolorosi, che colpiscono ogni famiglia. Specialmente se anziani a nostra volta. Con tutti i timori, paure e fragilità del caso.

Daniela Mari è autrice di un saggio di recente uscita: “A spasso con i centenari. L’arte di invecchiare bene” (ilSaggiatore). Un libro in cui Daniela Mari distilla  sapientemente tutte le sue conoscenze di medico e scienziato dell’invecchiamento. Ma non solo. In questo bellissimo libro, toccante, poetico, persino commovente, abbiamo modo di apprezzare le straordinarie doti narrative di Daniela Mari. Donna di ottime letture storiche e filosofiche, ama il cinema, la musica, l’opera, ma pure la letteratura contemporanea. Sul suo comodino, come ci riferisce in uno dei vari passaggi autobiografici, tra le altre letture, che immaginiamo numerose e di vario genere, c’è “Underworld” di Don DeLillo.  E la pratica sportiva. Sciatrice ed escursionista.

Faccio spoiler, come si dice oggi, nulla togliendo alla gioia, persino all’entusiasmo nel leggere uno dei libri più appassionanti che abbiamo avuto tra le mani negli ultimi anni, ma devo assolutamente citarne il finale, straordinario come tutto il resto: “Come un libro è delimitato dalle sue copertine, le nostre vite lo sono da nascita e morte. Un libro, anche da chiuso, può comprendere paesaggi lontani e avventure fantastiche: dovrebbe essere così anche per noi uomini. Immaginate il libro della vostra vita: non abbiate paura di ciò che è fuori dalle copertine e non preoccupatevi di quanto è lungo. L’unica cosa che conta è farne una bella storia”.

Daniela Mari l’ha fatta e la sta facendo una bella storia. Non solo con questo saggio. Uno dei suoi maggiori successi anche come medico. Perché è un libro terapeutico. Inoltre, è un libro che fa sorgere molte considerazioni. Mille domande. Ne abbiamo rivolta qualcuna all’autrice.

Professoressa Mari, a parte la genetica, quali sono i fattori esterni, epigenetici, che ci possono fare invecchiare bene?

Avere buoni geni aiuta, ma sulla longevità la genetica pesa per il 25% circa. L’epigenetica, scienza che studia i cambiamenti dell’attività dei geni che non comportano variazioni nel DNA, ma che possano essere ereditati anche dalle generazioni successive, ci insegna che fattori ambientali come l’alimentazione, l’inquinamento e lo stress possono attivare o silenziare alcune sequenze di geni. Con uno stile di vita attivo e non sedentario e una dieta adeguata, come la nostra mediterranea, si possono “guidare” i geni verso la longevità, anche se non abbiamo avuto genitori centenari.

L’ambiente influisce, come è dimostrato dal fatto che i giapponesi di Okinawa che sono emigrati in Canada, per esempio, non invecchiano come quelli restati nel paese d’origine: il cambiamento drastico di alimentazione, dei comportamenti culturali e ambientali fa perdere il vantaggio dato dai geni. Dal punto di vista fisico è importante mantenere la propria autonomia, sforzandoci di non impigrirci, anche quando ci sembra di stare meglio chiusi nella pace della nostra casa. Non dimentichiamo poi che la prevenzione resta un cardine importante per una lunga vita: gli studi su ampi campioni di popolazione ci hanno da tempo confermato l’importanza di tenere sotto controllo i fattori di rischio cardiovascolari, quali gli alti livelli di colesterolo, l’ipertensione arteriosa, il fumo di sigaretta e l’obesità, che non risparmiano nessuna fascia sociale.

Tutto questo da solo potrebbe non bastare, perché molte ricerche dimostrano che mantenere l’autostima e aspettative positive sul proprio invecchiamento, ha un impatto maggiore oltre che sulla durata, anche sulla qualità della vita rispetto all’età cronologica. Il caso della Signora Agata di 104 anni che durante un’intervista della Rai a casa sua, si è cambiata due volte di abito e di gioielli per sua scelta ben descrive un carattere positivo e combattivo, anche per altri aspetti che descrivo nel libro.

Il caso delle due gemelle da lei studiate, di cui una si ammalò di Alzheimer e l’altra no, sono una dimostrazione di quanto influiscano i fattori epigenetici? Nello studiare questo caso avete individuato differenze significative nei fattori ambientali, sili di vita, alimentazione o altro che possano rendere ragione di tale differente destino delle due?

Le due gemelle erano ambedue portatrici dell’allele ApoE ε4, che è il fattore di rischio genetico più importante per l’insorgenza della malattia di Alzheimer sporadica a esordio tardivo. In ambedue le gemelle vi era un’ipometilazione del DNA di tutti i promotori dei geni studiati. In particolare l’espressione genica della proteina precursore dell’amiloide, della sirtuina 1 e del PIN1 erano espresse in quantità aumentata nella gemella affetta da AD rispetto a quella sana.

L’effetto epigenetico era dovuto a un’aumentata espressione genica di due isoforme di deacetilasi istoniche (HDAC2 e HDAC9). Non è stato possibile stabilire nelle due gemelle quali fattori ambientali abbiano portato nella vita adulta  a un fenotipo differente, uno sano e uno con AD, se non il riscontro di personalità differenti. Sappiamo da molti studi che i pensieri e le emozioni nelle prime fasi della vita lasciano il segno sul nostro epigenoma ed influenzano, nella vita adulta, la reattività allo stress e la salute, fisica e mentale.

Nel suo libro analizza anche gli stili di vita odierni così ossessionati dal mantenere un aspetto giovanile: siamo destinati a diventare dei Dorian Gray, giovani fuori e decrepiti dentro?

Mi auguro proprio di no, anche se gli stimoli che a volte ci vengono dalla pubblicità rendono difficile l’accettazione dei cambiamenti che il passare del tempo comporta.

Credo che sia importante in alcuni momenti della nostra vita frenetica, riuscire a trovare il tempo di fermarsi per vedere in che direzione stiamo andando, quali valori abbiamo perso e quanto, come dici bene tu, siamo diventati decrepiti dentro. Invecchiare è un’arte nel senso etimologico della parola “andare verso”, ma è anche una preparazione, perché l’invecchiare ci può cogliere quasi all’improvviso. E’ necessario “prendere le misure” di una realtà che devi affrontare con un nuovo spirito per potervisi adattare.

Quanto conta la salute del cervello e l’allenamento cognitivo per un buon invecchiamento?

La salute del cervello è una componente essenziale di un invecchiamento felice. Entra in gioco l’’importanza della riserva cognitiva, che è costituita dalle conoscenze e dalle abilità che acquisiamo nell’arco della vita, e non solo nella prima infanzia, e che ci permette di resistere più a lungo ai processi degenerativi cerebrali.

Studiare, apprendere, conoscere, viaggiare, visitare un museo, una mostra, leggere: tutte queste attività vanno a costruire una difesa preziosissima contro le malattie che causano un decadimento cerebrale. Il cervello che invecchia è plastico e può sempre apprendere cose nuove, e, per esempio, suonare uno strumento musicale è un allenamento cerebrale straordinario, anche in tarda età. Ed è dimostrato da studi recenti che scegliere trenta, quaranta minuti prima di dormire una melodia preferita può facilitare sia l’addormentamento, sia prevenire i risvegli precoci, riducendo l’utilizzo dei farmaci ipnotici, molto dannosi per i nostri neuroni. Anche l’attività fisica, in molti studi si è rivelata un fattore protettivo contro il decadimento cognitivo, proprio come la dieta e le nostre abitudini culturali.

Telomeri e mitocondri sono davvero correlati ai processi di invecchiamento? Se sì, impareremo a prendercene cura? In certe culture, come quella ebraica, l’eredità materna è fondamentale: perché ereditiamo i mitocondri solo dalla madre? Ciò condiziona la nostra vita biologica?

I telomeri sono sequenze ripetute di DNA all’estremità dei cromosomi che costituiscono specie di cappuccio a protezione della parte terminale del cromosoma stesso dal deterioramento. Ciascun telomero, al concepimento, è lungo 15000 unità (basi), a ogni divisione una parte di queste unità non viene copiata, così la lunghezza del telomero a poco a poco diminuisce, e diventa sempre più breve, finché la cellula perde la capacità di dividersi e muore. L’invecchiamento si accompagna all’accorciamento dei telomeri e all’accumulo di mutazioni nella regione telomerica. Dunque, la riduzione della lunghezza dei telomeri emerge anche, di riflesso, come fattore predittivo per lo sviluppo di malattie e il decorso di alcune di queste, inclusi i tumori.

Dopo la scoperta di un enzima, la telomerasi,  che è valso il premio Nobel nel 2009 a tre a tre ricercatori , Elizabeth Helen Blackburn, Jack W. Szostak e Carol Greider, in grado di inibire l’accorciamento dei cromosomi e di sintetizzare sempre nuove sequenze telomeriche rallentando l’invecchiamento cellulare, la ricerca è oggi mirata a trovare il modo di “accendere” o “spegnere” il gene che regola la telomerasi. Anche alcuni fattori ambientali, come lo stress di chi assiste una persona con demenza, possono inibire la telomerasi

I mitocondri sono organelli cellulari a forma di fagiolo, costituiscono una vera e propria centrale energetica e sono addetti alla respirazione cellulare; degradano inoltre le molecole che introduciamo con l’alimentazione e ne traggono l’ATP (adenosintrifosfato). Possiedono un DNA, differente da quello nucleare che in molte le specie animali, compreso l’uomo, viene ereditato solo dalla madre. Molto recentemente è stato pubblicato su “Science” il meccanismo, finora sconosciuto, per il quale i mitocondri di origine paterna vengono eliminati. Infatti lo studio dei mitocondri paterni in un tipo di vermetto, il Caenorabditis elegans, ha dimostrato un meccanismo di auto-distruzione interna, che viene attivato quando lo sperma si fonde con l’uovo. E’ stato  identificato un gene, chiamato CPS-6, che sembra avviare il processo di distruzione all’interno dei mitocondri paterni. Se si elimina questo gene, rallentando l’eliminazione del DNA mitocondriale paterno, si ha un più alto tasso di morte embrionale.

Tutti i figli di una stessa madre hanno perciò il DNA mitocondriale identico alla madre, alla nonna materna, alla bisnonna materna e così via. Basta che sia disponibile la nonna materna – o un qualsiasi altro familiare della stessa linea materna – per stabilire se un individuo può appartenere alla famiglia. Questa conoscenza ha permesso, per esempio, di restituire alle famiglie d’origine, tramite lo studio del DNA delle nonne, i bambini sottratti alle madri “sparite” in Argentina durante la dittatura e sistemati in famiglie compiacenti.

Tornando all’invecchiamento, alcune alterazioni del DNA mitocondriale sono però associate in senso positivo all’invecchiamento e alla longevità. In un nostro studio sui centenari italiani, è stato dimostrato che una specifica variante allelica (aplotipo) mitocondriale è molto più presente nei centenari che nella popolazione giovane. Lo stesso aplotipo è stato associato a diverse patologie: siamo dunque probabilmente di fronte a un pleiotropismo (dal greco pleion, πλείων, molteplice, e tropein, τροπή, cambiamento) antagonista, fenomeno per cui uno stesso gene può avere effetti opposti, favorire patologie in età giovanile e longevità nell’età avanzata.

Il ricorso alla meditazione, alla mindfulness, ma anche ad antiossidanti, curcuma o sostanze naturali, sono davvero in grado di rallentare i processi di invecchiamento?

Negli anni ’70, un biologo molecolare dell’Università del Massachussetts Jon Kabat-Zinn, ha introdotto la tecnica della meditazione buddhista in ambito clinico. I programmi di riduzione dello stress che ne sono derivati (primo tra tutti il Mindfulness-Based Stress Reduction, MBSR), possono portare a un miglioramento dell’attenzione, l’equilibrio emotivo, la capacità di sintonizzazione con gli altri e l’empatia. In un recente lavoro impegnando i caregivers di pazienti con demenza di Alzheimer, in cui lo stress aveva provocato una diminuzione dei livelli di telomerasi, in esercizi di meditazione giornaliera, o all’ascolto di musiche rilassanti, i ricercatori sono riusciti a migliorare il loro umore e i livelli di telomerasi. In questo campo mancano tuttavia studi longitudinali controllati sull’effetto della meditazione e di un diminuito decadimento cognitivo.

Gli studi sulla curcuma sono stati suggeriti dal fatto che i centenari di Okinawa consumavano questa spezia, poco utilizzata nel resto del Giappone. Inoltre i giapponesi C6YnYWZXEAARB4M.pngdi Okinawa che sono emigrati in Canada, per esempio, non invecchiano come quelli restati nel paese d’origine: il cambiamento drastico di alimentazione, dei comportamenti culturali e ambientali fa perdere il vantaggio dato dai geni.

Anche l’effetto sui processi umani d’invecchiamento dell’integrazione della dieta con sostanze antiossidanti rimane incerto e sono necessarie ulteriori ricerche su campioni ampi di popolazione, che siano seguiti per anni e comparate a un gruppo di controllo che non li assuma, per validare la reale associazione con l’insorgenza o meno di patologie e l’impatto sulla mortalità.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sergio Canavero e il trapianto di testa


ANNUNCIO CHOC DA MEDICO TORINESE, TRAPIANTO TESTA IN 2 ANNIIl settimanale britannico di divulgazione scientifica “New Scientist” dedica un altro articolo e un editoriale a Sergio Canavero, il neurochirurgo torinese che progetta il trapianto di testa. Del personaggio e dei suoi progetti si è pure occupato l’amico Edoardo Rosati nel libro “Il cervello immortale” (Sperling & Kupfer, 2015). Sono legato a Edoardo Rosati da vecchia e solida amicizia, oltre che stima, e ciò mi autorizza, da amico,  ad avere a volte idee differenti dalle sue.

Sono affascinato da sempre dalla ricerca medica, specie quella in neuroscienze, ma questa storia non mi entusiasma. Anzi, più la approfondisco e peggio mi disturba (evitando però di farmi influenzare dalla personalità strabordante di Canavero). Sergio Canavero, un personaggio senza dubbio alla ricerca di pubblicità, lavora con un team di colleghi cinesi non necessariamente allineati con i nostri standard (qualsiasi comitato etico occidentale gli nega e gli rifiuterebbe il trapianto di capoccia che, in realtà, tecnicamente, sarebbe un trapianto di corpo alla testa), è definito da “New Scientist” un mix tra Dr Strange e dottor Frankenstein.

La prima “anastomosi cefalosomatica” su paziente umano (o, con un pizzico di ironia canaveriana, tecnica Heaven: head anastomosis venture), come la definisce Canavero e come ha già preannunciato due anni fa, dovrebbe avvenire entro la fine di quest’anno. Vi sono parecchie riserve, dubbi e critiche in ambito scientifico sulla fattibilità e soprattutto sulla legittimità di eseguire tale tipo di intervento. Sui lavori pubblicati in merito, riguardanti interventi sperimentali murini, ma pure su cani e scimmie (anche questi non autorizzati in occidente), ci si chiede come sia possibile riconnettere non solo i vari organi, ma pure gangli  e vie nervose. A ciò il team di Canavero risponde che tutto ciò sarà reso possibile grazie a una “colla”:  il polietilenglicole (un polimero noto anche con la sigla Peg) che contribuirà a fondere le terminazioni promuovendo il grasso nelle cellule adiacenti per unirle assieme. La stimolazione con elettrodi appositamente impiantati contribuirebbe a rafforzare le connessioni nervose.

Fosse vero, non solo si salverebbe la vita a un sacco di gente. Ma se la colla cefalosomatica funzionasse potrebbe pure riattaccare il midollo spinale di migliaia di traumatizzati ogni anno. Ed è proprio qui che si appuntano le principali critiche e riserve. «Non c’è modo di sapere, da quanto pubblicato, cosa permetterebbe la fusione del midollo spinale», dice José Oberholzer, direttore del Charles O. Stickler Transplant Center presso l’Università della Virginia, Charlottesville. «Il resto, incluso il ricollegamento dei vasi sanguigni e delle vie respiratorie, è teoricamente possibile ma molto impegnativo e porta grandi rischi di complicazioni e rigetto del sistema immunitario».

“New Scientist” mette le mani avanti parlando di Canavero e delle sue teorie trapiantologiche, dichiarando di essere perfettamente consapevole di dare ulteriore pubblicità a qualcosa ancora di là dal fornire prove credibili. Tuttavia, dice sempre la rivista britannica, il giornalismo scientifico deve riferire quanto oggi non è tecnicamente possibile, ma lo potrebbe diventare in futuro, in base a ricerche in corso. Per quanto criticabili e discutibili. Canavero sarebbe quindi un pioniere in tale settore, come lo fu del resto il chirurgo statunitense Robert J. White a partire dagli anni Sessanta del Novecento. Non essendo possibile allora, come oggi, ripristinare le connessioni nervose, White ipotizzò che fosse possibile riconnettere la testa a un nuovo corpo (dunque, sostenne, con la “possibilità di curare qualsiasi malattia del corpo”, ma non del cervello aggiungo io), creando però degli individui tetraplegici, paralizzati dalla testa in giù. NewScientistCanavero

Staremo a vedere cosa si inventerà Canavero per la fine di quest’anno. Che non sia soltanto un colpo di testa. Trapiantata o no. L’articolo più recente di “New Scientist” su Canavero per la verità ci va giù più pesante: “con la scena passata dal palcoscenico alla sala operatoria, la carnevalata di Canavero rischia di trasformarsi in uno spettacolo dell’orrore. Con i pazienti della vita reale in gioco, nessuno  riderebbe più”.

Nic Fleming, Dr Strange meets Dr Frankenstein, New Scientist, Volume 236, Issue 3149, 28 October 2017, Pages 39-41

Sergio Canavero, HEAVEN: The head anastomosis venture Project outline for the first human head transplantation with spinal linkage (GEMINI), Surg Neurol Int. 2013; 4(Suppl 1): S335–S342.doi: 10.4103/2152-7806.113444