“Ma che hai? Ti vedo distrutta”. “Sì, guarda, mi sono talmente arrovellata sui miei problemi che mi sento come se avessi caricato dei pesi per tutto il giorno…”. Capita, che ci si senta a questo modo, anche senza avere fatto nulla di particolarmente faticoso? Eccome se capita. Lo abbiamo sperimentato tutti. Ma è solo un fatto psicologico o c’è davvero qualche corrispondenza fisica? Secondo nuove ricerche sembra proprio che impegnarsi mentalmente per troppe ore lasci debilitati pure a livello fisico, con riscontri biologici specifici. Del resto abbiamo la controprova, proprio in questi giorni: impegnarci in una bella scarpinata sui monti o con delle belle nuotate al mare, pur necessitando di sforzo fisico, ci lascia più ritemprati che non una giornata sedentaria passata a pensare. E il motivo pare risiedere in quel composto biochimico chiamato glutammato che, dopo ore e ore passate a pensare intensamente, si accumula nelle regioni della parte anteriore del cervello.
Il glutammato, un amminoacido presente anche in gran parte di ciò che mangiamo, in misura maggiore o minore, è un importante neurotrasmettitore del nostro cervello e del nostro sistema nervoso. Ma in eccesso può fare male. Tanto che vi sono alcuni farmaci per abbassarlo. Però non c’era mai stata la dimostrazione sperimentale che si potesse accumulare glutammato nel cervello eccedendo nel fare funzionare intensamente i neuroni. E sarebbe però interessante capire pure quale tipo di impegno cognitivo faccia accumulare glutammato e quindi farci sentire esausti. Dato che non tutto il pensare alla fin fine stanca.
Ma per tornare alla ricerca, guidata dallo psicologo e ricercatore Antonius Wiehler del francese Paris Brain Institute, essa si è focalizzata su una regione della parte anteriore e laterale del cervello chiamata corteccia prefrontale laterale, che molti lavori precedenti hanno dimostrato essere coinvolta in difficili compiti mentali. Ebbene, in questa area cerebrale, attraverso una tecnica chiamata spettroscopia di risonanza magnetica (MRS) che misura in modo non invasivo i livelli di varie sostanze chimiche nei tessuti viventi, i ricercatori hanno potuto misurati i livelli di otto diverse sostanze chimiche del cervello, incluso il glutammato, che è la principale sostanza chimica di attivazione tra i neuroni.
In che modo? Sottoponendo 40 persone a svolgere attività di memoria sdraiate in uno scanner MRS. Queste includevano la visualizzazione di sequenze di numeri che appaiono su uno schermo e l’indicazione se il numero corrente era lo stesso di quello precedente. Ventisei dei partecipanti hanno svolto una versione più difficile di questo compito, mentre agli altri 14 è stata assegnata una versione più semplice. Dopo aver completato i compiti di memoria per 6 ore, quelli che facevano la versione più difficile avevano aumentato i livelli di glutammato nella loro corteccia prefrontale laterale rispetto all’inizio dell’esperimento. In coloro che svolgono il compito più semplice, i livelli sono rimasti più o meno gli stessi. In tutti i partecipanti, non c’è stato alcun aumento nelle altre sette sostanze chimiche del cervello che sono state misurate.
Come commenta la giornalista medico Chiara Wilson su “New Scientist”: «Tra i partecipanti che svolgono i compiti più difficili, il loro livello di glutammato aumentava con la dilatazione delle pupille nei loro occhi, un’altra ampia misura della fatica. Coloro che hanno svolto il compito più semplice hanno riferito di sentirsi stanchi, ma non hanno avuto aumento del glutammato o dilatazione della pupilla. I ricercatori hanno anche studiato se l’affaticamento mentale ha influenzato il processo decisionale. Lo hanno fatto intervallando il compito di memoria con diversi esercizi, come quello in cui le persone sceglievano tra ricevere una somma di denaro immediatamente o un’altra in seguito. Poiché i partecipanti al compito più difficile si sentivano più stanchi e avevano un accumulo di glutammato, sono passati a opzioni che davano immediatamente una piccola ricompensa. Questo potrebbe essere un esempio di come evitare compiti mentali difficili, come calcolare quale scelta fare, per prevenire l’accumulo di livelli di glutammato potenzialmente dannosi». “Un modo per ridurre l’accumulo di glutammato è attivare meno la corteccia prefrontale laterale durante le scelte”, afferma Wiehler. “Se lo fai, scegli più spesso l’opzione allettante”.
Vi ricorda qualcosa delle vostre giornate? Tipo quando, dopo molte ore di lavoro al computer, migrate sui social o su altri siti piacevoli o di acquisti online? Oppure le ore trascorse a vedere la tv o una di quelle serie che vi appassionano? State disattivando la vostra corteccia prefrontale laterale. Cioè state accumulando meno glutammato nel cervello. Sempreché non abbiate mangiato troppi manicaretti della cucina cinese.
Peter Schwartz con il suo team clinico e di ricerca
Spesso la cronaca riferisce della morte improvvisa di una persona a seguito di un litigio, anche per cause banali, magari per la precedenza a un parcheggio, oppure in altre circostanze di stress acuto. L’esistenza di un’importante relazione tra stress, sistema nervoso autonomo e morte cardiaca improvvisa è nota da molto tempo. In questa ricerca, a cui ha preso parte anche Auxologico, sono state esaminate il gran numero di condizioni, agenti a livello individuale o di popolazione, che sono state causalmente associate alla morte cardiaca improvvisa e sono stati discussi i vari aspetti degli studi che esplorano tali associazioni. Queste condizioni includono fattori di stress esterni (terremoti, guerre) e interni (rabbia, paura, perdita di una persona cara) ed emozioni anche di segno opposto, come una gioia improvvisa (portafoglio ritrovato).
Cosa hanno in comune lo spavento e la gioia? Tutte le emozioni forti ed improvvise hanno lo stesso effetto: i nervi simpatici liberano noradrenalina nel cuore ed è questa sostanza naturale che può scatenare, in cuori predisposti, le aritmie fatali. La maggior parte delle situazioni conferma l’antica visione secondo cui gli aumenti dell’attività simpatica sono proaritmici, possono cioè innescare aritmie, mentre gli aumenti dell’attività vagale sono protettivi, questo perché il nervo vago libera nel cuore l’acetilcolina, sostanza che antagonizza l’effetto della noradrenalina.
Tuttavia, gli autori hanno anche discusso una condizione in cui il colpevole sembra essere l’eccesso di attività vagale. Si tratta delle “morti voodoo”, quelle in cui lo stregone del villaggio scacciava un uomo dalla tribù e questo, perduta ogni speranza di vita, si sdraiava accanto ad un albero e – nel giro di un giorno o due – moriva. Nella nostra società la situazione equivalente è quella dei coniugi molto anziani il cui compagno/a muore: chi sopravvive spesso perde letteralmente la voglia di vivere e non è raro che queste persone muoiano nel giro di poche settimane dalla perdita del partner di una vita intera.
Di tutti questi aspetti tratta in modo dettagliato e approfondito l’articolo scientifico “Stress, the autonomic nervous system, and sudden death” appena pubblicato dalla rivista Autonomic Neuroscience: Basic and Clinical. Ne parliamo con il prof. Peter Schwartz, direttore del Centro per lo studio e la cura delle aritmie cardiache di origine genetica e del Laboratorio di genetica cardiovascolare dell’Auxologico, considerato uno dei massimi esperti mondiali di artimie di origine genetica.
Prof. Schwartz, cosa evidenza questa ricerca?
Questa ricerca fornisce la chiave per interpretare morti improvvise di persone all’apparenza sane, in condizioni di stress psicologico. Negli anni 80’ e 90’ abbiamo proprio dimostrato, a livello sperimentale, come l’improvviso aumento di attività simpatica possa indurre aritmie fatali e come, nelle stesse condizioni, l’aumento dell’attività vagale possa prevenirle. Abbiamo già trasferito queste conoscenze dal laboratorio ai nostri pazienti e oggi la modulazione del sistema nervoso autonomo per fini terapeutici è già entrata nella pratica clinica. Questa è stata una grande soddisfazione per il nostro gruppo, sempre attivo nella ricerca e nella clinica.
Alla luce di tutto ciò, cosa andrebbe consigliato al paziente cardiopatico?
Chiaramente le brusche emozioni possono essere pericolose, e questo vale soprattutto per i pazienti con malattia ischemica o pregresso infarto. Le gioie improvvise non sono evitabili ma molto possiamo fare per evitare inutile emozioni negative. Anger kills (“La rabbia uccide”) è il titolo di un famoso libro dello psicologo americano Redford Williams che insegna a come controllare la rabbia…e salvarsi la vita. Molte delle rabbie che ognuno di sperimenta sono evitabili. Vale davvero il vecchio detto “ma lascia perdere…”.
Si chiama “serendipity” (serendipità in italiano): cerchi una cosa e ne scopri un’altra. È quanto accadde al neurologo tedesco Hans Berger, alla ricerca della dimostrazione scientifica della telepatia, cioè della “trasmissione del pensiero da cervello a cervello”, che invece scoprì i ritmi cerebrali e inventò uno strumento fondamentale per la diagnostica medica e neurologica in particolare: l’elettroencefalografo.
Convinto che gli scambi elettrici tra i neuroni del cervello potessero trasmettersi anche all’esterno e addirittura veicolare informazioni, Berger si mise all’opera per inventare uno strumento che lo potesse dimostrare. E ci prese. Solo che invece delle informazioni telepatiche da cervello a cervello, Berger scopri le informazioni interne al cervello: quelle “onde cerebrali” che, registrate attraverso encefalogramma (EEG), forniscono elementi per comprendere in quale stato di funzionamento, normale, alterato o patologico, si trovi il cervello.
Sebbene sia trascorso quasi un secolo dalla sua scoperta e invenzione e, di conseguenza la macchina di Berger si sia evoluta, ad esempio dalle vecchie registrazioni a pennino su carta, a quelle digitali con tutte le ulteriori possibilità di analisi, il principio di base relativo alla registrazione dell’attività endoelettrica del cervello rimane immutato.
Ma com’è che Hans Berger inventò casualmente l’EEG partendo dal paranormale per arrivare al normale? Prima di rispondere alla domanda specifica, lancio qualche riflessione culturale. Intanto sull’incarnazione, letteraria, cinematografica e ormai fantastica, dei nostri tempi: Frankenstein. Vale la pensa ricordare che questo non era il nome della creatura, infatti all’origine era “il mostro di Frankenstein”, cioè la creatura “creata” e richiamata alla vita dallo scienziato Victor Frankenstein. Una sorta di patchwork composto da varie parti di cadaveri, richiamato alla vita. Da cosa? Dall’elettricità. Da cui l’immagine classica, iconica, del Frankenstein cinematografico, con due bulloni sul collo: punti di contatto, come la batteria dell’automobile, attraverso cui infondere l’energia elettrica del corpo della creatura assemblata.
I rapporti tra elettricità e biologia umana sono rimasti per lungo tempo qualcosa di misterioso ed affascinante, dando corpo a quella idea fino ad un certo punto appartenente al dominio della filosofia naturale più che della scienza, di “energia vitale”. E possiamo ricordare anche gli esperimenti di elettrofisiologia del medico, fisico e fisiologo bolognese Luigi Galvani con le zampe delle rane, a cui “ridava vita” attraverso induzioni elettriche.
Vignetta satirica su Galvani mentre “resuscita” un cadavere grazie all’elettricità (una specie di zombi ante litteram)
Il fatto dunque che pure il cervello generasse, al suo interno, fenomeni elettrochimici, affascinò Hans Berger alla disperata ricerca di una dimostrazione scientifica di un fatto che lo riguardò da vicino. Si tratta di un episodio risalente addirittura alla sua adolescenza, quando aveva 19 anni: nel 1893 il giovane Hans cadde da cavallo durante l’addestramento alle manovre con l’esercito tedesco e fu quasi calpestato. Quello stesso giorno sua sorella, lontana, ebbe un brutto presentimento riguardo Hans, al punto di convincere il loro padre a mandare un telegramma per sapere se fosse tutto a posto.
Erano gli anni della infatuazione per lo spiritismo, della ricerca psichica, in seguito parapsicologia. La “Society for Psychical Research (SPR)” era stata fondata a Londra nel 1882 da tre membri del Trinity College di Cambridge e proprio uno dei fondatori, il poeta, classicista e filologo Frederic Myers, nonché pioniere delle iniziali teorie psicologiche sul funzionamento della mente umana, aveva creato il termine “telepatia”. Data la rispettabilità dell’associazione britannica per lo studio dei fenomeni medianici e, in genere, paranormali, allo scienziato Hans Berger parve di ravvisare in quell’episodio della sua giovinezza un caso di “telepatia spontanea” tra consanguinei.
Si trattava solo di dimostrare scientificamente la possibilità di trasmissione di pensieri ed emozioni da cervello a cervello. Aggiungo che tale idea di “trasferimento di informazioni da cervello a cervello” affascinò pure, per una limitata parte delle sue ricerche, quello che poi divenne premio Nobel per la Medicina e la Fisiologia nel 1963, con cui ebbi modo di parlare personalmente riguardo a tali interessi: il neurofisiologo australiano John Carew Eccles.
Così Hans Berger, «decise di studiare psichiatria – racconta Laura Sanders, saggista americana di neuroscienze – iniziando una ricerca per scoprire come i pensieri potessero viaggiare tra le persone. Inseguire una base scientifica per la telepatia era ovviamente un vicolo cieco. Ma nell’inseguire questo tentativo, Berger ha finito per dare un contributo fondamentale alla medicina e alla scienza moderne: ha inventato l’elettroencefalogramma, o EEG , un dispositivo in grado di leggere l’attività elettrica del cervello. La macchina di Berger, utilizzata per la prima volta con successo nel 1924, produsse una lettura di scarabocchi che rappresentavano l’elettricità creata da raccolte di cellule nervose infiammate nel cervello».
Berger, la cui vita purtroppo si concluse tragicamente con un suicidio (e sarebbe stato candidato al Nobel, se non fosse scomparso prematuramente) e secondo ricerche recenti in storia della medicina fu pure vicino alle posizioni naziste, scrisse anni dopo la sua scoperta che le onde cerebrali non potevano spiegare il transfert psichico che cercava. Le onde cerebrali non avrebbero potuto viaggiare abbastanza lontano da raggiungere sua sorella.
Ma, come ha scritto in una bellissima tesi Caitlin Shure, “gli echi di quell’idea si propagano nel mondo di oggi, in cui siamo tutti connessi istantaneamente e digitalmente. C’è un modo in cui queste false credenze, o fantasie, sulle onde cerebrali o sulla telepatia o sul trasferimento del pensiero hanno finito per creare quella realtà. La tecnologia ha già iniziato a collegare i cervelli in modalità wireless”. E, aggiunge ancora, Laura Sanders: “Non è la telepatia di Berger. Ma la tecnologia di oggi ci sta avvicinando a qualcosa di simile”. Insomma, a volte dalle fantasie, dai sogni e dalle illuminazioni mistiche o poetiche, sorgono delle intuizioni che, nell’arco del tempo, la scienza e la tecnologia traducono in soluzioni pratiche per migliorare la nostra vita.
Lawrence A. Zeidman, James Stone, Daniel Kondziella, “New Revelations About Hans Berger, Father of the Electroencephalogram (EEG), and His Ties to the Third Reich”, Journal of Child Neurology, June 10, 2013.
Caitlin Shure, “Brain Waves, A Cultural History: Oscillations of Neuroscience, Technology, Telepathy, and Transcendence”, Doctorate of Philosophy, Columbia University 2018.
Simone Rossi, Il cervello elettrico. Le sfide della neuromodulazione, Raffaello Cortina Editore, 2020.
Laura Sanders,”How Hans Berger’s quest for telepathy spurred modern brain science. Instead of finding long-range signals, he invented EEG”, Science News, July 6, 2021.
Il cardiogenetista Peter Schwartz, direttore del Centro Aritmie Genetiche dell’Auxologico e scienziato di fama internazionale, è al centro di un giallo che la ricerca medica sta risolvendo in un acceso confronto con il sistema giudiziario.
Una storia che appassionerebbe molti scrittori di gialli. Un intrigo internazionale alla Hitchcock. Un vero e proprio “medical thriller”. Se non fosse che si tratta di una storia vera, come si dice in certi film. Una vicenda drammatica, tragicamente vera. Straziante. Tanto per la giovane donna che è stata condannata al carcere con una delle accuse più terribili per una madre, quanto per le quattro piccole vittime che hanno perso la vita. E quanto per tutte le persone, familiari, amici e conoscenti, travolti da questa devastante storia. Una vicenda che sta facendo discutere da anni, in tutto il mondo e ora pure in Italia, quella di Kathleen Folbigg, condannata in Australia a 30 anni di carcere con l’accusa di avere soffocato i suoi quattro figli prima che avessero compiuto 2 anni.
Kathleen Folbigg ha sempre sostenuto la propria innocenza, dichiarando costantemente che la scomparsa dei poveri piccoli era da attribuirsi a una morte infantile improvvisa, quindi a cause naturali. Nonostante ciò, l’accusa e i periti di parte non hanno preso in considerazione tale possibilità e i media, forti di una vita tragicamente travagliata della Folbigg, funestata addirittura dalla morte della madre uccisa da suo padre, non hanno esitato a bollarla come la “peggiore serial killer della nazione”.
Ora però la scienza, e in particolare, la scienza medica potrebbe ribaltare la sentenza. E al centro della vicenda che coinvolge 90 eminenti scienziati per sostenere l’innocenza della Folbigg, c’è un italiano che ha avuto un ruolo determinante nel chiarire la vicenda attraverso una ricerca e la relativa pubblicazione apparsa di recente su EP Europace, una delle riviste della prestigiose pubblicazioni Oxford Academic, dedicata al trattamento e alla fisiopatolgia delle aritmie cardiache, organo ufficiale della European Society of Cardiology. Lo scienziato italiano in questione è il prof. Peter Schwartz, citato da un recente articolo del New York Times dedicato alla vicenda come “cardiologo e genetista cardiaco leader a livello mondiale a Milano”, oggi direttore del Centro per lo Studio e la Cura delle Aritmie Cardiache di Origine Genetica e del Laboratorio di Genetica Cardiovascolare dell’Istituto Auxologico Italiano IRCCS di Milano. Si tratta di una vicenda molto complessa e articolata che, con l’aiuto del prof. Schwartz abbiamo cercato di ricostruire.
Kathleen Folbigg al momento dell’arresto e come è oggi dopo 17 anni di carcere
Nel maggio del 2019 il prof. Peter Schwartz è stato contattato da una immunologa australiana, la prof.ssa Carola Garcia de Vinuesa, che chiedeva la sua opinione su un caso di presunto infanticidio nel quale una donna, Kathleen Folbigg, era stata condannata a 30 anni di carcere (di cui 17 già scontati) per aver ucciso i suoi 4 figli poco più che neonati. La donna si è sempre dichiarata innocente. Due sono i motivi che hanno spinto la Prof.ssa Vinuesa a contattare il prof. Schwartz: è considerato una autorità mondiale e assoluta in tema di aritmie genetiche, alla luce del fatto che da 50 anni si occupa di SIDS (morte in culla) e da quasi 20 anni con altri ricercatori ha dimostrato che circa il 10% di questi casi è dovuto alla sindrome del QT lungo. L’aspetto fondamentale e pratico della scoperta è che il pericolo cardiaco dei piccoli può essere identificato con un ECG (elettrocardiogramma) nel primo mese di vita e che, soprattutto, queste morti possono essere evitate. Inoltre, il gruppo di ricerca capitanato dal prof. Schwartz (con il contributo fondamentale di Lia Crotti e di un partner americano di lunga data, Al George) nel 2013 ha scoperto che mutazioni sul gene della Calmodulina, molto rare, causano un alto rischio di morte improvvisa nell’infanzia.
Prof. Schwartz, la vasta esperienza accumulata da lei e dal suo gruppo nel settore delle aritmie di origine genetica l’hanno portata, come dice il New York Times, ad essere riconosciuto come una figura leader di riferimento in questo settore clinico-scientifico. Ma come mai ha accettato di occuparsi di una vicenda così intricata e drammatica?
La donna accusata di infanticidio e due dei suoi bambini avevano una mutazione sul gene della Calmodulina! Per questa ragione mi è stato chiesto di contribuire ad uno studio sulle caratteristiche di questa mutazione (eseguito nel laboratorio di un ricercatore danese, Michael Toft Overgaard) e a scrivere il lavoro scientifico che ne sarebbe seguito. Come facevo a dire di no? Aggiungo che sulla base della nostra estesa esperienza in questo settore, abbiamo creato, con sede nell’Istituto Auxologico Italiano, il Registro Internazionale della Calmodulinopatie con già oltre 100 pazienti arruolati.
Quali sono le conclusioni dello studio?
Le nostre conclusioni sono state che la presenza in due dei 4 bambini morti – entrambi deceduti nel sonno – di una mutazione ereditata dalla madre sul gene della Calmodulina, fa ragionevolmente pensare che questa sia stata la causa della loro morte improvvisa. Queste mutazioni possono associarsi a morte cardiaca improvvisa specialmente nei primi anni di vita. La madre aveva avuto episodi di perdita di coscienza quando era giovane. Negli altri due bambini è stata trovata una mutazione associata, in studi sperimentali, a forme mortali di epilessia; su questo non posso pronunciarmi. Quando si trova una mutazione sul gene della Calmodulina è pratica corrente considerare questa la causa della morte. E’ evidente quindi che i nostri dati, sperimentali e clinici, fanno sorgere enormi dubbi sulla colpevolezza della madre almeno per quanto riguarda la morte di 2 dei 4 bambini. Per gli altri, prove di colpevolezza non esistono: è stato il quadro complessivo delle 4 vittime a far concludere ai giudici che si è trattato di infanticidio. Devo aggiungere qui che al giudizio di colpevolezza ha molto contribuito un “esperto” dell’accusa che ha dichiarato a verbale che le morti associate a mutazioni della Calmodulina non avvengono mai nel sonno. Qui sono diventati fondamentali i dati del nostro Registro Internazionale (Eur Heart J 2019;40:2964-2975) che dimostrano come il 25% di queste morti avvengano proprio nel sonno. In altre parole l’esperto ha dichiarato il falso, nonostante non potesse non conoscere il nostro lavoro che era già stato pubblicato al momento della revisione del processo.
Rimangono aperti, tuttavia, degli interrogativi: il caso è “risolto”, almeno dal punto di vista scientifico, o nutrite dei dubbi?
Noi riteniamo che per quanto riguarda i bambini con le mutazioni sulla Calmodulina, il disturbo genetico sia spiegazione sufficiente. Per gli altri due non possiamo pronunciarci, ma non c’è dubbio che la credibilità dell’accusa è stata grandemente compromessa dal nostro studio pubblicato su Europace (2021;23:441-450).
Com’ è stato l’iter della pubblicazione: ci sono state difficoltà o è filato tutto liscio?
Domanda interessante. A livello scientifico non c’è stato alcun problema. I due revisori del lavoro hanno dato parere favorevole alla rapida pubblicazione già in agosto. Poi è successo qualcosa. Avevamo già le bozze dell’articolo pronte quando, nel loro entusiasmo, i colleghi australiani ne hanno parlato con un giornalista. Questo, per scrupolo professionale, ha informato l’esperto dell’accusa (nel testo tutta questa parte era stata documentata). Nel giro di poche ore questa persona ha smosso una serie di avvocati minacciando il Europace di far causa per diffamazione, riuscendo a far bloccare la pubblicazione. E’ seguita una fase difficile nella quale abbiamo dovuto rimuovere dal testo originale tutti i dati personali della madre e dei 4 bambini e soprattutto ogni riferimento a quanto detto dall’esperto dell’accusa. Questo ha fatto ritardare di mesi la pubblicazione. Storia incredibile di tentata censura.
Possiamo comunque dire che si tratta di un caso in cui la scienza è andata in soccorso della giustizia?
Credo che possiamo dire che la ricerca scientifica seria, tra le altre cose, può anche contribuire a fare chiarezza in casi tragici come questi. I nostri risultati non dimostrano quanto è successo, ma indicano chiaramente che Kathleen Folbigg è stata condannata più sulla base di presunzioni che su basi oggettive e che i nostri dati hanno indicato come lei potrebbe essere innocente. Per far scontare 30 anni di carcere la colpevolezza deve essere provata al di là di ogni dubbio.
Scoperto un accumulo di ferro nella corteccia motoria dei pazienti affetti da SLA: come la Risonanza Magnetica Nucleare può dimostrarlo e fornire un biomarcatore utile alla diagnosi precoce della malattia. Un successo dovuto anche a un team di giovani ricercatori composto da medici, ingegneri, psicologi e tecnici di radiologia.
Fino a non molti anni fa la diagnosi di SLA era affidata a superspecialisti della malattia, spesso per “esclusione”, cioè escludendo altre patologie degenerative del sistema nervoso, non esistendo analisi specifiche per la SLA. Oggi, con i progressi della ricerca biomedica, le cose stanno fortunatamente cambiando. La definizione di biomarcatori utili alla diagnosi della Sclerosi Laterale Amiotrofica (SLA) rappresenta un obbiettivo determinante per formulare una precoce e sicura diagnosi ed avviare al più presto il paziente alla terapia più corretta e personalizzata.
Con un contributo collaborativo del Policlinico di Milano, IRCCS Istituto Auxologico Italiano ed Università degli Studi di Milano ora siamo più vicini all’obbiettivo. La suscettibilità magnetica della corteccia motoria frontale dei pazienti affetti da SLA può essere misurata automaticamente e risulta alterata e correlabile con la sofferenza del I° motoneurone, uno dei due elementi responsabili della SLA accanto alla degenerazione del II° motoneurone.
«Il contributo di un gruppo di lavoro che si è affiatato negli anni – afferma il prof. Vincenzo Silani, professore ordinario di neurologia dell’Università di Milano e primario di neurologia dell’Auxologico – oggi si realizza con un prestigioso lavoro pubblicato dall’European Radiology che trova in un ricercatore molto valido del Policlinico di Milano, il dott. Giorgio Conte, primo autore del lavoro pubblicato. La SLA polarizza la nostra attenzione da anni e la ricerca di biomarcatori è stata spasmodica: la possibilità di eseguire oggi una Risonanza Magnetica Nucleare (RMN) ed avere una informazione così rilevante accende la possibilità di una diagnosi precoce nonché la conferma diagnostica con un biomarcatore neuroradiologico alla portata di tutti».
Giorgio Conte
«Negli ultimi anni abbiamo focalizzato la nostra attenzione sull’accumulo di ferro nella corteccia motoria dei Pazienti affetti da SLA – conferma il dott. Giorgio Conte. Questo fenomeno può essere studiato mediante tecniche avanzate di RMN, in particolare lo studio quantitativo della suscettibilità magnetica. Quello cha abbiamo dimostrato è che la variazione di suscettibilità magnetica, e quindi di accumulo di ferro, nella corteccia motoria dei pazienti affetti da SLA avviene in maniera eterogenea nei diversi quadri clinici, e correla fortemente con i segni di compromissione del I° motoneurone. Nell’immediato presente questi risultati potrebbero incoraggiare l’utilizzo di queste tecniche di imaging per selezionare i pazienti con SLA che potrebbero beneficiare dell’utilizzo sperimentale di farmaci chelanti del ferro in trial farmacologici. Nel prossimo futuro l’obbiettivo è quello di migliorare le nostre tecniche per individuare minime variazioni di suscettibilità magnetica, e quindi avere uno strumento per la diagnosi precoce di malattia. È chiaro che quest’ultimo obbiettivo è legato anche alla possibilità di un ulteriore sviluppo tecnologico delle apparecchiature di RMN. Il raggiungimento dei nostri obbiettivi – precisa il dott. Giorgio Conte – è frutto di una stretta collaborazione tra medici, ingegneri, psicologi e tecnici di radiologia, in particolare con l’ apporto dell’ingegnere Valeria Elisa Contarino che ha guidato l’analisi delle immagini in questa ricerca».
«Sia il dott. Conte, così come l’ing. Contarino, lavorano nel mio team – commenta il prof. Fabio Maria Triulzi, professore ordinario di neuroradiologia della Università degli Studi di Milano e direttore della neuroradiologia del Policlinico – a sottolineare come la collaborazione di giovani studiosi ci ha largamente aiutato nel raccogliere un risultato non solo di valore scientifico, ma anche pratico. La Risonanza Magnetica conferma la estrema versatilità delle possibili applicazioni, offrendo oggi anche un potenziale biomarcatore per il paziente nelle fasi più precoci di malattia: la più recente letteratura accredita, infatti, in modo sempre più convincente l’origine corticale della patologia».
«Ampio contributo è stato inoltre fornito – continua il prof. Silani – da una giovane specializzanda in neurologia, la dott.ssa Francesca Trogu, che ha creduto già da studente nel progetto e lo ha alimentato con energia sotto la supervisione della dott.ssa Claudia Morelli, neurologa di vasta esperienza dell’ Istituto Auxologico Italiano che largamente ha contribuito alla definizione clinica dei pazienti».
«La maggiore soddisfazione è avere visitato un paziente a cui la diagnosi di SLA non era stata sospettata – conclude il prof. Vincenzo Silani – fino a quando l’esecuzione di una RMN ha evidenziato la diversa suscettibilità magnetica corticale nel paziente che è stato quindi reindirizzato al neurologo inviante con il suggerimento di una indagine approfondita per SLA che poi è stata diagnosticata. Se ciò è vero, un esame relativamente veloce come quello indicato in questa ricerca, potrà aiutare ad orientare la diagnosi talvolta complessa di SLA anticipando nel tempo l’orientamento terapeutico più appropriato».
Sono gli elettricisti del cervello. Detto senza irriverenza. Ma loro percorrono un settore di studi che fino a non molti anni fa era praticamente sconosciuto, non solo al pubblico profano, ma pure ai medici. Certo, tutti i medici sanno che il cervello ha una attività elettrica, oltre che biochimica, e che tale attività può essere registrata da una apparecchiatura che traccia un elettroencefalogramma, in sigla, meglio praticabile, EEG. In pratica il cervello ha vari “ritmi”, dalla veglia al sonno profondo (e a quello con sogni), contraddistinti da altrettanti differenti tracciati, che possono essere registrati dall’EEG. Un tempo con pennino scrivente su lunghi rotoli di carta, oggi invece i tracciati sono leggibili sul monitor di un computer e comodamente archiviabili. Con tutti i vantaggi che ne derivano sia in termini di confronto clinico, sia in termini di ricerca. Anche perché i tracciati della attività elettrica del cervello possono modificarsi nel tempo nelle varie età della vita, ma anche a seguito di patologie e traumi che possono interessare la materia cerebrale.
Cosicché ci fu chi, nel secolo scorso, cominciò a chiedersi se questa attività elettrica del cervello fosse non solo correlata a patologie neurologiche (come ad esempio il Parkinson con i suoi tremori o l’epilessia), ma pure psichiatriche (come ad esempio la depressione e i disturbi dell’umore). Da questo a passare all’intuizione che l’elettricità potesse essere utile alla cura del cervello, il passo fu breve. Peraltro l’elettricità, come si ricorderà, ridona la vita al patchwork anatomico creato dal dottor Frankenstein, idea mediata dai vari esperimenti sulla “elettricità animale” di Luigi Galvani e seguaci, e persino dagli esperimenti proto-psicoterapeutici di Franz Anton Mesmer.
Ricordo che Carlo Lorenzo Cazzullo, il padre della psichiatria italiana, nei lunghi incontri con lui durante i quali registravo delle interviste ai fini di una sua biografia, un giorno estrasse un volume dalla sua ricca biblioteca e mi mostrò la prima edizione del testo dello psichiatra Ugo Cerletti, ideatore dell’elettroshock o, intermini clinici, della “terapia elettroconvulsivante”. In buona sostanza, un scossone elettrico al cervello, usato soprattutto per le gravi forme di depressione a rischio suicidario, e per gli stati ipomaniacali. Ci vollero decenni per comprendere, dal punto di vista scientifico, gli effetti di tali correnti applicate all’esterno del cranio verso l’elettrochimica del cervello. E per constatarne gli effetti su varie capacità cognitive, ad esempio sulla memoria.
Parallelamente al progressivo perfezionamento della terapia elettroconvulsivante e soprattutto dell’avvento della neuro e psicofarmacologia, la medicina iniziò a percorrere anche la strada della cosiddetta “psicochirurgia”. Intervenire sul cervello per modificarne la struttura anatomica ai fini del trattamento di disturbi psichiatrici. Gli appassionati di cinema ricorderanno, al riguardo, il capolavoro diretto da Miloš Forman, tratto dall’omonimo romanzo di Ken Kesey, con uno strepitoso e indimenticabile Jack Nicholson: “Qualcuno volò sul nido del cuculo”.
Questo libro appena pubblicato da Raffaello Cortina con l’esplicito titolo “Il cervello elettrico. Le sfide della neuromodolazione” di Simone Rossi (insegna neurofisiologia all’Università degli Studi di Siena. È past-president della Società italiana di psicofisiologia e neuroscienze cognitive e attuale segretario della Società italiana di neurofisiologia clinica. Esperto internazionale di studi funzionali sul cervello e di neuromodulazione non invasiva, ha inventato, con un amico ingegnere, dispositivi robotici indossabili per migliorare la qualità della vita dei malati di Parkinson, dei pazienti con paralisi della mano e di quelli che soffrono di acufeni), parla tanto della storia, anche con accenni remotissimi, di quanto è stato fatto per intervenire sulla funzionalità del cervello, sia a scopo terapeutico che di ricerca, tanto, soprattutto di quanto si sta facendo oggi e si farà nei prossimi anni in questo affascinante campo di studi e di applicazioni.
Settore che avanzerà sempre più a ritmo sostenuto mano a mano che le tecnologie si perfezionano e sempre più si miniaturizzano: le cosiddette “nanotecnologie”. Che ci portano e ci porteranno sempre più ad applicazioni da fantascienza. Questo libro, che è anche una biografia intellettuale dell’autore, parla in modo godibilissimo, persino umoristico, del cervello elettrico, della attività elettrica del cervello. Di come registrarla, come modularla, come stimolarla, come intervenire per trattare malattie neurologiche e psichiatriche. Questo libro mi ha talmente appassionato che ho deciso di contattare subito Simone Rossi e intervistarlo. Ecco le sue risposte.
Il suo libro è anche una autobiografia intellettuale: quanto hanno influito le sue esperienze personali nella scelta di questo settore di ricerca?
Credo che abbiano influito abbastanza, magari a livello inconscio, nella scelta del tipo di ricerca che ho intrapreso. Questo si può evincere dal prologo del libro. Però, non sono mai andato in analisi per capire fino a che punto (ammesso che funzioni in questo senso, l’analisi). In sostanza, credo che la curiosità in generale abbia prevalso, instillata anche da letture illuminanti fatte al momento giusto della vita, quando si deve scegliere che cosa fare da grandi: lo studio di come funziona il cervello è uno dei campi in cui la curiosità trova più spazio in assoluto, no?
Ci vuole spiegare brevemente cosa si intende per “neuromodulazione” e perché è così importante oggi?
La neuromodulazione è l’applicazione invasiva o non invasiva di deboli correnti elettriche a zone ben definite del cervello o del midollo spinale. Alcuni includono anche il neurofeedback fra le metodiche di neuromodulazione, perché anche con questo approccio si può modificare l’attività cerebrale, anche se non c’è nessuna stimolazione elettrica.
Quindi, con la neuromodulazione è possibile interagire con l’attività elettrica dei neuroni, modificandola transitoriamente per scopi di ricerca sulle funzioni cerebrali, o più a lungo termine per ottenere un beneficio terapeutico in alcune patologie neurologiche e psichiatriche non curabili con i soli farmaci. C’è bisogno di divulgare questa conoscenza, perché il campo “neuromodulazione” è in crescita esponenziale e rappresenterà un presidio terapeutico/riabilitativo sempre più rilevante nei prossimi anni.
Il progetto Neuralink di Elon Musk rientra in questa categoria? Cosa ne pensa di tale progetto?
Sì certo, rientra in questa categoria, fra le metodiche invasive. Che ne penso? Bene, se penso all’evoluzione tecnologica per cercare di aiutare i tetraplegici a muoversi, sfruttando nuovi tipi di impianti cerebrali tecnologicamente avanzatissimi. Bene, se penso anche a quanti ricercatori sta dando la possibilità di esprimersi. Ho qualche dubbio sul fatto che un chip impiantato nel cervello sia utile, in un futuro, dal difendersi “dall’attacco delle intelligenze artificiali”: mi sembra un pensiero fondamentalmente paranoico, oppure dettato da esigenze di puro marketing (le due cose non si escludono).
Quali sono i settori terapeutici che maggiormente beneficiano della neuromodulazione? E cosa è ragionevolmente possibile fare con la stimolazione del cervello oggi? Cosa sarà possibile fare in futuro?
Rispondo insieme a queste due domande, distinguendo fra le metodiche invasive (cioè che richiedono un intervento chirurgico per il posizionamento degli elettrodi intracerebrali e del generatore di impulsi collegato) e quelle non invasive.
Le prime, come la stimolazione cerebrale profonda (o DBS), è ormai divenuta il gold standard del trattamento del Parkinson in stadio avanzato e del tremore invalidante, anche se non tutti i pazienti la possono fare. E’ utilizzata anche nell’epilessia farmacoresistente, nelle distonie gravi, nel disturbo ossessivo-compulsivo, nella depressione, nelle gravi emicranie, e vi sono alcuni studi pilota in corso per la Malattia di Alzheimer.
Per quanto riguarda quelle non invasive, la rTMS è approvata ufficialmente per il trattamento della depressione farmacoresistente e del disturbo ossessivo-compulsivo, anch’esso resistente ai farmaci. La medicina basata sull’evidenza ha posizionato in classe A (cioè, efficace decisamente) la rTMS per il trattamento delle seguenti condizioni cliniche: i) depressione farmacoresistente, utilizzando come bersaglio della stimolazione, effettuata ad alta frequenza, la corteccia dorsolaterale prefrontale (DLPFC) di sinistra; ii) dolore neuropatico cronico, applicando le stimolazione -sempre ad alta frequenza- sull’area motoria primaria controlaterale alla parte del corpo interessata dalla sintomatologia dolorosa; iii) recupero della funzionalità della mano nelle fasi post-acute che seguono un ictus cerebrale, utilizzando una stimolazione inibitoria, a bassa frequenza, dell’area motoria primaria dell’emisfero non colpito. Evidenze di efficacia probabile (classe B) si riscontrano in numerose altre condizioni neurologiche o psichiatriche, quali la Malattia di Parkinson (sia per il disturbo motorio che per i sintomi depressivi che spesso si associano a questa patologia), la sintomatologia dolorosa connessa alle sindromi fibromialgiche, per i disturbi motori agli arti inferiori in pazienti con sclerosi multipla, nel disturbo post-traumatico da stress e nel recupero del linguaggio nelle afasie post stroke.
Per il futuro, non credo tanto che vi saranno delle nuove indicazioni (ormai queste metodiche sono state provate in moltissime condizioni) quanto invece potremo assistere a miglioramenti tecnologici che consentano una maggiore precisione di stimolazione, con meno effetti collaterali (soprattutto nel caso della DBS, la rTMS non ha infatti grandi effetti collaterali) ed una migliore personalizzazione dei parametri di intervento.
Alla luce delle sue ricerche, occorrerebbe introdurre questo tipo di conoscenze nell’ambito della formazione specialistica in neurologia e psichiatria? Quali vantaggi apporterebbero allo specialista? Oppure è pensabile un intero settore specialistico dedicato alla neuromodulazione?
Senz’altro si, sarebbe utile e necessario. Stanno fiorendo molti Masters in questo senso, ma nelle scuole di specializzazione “tradizionali” la neuromodulazione è sempre un argomento di nicchia, e se ne parla solo se in un determinato centro formativo viene praticata.
La neuromodulazione non invasiva sta crescendo a vista d’occhio, soprattutto privatamente, visto che il Sistema Sanitario Nazionale è un po’ lento nel recepire questi avanzamenti scientifici. Sarebbe quindi fondamentale istituire dei corsi ad hoc da parte delle società scientifiche (e magari istruire i dirigenti sanitari, che spesso non sanno niente di queste cose). Poi, se la vogliamo vedere in un altro modo, quando diamo un farmaco che agisce sul sistema nervoso centrale, neuromoduliamo lo stesso l’efficacia delle sinapsi…quindi basterebbe allargare un po’ la visione del problema, eliminando le settorializzazioni. Secondo questa visione, non vedrei utile un settore specialistico a se stante a livello di formazione base: meglio integrare, anche fra neurologia e psichiatria.
Cosa si intende per “oscillopatia” e perché è così importante in campo neurologico e psichiatrico?
Il termine oscillopatia non è ancora molto familiare nella comunità neurologica e tantomeno in quella psichiatrica, nonostante che si aggiri nella letteratura specifica da circa una ventina di anni. Si riferisce al fatto che i nostri network neurali, per comunicare fra di loro, utilizzano una debole attività elettrica autoprodotta (quella che viene comunemente chiamata elettroencefalogramma) composta di segnali più o meno sinusoidali che hanno un periodo variabile di oscillazioni al secondo. Sappiamo ormai con certezza che queste oscillazioni elettriche variano in rapporto a stati fisiologici differenti (veglia, diverse fasi del sonno) ma anche a stati patologici (per esempio, nella morte cerebrale non si rileva attività oscillatoria).
Senza arrivare ad un caso così estremo, è ormai chiaro che alcune patologie, sia neurologiche che psichiatriche, sono accompagnate da variazioni loco-regionali di questi ritmi cerebrali, in aree o network abbastanza specifici. Per esempio, nella malattia di Parkinson prevale l’attività in banda beta (oscillazioni a circa 20 cicli/secondo) nelle regioni deputate al controllo del movimento, e la correzione -tramite neuromodulazione, ma anche farmacologica- di questa attività eccessiva può portare alla correzione dei sintomi motori. Un altro esempio classico di oscillopatia è l’epilessia, che è rappresenta da scariche elettriche anomale, che possono essere localizzate o diffuse: quando si trova la terapia adatta, questa attività elettrica patologica tende a scomparire. Anche in psichiatria cominciano ad emergere sindromi cliniche legate a disfunzioni di particolari ritmi cerebrali, su tutte la schizofrenia e il disturbo da deficit di attenzione ed iperattività, meglio conosciuto come ADHD.
Oltre alle stimolazione delle memorie, a che punto siamo con la “cancellazione” delle memorie traumatiche?
Questa è una bella domanda. Negli sudi sperimentali sull’animale sembra sia possibile cancellare le memorie traumatiche, grazie a studi basati sulll’optogenetica, una metodica che consente di vedere il funzionamento di singoli neuroni “in vivo”. Nell’uomo, siamo sempre un po’ indietro, perché non è per ora possibile applicare queste metodiche, e non è detto che i circuiti delle memorie del topolino funzionino esattamente allo stesso modo di quelli dell’uomo.
Diverse storie della scoperta di Hans Berger, inventore dell’EEG, riportano che egli era alla ricerca di una “dimostrazione scientifica della telepatia”. Lei parla nel suo libro di “sintonia emotiva tra cervelli” e un ricercatore come Miguel Nicolelis sta lavorando da anni al tentativo di una comunicazione “diretta” cervello-cervello. Sarà mai possibile una cosa del genere: cioè conoscere direttamente i contenuti di un altro cervello senza l’intermediazione della comunicazione linguistica o simbolica?
Boh! Per ora non mi sembra che ci siano evidenze solide in questo senso. La mia opinione personale (non basata su argomentazioni scientifiche, che fondamentalmente non esistono al momento) è che sarebbe veramente triste conoscere i contenuti di un altro cervello senza l’intermediazione linguistica o simbolica. Credo che una gran parte del “succo della vita” scomparirebbe; e magari senza empatia, o senza la propensione a cercare di interpretare i messaggi trasmessi da chi ci sta davanti, poi diventiamo tutti anedonici e depressi. Pensiamo ad un incontro galante, dove a cena si sta zitti, confidando che tanto capiamo lo stesso…una tristezza infinita, direi.
Come immagina il “cervello del futuro”? Potenziato con microchip neurali o cosa?
Spero proprio di no, se non per curare le malattie incurabili altrimenti. Confido invece in un cervello che ritorni pensante per conto proprio, e non per slogan politici mirati più a scatenare il sistema limbico (cioè la rabbia, la violenza) che il ragionamento proprio della neocorteccia (analisi, pianificazione, scelte e conseguenze); un cervello che sia indirizzato verso il bene comune, la sostenibilità, l’ambiente e la giustizia sociale, senza necessità di chip o correnti dirette in qualche zona precisa per raggiungere questi obiettivi. Da un punto di vista evoluzionistico sarebbe l’unica salvezza per l’umanità. Altro che assalto delle intelligenze artificiali!
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