Alla ricerca del “coscienziometro”…

Quando dormiamo profondamente. Quando dobbiamo fare un intervento chirurgico in anestesia totale. Quando subiamo un trauma cerebrale grave. Sono tutte condizioni nelle quali la nostra coscienza è spenta, o almeno lo sembra. In determinate condizioni però , un medico potrebbe avere delle difficoltà a comprendere se un paziente, che ha subito un trauma cerebrale, ha ancora attività riconducibili ad uno stato di coscienza sia pur minimo.

Per rispondere a questo interrogativo sarebbe necessario una sorta di “coscienziometro” ovvero un misuratore dell’attività cerebrale. Questo “strumento” sarebbe non soltanto un prezioso ausilio per i medici ma anche per i parenti delle decine di migliaia di pazienti non comunicanti nella delicata e difficile situazione di dover prendere decisioni impegnative ed emotivamente stressanti.

Ancora oggi lo strumento che si avvicina di più ad un ipotetico coscienziometro è l’elettroencefalogramma (EGG) sviluppato dallo psichiatra tedesco Hans Berger dal 1924 al 1929. Berger non ricevette alcun riconoscimento per aver aperto una pagina fondamentale della neurofisiologia clinica e si impiccò nel 1941 dopo essere stato candidato più volte, invano, al Premio Nobel. Dalla fine degli anni Quaranta in poi la rilevazione di un segnale “EGG attivato” è stato il segno più certo di un soggetto cosciente. Si tratta di uno stato caratterizzato da onde desincronizzate a bassa tensione che oscillano verso l’alto e verso il basso attraverso il cranio.

Tuttavia l’elettroencefalogramma con i suoi elettrodi e il suo gel è dispendioso in termini di tempo e talvolta soggetto ad errori. Naturalmente ci sono altri metodi per misurare l’attività cerebrale oltre al buon vecchio EGG: scanner magnetici che misurano la dinamica del sangue nel cervello o la magnetoencelografia (MEG) che traccia il campo magnetico intorno al cervello. Questi strumenti come altri che non citeremo in questo articolo presentano problemi pratici e metodologici che non consentono di essere utilizzati come esami di routine.

I motivi che spingono i medici ad una rivelazione più precisa dello stato di coscienza in una persona attiene fondamentalmente alle esigenze di due gruppi distinti di pazienti. Il primo gruppo è costituito da adulti che con gravi disturbi della coscienza in seguito a traumi cerebrali, encefaliti, meningiti, ictus o intossicazioni da sostanze stupefacenti o alcool. Questi pazienti se sopravvivono al trauma iniziale, una volta stabilizzati e con determinate condizioni di assistenza possono sopravvivere anche per molti anni in uno stato di coscienza apparentemente del tutto assente.

Emblematico  il caso  di una giovane donna americana, Terri Schiavo, che il 25 febbraio 1990 subì un arresto cardiaco che provocò gravi danni  cerebrali con conseguente diagnosi di stato vegetativo persistente. La donna sopravvisse in mezzo a feroci battaglie legali per 15 anni dipendendo per alimentazione ed idratazione da un tubo.  Nel 1998, il marito e tutore legale Michael, fece appello alla Corte di Contea di Pinellas  chiedendo la rimozione del tubo di alimentazione. Robert e Mary Schindler, suoi genitori, si opposero alla decisione del marito, sostenendo che la figlia fosse cosciente. La corte concluse che Terri non avrebbe voluto continuare le terapie di mantenimento della vita e finalmente la donna fu staccata dal tubo e morì, all’età di 41 anni il 31 marzo 2005.

All’interno di questa categoria, un particolare interesse riguarda i pazienti in stato vegetativo o UWS da un acronimo inglese. Queste persone di solito deglutiscono, sbadigliano, aprono e muovono gli occhi e la testa. Si tratta però di movimenti involontari, solo riflessi del tronco cerebrale che controlla processi essenziali come la respirazione, il movimento oculare, la frequenza cardiaca, etc.

Alcuni studi suggeriscono che circa il 20% dei pazienti in stato vegetativo sono coscienti e quindi ricevono una diagnosi sbagliata. Diversa è la situazione per l’altro gruppo di persone, i pazienti in stato di minima coscienza o MCS. Incapaci di parlare queste persone sporadicamente sono in grado di lanciare segnali come sorridere o piangere, emettere alcuni suoni, seguire con lo sguardo oggetti o persone.

Il loro stato fa presumere che la loro coscienza sia pure ad un livello minimo sia attiva. Il bisogno di monitorare la coscienza riguarda però anche persone che non hanno subito traumi cerebrali di alcun tipo. L’esempio più classico riguarda chiunque debba subire un intervento chirurgico in anestesia totale. Purtroppo ogni tanto si produce un risveglio intempestivo, il cosiddetto “ricordo intraoperatorio” anche detto coscienza sotto anestesia. Si stima che questo malaugurato evento, che può provocare danni psichici anche per tutta la vita, si verifichi una volta ogni 1000 interventi. Soltanto negli Stati Uniti significa alcuni migliaia di casi l’anno!

Il risveglio intraoperatorio avviene perché nessuno della grande varietà di agenti anestetici utilizzati agisce uniformemente su tutti i pazienti. Di qui la necessità di avere uno strumento ancora più affidabile dell’EGG per misurare lo stato di coscienza.

La teoria scientifica più promettente sulla coscienza è stata sviluppata da un medico italiano Giulio Tononi professore di psichiatria all’Università del Wisconsin, dove dirige il Center for Sleep and Consciousness.

 L’Integrated Information Theory si propone di quantificare matematicamente la portata della coscienza per mezzo di una grandezza chiamata informazione integrata indicata con la lettera greca phi.

Il metodo consiste nel perturbare il cervello (zap) inviando un singolo impulso di energia magnetica che induce una breve corrente elettrica nei sottostanti neuroni corticali che a loro volta coinvolgono altri neuroni in una cascata che si riverbera dentro la testa prima che questo picco si estingua in una frazione di secondo. L’attività elettrica prodotta viene monitorata da una cuffia per l’EGG ad alta densità indossata dal paziente. I ricercatori riescono così a misurare l’entità della coscienza attraverso una formula matematica che coglie le “diversità” delle sollecitazioni indotte.

E’ una tecnica ricavata dalla scienza dei computer ed è la base del celebre algoritmo “zip”. L’intera operazione di misurazione della coscienza è chiamata dai ricercatori “zap” e “zip” ovvero perturba e comprimi. Il prodotto di questa nuova tecnica è un numero, “l’indice di complessità perturbativa”, se è 0, il soggetto è privo di qualunque stato di coscienza, 1 è lo stato di massima coscienza possibile.

Gli esperimenti di controllo seguiti alla messa a punto di questa tecnica innovativa hanno dato tutti buoni esiti. Adesso si apre la strada per portare “zip e zap” ad un grado di accuratezza del 100% e soprattutto capire se sarà possibile tradurre uno strumento di prognosi in uno strumento di previsione sulle possibilità di recupero dei pazienti UWS.

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