Scienza e ricerca

Scienza e ricerca

Se il corpo non risponde

17 gennaio 2013

Con la coscienza si deve fare i conti, si sa. E a farli sono in parecchi in tutto il mondo. Nel 2010 un consorzio di nove università e fondazioni europee, coordinate da Andrea Kübler dell’University of Würzburg in Germania, ha dato avvio a un progetto di ricerca che si concluderà quest’anno, a febbraio, denominato DECODER. Si tratta di uno studio che ha lo scopo di elaborare un’interfaccia cervello-computer in grado di determinare lo stato di coscienza in pazienti in stato vegetativo o di minima coscienza o, ancora, affetti da particolari malattie tra cui la distrofia muscolare e la sclerosi laterale amiotrofica, in cui, pur conservando consapevolezza di sé, il paziente non è in grado di comunicarlo.    

Nel 2011, durante il convegno della Fondazione Veronesi “The Future of Science”, fece scalpore la presentazione di uno strumento in grado di misurare la coscienza. A parlarne erano Giulio Tononi, docente di Psichiatria dell’Università del Wisconsin e Presidente del Center for Sleep and Consciousness e Marcello Massimini, del Dipartimento di Scienze Cliniche Luigi Sacco dell’Università degli Studi di Milano. Il “coscienziometro”, come venne battezzato, si basava sulla “teoria dell’informazione integrata”, secondo cui  la coscienza sarebbe determinata non tanto dalla quantità di informazioni possedute dal cervello, ma dalla sua capacità di integrare tra loro tali informazioni. Secondo gli studi di Tononi e Massimini, questa capacità può essere “misurata” attraverso stimolazione transcranica magnetica che induce brevi correnti elettriche nella corteccia cerebrale e induce la risposta dei neuroni, che viene poi analizzata con elettroencefalogramma. In questo  modo si può stabilire il grado di coscienza che può essere vicino a zero, come nel sonno senza sogni o sotto anestesia farmacologica, o in casi di coma, oppure più elevata, in altre fasi del sonno, o nei casi di torpore. Gli studi in questo senso continuano nel 2012 con una collaborazione tra l’équipe di Massimini e il Coma Science Group di Steven Laureys dell’Université de Liège, in Belgio.

Nell’ambito degli studi sulla coscienza, il contributo viene anche da Padova che raccoglie i risultati delle ricerche sull’adulto condotti a livello internazionale e propone un protocollo per il bambino. Si chiama EDDA, Electroencephalographic-based Device for Detecting Awareness (in Children with Disorders of Consciusness), ed è un progetto di informatica pediatrica che ha lo scopo di sviluppare un “coscienziometro pediatrico”, una sorta di barometro digitale capace di stimolare e misurare le “emozioni” di bambini con gravi disturbi di coscienza perché profondamente sedati o in emersione da un coma profondo ma reversibile. Presentato per la prima volta lo scorso dicembre a Verona nell’ambito di Italiacamp, il progetto si è qualificato quarto tra i 100 progetti veneti e unico tra i padovani ad arrivare in finale. Lo strumento si basa sulle più moderne teorie di neurofisiologia che vedono nella “vigilanza” e nella “consapevolezza”, di sé e dell’ambiente esterno, le due componenti della coscienza. Il coma profondo è la perdita temporanea sia dell’una che dell’altra e dura non più di 3-4 settimane. Dopo questo periodo subentra la morte cerebrale o lo stato vegetativo. Oppure, in altri casi ancora, il malato può trovarsi in stato di minima coscienza. E’ raro, tuttavia, che in un bambino o in un adolescente il coma profondo si riveli subito irreversibile (morte cerebrale) o che subentri uno stato vegetativo o di minima coscienza di durata superiore all’anno. 

EDDA vuole intervenire proprio in questi stadi: in fase acuta, quando i bambini sono ancora in terapia intensiva, e nelle fasi successive, misurando il grado di consapevolezza non solo quando comincia a emergere qualche contenuto cognitivo, ma spingendosi oltre ed esaminando anche malati in stato vegetativo. 

Lo strumento, secondo il progetto in fase di sviluppo, è composto da un’applicazione multipiattaforma Open & Free (migliorabile, usabile e condivisibile), un tablet o uno smartphone, un sistema wire-less per misurare il segnale dell’elettroencefalogramma (un “caschetto” con soli otto elettrodi). Come avviene dunque la “misurazione” dello stato di coscienza? “Il sistema – spiega Agnese Suppiej che ha sviluppato il metodo a Padova ed è responsabile del servizio di Neurologia pediatrica dell’Azienda ospedaliera di Padova e docente nella Scuola di Specializzazione in Neuropsichiatria Infantile e in Pediatria – si basa sul principio dei potenziali evocati evento-correlati, cioè esami che studiano le risposte del sistema nervoso centrale a uno stimolo sensoriale. Più semplicemente, vengono inviate stimolazioni multimediali, prevalentemente sonore e visive, non significative interrotte da suoni significativi, come ad esempio la voce della mamma, per evocare possibili risposte cognitive nel paziente e individuarle attraverso modificazioni nell’elettroencefalogramma, ottenendone una estrazione computerizzata”. L’esperimento viene ripetuto e, a seconda della maggiore o minore costanza nella risposta allo stimolo, viene classificato il grado di coscienza. 

A questo punto, non appena disponibili i fondi, si tratterà di sviluppare l’applicazione multipiattaforma e, soprattutto, testare EDDA sui pazienti. Si tratta di uno strumento facilmente utilizzabile e a basso costo, che potrebbe fare la differenza nella fase di risveglio del bambino dal coma. L’eventuale risposta allo stimolo indotta dal “coscienziometro” può infatti essere utilizzata per permettere la comunicazione tra paziente, personale medico e famiglia, attraverso ulteriori ausili informatici, in un momento in cui proprio l’assenza di comunicazione rende talvolta difficoltosa anche la normale routine clinica. Il progetto è stato elaborato da un gruppo di ricerca composto da Agnese Suppiej e collaboratori (Schifano, Scialpi, Santangelo, Cappellari e Cainelli), da Claudio Palazzi, docente del Dipartimento di Matematica, da Andrea Pettenazzo, responsabile del servizio di Terapia intensiva pediatrica, da Roberto Mancin del Dipartimento di Salute della donna e del bambino, Gianluca Moro del Dipartimento di Scienze statistiche. 

Monica Panetto