Notule

 

 

(A cura di LORENZO L. BORGIA & ROBERTO COLONNA)

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno XXI – 05 ottobre 2024.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento è oggetto di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: BREVI INFORMAZIONI]

 

In che modo la ripetizione nello studio consolida la memoria? Il consolidamento della memoria semantica, ossia della registrazione di concetti e nozioni che si fissano in mente con lo studio, ha un suo contrassegno specifico nella distribuzione delle memorie nella rete ippocampo-corteccia. È empiricamente noto fin dall’antichità, quando i retori greci svilupparono le mnemotecniche, che la ripetizione migliora la ritenzione e la rievocazione, ma i meccanismi neurofisiologici operanti al livello di reti, responsabili di questo effetto, sono ancora in gran parte sconosciuti. Wangjing Yu e colleghi hanno rilevato e dimostrato che la ripetizione aumenta la riattivazione post-codifica offline nella corteccia cerebrale e accresce, altresì, la riattivazione coordinata offline tra ippocampo e corteccia, rinforzandone l’attività. L’effetto si produce selettivamente in questo modo, perché la ripetizione non attiva l’ippocampo offline. [Cfr. Proceedings of the National Academy of Sciences USAAOP doi: 10.1073/pnas.2405929121, 2024].

 

Giovani polli domestici sono attratti dai volti per una selettività innata del cervello. Come i neonati che non hanno mai visto un volto e mostrano preferenza per i visi delle persone, i pulcini fin dalla schiusa mostrano attrazione per stimoli riproducenti i visi. Dimitry Kobilkov e colleghi coordinati da Giorgio Vallortigara, registrando le risposte di singoli neuroni del cervello di giovani polli domestici esposti a stimoli riproducenti volti, hanno individuato una popolazione di neuroni che specificamente reagisce alla configurazione face-like, e non risponde a nessun altro stimolo o agli elementi isolati (occhi, naso, bocca) di una faccia. Lo studio dimostra che la popolazione neuronica selettiva per i volti non sviluppa questa abilità per apprendimento, ma la possiede già come proprietà innata. [Cfr. PNAS USAAOP doi: 10.1073/pnas.2410404121, 2024].

 

Gravidanza: cambiamenti neuroanatomici nel cervello della donna studiati nel tempo. Laura Pritschet e colleghi hanno mappato, mediante una tecnica di neuroimmagine di precisione, le variazioni morfologiche dell’encefalo di una donna da prima del concepimento a 2 anni dopo il parto. Il principale cambiamento anatomico legato alla gravidanza è risultato essere una pronunciata riduzione volumetrica della materia grigia e dello spessore corticale in tutto il cervello, in contrasto con un aumento dell’integrità microstrutturale della sostanza bianca, con un aumento prevedibile del volume ventricolare e del fluido cerebrospinale, con poche regioni rimaste indenni dai cambiamenti. Il dato è in assoluto contrasto con i reperti nella gestazione dei roditori, caratterizzati da aumento di neuroni corticali, di sinapsi e del livello di prestazioni cognitive.

Non condividiamo l’opinione degli autori dello studio, che ritengono il loro set di dati una “comprehensive map of the human brain across gestation”, in quanto, sebbene lo studio sia indubbiamente accurato e protratto nel tempo, riguarda il cervello di una sola donna e non le variazioni comuni ai cervelli in gravidanza di centinaia di donne, come sarebbe auspicabile per avere un riferimento fisiologicamente significativo. [Cfr. Nature Neuroscience – AOP doi: 10.1038/s41593-024-01741-0, 2024].

 

Malattia di Parkinson: l’attività fisica costante abbassa il rischio in modo impressionante. Yanjie Jiang e colleghi, in una meta-analisi dei 21 studi maggiori in questo campo che includono 13 “studi di coorte” e 8 studi di “caso-controllo”, hanno riaffermato la nozione emersa già da anni: un’attività fisica intensa e costante riduce drasticamente il rischio di sviluppare la malattia. È provato anche che, con l’aumento dell’attività fisica, si riduce proporzionalmente il rischio e, con la diminuzione dell’attività fisica, il rischio cresce in proporzione. [Cfr. Journal of Neurology – AOP doi: 10.1007/s00415-024-12672-y, October 3, 2024].

 

Come cambia funzionalmente il cervello con un nuovo tipo di meditazione (OM). La sexual medicine, come abbiamo rilevato da tempo, ha abbandonato il rigore scientifico dell’analisi della funzione sessuale quale parte della fisiologia riproduttiva, seguendo la deriva ideologica che considera la sessualità come una risorsa al servizio di scopi edonici e ricreativi individuali. Il nuovo tipo di “meditazione”, ossia l’Orgasmic Meditation (OM) è una pratica prevalentemente focalizzata sulla masturbazione clitoridea finalizzata a ottenere orgasmi ed effetti di “rilassamento”.

Andrew Newberg, Reneita Ross e colleghi hanno studiato il metabolismo del glucosio in 40 soggetti con più di un anno di pratica della OM 2-3 volte la settimana mediante FDG-PET a riposo e comparando le scansioni con quelle eseguite su un gruppo di controllo. I cervelli di coloro che praticavano da tempo la tecnica masturbatoria-orgasmica hanno fatto registrare un metabolismo significativamente più basso in aree selettive dei lobi frontale, temporale e parietale, della corteccia anteriore del giro del cingolo, dell’insula e del talamo. Le donne avevano un metabolismo particolarmente più basso in insula e talamo. [Cfr. Frontiers in Neuroimaging – AOP doi: 10.3389/fnimg.2024.1368537, 2024].

 

Efficace per curare l’ADHD nel cane epilettico il trapianto di microbiota fecale (FMT). In nove cani affetti da epilessia resistente ai farmaci e sindromi concomitanti, tra cui l’ADHD (disturbo dell’attenzione con iperattività simile a quello dei bambini), è stato sperimentato il trapianto di microbiota (FMT) sulla scorta dell’efficacia rilevata nei roditori. Dopo il trapianto, i cani hanno presentato miglioramenti nelle manifestazioni ADHD, negli equivalenti di+ ansia e paura, e complessivamente nella qualità della loro vita. Lo studio, condotto da Antja Watanangura e numerosi colleghi coordinati da Holger A. Volk, incoraggia verifiche per un’applicazione estesa in veterinaria. [Front. Vet. Sci. – doi: 10.3389/fvets.2024.1385469, 2024].

 

Come gustare con le zampe il sapore di mare e di appetitosi molluschi. La scoperta della singolare funzione gustativa è stata pubblicata pochi giorni fa in due articoli su Current Biology – Cell Press da Nicholas Bellono di Harvard e David Kingsley di Cambridge nel Massachusetts.

Il sea robin, parente del pesce da zuppa chiamato in Italia “gallinella” o “coccio”, è una creatura acquatica unica nel suo genere, con corpo di pesce, ali di uccello e zampe di granchio. Le appendici locomotorie sono coperte di papille sensoriali, ciascuna riccamente innervata da neuroni sensoriali del tatto, ma provviste anche di recettori del gusto che, con la loro chemosensibilità selettiva, inducono il sea robin a scavare quando rileva il sapore di una preda appetitosa, coperta di sabbia sul fondo del mare. La sensibilità è tale da rilevare anche un singolo aminoacido caratterizzante una cozza.

La scoperta è resa ancora più sorprendente e interessante dal fatto che, all’origine dello sviluppo dell’adattamento gustativo delle papille delle zampe c’è un gene antico e altamente conservato, tbx3a, che codifica un fattore di trascrizione in gran parte responsabile dell’adattamento. [Cfr. Current Biology AOP – doi: 10.1016/j.cub.2024.08.014, Sept. 26, 2024].

 

Le prestazioni acrobatiche delle balene grigie servono ad alimentarsi e variano con l’età. Il comportamento acrobatico finalizzato all’alimentazione delle balene grigie comincia ad essere compreso grazie ad osservazioni ed analisi di riprese effettuate con droni, in uno studio durato 7 anni. Questi cetacei possono ergersi a capo ritto, nuotare in laterale o all’indietro, con un’agilità stupefacente per la mastodontica mole. Lo studio ha rilevato che il tipo di acrobazia varia con l’età delle balene. Ad esempio, i giovani esemplari per nutrirsi nuotano in genere in avanti seguendo il verso del capo nella direzione anteriore, mentre le balene più anziane e di maggiori dimensioni spesso assumono una posizione a testa in giù, come in picchiata, che le vede giungere fino al fondo dell’oceano, dove vanno a battere o premere col muso per fare emergere i loro gamberetti preferiti. [Fonte: Oregon State University, Sept. 25, 2024].

 

Coma e sindromi post-coma: ragioni e significato della riapertura degli occhi. Abbiamo ricevuto da alcuni studenti di medicina una richiesta di chiarimento sul rapporto fisiopatologico e clinico tra occhi aperti e stato di coma, non sufficientemente chiarito dai loro libri di testo e nella lezione sul coma del corso di Clinica Neurologica. Qui di seguito rispondiamo proponendo in estrema sintesi le nozioni principali.

Un paziente che sopravvive al coma nella maggior parte dei casi aprirà gli occhi nel giro di due settimane: l’apertura degli occhi si considera in clinica un segno che lo stato comatoso sta volgendo al termine, in quanto indica che il tronco encefalico ha ripreso l’attività fisiologica interrotta dal coma e sta riavviando gli automatismi del controllo respiratorio e il flusso di informazioni necessarie alla vigilanza. Come è noto, il bulbo ha un’importanza maggiore nel controllo della funzione cardiorespiratoria, mente il ponte e il mesencefalo si considerano più importanti per l’attività del loro sistema reticolare attivatore che, oltre a determinare lo stato di sonno o di veglia, agisce di concerto con i neuroni responsabili dell’aperura delle palpebre al risveglio e di un’azione sui muscoli palpebrali in coincidenza con le reazioni di allerta.

Paradigmaticamente, al risveglio mattutino, questi gruppi neuronici della parte alta del tronco encefalico, per effetto dell’attivazione dipendente dalla regolazione circadiana e dalla sintesi funzionale del momento, fanno rapidamente crescere il tono di muscoli quale l’elevatore della palpebra, mentre il flusso di stimoli reticolari accende il sistema talamocorticale attivando, con l’ippocampo, la rete della coscienza, così da aversi il coincidere dell’apertura degli occhi con l’assetto funzionale encefalico, e corticale in particolare, della veglia. Quando si aprono gli occhi al mattino, è pressoché contemporaneamente attiva la coscienza di sé e del mondo in cui si è immersi.

La perfetta integrazione di tutte le routine funzionali che consentono questa simultaneità può mancare nei casi di gravi danni dell’encefalo.

In un paziente andato in coma per danno cerebrale si può avere dopo qualche settimana la generale attivazione dei neuroni troncoencefalici, con recupero della respirazione spontanea e lo spalancarsi delle palpebre, ma questo non vuol dire che sicuramente sia ritornata la coscienza[1]; i processi necessari a questa riattivazione di rete possono essere infatti ostacolati o compromessi in più punti da un grave danno dell’encefalo[2].

Si verifica infatti, con una certa frequenza, che si abbiano occhi aperti senza capacità di elaborazione soggettiva dell’esperienza, perché il recupero funzionale dei sistemi neuronici troncoencefalici è necessario ma non sufficiente per il ristabilirsi della consapevolezza. Alcuni di questi pazienti appaiono svegli ma non rispondono a richieste semplici, non presentano alcuna attività volontaria e non reagiscono intenzionalmente a stimoli dolorosi: Bryan Jannet e Fred Plum nel 1972 definirono questa condizione “stato vegetativo”. In seguito, questa transizione incompiuta dal coma alla condizione fisiologica, è stata denominata “sindrome apallica”; dal 2010 è stata adottata una definizione diagnostica che specifica la caratteristica di stato di veglia privo della reattività fisiologica: unresponsive wakefullnes syndrome (UWS).

Dunque, in base alle attuali conoscenze, lo stato del paziente con occhi aperti ma privo di coscienza si attribuisce a una riattivazione dei sistemi neuronici troncoencefalici non associata, come normalmente accade, all’attivazione del sistema talamo-corticale e di tutta la rete che costituisce la base della coscienza.

In questo stato si possono avere periodici incrementi di tono muscolare in vari segmenti del corpo e una gamma di gesti non intenzionali, e quindi privi del significato funzionale che gli attribuiamo in condizioni fisiologiche. Ad esempio, gli occhi si muovono senza seguire lo spostamento di un oggetto fissato, compaiono riflessi dei muscoli mimici facciali, dei muscoli masticatori, della fonoarticolazione, del collo, degli arti superiori e inferiori e, sia pure raramente, si può avere riso o pianto non dipendenti dalla normale neurofisiologia psichica.

Questi elementi sono sufficienti per la diagnosi differenziale dello stato UWS dal coma propriamente detto e segnano maggiormente la differenza con la cosiddetta “morte cerebrale”.

Un’altra possibilità di transizione incompleta dal coma allo stato fisiologico è data da questa evenienza: il paziente riapre gli occhi, recupera la coscienza, la consapevolezza di sé e l’orientamento nel tempo e nello spazio, ma si sente prigioniero nel suo corpo perché è come se fosse completamente paralizzato, incapace di qualsiasi movimento volontario, in quella che è stata per questo definita locked-in syndrome (LIS). Poiché in genere sono conservati i movimenti degli occhi, si insegna a questi pazienti l’uso di un codice binario di movimenti degli occhi (si/no) per comunicare e, generalmente, seguendo esercizi codificati, si riesce a procedere verso l’apprendimento di una forma comunicativa sempre più strutturata. Questo sottile filo che collega, attraverso una sequenza sinaptica, la corteccia cerebrale al solo movimento possibile, si rivela spesso come il prezioso fulcro di una leva riabilitativa che consentirà di riprendere i movimenti della scrittura e, progressivamente, riacquistare una buona capacità comunicativa.

Grazie alla superspecializzazione degli addetti ai reparti di cure intensive per il coma e al progresso tecnologico, sono molti i pazienti che sopravvivono in una gamma di stati intermedi tra UWS e LIS. Alle classificazioni intese a individuare delle precise tipologie in queste forme di esiti del coma attualmente si è rinunciato, preferendo includere tutti i casi intermedi in un’unica diagnosi, quella di MCS (minimally conscious state), ossia condizioni accomunate da un livello minimale di coscienza attiva e distinte fra loro per numerosi caratteri, descritti nello studio di osservazione di ciascun paziente. La diagnosi di MCS è riconosciuta in neurologia dal 2002: è clinicamente importante il riconoscimento diagnostico, perché la condizione di MCS ha una prognosi migliore di UWS e LIS, e soprattutto per i pazienti che seguono un programma riabilitativo, fa registrare un numero significativo di guarigioni, anche dopo anni di malattia.

Ci fermiamo qui, sperando che la risposta sia stata esauriente. Rinviamo ai nostri articoli pubblicati nelle “Note e Notizie” per approfondimenti sui numerosi aspetti e argomenti riguardanti il coma e i suoi esiti. [BM&L-Italia, ottobre 2024].

 

Notule

BM&L-05 ottobre 2024

www.brainmindlife.org

 

 

 

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[1] Cfr. Laureys S., Trends Cognitive Sci. 9: 556-559, 2005.

[2] Cfr. Posner J. B., Saper C. B., Schiff N. et al., Pum and Posner’s Diagnosis of Stupor and Coma, 4th ed., Oxford University Press, Oxford 2007.