L’ARTO FANTASMA
(QUINTA PARTE)
PLASTICITA’ CORTICALE E MODIFICABILITA’ DELLA MATRICE. Fin da quando Wilder Penfield, stimolando con elettrodi la corteccia cerebrale di pazienti svegli scalottati disegnò i confini delle aree corticali corrispondenti ai territori sensitivi (omuncolo sensitivo) e motori (omuncolo motorio) di tutto il corpo[1], i ricercatori si sono interrogati sulle possibilità di adattamento di tale topografia a variazioni normali e patologiche intercorse nella vita di un individuo. La sperimentazione animale degli ultimi decenni ha accertato la modificabilità delle dimensioni delle singole aree, per effetto di riduzione o aumento di informazioni provenienti dai singoli segmenti corporei.
Negli anni Ottanta, i gruppi di ricerca di Jon Kaas della Vanderbilt University e di Michael Merzenich dell’Università della California a San Francisco, dimostrarono che l’amputazione causava una ristrutturazione della mappa corticale del corpo, così che i neuroni corrispondenti alla parte asportata erano reclutati dalle aree corticali confinanti[2]. Ad esempio, in un esperimento condotto da Merzenich risultò che l’amputazione del dito medio di una scimmia era in grado, nel giro di qualche mese, di indurre i neuroni corticali reagenti a stimoli provenienti da quel dito, a rispondere alla stimolazione dell’anulare e del medio.
Nel 1993 John Chapin e Miguel Nicolelis della Duke University, dimostrarono che un simile processo di riorganizzazione corticale ha inizio immediatamente dopo il blocco degli impulsi provenienti dai nervi sensoriali delle vibrisse del ratto, e si verifica anche nel talamo e in altre strutture cerebrali profonde poste lungo la via di senso che conduce alla corteccia.
Il gruppo di Tim Pons, compianto neuroscienziato dell’NIMH, provò a verificare gli effetti sensitivi dell’amputazione recidendo l’intera afferenza sensitiva dell’arto superiore di una scimmia: si ebbe un esteso rimaneggiamento della topografia funzionale, così che i neuroni appartenenti al territorio della mano mancante rispondevano a stimoli provenienti dalla superficie del viso dell’animale[3]. Nel 1998 gli stessi ricercatori accertarono che una tale riorganizzazione si aveva anche nei neuroni dei nuclei del tronco encefalico e del talamo posti sulla via che termina alle aree corticali rimaneggiate.
Parallelamente sono proseguite le indagini sull’uomo che, dagli anni Novanta, si sono avvalse della magnetoencefalografia per studiare, mediante i campi magnetici prodotti dall’attività neuronica, le modifiche indotte nella mappa dei territori corticali dalla perdita di un arto. Usando questa metodica, Vilayanur S. Ramachandran e i suoi colleghi dell’Università della California a San Diego, rilevarono che stimoli sensoriali provenienti da alcune parti del viso di una persona sottoposta ad amputazione, attivano l’area corticale della mano perduta, come era stato riscontrato nella scimmia.
Ramachandran ha riprodotto, probabilmente per la prima volta in corso di verifica sperimentale, le sensazioni dell’arto fantasma stimolando specifici punti della parte inferiore del viso: la stimolazione tattile di ciascuno di essi provocava la sensazione in una circoscritta area della mano fantasma, con una costanza tale da consentire di tracciare sulla parte bassa della faccia una rappresentazione topografica della mano non più posseduta dal paziente. Altro aspetto interessante di questo trasferimento delle superfici di evocazione dalla mano al viso, è dato dalla conservazione dei rapporti topografici e del tipo di sensazione con stimoli diversi, quali caldo, freddo, sfregamento e massaggio.
[Continua]
L’autrice ringrazia la dottoressa Floriani per la
collaborazione e il presidente di BM&L-Italia, Giuseppe Perrella, perché la
presente nota è tratta dalla sua discussione settimanale al Seminario
Permanente sull’Arte del Vivere.
[1] Penfield W. & Rasmussen T., The Cerebral Cortex of Man.
Macmillan, New York 1950.
[2] La letteratura scientifica in proposito è molto vasta, per
brevità si è scelto il riferimento ai lavori delle scuole considerate più
autorevoli nella maggior parte delle rassegne recenti; si veda, ad esempio, la
pag. 58 di Miguel Nicolelis, Living with Ghostly Limbs. Sci. Am. Mind 18 (6), 52-59, Dec. 2007/Jan. 2008.
[3] Si ricorda che, nello schema corticale dei territori di
innervazione sensitiva del corpo (omuncolo sensitivo) disegnato da
Penfield e
Rasmussen, l’area della faccia segue
immediatamente quella della mano.