Emisferotomia: onde lente simili al sonno persistono nell’emisfero corticale isolato

Onde lente simili al sonno persistono per mesi e anni nell’emisfero corticale isolato di pazienti “svegli” in seguito ad una emisferotomia, secondo uno studio pubblicato su PLOS Biology, con primo autore Michele A. Colombo del dipartimento di Scienze Biomediche e Cliniche dell’Università degli Studi di Milano. Lo studio, guidato da Marcello Massimini, docente di Fisiologia alla Statale, e finanziato da un ERC Synergy Grant, è stato il frutto di una collaborazione multicentrica che ha visto la partecipazione della Statale con l’Università di Padova, l’ASST Grande Ospedale Metropolitano Niguarda di Milano, con la collaborazione internazionale della Monash University (AU) e University of Sussex (UK).

L’emisferotomia è una procedura neurochirurgica utilizzata nei casi gravi di epilessia pediatrica, il cui l’obiettivo è disconnettere l’emisfero patologico dal resto del cervello per impedire la propagazione delle crisi epilettiche. La corteccia disconnessa però non viene rimossa e continua a ricevere sangue e ossigeno, ma essendo isolata dalle vie sensoriali e motorie, non può essere valutata attraverso il comportamento. Questo lascia aperta una domanda affascinante: può quella porzione di cervello mantenere una qualche forma di attività cosciente? Più in generale, quali sono i pattern di attività che ampie porzioni di corteccia disconnessa possono mantenere in esseri umani svegli?

Per affrontare queste questioni, gli autori hanno raccolto le registrazioni cliniche EEG effettuate al Centro per la Chirurgia dell’Epilessia “Claudio Munari” (Niguarda) di 10 pazienti pediatrici sottoposti ad un intervento di emisiferotomia. Quindi hanno studiato l’emisfero isolato durante la veglia, prima e dopo l’intervento, concentrandosi sull’attività di fondo non epilettica. Dopo l’intervento, la corteccia isolata ha mostrato oscillazioni lente prominenti (<2 Hz) e un marcato rallentamento a banda larga, con esponenti spettrali nel range tipico del sonno NREM profondo. Il confronto diretto con le caratteristiche elettroencefalografiche del ciclo sonno-veglia di un campione pediatrico di riferimento ha confermato che, mentre l’emisfero controlaterale si allineava alla veglia, l’emisfero isolato risultava compatibile con uno stato simile al sonno profondo. Per analogia con l’assenza di coscienza tipica del sonno profondo, questa evidenza è compatibile con l’assenza  (o perlomeno con una profonda riduzione) della coscienza nella corteccia isolata. Per la sua rilevanza, lo studio è stato ripreso in una news da Nature.

Secondo Michele Colombo: “Questo è solo l’inizio del tentativo di fare luce sul problema della coscienza in sistemi inaccessibili. Nel corso della revisione ci siamo confrontati con punti di vista diversi, che hanno evidenziato tutta la complessità della questione”. Jacopo Favaro (Univeristà di Padova) aggiunge che “Il modello di emisferotomia è unico nelle neuroscienze: crea una condizione in cui un emisfero è completamente isolato sia dall’altro emisfero sia dalle strutture sottocorticali, mentre l’altro emisfero rimane connesso alle strutture sottocorticali. Questa situazione porta all’estremo un concetto finora noto solo negli studi sugli animali — il “cortical slab” (preparato a lamina corticale) — e offre opportunità senza precedenti per esplorare il funzionamento della corteccia in isolamento e indagare le basi neurali della coscienza”.