Stati di coscienza diversi hanno pattern cerebrali diversi

La coscienza, dal momento in cui andiamo a dormire fino a quando ci svegliamo, sembra essere in un perenne stato di presenza/assenza.

La coscienza può essere soppressa temporaneamente da agenti farmacologici o in modo più permanente da lesioni cerebrali.

Ogni perdita di coscienza, che sia temporanea o permanente, porta cambiamenti differenti nelle funzioni cerebrali, nei comportamenti e nella neurochimica cerebrale. Comunque, tutti gli stati di incoscienza hanno un comune una caratteristica: la mancanza di un'esperienza soggettiva.

Allora, la coscienza è l'abilità umana di percepire la realtà e riportarla, e si rivela attraverso l'espressione dell'esperienza soggettiva. La questione è: come può la coscienza essere dedotta quando è assente la comunicazione? Alcune teorie si sono accordate sul fatto che la coscienza sia relativa al mantenimento del sè ed ai processi dinamici di coordinazione dell'attività cerebrale, che ci aiutano ad essere flessibili all'ambiente in costante cambiamento.

Perciò, i segnali cerebrali, combinano, dissolvono, riconfigurano e ricombinano le percezioni, le emozioni e le cognizioni esperite. "Adottando un punto di vista teorico delle dinamiche cerebrali come fondamenti di una coscienza, in questo studio l'obiettivo è stato quello di determinare se il coordinamento dei segnali cerebrali potesse fornirci un pattern specifico di connettività funzionale caratteristico degli stati di coscienza ed incoscienza" ha spiegato Gustavo Deco.

Gustavo Deco è un ricercatore all'ICREA e direttore del Centro per la Cognizione ed il Cervello (CBC) al Dipartimento Tecnologie di Comunicazione ed Informazione (DTIC) all'UPF e co-autore dello studio, pubblicato sul giornale "Science Advances".

Sulla base delle immagini in risonanza magnetica funzionale (fMRI), un team internazionale di ricercatori ha condotto una analisi della connettività funzionale dinamica negli adulti sani ed in pazienti con lesioni cerebrali gravi che implicavano un disturbo di coscienza.

Con questo metodo, gli scienziati descrissero le diverse dinamiche cerebrali nella coscienza dei soggetti sani confrontandoli con quelli registrati nelle persone con lezioni, che si mostravano in uno stato non risponsivo o completamente passivo.

I dati di questo studio sono stati ottenuti da un gruppo di 169 soggetti dal Belgio, Francia, Stati Uniti e Canada ed includevano 47 soggetti sani (gruppo di controllo) e 122 pazienti con disturbo di coscienza in stato vegetativo: persone con la "Unresponsive Wakefullness Syndrome" (UWS) ("Sindrome di Vigilanza non Responsiva") e persone con "Minimally Coscious State" (MCS) ("Stato Minimo di Coscienza").

I pazienti UWS aprivano gli occhi ma non mostravano mai movimenti volontari non riflessi, il che indica uno stato di coscienza preservato. I pazienti con MCS, sebbene mostrino comportamenti più complessi, sono solo potenzialmente coscienti perchè sono presenti comportamenti di ricerca visiva, orientamento nel seguire comandi di dolore o non sistematici ma non sono presenti le capacità di esprimere i loro pensieri ed emozioni.

I risultati dello studio indicarono un pattern di bassa coerenza nel cervello di pazienti UWS, principalmente mediato dalla loro anatamia e dalla minor presenza di connessioni tra i pattern di attività cerebrale. In questo studio, i pazienti che potevano effettuare compiti di immaginazione mentale in fMRI validavano l'ipotesi che il pattern di connettività funzionale presente indicasse uno stato di coscienza.

Al contrario, il pattern di coordinazione era più ampio nei pazienti anestetizzati (quindi con perdita solo temporanea di coscienza), validandone lo stato di incoscienza. "I nostri risultati stabiliscono che la coscienza umana può essere visibile, in persone con lesioni o deficit cerebrali, nell'attività neurale ricca e dinamica" ha spiegato Gustavo Deco.

Gli autori hanno concluso che, seguendo la perdita di coscienza, la coordinazione dell'attività cerebrale è ristretta ad un pattern positivo dominato dalle connessioni anatomiche tra le regioni cerebrali. Al contrario, lo stato di coscienza è caratterizzato da una più ampia prevalenza di una configurazione complessa che sebbene sia ancora limitata dall'anatomia cerebrale, cerca di distaccarsi e presenta delle interazioni positive e negative a distanza.

Questo studio ha scoperto un pattern di coordinazione complesso tra le aree cerebrali, che appare sporadicamente, nel gruppo di pazienti in stato di incoscienza. La scoperta dal vivo di questo pattern ed il suo rinforzo attraverso la manipolazione indotta potrebbe rappresentare un campo promettente di recupero della coscienza non invasivo.

Gli autori hanno concluso che questi pattern di coordinazione dei segnali cerebrali transitori siano caratteristici degli stati di coscienza e che aprano alla possibilità, in ricerche future, di indagare la relazione tra i contenuti di coscienza e la sua modificazione con l'introduzione delle manipolazioni esterne, sia negli individui sani che nei pazienti in stato di incoscienza.

 

 

Tratto da Sciencedaily

 

 

(Traduzione ed adattamento a cura del Dottor Claudio Manna)

 

 

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