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Il mio cervello sotto l'alcol
È mezzogiorno di una giornata di sole a San Francisco e sto cercando di mandare giù una doppia vodka al mirtillo rosso il più velocemente possibile. Nonostante la reputazione dei giornalisti, bere non è la mia tipica attività all'ora di pranzo. Oggi sono in visita dal neuroscienziato Alan Gevins, che ha trascorso gli ultimi 40 anni a sviluppare modi migliori per analizzare i segnali elettrici emanati dal nostro cervello e, a sua volta, per studiare come la nostra capacità di ricordare e prestare attenzione cambia con diversi farmaci, con il anomalie neurali della malattia, e con il decadimento dell'età. In 20 minuti circa, quando l'alcol avrà portato il mio cervello al suo massimo stato di ubriachezza, il team di Gevins misurerà l'impatto che ha avuto sui miei neuroni mentre lottano attraverso una serie di test di memoria.
Onde cerebrali: L'editore di biotecnologie Emily Singer indossa un berretto dotato di elettrodi EEG, progettato da Alan Gevins e dai suoi colleghi di SAM Technology. Il dispositivo valuta la funzione cerebrale mentre Singer gioca a una serie di giochi per computer appositamente progettati.
L'elettroencefalografia (EEG) è una tecnologia vecchia di decenni utilizzata per misurare l'attività elettrica prodotta dal cervello tramite elettrodi posizionati sul cuoio capelluto. Negli ultimi anni, una maggiore potenza di calcolo e software sempre più sofisticati hanno permesso agli scienziati di registrare e analizzare con maggiore precisione questi segnali, fornendo una visione molto più ampia del significato dietro le tempeste elettriche del cervello. Attualmente, l'EEG viene utilizzato sia clinicamente, ad esempio per identificare la fonte delle crisi epilettiche nei pazienti con epilessia, sia per scopi di ricerca, ad esempio per caratterizzare l'attività ritmica del cervello durante il sonno, il rilassamento e la concentrazione.
Gevins, fondatore di Tecnologia SAM e il San Francisco Brain Research Institute, ha sviluppato un sistema che combina l'EEG con i test cognitivi, test al computer che valutano la memoria di una persona o la capacità di multitasking, per ottenere una misura più diretta della capacità del cervello di ricordare e prestare attenzione. Ora mira a commercializzare la tecnologia, con l'obiettivo finale di utilizzarla per valutare più precisamente il declino cognitivo e personalizzare le prescrizioni di farmaci per ridurre al minimo gli effetti collaterali cognitivi. La tecnologia incorpora sia nuovo hardware, per misurare l'attività elettrica, sia nuovo software, per elaborare quei segnali.
Precedenti ricerche del gruppo suggeriscono che bere può essere più dannoso per la nostra capacità di funzionare di quanto si pensasse in precedenza. Gli effetti cerebrali dell'alcol rimangono due o tre ore dopo che gli effetti comportamentali sono scomparsi, anche quando il livello di alcol nel sangue raggiunge lo 0,02 percento, circa un quarto del limite legale per la guida nella maggior parte degli stati. Potresti essere in grado di evocare brevi esplosioni di attenzione ed eseguire bene un breve test, ma il cervello è ancora anormale, afferma Aaron Ilan, neuroscienziato principale presso SAM Technology. Non sarai in grado di concentrarti completamente su un'attività come guidare per diverse ore.
Il team sta ora finendo un ampio studio che esamina gli effetti di alcol, marijuana, caffeina e difenidramina, il principio attivo di Benadryl, sulla guida simulata, nonché sull'attenzione, sulla memoria di lavoro e sulla capacità di multitasking. I risultati dovrebbero far luce sugli effetti cognitivi di questi farmaci. Mentre l'effetto dell'alcol sulla guida è ben studiato, lo stesso non vale per la maggior parte dei farmaci da prescrizione.
Dopo aver trangugiato l'ultimo sorso della mia vodka, torno nella sala prove della SAM Technology. Quella mattina presto, mi è stato dotato di un berretto nero appositamente progettato punteggiato di tasche per sensori che rilevano l'attività elettrica in diversi punti della testa. L'auricolare è collegato a un piccolo amplificatore, che invia i suoi segnali in modalità wireless tramite Bluetooth a un computer nella sala prove. Il dispositivo cattura ed elabora le mie onde cerebrali mentre gioco a una serie di giochi per computer sia da sobrio che un po' ubriaco. I giochi sono progettati per valutare la memoria di lavoro, la mia capacità di trattenere le informazioni nella mia mente per un breve periodo, e la mia capacità di multitasking.
Un'ora dopo, Gevins e Ilan mi mostrano i risultati dei miei test. Il loro software analizza una combinazione di attività ritmica cerebrale – diversi ritmi di frequenza sono collegati a diversi stati cognitivi, come rilassamento o attenzione – e potenziali evocati, segnali elettrici legati a eventi specifici nel mondo, come l'apparizione di un bersaglio in un videogioco . Eri teso; l'alcol ti rilassava molto, dice Gevins, esaminando i grafici della mia attività cerebrale sullo schermo del computer.
Dopo aver bevuto, le mie prestazioni ai giochi sono effettivamente migliorate, probabilmente perché avevo più pratica nel gioco. Ma i dati EEG hanno rivelato il vero impatto sulla mia funzione cerebrale: il mio cervello ha dovuto lavorare di più sui compiti più complicati dopo aver bevuto. Ed era più lento reagire ai bersagli sullo schermo del computer. (Il mio tempo di reazione era in realtà più veloce, probabilmente perché il mio sistema motorio aveva più pratica a colpire il mouse. Quindi senza l'EEG, sarebbe stato impossibile vedere l'effetto sul cervello.)
Gevins afferma che una delle sedi più promettenti per la tecnologia sarà guidare le decisioni sulla prescrizione. Ad esempio, ai bambini con disturbo da deficit di attenzione e iperattività (ADHD) vengono spesso somministrati farmaci stimolanti per aumentare l'attenzione, ma i medici in genere si affidano ai rapporti di genitori e insegnanti per determinare l'efficacia del farmaco. Raramente vengono sottoposti a test per determinare l'efficacia del farmaco, afferma Gevins. Uno studio pilota del gruppo di Gevins sui bambini con ADHD suggerisce che l'EEG può rivelare rapidamente quali bambini trarranno beneficio dal Ritalin, un farmaco comunemente prescritto, e quando hanno raggiunto la dose ottimale. Ora spera di collaborare con una società più grande per eseguire studi clinici sul dispositivo per determinare se può davvero aiutare i bambini con ADHD.