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Perché Terry Wallis si è svegliato dopo 19 anni a letto?
Nel 2003, 19 anni dopo che un incidente d'auto lo aveva lasciato in uno stato di minima coscienza, Terry Wallis, 39 anni, iniziò spontaneamente a parlare. Ora, utilizzando scansioni MRI specializzate, i ricercatori hanno esaminato il cervello di Wallis e trovato notevoli cambiamenti nella sua sostanza bianca. I risultati potrebbero un giorno aiutare gli scienziati a capire cosa succede nel cervello dei pazienti minimamente coscienti e come nuovi interventi potrebbero riportarli alla piena consapevolezza.
Immagini del tensore di diffusione di un cervello alla prima scansione (a sinistra) e 18 mesi dopo (a destra). Il colore mostra la direzione delle fibre della sostanza bianca, ad esempio il verde per i tratti di fibra antero-posteriori. La grande area rossa nella seconda scansione (freccia) mostra ciò che gli scienziati pensano sia la crescita di nuovi processi neurali in una parte del cervello che controlla il movimento. (Credit: Weill Cornell Citigroup Biomedical Imaging Center/Henning U. Voss.)
La coscienza minima non è rara dopo una grave lesione cerebrale, che colpisce almeno 25.000 persone negli Stati Uniti. Ma a differenza del coma, che di solito dura solo poche settimane dopo un incidente, uno stato di minima coscienza può prolungarsi per mesi o anni. I pazienti sono per la maggior parte inconsapevoli di ciò che li circonda e incapaci di comunicare, ma possono occasionalmente pronunciare parole, raggiungere oggetti o rispondere a domande. (Questa condizione è distinta dallo stato vegetativo, che può durare anche mesi o anni ma non è caratterizzato da tale consapevolezza intermittente.)
Gli scienziati sanno molto poco di ciò che accade nel cervello durante periodi così lunghi di coscienza alterata. La ricerca sia sull'uomo che sugli animali negli ultimi anni ha dimostrato che il cervello adulto ha una certa capacità di autoripararsi. I pazienti con ictus, ad esempio, a volte possono recuperare la parola o la funzione motoria mentre i percorsi neurali nel cervello si riorganizzano per compensare le aree danneggiate. E alcuni pazienti riprendono conoscenza dopo mesi o addirittura anni, come nel caso straordinario di Wallis. Ma i medici non sanno ancora come prevedere chi starà meglio ed esistono pochi trattamenti per potenziare qualsiasi riorganizzazione innata abbia luogo. Nuove tecniche di imaging cerebrale, come quelle utilizzate per generare le scansioni del cervello di Wallis, potrebbero aiutare a cambiare questa situazione.
La guarigione di Wallis è iniziata con una parola, mamma. Sebbene tali espressioni non siano sconosciute nei pazienti minimamente coscienti, i suoi medici e la sua famiglia sono rimasti sorpresi quando il suo discorso ha continuato a migliorare. Per cercare di scoprire la fonte del raro ritorno alla coscienza di Wallis, un team guidato dal neurologo Nicholas nave , del Weill Medical College della Cornell University di New York, ha utilizzato una nuova variante della risonanza magnetica chiamata imaging del tensore di diffusione (DTI). Questa tecnica può fornire agli scienziati un quadro dettagliato dei tratti di fibre del cervello, i processi neurali che trasmettono messaggi tra le diverse parti del cervello. (Vedi TR10: Diffusion Tensor Imaging, marzo/aprile 2006.) Non era mai stato usato prima per esaminare un paziente minimamente cosciente.
La prima scansione DTI, registrata otto mesi dopo le sue prime parole, ha mostrato che Wallis aveva un danno cerebrale profondo. Rispetto al cervello di 20 soggetti normali, sia la struttura generale che le fibre neurali del suo cervello hanno mostrato una grave degenerazione. Questo di per sé è un'importante conoscenza: potrebbe avere così tanti infortuni e avere ancora questo tipo di recupero anni dopo, afferma Schiff.
Ma gli scienziati hanno anche scoperto che una vasta area nella parte posteriore del suo cervello sembrava avere più fibre del normale, tutte orientate nella stessa direzione, suggerendo che erano spuntati nuovi percorsi per collegare diverse strutture cerebrali. Questo schema insolito comprendeva una parte del cervello nota come precuneus, che è molto attiva durante la veglia cosciente ma meno attiva durante il sonno o l'anestesia, afferma Steven Laureys , neurologo dell'Università di Liegi in Belgio.
Diciotto mesi dopo la prima scansione, Wallis era migliorato ancora di più: poteva muovere i suoi arti inferiori precedentemente paralizzati, un recupero inaspettato come il recupero della parola, dice Schiff. Quando i ricercatori hanno ripreso il suo cervello una seconda volta, hanno scoperto che l'area insolita nella parte posteriore si era normalizzata, mentre un'altra regione, in un'area che regola il movimento, sembrava essere diventata più connessa. I risultati sono stati pubblicati questa settimana in Il Journal of Clinical Investigation .
I ricercatori teorizzano che i cambiamenti che hanno visto nelle immagini del cervello corrispondano alla crescita di nuove connessioni neuronali. Questa crescita potrebbe innescare il recupero di diverse funzioni, come il linguaggio e il movimento. Perché è emerso? Nessuno di noi può rispondere a questo, dice Gioia Hirsch , un neuroscienziato della Columbia University che non è stato coinvolto nello studio attuale ma collabora con i ricercatori su altri progetti. Ma suggerisce una base biologica per il recupero.
James Bernat, un neurologo della Dartmouth Medical School di Hannover, NH, mette in guardia dal trarre una conclusione troppo ampia dalla guarigione di Wallis: le persone tendono ad entrare in uno stato di minima coscienza dopo aver subito lesioni diffuse ai processi neurali nel cervello piuttosto che la morte massiccia delle cellule neurali stesse , e tali lesioni possono essere più facili da recuperare. Ma dice che il fatto che i miglioramenti motori di Wallis siano correlati a un cambiamento neurale in un'area del cervello che controlla il movimento è particolarmente eccitante. Dobbiamo scoprire quanto spesso accade e perché accade, afferma Bernat.
Certo, è comunque difficile estrapolare da questo caso straordinario. Nessuno sa che aspetto avesse il cervello di Wallis prima dell'incidente o prima che ricominciasse a parlare. E non è chiaro perché queste parti specifiche del cervello siano state in grado di rigenerarsi, o come i particolari modelli di crescita abbiano aiutato Wallis a riprendersi. Ma i risultati sottolineano quanto sia importante studiare i pazienti minimamente coscienti. Penso che questo articolo serva da faro: suggerisce che ci sono meccanismi per l'emergenza nella coscienza, anche se non li capiamo, dice Hirsch. Questo è un segnale di grande speranza per un campo che non ha ricevuto molta attenzione dal mondo medico e scientifico.
Laureys, che ha scritto un commento che accompagna il documento, aggiunge che spera che i risultati cambieranno il senso di disperazione che molti medici provano nei confronti dei pazienti minimamente coscienti o vegetativi. Sebbene i medici sappiano che il cervello può riorganizzarsi formando nuove connessioni neurali per tutta la vita (un fenomeno chiamato neuroplasticità), Laureys afferma che in precedenza pensavano che questo processo si fosse esaurito subito dopo un infortunio. Ma spera che questo caso li faccia riconsiderare. Dopo molti anni, c'è ancora molta plasticità con conseguenze cliniche molto significative, dice.
In definitiva, i medici sperano di trovare segni specifici nel cervello che predicono quali pazienti staranno meglio. Sperano anche di sviluppare trattamenti mirati che potrebbero aiutare questo processo. Ma non possiamo rispondere a queste domande senza studi di controllo adeguati, afferma Hirsch.
I ricercatori della Cornell ora sperano di studiare un numero maggiore di persone nello stato di minima coscienza per cercare di ottenere un quadro più sistematico dei meccanismi alla base del recupero.