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Vibrazioni negative?
Le scansioni a ultrasuoni vengono utilizzate di routine per importanti motivi medici, come il controllo del battito cardiaco di un bambino o l'identificazione di potenziali difetti alla nascita. Sono anche usati per scopi banali, come fare un video del feto per i nonni. Qualunque sia il suo utilizzo, tuttavia, la tecnologia, che si basa su onde sonore ad alta frequenza, è stata ampiamente considerata innocua. Ma un nuovo studio dei neuroscienziati della Yale University mostra che l'esposizione prolungata di topi prenatali agli ultrasuoni può causare difetti neurali nell'area del cervello responsabile di funzioni complesse, comprese quelle coinvolte nella memoria, nell'elaborazione del linguaggio e nella coscienza negli esseri umani.
I ricercatori di Yale hanno scoperto che lunghi periodi di esposizione agli ultrasuoni mentre erano nell'utero portavano ad anomalie nella corteccia cerebrale, o cervello superiore, nei topi. Illustrato è il setup sperimentale utilizzato per esporre i topi gravidi agli ultrasuoni. (Per gentile concessione: PNAS/Copyright 2006 National Academy of Sciences)
I ricercatori affermano che, mentre lo studio non dovrebbe spaventare le donne in gravidanza lontano dagli appuntamenti con l'ecografia, fornisce un importante promemoria sul fatto che le ecografie dovrebbero essere utilizzate solo quando necessarie dal punto di vista medico. Gli scienziati di Yale stanno ora conducendo studi comportamentali a lungo termine su topi e macachi rhesus, che rappresentano un modello molto più vicino della gestazione umana e dello sviluppo del cervello. Sperano che questi ulteriori studi forniranno una migliore valutazione della sicurezza della procedura.
Lo studio sull'ecografia del topo, condotto da Pasko Rakic , direttore del Kavli Institute of Neuroscience a Yale, ha riscontrato problemi specifici nella migrazione dei neuroni nella corteccia cerebrale in via di sviluppo. Se i neuroni fuori posto vivono e non riescono a stabilire le giuste connessioni, possono causare convulsioni, ritardo nell'acquisizione del linguaggio o altri problemi comportamentali. Questi neuroni non cooperano correttamente con i neuroni che li circondano perché si comportano come se fossero da qualche altra parte nel cervello. I problemi con la migrazione dei neuroni sono stati associati alla sindrome alcolica fetale e ai difetti alla nascita che derivano da donne in gravidanza che assumono cocaina.
Per scoprire se gli ultrasuoni hanno influito sulla capacità dei neuroni corticali di raggiungere le loro destinazioni corrette, il gruppo di Rakic ha iniettato in topi gravidi una molecola che marca il DNA che viene incorporata nei cromosomi delle cellule in rapida divisione. L'iniezione è stata programmata per coincidere con la generazione di neuroni corticali. Nei tre giorni successivi, quando è noto che questi neuroni migrano, i topi sono stati esposti a più sessioni di ultrasuoni per un totale da cinque a 420 minuti. Dieci giorni dopo la loro nascita, i topi sono stati uccisi e sono stati localizzati i neuroni marcati. Quando i topi prenatali sono esposti agli ultrasuoni per 30 minuti o più, i ricercatori di Yale hanno scoperto, un numero piccolo ma significativo di neuroni non riesce a raggiungere le posizioni appropriate. Poiché i topi sono stati uccisi dopo dieci giorni, i ricercatori non sanno se le anomalie anatomiche osservate avrebbero portato a differenze comportamentali o convulsioni.
I ricercatori sanno che i fasci di ultrasuoni possono generare calore dannoso per i tessuti. Ma lo studio di Rakic suggerisce un diverso possibile meccanismo attraverso il quale gli ultrasuoni potrebbero distruggere i tessuti: lo stress da taglio sulle pareti cellulari. Le vibrazioni potrebbero rendere difficile ai neuroni in migrazione di aggrapparsi alle guide, chiamate alberi gliali, che li aiutano a raggiungere la destinazione corretta.
Rakic e altri neuroscienziati avvertono che i risultati sui topi non si applicano direttamente agli esseri umani per diversi motivi. In primo luogo, i topi avevano un'esposizione agli ultrasuoni molto più lunga di quella raccomandata per gli esami prenatali umani e le onde sonore erano dirette direttamente al loro cervello. L'ecografia prenatale può durare circa 30 minuti, ma durante questo periodo viene esaminato l'intero feto, il liquido amniotico e la cervice materna. In una fase di sviluppo comparabile, dice Cavità Verne , capo della neurologia pediatrica al Massachusetts General Hospital, il cervello umano è circa 1.000 volte più grande del cervello di topo; rispetto al topo, il raggio a ultrasuoni scansiona solo una piccola parte del cervello umano contemporaneamente. Nessuna area del cervello umano è esposta agli ultrasuoni per più di un minuto durante un esame prenatale standard, afferma Caviness.
Ma lo studio di Rakic è ancora molto importante, dice Caviness, perché ci ricorda che l'ecografia, che è stata usata con sicurezza e routine, non è da trattare banalmente. Avere apparecchiature all'avanguardia in grado di riportare con precisione i livelli di energia dei raggi sonori che genera è fondamentale, afferma Caviness.
John Newnham, capo della Scuola di salute delle donne e dei bambini e professore di ostetricia e ginecologia presso l'Università dell'Australia occidentale, afferma che il pericolo maggiore per le donne e i bambini non ancora nati deriva dagli ultrasuoni da professionisti inadeguatamente formati. Occorre prestare grande attenzione alla formazione, all'accreditamento e alla formazione continua degli ecografisti, afferma Newnham.
Poiché i problemi di migrazione nei topi esposti agli ultrasuoni erano rari, lo studio di Rakic ha richiesto 335 animali per dimostrare l'effetto. Il suo studio sulle scimmie rhesus, finanziato dal National Institutes of Health, potrebbe richiedere molti anni per dimostrare lo stesso effetto, se si verifica nei primati. La gravidanza di un macaco rhesus dura sei mesi e mezzo. Gli animali saranno mantenuti in vita per alcuni anni ed esaminati da specialisti comportamentali per, tra le altre caratteristiche, le loro capacità cognitive e l'attaccamento alle loro madri.
Rakic afferma che le etichette del DNA sui nervi della scimmia dureranno anni, consentendo al suo gruppo di localizzare i neuroni corticali. Poiché questi studi richiedono tale etichettatura, non possono essere eseguiti sugli esseri umani. Ma le scimmie forniscono un modello di sviluppo umano migliore rispetto ai topi: i loro neuroni migrano per 60 giorni, sei volte più a lungo di quelli dei topi. I neuroni umani possono migrare dal primo trimestre fino alla 24a settimana.
Se questi cambiamenti si vedono nelle scimmie, sarà qualcosa da prendere sul serio, dice Dale purves , direttore del Center for Cognitive Neuroscience della Duke University. Nel frattempo, dice, le donne incinte non dovrebbero allarmarsi, anche se dovrebbero evitare inutili ecografie.