Brain Imaging per la comunicazione dei pazienti in stato vegetativo

cervello - Foto di Miranda KnoxE’ possibile che le persone in stato vegetativo siano più coscienti di quanto si pensasse. Recenti studi hanno usato la risonanza magnetica funzionale per mettere in evidenza che alcuni tra questi pazienti sono in realtà capaci di pensare e di comunicare. Si aprono quindi nuove opportunità per tutti i malati prima considerati totalmente incoscienti.

Lo studio, pubblicato sulla rivista New England Journal of Medicine (NEJM), è stato condotto da due team di ricercatori presso Cambridge in Inghilterra e Liegi in Belgio che hanno dimostrato come alcuni pazienti in stato vegetativo riuscissero a pensare in risposta ad uno stimolo. In particolare uno tra questi pazienti è stato capace di rispondere “si o no” in modo corretto ad una serie di domande.
L’interpretazione delle risposte è stata possibile grazie all’impiego delle tecniche di brain imaging.

Il brain imaging o neuroimaging include tutte le tecniche di analisi del cervello sia in caso di stati patologici sia durante il suo normale funzionamento.
Le tecniche non sono invasive e permettono di ottenere immagini “in vivo” quindi rappresentano un valido strumento sia per la prevenzione e la diagnosi delle patologie neurologiche sia per il miglioramento delle conoscenze mediche e scientifiche.
Le tecniche di brain imaging includono ad esempio la tomografia ad emissione di singolo fotone (single photon emission computerized tomography – SPECT), la tomografia ad emissione di positroni (positron emission tomography – PET), la risonanza magnetica funzionale (functional magnetic resonance imaging – fMRI) e la magnetoencefalografia (magnetoencephalography – MEG).

I pazienti in stato vegetativo sono spesso difficili da trattare principalmente perché non sono disponibili strumenti diagnostici adeguati per queste particolari condizioni cliniche. La diagnosi differenziale di questo tipo di disturbi porta spesso ad errori con una percentuale pari al 40% di diagnosi sbagliate.
I recenti sviluppi delle tecnologie in ambito medico risultano quindi fondamentali per migliorare la capacità diagnostica e di conseguenza la qualità della vita dei pazienti in stato di incoscienza. Si tratta di nuovi metodi che andranno ad affiancare gli attuali strumenti diagnostici in tutti quei casi in cui il malato mostra esteriormente una ridotta capacità di effettuare comportamenti coscienti.

Numerose condizioni di incoscienza vengono spesso confuse con uno stato di coma. In realtà il coma dura in genere alcuni giorni o settimane, dopo questo periodo il paziente si sveglia oppure entra in uno stato di minima coscienza – in cui può occasionalmente ridere o piangere e rispondere a semplici domande – oppure in uno stato vegetativo – in cui è totalmente inconsapevole di ciò che accade.
La diagnosi viene formulata dopo aver eseguito una serie di test atti a verificare il livello di coscienza e consapevolezza di ciò che accade nell’ambiente circostante.

Questo studio ha coinvolto 54 pazienti in stato di minima coscienza e in stato vegetativo. I ricercatori si sono avvalsi della risonanza magnetica funzionale (MRI) per verificare sia la capacità di generare pensieri neuroanatomicamente specifici sia i livelli di ossigenazione del sangue delle diverse aree durante i test.
Ai soggetti è stato chiesto di immaginare di giocare a tennis (esercizio motorio) o di camminare in un luogo noto come la propria casa (esercizio spaziale).
L’esercizio coinvolge anche la sfera cognitiva poiché il paziente deve capire la richiesta, ricordarla durante il test e portare a temine la visualizzazione nel suo immaginario.

I ricercatori hanno verificato che 5 dei 54 soggetti con diagnosi di presunto stato vegetativo erano capaci di controllare volontariamente la loro attività cerebrale, suggerendo che, sebbene sia raro, alcuni pazienti mostrano segnali misurabili di coscienza.

I 5 pazienti in stato vegetativo che riuscivano a rispondere ai test proposti nello studio avevano tutti subito lesioni cerebrali da trauma e questo fa pensare che i soggetti colpiti da tali lesioni abbiano maggiore probabilità di guarigione.
Tre di questi 5 pazienti mostravano lievi segni di coscienza durante i test tradizionali mentre gli altri due non avevano dato alcun segnale durante questi test clinici.
Uno tra i 5 pazienti, un ventiduenne in stato vegetativo in seguito ad incidente automobilistico, risultava particolarmente reattivo ai nuovi test proposti dai ricercatori: l’esercizio richiesto era di immaginare di giocare a tennis nel caso in cui voleva rispondere “si” alla domanda e di immaginare la sua casa se voleva rispondere “no”. Il paziente è riuscito a rispondere a 5 domande su 6 e tutte le risposte erano corrette. All’ultima domanda, al posto di dare una risposta sbagliata, il paziente non ha mostrato attività cerebrale; l’ipotesi formulata dai ricercatori è che si sia addormentato o che abbia deciso di non rispondere.

Prima dei test effettuati dal team di ricercatori belgi e inglesi, nessuno era stato in grado di comunicare con il paziente ventiduenne.
“Questo significa che il paziente non può produrre comportamenti che si manifestano con le normali funzioni cognitive sebbene sia chiaramente capace di sentire e di capire un discorso, inoltre riesce ad immaginare cose e situazioni. Questi sono tutti comportamenti abbastanza complessi” spiega Martin Monti ricercatore del Medical Research Council (MRC) e autore dello studio.

“Si tratta solo del primo caso, ma ci permette di capire che gli sviluppi tecnologici stanno migliorando le possibilità di diagnosi. Sono convinto che dovremmo adattare le tipologie di cura, le nostre regole di etica e le norme di legge in base a queste nuove scoperte dettate dal progresso tecnologico” afferma Steven Laureys a capo del gruppo di “scienza del coma” presso l’Università di Liegi in Belgio e coautore di questo studio.
Per il momento i ricercatori hanno portato avanti la sperimentazione solo su un paziente, gli altri 4 con buone capacità di immaginazione mentale devono ancora essere sottoposti ad indagini a causa dell’estrema difficoltà nel condurre questo tipo di test.

Nel 2006 Adrian Owen, neurologo del Medical Research Council di Cambridge in Inghilterra, pubblicò un lavoro sulla risonanza magnetica funzionale (fMRI) come strumento per misurare in modo indiretto l’attività cerebrale, e mostrò che un paziente privo di segni visibili di coscienza era capace di rispondere mentalmente ad una serie di comandi complessi quasi come può farlo una persona in piena salute.

Lo studio di Laureys dimostra che il paziente di Owen non era un caso isolato e che il brain imaging può realmente essere impiegato come strumento efficace per comunicare con i pazienti in stato di incoscienza.

I ricercatori stanno ora cercando di sviluppare metodi alternativi per misurare l’attività cerebrale dei pazienti in stato vegetativo.
La tecnica fMRI è molto costosa, richiede molto tempo ed è complessa dal punto di vista tecnico mentre l’elettroencefalografia, tecnica che misura l’attività elettrica del cervello mediante l’impiego di sensori posti sulla superficie del cuoio capelluto, è decisamente meno costosa e più pratica rispetto agli scanner MRI perciò potrebbe essere lo strumento migliore per proseguire gli studi.

I ricercatori stanno sviluppando anche una serie di interfacce cognitive con lo scopo di facilitare l’interazione tra i pazienti in stato vegetativo e il mondo esterno. Si tratta di sistemi molto simili a quelli in fase di sviluppo per i pazienti gravemente paralizzati.

“Spero che questi strumenti vengano realizzati in tempi brevi. Desideriamo fortemente sapere quanto questi pazienti siano capaci di comunicare perciò dobbiamo fornire loro più metodi differenti affinché la comunicazione risulti più semplice” spiega Nicholas Schiff che conduce una ricerca simile presso il Weill Cornell Medical College di New York.

I risultati dello studio, seppur parziali, aprono nuove e interessanti prospettive: alcuni dei pazienti in stato vegetativo potrebbero essere capaci di compiere decisioni riguardo alle cure mediche a cui sottoporsi. Tale possibilità implica il superamento di un gran numero di problemi scientifici, etici e legali.

I ricercatori ad esempio non hanno chiesto al paziente se sentiva dolore, si sono limitati a domande semplici le cui risposte potevano essere facilmente confermate da amici e parenti del malato.
“Prima di sollevare questioni importanti come il dolore, il tipo di trattamenti medici, il fine vita, ci sono molti aspetti che richiedono una seria discussione da parte della comunità medica” spiega Laureys.

Quanto siano coscienti questi pazienti in stato vegetativo rimane ancora da scoprire.
I soggetti in stato di minima conoscenza tendono a mostrare livelli di attenzione molto fluttuanti e rispondono in modo poco attendibile a semplici domande o richieste.
Bisogna infatti considerare che i pazienti che hanno subito lesioni cerebrali possono risultare severamente compromessi dal punto di vista cognitivo.
“Anche se questi pazienti riescono a rispondere si o no a semplici domande, non sappiamo se le loro capacità cognitive permettano di rispondere a domande più complesse” afferma Martin Monti.

Questa ricerca dimostra che, in una piccola percentuale di pazienti, lo stato vegetativo o di minima coscienza non preclude la capacità dell’individuo di comunicare con il mondo esterno, infatti, grazie all’impiego delle opportune tecnologie per lo studio del cervello, è possibile verificare un’attività cerebrale che permette di ipotizzare un certo livello di coscienza.
Nel prossimo futuro, studi clinici più approfonditi permetteranno di riclassificare questi pazienti e l’impiego delle tecniche di brain imaging sarà utile per stabilire una comunicazione di base con il paziente in tutti quei casi in cui si ha una mancata risposta dagli altri test.

Lo sviluppo tecnologico ha permesso di oltrepassare quello che veniva considerato il limite tra coscienza e incoscienza, sarà quindi necessario prendere in considerazione nuove questioni etiche per ridefinire “lo stato di coscienza” di un individuo. Questi temi andranno affrontati in modo pacato valutando sia gli aspetti scientifici e medici sia quelli morali e religiosi, ricordando sempre l’importanza della “libera scelta” a cui ogni persona ha diritto.

“Questo lavoro di ricerca è un passo avanti negli studi di neurologia e scienze cognitive, probabilmente rappresenterà la base su cui sviluppare una più ampia e consapevole discussione su ciò che significa veramente essere coscienti” afferma Allan Ropper, neurologo del Brigham and Women’s Hospital di Boston.