Il cervello colorato
Tante promesse e speranze sono riposte nel brain imaging, insieme di tecniche per lo studio dell’attività cerebrale (sana e patologica). Non mancano, però, anche dubbi e perplessità.
di Donato Ramani
È come se, all’improvviso, il nostro cervello avesse cominciato a colorarsi. Di blu, di rosso, di giallo, di arancio, in una mescolanza che sembra trasformare quella massa dall’aspetto gelatinoso, meravigliosa nelle sue funzioni ma visivamente poco accattivante, in un simpatico arlecchino. Basta sfogliare una rivista, un quotidiano, fare una ricerca sul Web ed eccolo là, acceso di mille tinte, posto accanto a notizie anch’esse assai eterogenee. Che parlano di studi medico-scientifici sulle malattie del sistema nervoso con titoli come Un passo in avanti nella diagnosi precoce del morbo di Alzheimer o Ecco come funzionano i farmaci contro il Parkinson. Ma anche – e sempre più spesso – di ricerche di tutt’altro sapore, presentate da annunci come Dove nasce la fede, Scoperta l’area che svela le azioni del nostro futuro o, ancora, Ecco l’area del cervello che tiene a bada gli istinti. E pensare che una volta lo si chiamava “materia grigia”.
Osservare i neuroni in attività
Benvenuti nel mondo del brain imaging, un insieme di tecniche di visualizzazione nate e sviluppate per studiare la struttura e la funzione delle aree cerebrali. Strumentazioni con nomi oscuri, riassunti in più agevoli acronimi: si chiamino PET (Positron Emission Tomography), MRI (Magnetic Resonance Imaging), SPECT (Single-Photon Emission Computed Tomography), TAC (in inglese CAT: Computer assial tomography) o fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging), sono utilizzate per capire quali sono le relazioni tra una specifica area del cervello e una relativa funzione, per localizzare danni neurologici, per diagnosticare tumori o malattie del sistema nervoso centrale, per indagare il meccanismo d’azione dei farmaci che quelle malattie tentano di prevenire e curare. Non vorremmo esagerare con i dettagli, ma forse qualcuno può essere utile. Prendiamo l’fMRI , per esempio. Con una buona dose di semplificazione, possiamo dire che si tratta di una tecnica che misura il livello di ossigenazione del sangue all’interno delle diverse aree del cervello: quando una specifica zona dell’encefalo è attiva, aumenta il fabbisogno di ossigeno da parte dei neuroni, uno dei tipi cellulari che lo compongono. L’fMRI è in grado di rilevare il cambiamento del contenuto di ossigeno del sangue in corrispondenza delle aree attive. Queste, dopo opportune elaborazioni al computer, appariranno ai nostri occhi come una macchia di colore ben distinta, in genere, per convenzione, rossa. La PET si basa su un meccanismo diverso. Una particolare sostanza utile al metabolismo dei neuroni (per esempio il glucosio), dopo essere stata marcata con una molecola radioattiva, è introdotta con un’iniezione nel soggetto da analizzare. L’area in cui questa sostanza si concentrerà sarà quella in cui i neuroni sono più attivi e, grazie alla radioattività, la strumentazione sarà in grado di rilevarla, evidenziandola rispetto alle altre.
Rivoluzione nella lotta all’Alzheimer?
Su queste indagini la medicina ripone oggi molte speranze. Come esempio possiamo prendere una recentissima notizia già citata all’inizio di questo articolo. Riguarda il morbo di Alzheimer, grave forma di demenza che colpisce in particolare gli anziani, purtroppo ancora senza cura e la cui diagnosi rappresenta un grave ostacolo da superare. La certezza della diagnosi, infatti, può arrivare soltanto dopo la morte del paziente, attraverso l’autopsia, grazie all’osservazione delle cosiddette placche amiloidi, grandi accumuli di proteine nel cervello e segno distintivo di questa patologia. Finora le placche amiloidi sono state praticamente impossibili da vedere in vita: una difficoltà che causa spesso errori di valutazione, purtroppo inevitabili, da parte di medici che scambiano le prime avvisaglie dell’Alzheimer per sintomi di altre malattie.
Ebbene: lo scorso gennaio, negli Stati Uniti, un comitato di consulenti nominati della Food and Drug Administration (Fda), ente del governo americano che si occupa di regolamentare, tra le altre cose, l’utilizzo di nuovi farmaci e nuove apparecchiature mediche, si è espresso molto favorevolmente sul primo test per la diagnosi dell’Alzheimer su pazienti in vita.
È il primo importante passo di un iter che potrebbe portare all’introduzione di questo esame sul mercato americano. Il test in oggetto utilizza uno specifico colorante che si lega alle placche amiloidi eventualmente presenti nel paziente le quali, così evidenziate, possono essere rilevate con la PET. I risultati ottenuti nelle sperimentazioni cliniche già effettuate sono stati così interessanti, e l’opinione del gruppo di esperti così entusiasta, da rendere molto fiduciosa la Avid Radiopharmaceuticals, società che ha messo a punto la procedura, riguardo all’approvazione finale da parte della Fda.
Questo risultato segnerebbe un passo di fondamentale importanza nella lotta a questa malattia, anche perché con la stessa metodica si potrebbe verificare l’efficacia dei farmaci la cui azione è diretta alla distruzione delle stesse placche.
Non solo medicina
Molto ci sarebbe da scrivere sull’utilizzo del brain imaging per lo studio di una vasta serie di disturbi e patologie di diversa gravità. Dall’autismo alla dislessia, dalla depressione all’emicrania, dai traumi neurologici ai tumori cerebrali alla schizofrenia, i contributi offerti da queste tecnologie nella comprensione, diagnosi e terapia di molte malattie sono sempre maggiori. Ma non c’è solo questo. Anzi, a ben guardare, il motivo per cui l’utilizzo del brain imaging – e quel cervello con look colorato – sono diventati così popolari ha addirittura poco o nulla a che fare con la medicina. Sempre più studi sembrano aprire per la prima volta lo scrigno dei nostri pensieri e, in qualche modo, della nostra stessa natura. Lo shopping sfrenato non è nelle vostre corde? Sui giornali si legge che alcuni ricercatori avrebbero individuato la parte del cervello che ci tiene lontani dalle spese pazze.
Tendete a perdere le staffe? Ecco un altro titolo a effetto: Scoperta l’area dell’autocontrollo. E come “prova” visibile di queste affermazioni, compaiono sempre quelle macchie colorate che abbiamo cominciato a conoscere, pronte a dirci che è proprio in quel punto preciso del cervello che tutto accade. E che la complessità di quella raffinatissima “macchina dei pensieri” che è il nostro cervello può essere finalmente mappata, assieme alle nostre inclinazioni e le nostre intenzioni, le emozioni e le sensazioni, la menzogna e la verità, la salute e la malattia.
Tra scienza e media
Le ricerche condotte in questi settori brillano spesso per fantasia. Per studiare i meccanismi della paura, per esempio, alcuni studiosi della Cognition and Brain Science Unit di Cambridge, hanno chiesto a 20 volontari la cui attività cerebrale era monitorata con l’fMRI di infilare un piede nudo in una scatola collegata ad altri cinque compartimenti dalle pareti rimovibili. Subito dopo è stato mostrato loro un video in cui un enorme ragno peloso dall’aspetto veramente inquietante, la salmon pink tarantula brasiliana, veniva chiuso in uno dei compartimenti. A seconda di quanto fosse lontana la sezione con il ragno rispetto al suo piede, nella testa del povero volontario si scatenavano sensazioni diverse, immediatamente rilevate dall’fMRI . Lo strumento rilevava prima una maggiore attività nella corteccia prefrontale, regione associata all’ansia. Poi, via via che la tarantola si avvicinava, si attivava un’altra regione del cervello associata alla paura intensa e al panico. Quando il ragno arretrava, invece, questa zona risultava meno attiva.
Nell’insieme, i dati raccolti rappresentano un’interessante prova di come la risposta al pericolo, nel nostro cervello, coinvolga aree diverse unite in un network che si attiva a seconda della prossimità del rischio.
Una precisazione è d’obbligo. Al di là dell’originalità del caso specifico e di qualche inevitabile eccezione, questi esperimenti non sono passatempi per scienziati stravaganti. Al contrario, spesso sono studi portati avanti da grandi università, pubblicati su serissime riviste scientifiche, importanti ai fini della ricerca.
Va da sé, però, che sono anche molto accattivanti dal punto di vista mediatico. Come non restare completamente affascinati da una macchina che ci potrebbe chiarire come stanno davvero le cose dentro la nostra e l’altrui testa? La curiosità è forte e i media sono pronti a stuzzicarla non appena un nuovo studio si fa avanti.
Brain imaging in tribunale
Il gioco, però, può anche diventare rischioso perché, fuori dai laboratori, le possibili ripercussioni di queste applicazioni sono tante, in qualche modo inaspettate e non sempre sicure. Un caso su tutti è il possibile utilizzo del brain imaging come nuova macchina della verità. L’idea è semplice: leggendo le reazioni del cervello a una domanda, si potrebbe capire se una persona risponde o meno con una bugia. Le prime applicazioni sono dietro l’angolo. Anzi, in qualche caso, l’hanno già superato. Basti dire che alcune aziende hanno messo in commercio lie detector (letteralmente “rilevatori di menzogna”) basati sul brain imaging. L’americana No lie MRI è una di queste. Sul sito della company (http://noliemri.com) si legge che la tecnologia impiegata «rappresenta la prima e la sola misura diretta di accertamento della verità e il rilevamento della menzogna della storia umana!». Mica male, vien da dire. Solo che la comunità scientifica, a proposito della effettiva affidabilità di queste tecniche, invita caldamente alla prudenza. Geraint Rees, professore di neurologia all’University College di Londra a autore di un report intitolato Contemporary neuroscience and technology, a proposito delle nuove macchine della verità ha dichiarato: «Non possiamo dire se queste tecnologie riusciranno a essere sufficientemente affidabili da poter essere usate nella realtà, in contesti come questo». Come dire: una cosa è la ricerca scientifica, i cui fallimenti si esauriscono tra le mura del laboratorio. Un’altra cosa è la vita vera.
Utilizzare queste strumentazioni per esempio nel corso di un processo, per stabilire se un accusato mente o dice la verità, richiede un’affidabilità che al momento non c’è. E forse non ci sarà mai. Anche se la cronaca racconta che le tecniche di brain imaging trovano già applicazione nelle aule dei tribunali negli Stati Uniti e in India.
Il laboratorio è un conto, la realtà un altro
La realtà è che nella maggior parte degli utilizzi delle tecniche di brain imaging molto deve ancora essere compreso e perfezionato. Già nello studio e nella diagnosi delle malattie psichiatriche la comunità scientifica avanza alcune perplessità e nelle applicazioni non mediche i dubbi sono ancora più grandi. Il problema? Sta proprio nelle macchie colorate. Affascinanti, di immediata comprensione anche a uno sguardo profano, di sicuro di grande valore scientifico. Ma che non significano esattamente ciò che con qualche forzatura i media ci trasmettono. «Le macchie di colore nascono dal confronto tra la situazione sperimentale e quella di controllo. Attraverso la scala di colori si identificano le aree in cui si è osservata una differenza di attivazione statisticamente significativa tra le due situazioni. Bisogna però ricordare che gli esperimenti avvengono in condizioni sperimentali e controllate» spiega Jonathan Roiser, ricercatore all’University College di Londra. «Per di più i metodi di analisi variano molto da un laboratorio all’altro e differenti software [necessari all’elaborazione statistica dei dati e alla formazione delle immagini, NdR] possono portare a risultati anche molto diversi».
Dubbi e preoccupazioni
Che l’argomento sia scottante è un dato di fatto. A questo proposito vale la pena fare cenno a una polemica che qualche tempo fa infuocò gli animi dei ricercatori. Nel 2007, in piena campagna elettorale per l’elezione del nuovo presidente degli Stati Uniti (la corsa era tra John McCain e Barack Obama, che poi vinse), un articolo del “New York Times” riportò uno studio fatto su 20 elettori indecisi, la cui attività cerebrale era stata monitorata con l’fMRI mentre venivano mostrati loro video e foto dei candidati. Il tentativo era capire quali reazioni essi suscitavano e, in qualche modo, comprendere dove sarebbe andato il voto degli elettori. Apriti cielo. La reazione della comunità scientifica non si fece attendere: «Tutto questo è molto più vicino all’astrologia che alla vera scienza» fu il commento di Russell Poldrack, scienziato allora in forze all’Università della California a Los Angeles, che inviò una lettera di protesta al giornale con le firme di 16 colleghi. E un articolo dal titolo assai esplicativo, Growing pains for fMRI, apparve l’anno seguente sulle pagine della rivista “Science” per fare chiarezza su potenzialità e limiti del brain imaging, sottolineando il pericolo di approcci troppo semplicistici riguardo a un organo le cui funzioni brillano proprio per complessità. L’associazione diretta tra una sensazione o un comportamento e un’area del cervello evidenziata con il brain imaging, continuano a ripetere molti scienziati, nasconde molti possibili tranelli.
Una stessa zona può attivarsi per più di una sensazione, per esempio: come associarla per forza a una soltanto? Inoltre, benché molto raffinati gli strumenti permettono di visualizzare l’attività cerebrale solo su larga scala: anche con la massima risoluzione si riescono a evidenziare aree che al loro interno contengono milioni di neuroni che però potrebbero non funzionare tutti allo stesso modo. O, ancora, lo stesso esame che costringe le persone a infilare per parecchio tempo la testa in uno strumento potrebbe portare a risultati falsati. Insomma, chi vede il brain imaging come la versione tecnologica della sfera di cristallo per il momento dove rassegnarsi. Nonostante le tecnologie si stiano continuamente perfezionando, la chiave perfetta per aprire il lucchetto della nostra mente non è stata ancora trovata. Ma forse è solo una questione di tempo.
Per approfondire
- P. Legrenzi, C. Umiltà, Neuromania. Il cervello non spiega chi siamo, Il Mulino, Bologna 2009.
In rete!
- Cervelli in dialogo Sito del progetto europeo Bid (Brains in dialogue), dedicato alla discussione degli sviluppi delle neuroscienze. Una pagina è dedicata proprio al brain imaging. www.neuromedia.eu
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L’autore
Donato Ramani è assegnista di ricerca per il progetto Bid-brains in dialogue presso la Sissa di Trieste, dove insegna comunicazione della biologia al Master in comunicazione della scienza. Come freelance scrive per diversi periodici nazionali.
