Vlad Krasen
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Un team di ricercatori ha trovato un "motore della coscienza" nel cervello, una regione in cui, almeno nelle scimmie, anche un piccolo balzo in avanti le farà svegliare dall'anestesia.
La coscienza è un mistero. Non sappiamo con certezza perché le creature a volte siano sveglie e talvolta addormentate, o quali meccanismi nel cervello siano più importanti per uno stato cosciente. In questo nuovo articolo, tuttavia, i ricercatori hanno fornito alcuni importanti indizi. Usando elettrodi nel cervello di macachi svegli e addormentati, così come macachi sottoposti a diverse forme di anestesia, il team ha trovato due percorsi chiave nel cervello delle scimmie per la coscienza. I ricercatori hanno anche scoperto una regione specifica del cervello che sembra avviare quei percorsi, come un motore che potrebbero iniziare utilizzando alcuni cavi jumper altamente specializzati. Quella regione è conosciuta come il talamo laterale centrale.
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Ma questo non significa che abbiano trovato la sede della coscienza nel cervello.
"È improbabile che la coscienza sia specifica di una posizione nel cervello", ha detto Michelle Redinbaugh, studentessa laureata in psicologia presso l'Università del Wisconsin-Madison e autrice principale dell'articolo, pubblicato il 12 febbraio sulla rivista Neuron.
Ricerche passate hanno già dimostrato che rimanere coscienti implica un'attività diffusa in tutto il cervello, ma il lavoro del suo team dimostra che il talamo laterale centrale probabilmente gioca un ruolo chiave, ha detto..
Cosa significa "coscienza"
È importante capire che, nel contesto di questo studio, "coscienza" si riferisce più o meno all'essere svegli.
"La parola 'coscienza' ha molte definizioni", ha detto Michael Graziano, neuroscienziato dell'Università di Princeton, non coinvolto nello studio. "Un modo di pensare alla coscienza è da una prospettiva clinica di veglia, eccitazione e reattività agli stimoli. In questo senso, le persone che dormono non sono coscienti e anche le persone in coma non lo sono".
E non è del tutto chiaro perché o come le persone passano avanti e indietro tra questi stati. Questo studio rappresenta un "lavoro elegante" su questo difficile argomento, secondo la neuroscienziata dell'Università del Minnesota Sarah Heilbronner, anch'essa non coinvolta nella ricerca.
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Quel lavoro si concentra su una domanda ristretta: cosa rende le persone consapevoli?
"Esiste, tuttavia, una diversa concezione della coscienza [che è] molto più difficile da studiare: l'esperienza soggettiva che viene fornita con alcuni casi di elaborazione delle informazioni nel cervello, la componente 'come ci si sente' della nostra vita interiore", Ha detto Graziano. "Studi come quello attuale non affrontano questo tipo di coscienza."
Un trigger nel cervello
Heilbronner ha detto che lo studio sulle scimmie fa seguito a un avvincente studio precedente che coinvolge gli esseri umani.
Nell'agosto 2007, i ricercatori del Weill Cornell Medical College di New York City hanno pubblicato uno studio innovativo sulla rivista Nature. Uno dei loro pazienti aveva trascorso mesi in un ospedale in uno "stato di minima coscienza" dopo una lesione cerebrale traumatica. L'uomo era per lo più inconsapevole di ciò che lo circondava, ma a volte diventava più cosciente e attivo. Speculando che le sue condizioni potessero comportare una qualche "sottoattivazione" di importanti reti nel suo cervello, hanno impiantato elettrodi che stimolavano il suo talamo centrale e hanno riportato miglioramenti significativi nel suo livello di coscienza.
Nel nuovo studio sulle scimmie, Redinbaugh e il suo team hanno portato le cose molto oltre.
Utilizzando gli elettrodi, i ricercatori hanno inviato piccoli impulsi elettrici in diverse aree del cervello delle scimmie quando dormivano o erano sedate utilizzando diversi tipi di anestesia. Per lo più, le scimmie dormivano. Ma l'invio di un impulso a una frequenza specifica al talamo laterale centrale ha svegliato le scimmie - anche da un'anestesia profonda - e ha permesso loro di sperimentare il mondo.
"Le prove convergenti del sonno e delle molteplici forme di anestesia sono particolarmente impressionanti, poiché sappiamo che hanno meccanismi d'azione diversi", ha detto Heilbronner.
In altre parole, non ti addormenti per gli stessi motivi per cui perdi conoscenza in anestesia e diverse forme di anestesia funzionano in modi diversi.
Ma diverse forme di anestesia e sonno "apparentemente convergono su questo circuito nei loro effetti sulla coscienza", ha detto Heilbronner.
Registrando dal cervello delle scimmie mentre andavano avanti e indietro tra stati consci e inconsci, i ricercatori hanno ristretto la coscienza a due ingredienti chiave.
"La coscienza ha sempre coinciso con due percorsi attivati", ha detto Redinbaugh .
Uno di questi circuiti critici trasporta le informazioni sensoriali dal talamo alla corteccia cerebrale, la regione del cervello che svolge molte forme di pensiero complesso. Sia quel circuito che un altro percorso - uno che "trasporta feedback su previsioni, priorità di attenzione e obiettivi nella direzione opposta" - dovevano essere attivi affinché la coscienza funzionasse, ha detto Redinbaugh.
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Il talamo laterale centrale, hanno concluso i ricercatori, probabilmente gioca un ruolo chiave nell'attivazione e nel mantenimento di questi due percorsi. Sembra agire come un trigger.
Questa ricerca non è utile solo da una prospettiva puramente scientifica, ha detto Redinbaugh. Capire esattamente come funziona la coscienza potrebbe aiutare a migliorare l'anestesia e portare a nuovi trattamenti per le persone con disturbi della coscienza, come l'uomo nello studio del Weill Cornell Medical College.
Quel legame tra l'attività nel talamo e la corteccia è particolarmente interessante per le cure mediche, ha detto Heilbronner.
Rispetto al talamo, "la corteccia cerebrale è anche un bersaglio più attraente [per il trattamento]", ha detto. Questo perché i trattamenti non invasivi, come la stimolazione magnetica transcranica, possono raggiungere la superficie della corteccia, ma non possono raggiungere il talamo, che è sepolto in profondità nel cervello, appena sopra il tronco cerebrale. "Forse costruendo un modello di circuito come questo, potremmo avere un impatto non invasivo su entrambi", ha detto Heilbronner.
Nonostante le possibilità, c'è motivo di ricontrollare i risultati, ha affermato Laura Fernandez, neuroscienziata presso l'Université de Lausanne in Svizzera..
"È fatto in due scimmie. Campione molto piccolo", ha detto Fernandez. "Sarebbe bello provare nei roditori con un numero maggiore di campioni". I ricercatori dovrebbero anche ricontrollare la posizione degli elettrodi posizionati nel cervello, per assicurarsi che stiano attivando veramente il talamo laterale centrale e non altre regioni cerebrali vicine, ha aggiunto Fernandez..
Tuttavia, ha sottolineato, i risultati si adattano perfettamente a quelli di un recente studio sui roditori; quel documento, pubblicato nel giugno 2018 sulla rivista https://vanilla.tools/livescience/articles/YGExvsCXa4AWnp5ubygZY9Nature Neuroscience, ha suggerito che c'è un "interruttore" della veglia da qualche parte nel talamo.
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