Molte persone pensano al loro cervello come un computer pieno di microchip e fili, come un magazzino pieno di ricordi e cose imparate, come un orologio con milioni di meccanismi intimamente intrecciati tra loro, quindi è incredibile pensare che qualcuno possa vivere con molto meno di questo, con un solo emisfero del cervello. E sì, può succedere. È raro, ma ci sono poche decine di persone che vivono senza grandi parti del loro cervello, la metà o anche meno.
Queste persone non sono nate così. Più comunemente hanno avuto una malattia nell’infanzia, come l’encefalite di Rasmussen, dove gli attacchi epilettici sono molto comuni. Possiamo pensare all’epilessia come a una tempesta elettrica, che urge in una particolare area del cervello e si diffonde attraverso il cervello come se fossero nuvole che avanzano e rilasciano fulmini. Quando questo treno di impulsi raggiunge un’area particolare, i neuroni in quell’area iniziano a sparare e la tempesta continua a diffondersi. Così, quando l’onda di scosse elettriche raggiunge l’area del cervello coinvolta nei movimenti, la corteccia motoria, si producono molte contrazioni muscolari rapide in diverse aree del corpo e nascono le convulsioni.
Ci sono molte epilessie che rispondono bene ai farmaci e sono perfettamente controllate, ma c’è sempre stata una percentuale che si chiama refrattaria, che non risponde ai trattamenti, e altre malattie dove il tessuto cerebrale è danneggiato. Le crisi possono essere così frequenti che il bambino, perché in questi casi stiamo parlando di bambini, non può svilupparsi normalmente perché il cervello non è mai a riposo, o sta avendo una crisi o si sta riprendendo da una crisi. Una soluzione è distruggere il focus epilettico, il punto di partenza, ma se non può essere identificato e il cervello è danneggiato dalle crisi, un’altra possibilità è quella di rimuovere una vasta area.
Un recente studio 1 di Kliemann et al., del novembre 2019, ha analizzato il cervello di sei persone che avevano questa operazione, un emisfero del cervello era stato rimosso, che si chiama emisferectomia. I risultati sono stati confrontati con quelli di altri sei adulti sani che avevano anche loro delle scansioni e con un database che comprendeva i risultati di altri 1.500 adulti sani, con un’età media di 22.
Il paziente più giovane aveva tre mesi al momento dell’intervento mentre il più vecchio aveva 11 anni. Tutti e sei i pazienti avevano sofferto di crisi epilettiche da quando erano bambini, uno di loro aveva avuto le prime crisi a pochi minuti dalla nascita. In quattro di loro è stato rimosso il lato destro del cervello, mentre negli altri due è stato rimosso il lato sinistro. Le cause erano varie: in due casi si trattava di un ictus intorno alla nascita, in altri tre dell’encefalite di Rasmussen, che causa epilessia e danni cerebrali, e nel sesto di una displasia corticale.
I sei pazienti si sono offerti volontari per la risonanza magnetica funzionale, una tecnica che permette di visualizzare il cervello funzionante con buona risoluzione spaziale e temporale al California Institute of Technology (Caltech) Brain Imaging Center di Pasadena. I risultati sono stati confrontati con quelli di altri sei adulti sani che sono stati anche scansionati e con un database che includeva i risultati di altri 1.500 adulti sani, con un’età media di 22 anni. Ciò che ha attirato l’attenzione è che queste persone, che erano ormai ventenni o trentenni, funzionavano notevolmente bene, avevano un lavoro, le loro funzioni linguistiche erano normali e quando venivano messi sullo scanner chiacchieravano come qualsiasi persona normale.
I ricercatori hanno diviso il cervello in 400 aree, 200 in ogni emisfero, e stabilito sette reti funzionali. Lo stesso schema di trame visto nelle persone sane poteva essere facilmente distinto nelle persone con metà cervello. La seconda fase era di vedere se la stessa persona veniva scansionata di nuovo dopo un po’ di tempo e nella stessa persona e per lo stesso compito si vedeva lo stesso schema di attività, il che è noto come fingerprinting. Il risultato di questa seconda parte dello studio è che i modelli di attività erano coerenti nel tempo. Questa era la base per lo studio finale, per vedere se le reti funzionali dei partecipanti con mezzo cervello erano uguali o diverse da quelle delle persone sane.
Nel cervello ci sono una serie di reti neurali, di circuiti funzionali che si crede siano il substrato delle nostre emozioni, della cognizione, del comportamento. I ricercatori hanno osservato soprattutto l’attività cerebrale nelle reti che regolano la visione, il movimento, le emozioni e il pensiero, i cosiddetti processi cognitivi. Poiché le reti neurali dedicate a una singola funzione di regolazione spesso si estendono su entrambi gli emisferi, il team di ricerca si aspettava di vedere un’attività neurale più debole nei pazienti sottoposti a emisferectomia, ma questo non era il caso. Il gruppo di scienziati è stato in grado di riconoscere le stesse reti nei pazienti con emisferectomia e la conclusione principale e sorprendente era che le sei persone operate e i controlli hanno mostrato un potente e simili connessioni tra le regioni le regioni del cervello che sono tipicamente assegnati alla stessa rete funzionale. Tuttavia, la connettività tra le regioni di diverse reti era molto più grande in tutti i partecipanti che avevano avuto un emisfero rimosso e tra tutte le reti che negli individui di controllo. Questi controlli erano simili per livello di intelligenza, età, preferenza della mano, cioè se erano mancini o destri, e il sesso.
I medici avevano già visto che i pazienti con emisferectomia funzionavano a un livello eccellente ma ciò che ha attirato maggiormente l’attenzione è stato l’alto grado di compensazione visto nello studio di neuroimaging. Tutti loro, anche quelli a cui era stato rimosso l’emisfero sinistro, dove si trovano le aree del linguaggio della maggior parte delle persone, come l’area di Broca o di Wernicke, erano in grado di parlare. Sembra che l’area del linguaggio venga spostata da un emisfero all’altro dopo l’intervento. Se l’emisfero sinistro manca o è danneggiato, l’area del linguaggio si trova nell’emisfero destro. Questi risultati supportano l’ipotesi che un sistema condiviso di reti funzionali rende possibile la cognizione e suggerisce che le interazioni tra le diverse reti possono essere un aspetto chiave della riorganizzazione funzionale dopo una emisferectomia.
Questi risultati sono stati inaspettati e interessanti perché lesioni molto più piccole prodotte da un ictus, un incidente, un tumore o altre ragioni causano effetti devastanti. Questa grande capacità di recupero si basa probabilmente su due aspetti: il cervello ha molti sistemi ridondanti e, cosa forse più sorprendente, ha un’enorme capacità di adattamento e flessibilità, che si chiama plasticità neuronale. Sarebbe quindi importante capire come il cervello mette in moto questi processi riparativi o compensativi, per attuare strategie che migliorino le prospettive di questi trattamenti.