brain1

Split brain, storia degli uomini con due cervelli

Nei primi anni del Novecento gli scienziati posero attenzione ai deficit conseguenti alle sezioni delle connessioni interemisferiche attraverso studi condotti su animali. Agli inizi degli anni '40, il neurochirurgo americano William Van Wagenen decise di praticare a trenta pazienti la sezione chirurgica parziale o totale delle commessure telencefaliche (split brain) come rimedio estremo di epilessie resistenti ai farmaci. I soggetti sottoposti a tale intervento poterono essere studiati prima e dopo l’operazione con tecniche sperimentali, apparentemente ben controllate, dal neurologo Andrew Akelaitis e dagli psicologi Smith e Parson. I pazienti commessurotomizzati sembravano non presentare deficit apprezzabili o sintomi specifici. Recidere il più grande fascio di vie nervose del cervello sembrava non avere nessun effetto sintomatico specifico. Funzioni visive, funzioni cognitive, funzioni linguistiche, risultavano, incredibilmente, normali e invariate rispetto a quelle verificate prima dell’intervento. La situazione oggettiva delle conoscenze alla fine degli anni quaranta era tale da autorizzare l’affermazione, neanche tanto scherzosa, di McCulloch (1949) che “la sola funzione delle commessure telencefaliche era quella di propagare gli accessi epilettici da un lato all’altro del cervello”. Negli anni '50, presso il California Institute of Technology, Sperry e Myers, attraverso studi su gatti commessurotomizzati che si comportavano, in sostanza, come se avessero avuto due cervelli indipendenti, ipotizzarono o che esistesse una differenza rispetto al ruolo delle connessioni interemisferiche tra uomini e animali, oppure che fossero stati commessi errori sistematici sui pazienti operati negli anni '40 da Van Wagenen.

Gazzaniga, un borsista del laboratorio di Sperry e Myers, messe a punto alcune tecniche e test atti alla rivalutazione di pazienti split brain ancora in vita, tentò di aver accesso alle cartelle di Van Wagenen, ma gli fu negato. L'interesse dei neurochirurghi era, comunque, focalizzato sugli interventi di sezione del corpo calloso in quanto si era ormai dimostrato l'importanza terapeutica sulle forme epilettiche resistenti ai farmaci. Furono questi dati ad indurre Joseph Bogen, neurochirurgo al White Memorial Hospital, a ripetere gli interventi di Van Wagenen su pazienti epilettici i cui accessi non risultavano più controllabili con i farmaci anticonvulsivi. Bogen contattò Sperry e, attraverso i fondi stanziati dal National Institute of Mental Health, poté iniziare un progetto di ricerca sugli effetti comportamentali della commessurotomia negli uomini. Sperry affidò la ricerca a Gazzaniga, il quale disponeva già di apparecchiature e batterie di test pensati per lo scopo. Il primo di questi pazienti, W.J. era addirittura un caso di emergenza medica: ad intervalli di due, tre mesi andava incontro ad episodi di Status Epilepticus, cioè, accessi ricorrenti ed ininterrotti con un rischio di mortalità piuttosto elevato.

Il primo compito di Gazzaniga fu quello di esaminare le funzioni di trasferimento sensoriale transemisferico mediate dal corpo calloso nel paziente W.J. prima dell’intervento, per determinare se l’epilessia avesse prodotto degenerazioni a carico delle fibre commessurali e così indotto alterazioni nell’integrazione dell’informazione tra i due emisferi. Per questo scopo allestì nel suo laboratorio il dispositivo tachistoscopico già progettato. Uno schermo traslucido sul quale proiettavano due diaproiettori muniti di otturatore automatico in grado di esporre immagini, nell’una o nell’altra metà del campo visivo, per meno di un decimo di secondo. Tali apparati, così, avrebbero permesso a Gazzaniga di esaminare separatamente l’elaborazione dell’informazione visiva nei due emisferi. La velocità di esposizione dei proiettori tachistoscopici e le lenti polarizzate, infatti, non permettono all’occhio umano di eseguire i movimenti necessari a far entrare in entrambi gli emicampi visivi le immagini presentate ad un lato soltanto. I dati sensoriali, dunque, acquisiti in un solo campo visivo, possono raggiungere soltanto l’emisfero controlaterale.

dispositivo tachistoscopico Gazzaniga

Gli esami condotti con tale apparato dimostrarono che W.J. riconosceva ed aveva consapevolezza delle informazioni dall’uno e dall’altro emisfero: le funzioni del corpo calloso erano, quindi, perfettamente normali. W.J. venne, pertanto, ricoverato per l’intervento al White Memorial Medical Center di Los Angeles. La sezione del corpo calloso e della commissura anteriore eseguita da Bogen e dal suo professore di neurochirurgia, Peter Vogel, su W.J. si dimostrò un vero successo. Il paziente, che allora aveva quarantotto anni, venne dimesso dopo un mese di convalescenza e gli venne diminuita gradualmente la terapia farmacologia: da allora non sviluppò più alcuna crisi convulsiva generalizzata. L’intervento, inoltre, produsse su W.J. un miglioramento globale del suo comportamento e del suo stato di benessere. Anche la seconda paziente, una casalinga e madre fra i trenta e i quaranta anni, non ebbe più attacchi epilettici generalizzati dopo l’intervento chirurgico, persino il suo elettroencefalogramma tornò normale. Gazzaniga, non a torto, parlò del giorno in cui cominciarono le indagini postoperatorie sul primo paziente di Bogen, W.J., come dell’inizio di una nuova era nella neuropsicologia umana. Quanto scoprirono Gazzaniga, Bogen e Sperry (1962) in quel laboratorio in cui W.J. era già stato esaminato prima dell’intervento era semplicemente sbalorditivo.

Le risposte del paziente erano completamente diverse da quelle registrate nello screening preoperatorio. W.J. riconosceva verbalmente e senza difficoltà le immagini presentate nell’emicampo visivo destro e quindi all’emisfero sinistro, in quel caso dominante dato che W.J. era destrimane. Quando, invece, gli stimoli visivi cadevano nel campo visivo sinistro, egli affermava di non aver visto niente. In questo caso l’emisfero destro, disconnesso, non poteva trasferire l’informazione a quello sinistro, l’emisfero, cioè, in grado di rispondere verbalmente alle interrogazioni degli sperimentatori. L’esame delle funzioni tattili dava, sostanzialmente, lo stesso risultato, dato che anche le vie della sensibilità epicritica incrociano, come quelle visive, a livello del lobo cerebrale. Il paziente bendato era in grado di riferire il nome degli oggetti che teneva nella mano destra e che quindi erano rappresentati nell’emisfero sinistro, linguistico, mentre non riusciva a nominare gli oggetti ispezionati con la mano sinistra. I risultati ottenuti da Gazzaniga, Sperry e Bogen, in questi studi erano assimilabili a quelli ottenuti sugli animali. Alcuni dei pazienti di Akelaitis, studiati nuovamente decenni dopo l’operazione, con le tecniche del gruppo di Sperry, dimostrarono di presentare i tipici sintomi da disconnessione interemisferica, che erano sfuggiti agli sperimentatori precedenti proprio a causa della inadeguatezza delle tecniche d’indagine. E’ ormai certo che l’assenza di sintomi da disconnessione interemisferica visiva, nei soggetti studiati da Akelaitis (1941), sia da attribuirsi alla impossibilità di limitare gli stimoli visivi ad un emisfero, per la mancata utilizzazione della stimolazione tachistoscopica lateralizzata. Venne così a cadere definitivamente l’ipotesi di una differenza fondamentale di organizzazione cerebrale tra i pazienti studiati da Akelaitis e quelli studiati da Sperry.

Le ricerche sugli split brain hanno corroborato l’idea di Fechnner, il padre della psicofisica. Egli, nel 1860, aveva sostenuto che la separazione dei due emisferi doveva produrre la separazione del flusso di coscienza. Soggetti con sindrome da disconnessione interemisferica, infatti, si comportano, per certi versi, come se avessero, invece che un singolo flusso di coscienza, due flussi indipendenti uno in ogni emisfero, ciascuno dei quali è inconsapevole delle esperienze mentali dell’altro. Tutto questo è stato confermato da moltissimi esperimenti effettuati su soggetti commessurotomizzati per verificare l’effetto di tale sindrome sui diversi canali percettivi, sul controllo del movimento e il linguaggio.

La visione

L’inversione delle immagini da parte dell’occhio fa sì che la metà destra del campo visivo si proietti sulle emiretine sinistre e la metà sinistra del campo visivo sulle emiretine destre. Le emiretine proiettano, tramite il corpo genicolato, alla corteccia visiva primaria dello stesso lato. Le afferenze ottiche a ciascun emisfero sono pertanto tali che da entrambi i lati la corteccia visiva primaria contiene una rappresentazione binoculare dell’emicampo visivo controlaterale che si collegano reciprocamente attraverso la linea mediana grazie alle connessioni interemisferiche le quali decorrono nel corpo calloso e forse anche nella commessure anteriore, dando luogo così ad una visione integrata.

Visione cervello

CONTINUA A LEGGERE LA SECONDA PAGINA