A Mysterious Surge Of Brain Activity During Death Probes The Edges Of Consciousness

Ripubblicato da Platone

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Spesso pensiamo alla morte come a un interruttore on-off. Un minuto sei lì e quello dopo si spengono le luci.

Non così. Durante l'insufficienza cardiaca, uno dei più grandi assassini medici a livello globale, il cervello perde gradualmente l'accesso all'ossigeno nel sangue, ma permangono scintille di attività. Lontano dall'ultimo sussulto della discesa del cervello nell'incoscienza permanente, gli scienziati hanno a lungo pensato che questi segnali elettrici potessero spiegare le esperienze di pre-morte e, più in generale, coscienza.

I resoconti di esperienze di pre-morte abbracciano varie età, culture ed etnie. I pochi fortunatamente rianimati spesso descrivono vivide visioni di tunnel di luce bianca, fluttuanti fuori dai propri corpi o riconnettendosi con i propri cari defunti.

Per il dottor Jimo Borjigin della School of Medicine dell'Università del Michigan, Ann Arbor, queste esperienze condivise "più reali del reale" suggeriscono un tema comune, anche se paradossale: piuttosto che avere le luci elettriche spente, morire in realtà innesca un'ondata di attività nel cervello umano.

Un nuovo studio guidato da Borjigin accenna alla prima prova di concetto dell'idea radicale. Poiché quattro pazienti in coma sono stati sostenuti dal supporto vitale, il suo team ha rilevato un aumento dell'attività cerebrale in due di loro dopo l'astinenza durante la morte.

I modelli di attività neurale sono tutt'altro che casuali. Il cervello morente ha generato onde di attività in banda gamma, un'onda elettrica oscillante veloce che è spesso associata a processi e pensieri coscienti. Il team ha rilevato questi segnali sia all'interno di una "zona calda" critica che in altre regioni del cervello precedentemente collegate alla coscienza.

Per essere chiari, è altamente improbabile che i partecipanti in coma abbiano ripreso conoscenza subito prima della morte. Piuttosto, lo studio mostra che il cervello morente genera un canto del cigno, uno che può spiegare le visioni lucide e le esperienze fuori dal corpo così come si verificano nella mente.

“Il modo in cui un'esperienza vivida può emergere da un cervello disfunzionale durante il processo di morte è un paradosso neuroscientifico. Il Dr. Borjigin ha condotto un importante studio che aiuta a far luce sui meccanismi neurofisiologici sottostanti,” disse autore dello studio Dr. George Mashour, direttore fondatore del Michigan Center for Consciousness Science.

La morte fa gli straordinari

La coscienza ha due sapori.

Uno è palese: la persona è vigile e può facilmente interagire con il mondo esterno. La metà più misteriosa è nascosta. Qui, la persona può essere cosciente nel senso che è consapevole di se stessa e di ciò che la circonda, ma incapace di mostrarlo. Questo succede spesso nelle persone con lesioni cerebrali come traumi, ictus o sindrome bloccata. Nel 2006, uno studio la misurazione dell'attività cerebrale mediante fMRI di una giovane donna che appariva vegetativa ha sorprendentemente scoperto che il suo cervello rispondeva a diversi compiti cognitivi anche se il suo corpo non poteva. Studi successivi hanno utilizzato l'EEG (elettroencefalografia) per sondare i segni di coscienza nelle persone che non rispondono, compresi i comatosi e i morenti.

Borjigin non è estraneo allo studio del cervello morente. Nel 2013, il suo team ha condotto uno studio seminale su nove ratti, misurando le loro onde cerebrali mentre l'insufficienza cardiaca prendeva il sopravvento. I precedenti tentativi di dare la caccia alle basi neurobiologiche delle esperienze di pre-morte e della coscienza durante il processo di morte si erano concentrati principalmente su singole sostanze neurochimiche, come dopamina ed glutammato. Pochi avevano esaminato l'attività cerebrale direttamente su scala globale.

In quello studio, il team ha dotato i ratti di elettrodi per misurare le loro onde cerebrali, le oscillazioni neurali dell'attività elettrica. Come le onde dell'oceano, queste hanno frequenze diverse simili ai canali radio. Ognuno cattura vagamente un certo stato mentale. Le onde alfa, ad esempio, si verificano frequentemente durante la veglia rilassata. Le onde beta sono collegate all'elaborazione cognitiva durante l'allerta.

Ma le onde gamma hanno attirato l'attenzione di Borjigin. Queste oscillazioni neurali erano inizialmente registrato nelle scimmie come misura di percezione visiva, anche quando alcuni ne mettevano in dubbio l'esistenza. Le onde misteriose hanno successivamente guadagnato trazione quando sono apparse durante il sonno REM - lo stadio del sonno spesso associato a sogni e immagini vividi - e persino una sensazione di beatitudine dopo meditazione.

Dopo aver indotto chimicamente l'arresto cardiaco nei ratti, il team ha scoperto che la maggior parte delle frequenze delle onde cerebrali aumentava di forza (nota come "potenza"). Sorprendentemente, le bande gamma sono aumentate di potenza e sono diventate più sincronizzate, un indicatore spesso associato a uno stato di allerta altamente cosciente, ma non hanno necessariamente dimostrato di essere vigili o svegli.

I topi ovviamente non sono umani. Flash forward al 2022, una squadra separata ha catturato l'attività cerebrale di un uomo di 87 anni quando è morto improvvisamente. Allo stesso modo, il suo cervello è esploso con l'attività delle onde gamma per 30 secondi mentre il suo cuore si fermava.

Una morte lucida?

Il nuovo studio ha abbracciato una preziosa risorsa di dati: le registrazioni EEG di quattro pazienti in coma con poche possibilità di recupero dopo l'arresto cardiaco. Nessuna delle persone ha mostrato segni di overt coscienza e faceva affidamento sulla ventilazione meccanica. Nel 2014, i loro cari hanno convenuto che era giunto il momento per loro di morire. Ogni persona è stata dotata di un cappuccio EEG per misurare la propria attività neurale mentre veniva rimossa dai ventilatori.

Per un periodo compreso tra 30 secondi e 2 minuti, il cervello di due pazienti si è gonfiato di onde gamma. L'attività era sia localizzata all'interno di una regione del cervello, la giunzione temporo-parietale-occipitale, o TPO, sia estesa anche alla parte anteriore dell'altro emisfero cerebrale.

Spesso considerato un "portale chiave" neurale per l'elaborazione di ambienti visivi, il TPO potrebbe essere una "zona calda" per il modo in cui il cervello genera la coscienza, ha spiegato il team. Analogamente ai precedenti esperimenti sugli animali, le onde gamma dei pazienti si sincronizzavano meglio in queste zone calde e nelle regioni del cervello.

"Questi dati dimostrano che il cervello umano può essere attivo durante l'arresto cardiaco", ha affermato il team.

Decodificare la coscienza dal cervello morente

I risultati sono simili allo studio ottantenne del 2022. Ma il pool di soggetti rimane piccolo e mentre gli scienziati passano dagli studi sui roditori a quelli sull'uomo, la coerenza è fondamentale.

"Più risultati coerenti abbiamo, più prove ci sono che questo è probabilmente un meccanismo che si verifica al momento della morte e se riusciamo a individuarlo in un luogo, ancora meglio". disse Dr. Ajmal Zemmar, un neurochirurgo dell'Università di Louisville Health che non era coinvolto nel lavoro in corso ma è coautore dello studio del 2022.

Altri sono meno convinti. Per il dottor Daniel Kondziella dell'Università di Copenhagen, che non è stato coinvolto nello studio, i risultati non sono sorprendenti. Poiché morire per arresto cardiaco richiede tempo, è probabile che l'attività neurale vada in tilt nei minuti tra l'arresto cardiaco e la morte cerebrale.

Per Borjigin, lo studio sta appena iniziando a esplorare l'attività cerebrale alla fine della vita. Particolarmente interessante è che le due persone con un picco di onde gamma hanno entrambe avuto attacchi limitati di epilessia. Sebbene l'epilessia sia un disturbo caratterizzato da un'attività neurale aberrante, nessuno dei due ha sperimentato convulsioni nelle 24 ore precedenti lo studio.

Sebbene improbabile, è possibile che gli elettrodi EEG posizionati sul cuoio capelluto dei pazienti non abbiano catturato convulsioni più profonde che hanno innescato l'attività gamma. È qualcosa su cui indagare ulteriormente, hanno detto gli autori. Allo stesso modo, lo studio non è stato in grado di correlare l'attività cerebrale alle esperienze personali dei pazienti mentre passavano.

In altre parole, non sappiamo ancora se queste onde supportino o generino esperienze di pre-morte. "Tuttavia, i risultati osservati sono decisamente entusiasmanti e forniscono un nuovo quadro per la nostra comprensione della coscienza nascosta negli esseri umani morenti", ha affermato Borjigin.

Per ora, il team sta cercando di espandere lo studio oltre le quattro persone per scovare meglio i segni delle onde gamma nel cervello morente. Ma ancora più importante, il lavoro "pone le basi per ulteriori indagini sulla coscienza nascosta durante l'arresto cardiaco" e, a sua volta, "funge da sistema modello per esplorare i meccanismi della coscienza umana", hanno affermato.

Immagine di credito: Gerd Altmann / Pixabay