L’équipe del Prof. Paolo Maria Rossini è riuscita a rendere misurabile il grado di imprevedibilità delle reti neurali umane, mostrando che lo stato vegetativo causa una riduzione della complessità nell’attività dei network cerebrali

 

 

Il Prof. Paolo Maria Rossini, Ordinario di Neurologia presso l’Università Campus Bio-Medico di Roma, ha messo a punto con la sua équipe un nuovo metodo per la prognosi dei pazienti in stato vegetativo, basato sull’analisi non lineare del tracciato dell’Elettroencefalogramma (EEG).

 

Lo studio, in via di pubblicazione sulla rivista scientifica Neurorehabilitation & Neural Repair, ha consentito di verificare che le reti neurali estese, che sono alla base della coscienza di una persona, possono essere viste come sistemi complessi con ‘output’ che hanno un grado di imprevedibilità sperimentalmente quantificabile attraverso la misurazione non lineare della loro entropia approssimata (ApEn).

 

L’ipotesi di Rossini e colleghi è che lo stato vegetativo persistente sia il risultato di uno squilibrio di queste reti neurali, che causa una conseguente riduzione della complessità e della interconnettività dei network cerebrali e quindi valori di ApEn più bassi, fino all’isolamento funzionale nella corteccia cerebrale e alla significativa riduzione del comportamento caotico dei suoi ‘output’.

 

Nei disordini di coscienza come gli stati vegetativi, quindi, la ‘monotonia’ di funzionamento si sostituirebbe alla ‘naturale imprevedibilità’ propria del sistema neuronale umano.

 

Questo cambiamento di stato, se rilevato opportunamente, può rivelarsi perciò un efficace predittore della probabile evoluzione della condizione di un paziente.

 

L’applicazione dell’analisi non lineare ai segnali EEG (una tecnica d’indagine non invasiva, meno costosa, ampiamente disponibile e di agevole applicazione clinica rispetto ad altri strumenti diagnostici) ha consentito ai ricercatori di misurare le differenze che caratterizzano i pazienti rispetto ai soggetti sani e, anche, quelle fra pazienti in stato vegetativo persistente e soggetti in stato vegetativo che riescono, nel tempo, a recuperare.

 

La ricerca ha coinvolto 38 pazienti e 40 soggetti di controllo. Come spiega il Prof. Rossini, i risultati dello studio “suggeriscono che i correlati dinamici della complessità neurale residua possono essere di aiuto nella formulazione della prognosi delle persone in stato vegetativo”.

 

Infatti, i valori medi di ApEn sono risultati inferiori nei pazienti rispetto ai soggetti di controllo; inoltre, aggiunge Rossini, “a sei mesi di distanza, i pazienti con il più basso livello di ApEn, ovvero il parametro non lineare che quantifica il grado di imprevedibilità in una serie temporale, sono morti (14, ndr) o sono rimasti stazionari (12), mentre i pazienti con i livelli di ApEn più elevati sono passati in stadio di minima coscienza (5) o hanno mostrato una ripresa parziale (4) o totale (3)”.

 

L’analisi non lineare dei dati è stata recentemente proposta anche per monitorare l’effetto degli anestetici sul sistema nervoso, per esplorare le disfunzioni del cervello in modo da formulare una diagnosi precoce nell’Alzheimer e per prevedere gli attacchi epilettici.