Un grosso urto alla testa può letteralmente far rimbalzare il cervello all'interno del cranio, e tutto quel sussulto può ferire il cervello in un modo che interrompe il flusso di informazioni da una metà dell'organo all'altra, secondo un nuovo studio.
Lo studio si è concentrato su un denso fascio di fibre nervose noto come corpus callosum, che normalmente serve da landine per gli emisferi destro e sinistro del cervello per parlarsi. Ma questi fili incrociati possono subire gravi danni se il cervello si attorciglia improvvisamente o si congiunge contro il cranio, causando lievi lesioni cerebrali traumatiche - altrimenti noto come commozione cerebrale.
Ricerche recenti suggeriscono che i colpi concussivi scuotono il corpo calloso più violentemente di qualsiasi altra struttura del cervello, ma gli scienziati non sanno esattamente come le lesioni risultanti potrebbero influenzare la funzione cerebrale. Ora, una nuova ricerca ha individuato come la lesione indotta da commozione cerebrale stacchi l'attività cerebrale dal suo corso normale.
"Nel cervello sano, esiste una relazione tra la microstruttura del corpo calloso ... e la rapidità con cui elaboriamo le informazioni. Questa relazione viene modificata dopo una commozione cerebrale", la coautrice dott.ssa Melanie Wegener, un medico residente presso l'Università di New York Langone Health , ha detto a Live Science in un'e-mail. I risultati, presentati oggi (3 dicembre) all'incontro annuale della Radiological Society of North America a Chicago, potrebbero aiutare i medici a valutare la quantità di danni che un paziente ha subito dopo una commozione cerebrale e guidare il loro trattamento, Wegener ha aggiunto.
Per vedere come cambia la funzione cerebrale dopo la commozione cerebrale, Wegener e i suoi colleghi hanno utilizzato le scansioni cerebrali per scrutare i crani di 36 pazienti che avevano subito una lieve lesione cerebrale traumatica meno di quattro settimane prima, oltre a 27 partecipanti aggiuntivi senza lesione cerebrale traumatica. Usando una tecnica chiamata "risonanza magnetica a diffusione", i ricercatori hanno studiato come le molecole d'acqua si muovono dentro e intorno alle fibre nervose nella testa dei partecipanti.
A differenza delle molecole d'acqua fluttuanti in un bicchiere, che si avventurano casualmente nel loro contenitore, l'acqua nel cervello tende a viaggiare più rapidamente lungo fasci di fibre nervose orientate in una direzione simile, secondo il manuale Guide to Research Techniques in Neuroscience (Academic Stampa, 2010). La risonanza magnetica a diffusione consente agli scienziati di mappare questi canali navigabili cerebrali in dettaglio incontaminato e da quei dati, inferire la posizione, le dimensioni e la densità delle singole fibre nervose che si intrecciano e si snodano attraverso il cervello.
Dopo che Wegener e i suoi coautori hanno scattato istantanee al cervello dei loro partecipanti, hanno sfidato entrambi i gruppi di commozione cerebrale e di controllo a una prova difficile. Gli individui hanno prima focalizzato la loro attenzione su uno schermo con una "X" al centro; quindi, una parola di tre lettere apparirebbe alla sinistra o alla destra della X. I partecipanti avrebbero detto la parola ad alta voce il più rapidamente possibile prima di passare al turno successivo.
Sembra abbastanza semplice, ma c'è un problema.
Nella maggior parte delle persone, il lato sinistro del cervello funge da hub principale per l'elaborazione del linguaggio, il che significa che le parole scritte devono essere collegate all'emisfero sinistro prima di poterle leggere ad alta voce. Questo processo si svolge facilmente quando le parole appaiono davanti all'occhio destro, che incanalano le informazioni direttamente sul lato sinistro del cervello. Ma quando le parole compaiono davanti all'occhio sinistro, la parola viaggia dapprima sul lato destro del cervello e deve attraversare il corpo calloso prima che possa essere letta. Attraversare da un lato del cervello all'altro richiede tempo - di conseguenza, le persone impiegano più tempo a leggere le parole che appaiono sul lato sinistro rispetto a quelle sulla destra.
Nello studio di Wegener, sia i pazienti sani che precedentemente in stato di commozione cerebrale hanno eseguito lo stesso test; entrambi leggono ad alta voce le parole del lato destro senza problemi, ma presentano un breve ritardo quando vengono presentate le parole del lato sinistro. Ma le loro scansioni MRI hanno raccontato una storia interessante. Nel gruppo di controllo, le prestazioni dei partecipanti al test erano correlate alla forma e alla struttura di una porzione spessa del corpo calloso noto come splenium. Situato vicino alla parte posteriore del cervello, lo splenio fa da ponte tra la corteccia visiva destra e il centro linguistico sinistro e funge da comodo percorso per le parole che attraversano il cervello.
Tuttavia, nei pazienti che avevano manifestato una commozione cerebrale, non vi era alcun legame evidente tra lo splenio e le prestazioni del test. Invece, la performance sembrava legata a una struttura all'estremità opposta del corpo calloso, chiamato genu. La commozione cerebrale probabilmente ha alterato la struttura originale del corpo calloso, costringendo le parole a trovare percorsi alternativi attraverso il cervello, hanno concluso gli autori.
"Non è del tutto chiaro come il cervello reagisca dopo un infortunio", ma in generale i risultati suggeriscono che strutture cerebrali sane possono aiutare a coprire quelle danneggiate dopo una commozione cerebrale, ha detto Wegener.
Tuttavia, potrebbe esserci un'altra spiegazione, secondo un esperto. Harvey Levin, un neuropsicologo e professore di medicina fisica e riabilitazione presso il Baylor College of Medicine di Houston, che non era coinvolto nello studio, ha affermato che è improbabile che una parte del corpus callosum si occupi di un'altra. "Non c'è modo che la parte anteriore del corpo calloso possa realizzare ciò che la parte posteriore può fare", ha detto. Piuttosto, è possibile che lo splenium sia stato solo parzialmente danneggiato e abbia mantenuto una certa funzione. In tal caso, lo splenio potrebbe continuare a trasmettere informazioni da un lato del cervello all'altro, ha detto.
In termini di prestazioni del test, i pazienti con commozioni cerebrali passate hanno tenuto il passo con il gruppo di controllo in questo particolare studio, ma Wegener ha affermato che i cambiamenti strutturali nel corpo calloso possono influenzare la funzione cognitiva in altri modi. "Siamo curiosi di sapere come questi risultati siano correlati a sintomi specifici, come rallentamento cognitivo, difficoltà con attenzione e concentrazione", ha affermato.
Tuttavia, a partire da ora, Levin ha affermato che non è possibile trarre conclusioni dal nuovo studio su come il danno strutturale notato si collega alla funzione cerebrale del mondo reale. "Estrapolare da come una persona funziona nella vita quotidiana è un salto molto lungo", ha detto. In primo luogo, la definizione di "lieve trauma cranico" varia a seconda dello studio dato, quindi non è chiaro se i nuovi risultati si applicherebbero a un diverso campione di pazienti con commozioni cerebrali, ha detto. Inoltre, lo studio della New York University ha campionato un piccolo gruppo di persone. Nel complesso, dovremmo essere "piuttosto cauti" nell'interpretazione dei risultati, ha affermato Levin.
Se studi futuri confermeranno i risultati, i clinici potrebbero tracciare i cambiamenti strutturali nel corpo calloso e in altre fibre nervose per diagnosticare i pazienti con commozioni cerebrali e tracciare il loro recupero nel tempo, ha detto Wegener. Nell'immediato futuro, lei e i suoi coautori mirano a combinare l'imaging cerebrale con l'apprendimento automatico - un tipo di software di intelligenza artificiale - per rilevare in modo più accurato le lesioni cerebrali nei pazienti con commozione cerebrale e guidare il loro corso di trattamento.
Nota del redattore: questo articolo è stato aggiornato il 3 dicembre per includere le citazioni di Harvey Levin.
