Una piccola stimolazione cranica per imparare più velocemente

Non tutte le scoperte scientifiche nascono con i migliori propositi. È il caso, sicuramente, dell’insperata scoperta realizzata dall’Air Force degli Stati Uniti che sembra aprire nuove, importanti prospettive per la ricerca volta a individuare metodi che accelerino il processo di apprendimento del cervello umano. Uno dei compiti più difficili che i piloti dell’Air Force devono affrontare nel corso del loro addestramento per guidare i droni automatici sull’obiettivo è quello di interpretare le complesse immagini radar, di modo da individuare sullo schermo l’obiettivo prefissato. Nel corso di una di queste sessioni al simulatore, scienziati in forze all’aeronautica americana hanno scoperto che, stimolando il cervello dei piloti con una scossa elettrica di bassa intensità – due milliampere di corrente diretta per trenta minuti – è possibile dimezzare i tempi di apprendimento. Per farlo, hanno spiegato Andy McKinley, ingegnere biomedico, e i suoi colleghi dell’Air Force Research Laboratory della base di Wright-Patterson nel convegno annuale della Società di Neuroscienze alcuni giorni fa, è sufficiente applicare due elettrodi sul cuoio capelluto. E il risultato è garantito.

Effetto placebo o realtà?

La chiamano “stimolazione transcranica a corrente diretta” e non assomiglia affatto all’elettroshock. Lauren Bullard, uno dei soggetti sottoposti al trattamento, rivela che tutto ciò che si sente è un po’ di solletico o una leggera sensazione di bruciatura. Ma dura poco e dopo il cervello sembra essere più vigile. Autosuggestione? Jung Rex, neurobiologo dell’Health Science Center dell’Università del New Mexico invita alla cautela, ricordando come sull’argomento ci sia “un sacco di cattiva scienza” propagandata da giornali, pubblicità e veri e propri truffatori, che promettono sistemi portentosi per accelerare l’apprendimento senza sforzi. L‘elettroterapia andava di moda, in effetti, nel XIX secolo e fino alla metà del secolo scorso, quando medici avventurieri approfittavano della disponibilità offerta dai manicomi per realizzare esperimenti sui malati mentali. L’elettroshock era usato per curare non solo le più generiche malattie mentali, ma anche cancro e insonnia. Nella maggior parte dei casi, la terapia si concludeva con un nulla di fatto; in pochi altri, sembrava esserci qualche miglioramento. Ma la scarsa rilevanza statistica di questi casi permetteva di parlare di effetto placebo. Il rischio è dunque che anche la stimolazione transcranica dell’Air Force si riveli null’altro che un prodotto di autosuggestione.

Il metodo utilizzato dagli autori della ricerca per misurare gli effetti della stimolazione sui soggetti è duplice: da una parte si cercano tracce di modifiche funzionali del cervello, attraverso l’analisi delle onde cerebrali, dall’altra evidenze di modifiche fisiche, tramite scanner di imaging a risonanza magnetica. Quello che è emerso è che la stimolazione transcranica produce un aumento nell’ampiezza delle onde cerebrali sei volte maggiore rispetto a quanto avviene quando un soggetto è sottoposto a un placebo, una stimolazione che produce lo stesso effetto sensoriale sul cuoio capelluto ma che non è prodotta dalla corrente elettrica. Non solo: l’aumento d’ampiezza delle onde persiste a lungo anche dopo la fine della stimolazione: dopo un’ora, le onde sono ancora due volte e mezzo più ampie del normale. Secondo gli studiosi, la stimolazione andrebbe a eccitare la corteccia cerebrale aumentando la risposta agli input sensoriali e accelerando il processamento dell’informazione nei circuiti corticali.

Sottoponendo il soggetto dell’esperimento alla risonanza magnetica, è emerso un dato ancora più sorprendente: gli effetti strutturali prodotti sul cervello dopo la stimolazione transcranica perdurano anche a distanza di cinque giorni. Nello specifico, gli assoni – grossi fasci di fibre nervose che connettono tra loro i neuroni – risultano più robusti e meglio organizzati dopo la stimolazione, anche a distanza di giorni, rispetto agli assoni dei soggetti sottoposti al placebo. Secondo gli studi neurologici compiuti negli ultimi decenni, la formazione di nuovi collegamenti tra i neuroni e l’irrobustimento di questi collegamenti sarebbero alla base dello sviluppo dell’intelligenza e della memoria. Gli effetti prodotti dalla stimolazione transcranica confermerebbero queste tesi: secondo gli autori dello studio, le modifiche strutturali sarebbero prodotte da una serie di alterazioni al tessuto cerebrale o alle singole cellule, impossibili però da identificare senza sottoporre un campione di tessuto all’analisi in laboratorio. Cosa attualmente inattuabile, per ovvi motivi.

Gli effetti della stimolazione transcranica

Una possibile spiegazione è stata avanzata da Robert Turner, esperto di imaging cerebrale al Dipartimento di Neurofisica del Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences di Lipsia, in Germania. Secondo Turner, non coinvolto nello studio dell’Air Force, le modifiche strutturali individuate dalla risonanza magnetica potrebbero essere state prodotte da un aumento del rivestimento mielinico degli assoni. È infatti noto che la mielina, che riveste come una guaina i fasci di fibre nervose che costituiscono gli assoni, accelera i segnali elettrici prodotti dai neuroni. Alcune fibre amieliniche, cioè sprovviste della guaina mielinica, potrebbero – sottoposte alla stimolazione transcranica – “mielinizzarsi” rapidamente e, così facendo, produrre un aumento della velocità di trasmissione tra i neuroni, aumentando quindi di conseguenza la velocità di apprendimento.

D’altra parte, un neurologo dell’Università di Tubinga, Matthias Witkowki, definisce “incredibile” il risultato dell’esperimento ma non accoglie l’ipotesi della mielina. A suo dire, ciò che spiegherebbe le modifiche strutturali prodotte dalla stimolazione va cercato nelle singole cellule. Il prossimo passo sarà quello di trovare volontari intenzionati a sottoporsi a un piccolo intervento chirurgico per asportare un campione di tessuto della cosiddetta “materia bianca”, quella composta principalmente dagli assoni e ritenuta, fino a pochi anni fa, una sostanza passiva rispetto alla materia grigia.

Al di là degli interessi dell’Air Force, la scoperta aprirebbe importanti prospettive anche nel campo della riabilitazione. Alcuni test hanno dimostrato che pazienti affetti da lesioni cerebrali e in fase di riabilitazione, sottoposti alla stimolazione transcranica riducono i tempi di recupero di alcune funzioni collegate al sistema nervoso, come per esempio il movimento della mano. Se la tesi della mielina fosse confermata, inoltre, la stimolazione potrebbe essere impiegata su pazienti affetti da malattie che compromettono la produzione di mielina nel cervello.

Per chi sogna questi e altri impieghi più prosaici, come per esempio una bella scossa alla vigilia di un esame importante, la prudenza è d’obbligo: saranno necessari nuovi test per dimostrare di non essere di fronte a un effetto placebo. Ma se la scoperta fosse confermata, bisognerà stare ancora più attenti alle truffe per non cadere nelle mani di qualche nostalgico dell’elettroshock.