Quanto consuma il cervello quando pensa? Lo studio di Aoup e Unipi nella camera metabolica di Cisanello
Quanto “costa”, in termini di energia pura, far lavorare la mente mentre siamo concentrati sulle mansioni di tutti i giorni? A rispondere a questa complessa domanda scientifica è un innovativo studio nato sull’asse Aoup-Università di Pisa e condotto all’interno della camera metabolica in dotazione all’ospedale di Cisanello. Una ricerca d’eccellenza che dimostra, per la prima volta in assoluto, come sia possibile misurare con estrema precisione il consumo energetico del cervello umano in un contesto del tutto naturale, replicando fedelmente ciò che accade quando ci muoviamo e agiamo nel mondo reale.
I risultati del lavoro – firmato da un gruppo multidisciplinare composto da E. Cipriani, G. Rho, P. Piaggi, A. Basolo, A. Landi, F. Santini, A. Gemignani, A. Greco e D. Menicucci – sono stati recentemente pubblicati sulla prestigiosa rivista internazionale “Scientific Reports” del gruppo “Nature”, confermando la portata rivoluzionaria dell’indagine.
La vera svolta metodologica risiede nella stretta integrazione tra le competenze ingegneristiche avanzate nel modellamento dei segnali e l’approfondita analisi clinico-fisiopatologica fornita dall’area medica. Questo incrocio di saperi ha consentito al gruppo di lavoro di superare i limiti storici della ricerca nel settore: finora, infatti, le rilevazioni richiedevano l’impiego di fastidiose maschere facciali o la permanenza all’interno di ambienti claustrofobici, elementi di stress che finivano per alterare inevitabilmente la naturalezza dei processi cognitivi analizzati.
Nel dettaglio, la sperimentazione ha visto coinvolti 18 adulti sani che si sono cimentati, all’interno della stanza tecnologica di Cisanello, in sessioni di lavoro a difficoltà crescente focalizzate su compiti di pianificazione (memoria di lavoro) e sulla velocità di elaborazione della mente (attenzione selettiva). La struttura ha così registrato in continuo e in maniera altamente accurata le variazioni del metabolismo cerebrale – misurando l’effettivo consumo di ossigeno e la contestuale produzione di anidride carbonica – all’interno di una condizione definita “ecologica”, ovvero del tutto paragonabile alle normali dinamiche della vita quotidiana.
Un traguardo di altissimo profilo scientifico, sviluppato nell’ambito dei bandi dedicati alla ricerca finalizzata alla salute, che ha visto lavorare in stretta sinergia il Dipartimento di Patologia chirurgica, medica, molecolare e dell’area critica insieme al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Ateneo pisano, con il supporto cruciale dell’Unità operativa di Endocrinologia 1 dell’Aoup.
Le prospettive operative che si aprono all’orizzonte sono di primissimo piano: se da un lato la nuova metodologia fornisce strumenti del tutto inediti per la ricerca di base nell’ambito delle neuroscienze cognitive, dall’altro promette di avere un impatto straordinario sulla pratica clinica. In un futuro prossimo, infatti, questa tecnica permetterà ai medici di diagnosticare e valutare con maggiore accuratezza le alterazioni energetiche e metaboliche collegate a diverse e diffuse patologie neurologiche e neurodegenerative, aprendo la strada a nuove strategie terapeutiche e di monitoraggio.
