Un nuovo studio ha concluso che la biotica e il microbiota intestinale potrebbero essere la chiave per alleviare il dolore cronico e migliorare il benessere generale.

Gli autori, provenienti dalla Cina, hanno esplorato l’interazione tra microbiota intestinale, nutrizione e dolore, suggerendo una via per affrontare le complessità delle condizioni di dolore cronico.

Essi affermano che: “Precise strategie di intervento sull’alimentazione e sul microbiota possono influenzare direttamente o indirettamente il dolore attraverso i sistemi endocrino, immunitario e neurale.

“Questo approccio segna un cambiamento di paradigma nel trattamento del dolore, accennando a un futuro in cui una comprensione olistica dei sistemi corporei porta sollievo a chi soffre di un disagio persistente”.

Significato

Il dolore, un’esperienza sensoriale complessa, è soggettivo e coinvolge la nocicezione, l’elaborazione degli stimoli nocivi da parte del sistema nervoso periferico (PIS), le componenti emotive, cognitive e sociali.

Secondo gli autori, il dolore cronico è notevolmente più disturbante e dannoso per la qualità della vita rispetto al dolore acuto, ma manca una comprensione completa dei suoi meccanismi molecolari e cellulari.

I vari tipi di dolore cronico comprendono il dolore viscerale, infiammatorio, cefalico e neuropatico, ognuno dei quali richiede approcci terapeutici diversi.

Tra gli esempi, la sfida di gestire il dolore nei pazienti affetti da malattia di Crohn (CD) e la difficoltà di affrontare il dolore neuropatico dovuto alla polineuropatia simmetrica distale nei pazienti diabetici.

Gli autori ricordano che in precedenza una revisione sistematica aveva rilevato che non era possibile trarre conclusioni sull’efficacia della maggior parte degli interventi nutrizionali per la malattia di Crohn (ad esempio, dieta a basso contenuto di FODMAP o kefir) nel trattamento dell’intensità e della frequenza del dolore.

Tuttavia, essi osservano che il microbiota intestinale è un ecosistema notevole nell’organismo, cruciale per il mantenimento della salute e la regolazione di funzioni come l’integrità della barriera intestinale, l’equilibrio immunitario e lo sviluppo del cervello.

Probiotici, prebiotici, sinbiotici, postbiotici e trapianto di microbiota fecale (FMT) sono stati studiati come potenziali tecnologie per regolare il microbiota intestinale.

Dato il potenziale sempre più riconosciuto del microbiota intestinale, il suo ruolo nella regolazione del dolore è stato oggetto di attenzione.

Gli autori suggeriscono che il microbiota può mediare la comunicazione bidirezionale tra l’intestino e il dolore attraverso l’interazione tra i batteri e la loro composizione o i loro metaboliti, come gli acidi grassi a catena corta (SCFA), gli acidi biliari (BA) e i metaboliti del triptofano.

Si legge: “Le crescenti evidenze precliniche e cliniche supportano fortemente il coinvolgimento critico del microbiota intestinale nel dolore viscerale, nel dolore infiammatorio, nel dolore neuropatico e persino nella cefalea, attenuando l’ipersensibilità al dolore”.

Gli autori suggeriscono che ciò avvenga in parte attraverso un meccanismo mediato da TRPV1, il canale cationico non selettivo, ligando-gato, che avverte il dolore, espresso nei neuroni sensoriali periferici.

Lo studio

Gli autori hanno utilizzato la bibliometria, un’analisi statistica delle pubblicazioni incentrata sulle pubblicazioni scientifiche e sul valore accademico, per identificare le caratteristiche della produzione scientifica globale degli ultimi 20 anni, con l’obiettivo di cogliere come l’alimentazione possa modulare il legame intestino-dolore.

I documenti sono stati cercati nel database Web of Science, con 1551 articoli che hanno ricercato la relazione tra intestino-microbiota e dolore dal 2003 al 2022.

Sebbene la ricerca degli autori sia stata ampia, essi notano che solo 122 articoli hanno discusso il modo in cui gli interventi nutrizionali possono modulare questo legame, suggerendo una mancanza di ricerca in questo settore.

Tuttavia, alcuni studi precedenti su patologie come la CD e la polineuropatia sensomotoria diabetica (DSPN) indicano che la combinazione di interventi sull’alimentazione e sul microbiota può contribuire ad alleviare il dolore.

Secondo gli autori del nuovo studio, i probiotici e i prebiotici potrebbero rappresentare strategie innovative per la gestione del dolore cronico, agendo sul microbiota intestinale.

In un precedente studio sugli animali è stato suggerito che i probiotici potrebbero svolgere un ruolo nel migliorare il dolore.

Inoltre, studi precedenti hanno esaminato i generi Bifidobacterium, Lactobacillus e Akkermansia muciniphila (A. muciniphila) in relazione al miglioramento del dolore nei pazienti con sindrome dell’intestino irritabile (IBS) attraverso il trapianto di microbiota fecale.

Uno studio sui topi ha rivelato che una terapia probiotica specifica attenua l’ipersensibilità viscerale indotta dagli antibiotici attraverso la modulazione del contenuto di neurotrasmettitori sensoriali nel colon e l’alterazione della percezione viscerale.

Inoltre, è stato dimostrato che una terapia probiotica specifica modula il contenuto di neurotrasmettitori sensoriali e altera la percezione, mentre gli SCFA prodotti dalla fermentazione batterica delle fibre alimentari nell’intestino sono stati collegati alla modulazione del dolore cronico.

Gli autori concludono che: “I soli prebiotici, o combinati con i probiotici, potrebbero essere utilizzati come intervento per alleviare il dolore in varie malattie per il trattamento dei sintomi gastrointestinali e psicosociali della salute, dal cancro al disturbo intestinale funzionale, IBS , malattia infiammatoria intestinale (IBD) e costipazione”.

Tuttavia, nonostante queste potenzialità, solo un numero limitato di pubblicazioni ha esplorato i prebiotici come strumenti preventivi e terapeutici per la gestione del dolore cronico, concludono gli autori: “Studi più ampi dovrebbero esaminare come i prebiotici modulano il dolore attraverso il microbiota intestinale”.

Una nuova meta-analisi osserva che non è stata riscontrata una differenza media (MD) statisticamente significativa tra le concentrazioni totali di 25-idrossivitamina D [25(OH)D] nei gruppi di intervento che assumevano integratori di vitamina D giornalieri o settimanali.

Inoltre, è stato osservato che l’integrazione settimanale di vitamina D con un’assunzione totale di 600.000 UI per tre mesi ha avuto la massima efficacia nel migliorare la 25(OH)D a più di 75 mol/L.

I ricercatori cinesi sottolineano: “Ad oggi, non esistono prove integrate che confrontino l’efficacia dei livelli di 25(OH)D tra l’integrazione giornaliera e quella intermittente di vitamina D”.

In conclusione, la nostra analisi suggerisce che l’integrazione intermittente e quella giornaliera di vitamina D hanno un’efficacia simile nel migliorare i livelli circolanti di 25(OH)D in presenza di un dosaggio cumulativo e di una durata equivalenti”.

“Per raggiungere una concentrazione sufficiente di 25(OH)D, raccomandiamo un’integrazione mensile di 60.000 UI di vitamina D per la sua convenienza ed efficacia”, affermano.

Raccomandazioni diverse

Le carenze di vitamina D sono diffuse in tutta la popolazione mondiale, a causa dell’inadeguata esposizione ai raggi solari UVB e dell’assunzione attraverso la dieta. La vitamina D è un nutriente essenziale per molte funzioni diverse all’interno dell’organismo e, pertanto, le carenze possono causare una serie di condizioni di salute come CVD, diabete e malattie neurodegenerative.

I livelli circolanti di 25(OH)D sono da tempo un indicatore affidabile dello stato della vitamina D, e le carenze sono definite come livelli inferiori a 50 mol/l. L’integrazione di vitamina D rappresenta un modo rapido e conveniente per migliorare i livelli di 25(OH)D e ridurre il rischio di sviluppare esiti avversi associati.

Tuttavia, ci sono state notevoli controversie riguardo alle frequenze e alle quantità necessarie per l’integrazione. Gli studi precedenti hanno cercato di individuare assunzioni giornaliere e intermittenti (giornaliere o mensili) di vitamina D, nonché integrazioni ad alto dosaggio. Ulteriori problemi legati all’ipercalcemia associata ad assunzioni elevate e alla mancata osservanza delle indicazioni giornaliere rappresentano sfide significative per l’integrazione.

Pertanto, i ricercatori hanno voluto indagare l’effetto dell’integrazione intermittente rispetto a quella giornaliera di vitamina D sul miglioramento dei livelli sierici di 25(OH)D.

Lo studio.

I ricercatori hanno condotto una meta-analisi cercando nei database MEDLINE, EMBASE e Cochrane Library gli studi randomizzati controllati pertinenti. I confronti diretti e indiretti tra interventi e controlli sono stati condotti utilizzando la meta-analisi di rete bayesiana (NMA) per determinare l’efficacia, calcolando MD e intervalli di confidenza del 95%.

L’analisi ha portato all’inclusione di 116 studi RCT con 11.376 partecipanti e i risultati hanno suggerito che le concentrazioni di 25(OH)D sono aumentate in modo significativo indipendentemente dalla frequenza dell’integrazione di vitamina D.

Sebbene si sia osservato che l’integrazione giornaliera produce valori di rango superiore rispetto all’integrazione intermittente con dosaggi simili, non è stato riscontrato un MD statisticamente significativo nelle concentrazioni di 25(0H)D tra i due gruppi.

Inoltre, l’integrazione settimanale con 600.000 I di vitamina D totale per 3 mesi è risultata più efficace nel migliorare i livelli di 25(OH)D a più di 75 mol/L.

Si è concluso che l’integrazione mensile di 60.000 UI di vitamina D, o circa 2.000 UI al giorno, è necessaria per raggiungere livelli ottimali di 25(OH)D.

I ricercatori sottolineano l’eterogeneità tra i vari studi a causa delle diverse quantità assunte, il che implica la necessità di ulteriori studi con campioni di grandi dimensioni per confermare i risultati.

Uno studio ha valutato come l’assunzione di diversi gruppi di alimenti nella dieta potrebbe avere un impatto positivo sulla frequenza dell’emicrania e sui livelli sierici di ossido nitrico.

Secondo i ricercatori, gli approcci non farmacologici per la gestione dell’emicrania hanno ricevuto una notevole attenzione negli ultimi anni a causa della scarsa efficacia e degli effetti collaterali dei farmaci utilizzati nel trattamento convenzionale.

La complessa fisiopatologia dell’emicrania “non è ancora ben compresa”, ma i dati esistenti suggeriscono che i fattori legati alla dieta potrebbero influenzare gli attacchi di emicrania.

Per valutare l’associazione tra il punteggio di diversità alimentare (DDS), le caratteristiche cliniche dell’emicrania e i livelli sierici di ossido nitrico (NO), i ricercatori hanno condotto uno studio trasversale da agosto 2019 a giugno 2020.

Un totale di 262 individui iraniani (224 donne e 34 uomini) di età compresa tra 20 e 50 anni sono stati inclusi nello studio.

L’assunzione di alimenti da parte dei partecipanti è stata valutata mediante un questionario di frequenza alimentare (FFQ) a 168 item somministrato da un intervistatore. È stato chiesto loro di riferire la frequenza di consumo di ciascun alimento – su base giornaliera, settimanale o mensile – nell’anno precedente.

Per calcolare la DDS sono stati utilizzati cinque gruppi di alimenti, ovvero latticini, cereali, verdure, frutta e carne.

Inoltre, i partecipanti hanno ricevuto un “diario del mal di testa” di 30 giorni per registrare l’ora di insorgenza dell’emicrania, la frequenza e la durata degli attacchi. La gravità dell’emicrania è stata valutata con la scala analogica visiva (VAS).

È stato eseguito un test di impatto della cefalea in forma breve (HIT-6) per misurare l’effetto dell’emicrania sulla capacità dei partecipanti di funzionare al lavoro, a scuola, a casa e in situazioni sociali, mentre i livelli sierici di NO sono stati analizzati utilizzando l’analisi di regressione lineare multipla.

I risultati hanno indicato che i partecipanti avevano una frequenza media di 7,8 attacchi di emicrania al mese, una durata media degli attacchi di 0,96 giorni/mese, una gravità media del mal di testa di 7,77 e un punteggio medio HIT-6 di 62,72 (che rientra nella categoria grave).

È stato inoltre riscontrato che i partecipanti al terzile più alto di DDS avevano un’assunzione nettamente superiore di energia totale, proteine, pasta, farina raffinata, pomodoro, verdure amidacee, verdure gialle, verdure crucifere, frutta e succhi di frutta, bacche e agrumi e latte, oltre a una minore assunzione di grassi e riso (tutti p < 0,05).

“Esiste un’associazione inversa significativa tra DDS e frequenza di cefalea e livelli sierici di NO, quando si confrontano i partecipanti dell’ultimo terzile con quelli del primo terzile. Questo dimostra che la qualità della dieta nelle persone con emicrania è bassa”, hanno scritto gli autori.

L’associazione è rimasta significativa anche dopo l’aggiustamento per i potenziali fattori confondenti, tra cui l’età, il sesso, l’apporto energetico totale, lo stato civile, lo stato di fumatore, il tipo di emicrania, la storia familiare di emicrania, la pressione arteriosa, i farmaci, l’attività fisica e il BMI.

Tuttavia, non è stato trovato alcun legame significativo tra DDS e punteggio HIT-6, durata e gravità dell’emicrania.

“I risultati possono essere interpretati come un effetto benefico della DDS sulla frequenza dell’emicrania. Tuttavia, occorre tenere presente che si tratta solo di un’associazione e che può esistere una bidirezionalità”.

“È possibile che i soggetti con una maggiore frequenza di emicrania omettano un maggior numero di alimenti scatenanti e abbiano una qualità della dieta inferiore, a causa della nausea e del vomito indotti dalla cefalea. Si raccomandano ulteriori studi prospettici su larga scala per determinare la relazione tra l’assunzione di diversi alimenti e gli esiti clinici dell’emicrania”.

Ruolo dell’ossido nitrico

Un numero crescente di evidenze suggerisce che l’NO svolge un ruolo importante nella patogenesi dell’emicrania sia come fattore indipendente sia interagendo con una cascata nitrergica.

Ad esempio, l’infiammazione del sistema trigeminovascolare e la dilatazione dei vasi cerebrali che si verificano durante gli episodi di emicrania sono stati attribuiti al coinvolgimento di NO.

“I nostri risultati indicano che esiste un’associazione inversa tra DDS e livelli sierici di NO. Migliorare la diversità della dieta puntando sulla sintesi di NO potrebbe avere un effetto favorevole sull’emicrania. Ulteriori ricerche sono essenziali per confermare questa ipotesi ed esplorare la causalità”, hanno aggiunto gli autori.

Approccio dietetico

Studi passati che hanno utilizzato la DDS hanno dimostrato che la qualità della dieta è associata a una riduzione del rischio di depressione, sindrome metabolica, obesità addominale e malattie cardiovascolari nella popolazione iraniana.

“Ricerche precedenti hanno indicato che il consumo di alimenti diversi, in particolare di diversi tipi di alimenti vegetali, migliora il profilo microbico. Recenti risultati di studi sull’uomo e sugli animali hanno anche implicato una relazione tra il microbioma intestinale e l’emicrania.

“Pertanto, si ipotizza che uno dei meccanismi attraverso i quali il consumo di una dieta più varia può migliorare l’emicrania sia l’effetto sul microbiota intestinale e sull’asse cervello-intestino.

Vi sono inoltre sempre più dati sull’impatto dello stress ossidativo nella patogenesi dell’emicrania. Si ritiene che una dieta con maggiori quantità di frutta e verdura contenenti vari antiossidanti possa migliorare i sintomi dell’emicrania modulando lo stress ossidativo.

In studi precedenti, dal 12 al 60% delle persone affette da emicrania ha riferito che gli alimenti sono i fattori scatenanti degli attacchi di mal di testa. In particolare, gli alimenti contenenti caffeina, cioccolato, latte, formaggio e bevande alcoliche sono stati indicati come fattori scatenanti comuni.

D’altra parte, interventi dietetici come la dieta a basso contenuto di grassi, la dieta a basso indice glicemico, la dieta di eliminazione, la dieta chetogenica e il piano alimentare Dietary Approaches to Stop Hypertension (DASH) hanno mostrato promettenti benefici terapeutici per l’emicrania.

“Per utilizzare di routine gli approcci dietetici nella gestione dell’emicrania, sono necessarie ulteriori ricerche sulla correlazione tra l’assunzione di cibo e le caratteristiche cliniche dell’emicrania”, hanno ribadito gli autori.

In questo articolo David Hardstaff e John Bins, soci di BCL Solicitors, discutono di un’inchiesta di alto profilo sui farmaci vietati per lo sviluppo muscolare, che mette in luce i problemi del regime dei nuovi alimenti che impattano sull’industria del CBD (Cannabidiolo).

Una recente inchiesta della BBC sui farmaci vietati per lo sviluppo muscolare, i modulatori selettivi del recettore degli androgeni (Sarms), evidenzia la necessità di un regime di nuovi alimenti più chiaro e dinamico.

Sembra che l’aiuto possa arrivare da un rapporto commissionato dalla Food Standards Agency (FSA), che propone, tra gli altri modelli, il completo smantellamento dell’attuale sistema. Le sfide sono grandi, poiché i confini tra cibo, medicina e tecnologia diventano sempre più labili. La FSA è davvero in grado di dimostrare “l’arte del possibile” in termini di miglioramento del quadro normativo sui nuovi alimenti?

La FSA ha classificato i Sarms (Selective Andogen Receptor Modulators), come nuovi alimenti non autorizzati, in seguito alle preoccupazioni che questi farmaci possano causare un’ampia gamma di effetti collaterali negativi. Preferiti da culturisti e sollevatori di pesi, i Sarms sono ritenuti in grado di imitare gli effetti degli steroidi anabolizzanti, aumentando potenzialmente la massa muscolare e la forza. Tuttavia, nonostante le restrizioni alla loro vendita, sono stati venduti apertamente online, nei negozi e nelle palestre di tutto il Regno Unito.

L’indagine della BBC evidenzia sia la mancanza di comprensione da parte dei potenziali consumatori, sia la prova che i fornitori di Sarms ingannano gli utenti, intenzionalmente o per ignoranza, sui loro rischi.

A prima vista, il trattamento dei Sarm come nuovi alimenti non autorizzati suonerà familiare a chiunque abbia un interesse più che passeggero per la fiorente industria del cannabidiolo (CBD) nel Regno Unito.

Il commercio di prodotti a base di CBD per i consumatori – commercializzati per lo più come integratori alimentari – è aumentato a dismisura nel periodo di tre anni che ha preceduto l’effettivo divieto della FSA sui nuovi prodotti.

Nel Regno Unito, i prodotti a base di CBD hanno anche potuto cavalcare l’onda provocata dalla modifica della legislazione del 2018 che ha consentito un accesso più facile ai prodotti a base di cannabis terapeutica; questo sviluppo ha conferito un certo grado di credibilità a molti prodotti che, pur stando attenti a non avanzare alcuna pretesa di efficacia terapeutica, si presentavano come prodotti destinati a promuovere il “benessere”.

Come il Sarms, i prodotti a base di CBD hanno rapidamente sviluppato un seguito fedele. Tuttavia, a differenza del Sarms, la loro applicazione potenzialmente ampia significa che si sono rivolti a una gamma più diversificata di consumatori con una gamma più ampia di esigenze. Inoltre, sebbene la ricerca sia ancora in corso, sembrano esserci molte meno prove che l’uso moderato di CBD porti a effetti collaterali dannosi rispetto al Sarms, che è stato collegato a disfunzioni erettili, sbalzi d’umore e problemi al fegato.

Vale la pena considerare anche le origini di entrambi i prodotti. Il CBD è un cannabinoide naturale, uno dei circa 140 presenti nella pianta di cannabis. L’affermazione che non esiste una storia del suo consumo prima del 15 maggio 1997 – in generale, il punto di partenza quando si definisce un nuovo alimento – è stata criticata da molti come non vera. Che piaccia o no, la cannabis è stata consumata dal momento in cui l’uomo l’ha scoperta. È stata consumata per ogni sorta di motivo, anche a scopo ricreativo, ma anche per le sue proprietà nutrizionali e terapeutiche, inevitabilmente in parte grazie al suo contenuto di CBD.

I Sarms, invece, sono stati creati per caso nel 20° secolo. Sottoprodotto involontario della ricerca sul trattamento del cancro alla prostata, da allora sono stati sviluppati per combattere le malattie da deperimento muscolare. Nonostante il loro potenziale per il trattamento di alcune patologie, comportano anche un’ampia gamma di effetti collaterali negativi, che ne giustificano un controllo più stretto.

Nonostante le differenze, i prodotti Sarms e CD sono stati regolamentati dalla FSA nell’ambito dello stesso quadro normativo. Probabilmente, la caratteristica comune più evidente di questi due esempi non è né la “novità” né la sicurezza per i consumatori, ma la mancanza di chiarezza e trasparenza del loro status normativo. Molti direbbero che la radice di questo problema è il regime dei nuovi alimenti del Regno Unito stesso, che è stato riportato dal sistema dell’UE dopo il periodo di attuazione della Brexit. Le richieste di cambiamento sono state ascoltate, a quanto pare, dalla stessa FSA.

Nell’ottobre 2022, la FSA ha indetto una gara d’appalto per la revisione del Novel Foods Regulatory Framework, il processo con cui i nuovi alimenti vengono immessi sul mercato britannico. Deloitte è stata selezionata e ha pubblicato i suoi risultati principali sotto forma di una sintesi, che propone una serie di modelli normativi alternativi su cui la FSA potrebbe basare un nuovo quadro normativo sui nuovi alimenti specifico per il Regno Unito. Vengono presi in considerazione i problemi del sistema attuale, che non sorprenderanno nessuno di coloro che ne hanno esperienza, tra cui l’inefficienza, la mancanza di orientamento e di trasparenza.

Le caratteristiche dei modelli presi in considerazione riflettono meglio l’ampia gamma di prodotti che potrebbero rientrare nel campo di applicazione delle normative sui nuovi alimenti. Le cinque opzioni suggerite (descritte in dettaglio in un precedente articolo di NI) vanno dalla semplice eliminazione dei principali “punti dolenti” del processo esistente, all’eliminazione del Novel Foods Regulatory Framework nella sua forma attuale per concentrarsi maggiormente sulla sensibilizzazione dei consumatori alla sicurezza dei nuovi alimenti.

Il rapporto non si tira indietro di fronte alla necessità di una riforma radicale. Infatti, mira a “dimostrare l’arte del possibile”, il che presumibilmente significa eliminare gran parte del regime attuale e ricominciare da capo. La flessibilità e le opportunità offerte da questo approccio consentirebbero presumibilmente di adottare un approccio più sfumato, che tenga conto della gamma sempre più ampia e complessa di prodotti che rientrano nella sua giurisdizione.

L’adozione dello stesso approccio normativo sia per i prodotti a base di CBD che per i Sarm non ha senso. Entrambe le categorie di prodotti rientrano tecnicamente nella definizione esistente di novel food, ma le somiglianze finiscono lì. L’applicazione di un approccio così brusco non fa altro che allontanare le imprese e i consumatori, che altrimenti potrebbero essere coinvolti nel percorso verso una potenziale autorizzazione.

Il riassunto esecutivo è proprio questo: Si tratta di un documento di alto livello che potrebbe essere criticato per aver proposto una gamma così ampia di alternative (di tutto e di più) da non portare la discussione molto avanti. Tuttavia, l’aver abbracciato l’idea che ripartire da zero potrebbe essere l’approccio migliore va a merito della FSA e rappresenta la posizione di partenza più progressista che ci si possa aspettare nel mondo solitamente cauto della regolamentazione.

Lo studio delle registrazioni neurali rivela una regione cerebrale coinvolta nell’elaborazione del ritmo musicale

Gli accordi di chitarra risuonano in modo strano, come se provenissero dal fondo di un pozzo. Anche la voce del cantante è confusa e il suo testo è a malapena comprensibile. Tuttavia, se si sa cosa sta per succedere, la canzone è riconoscibile: “Tutto sommato, era solo un mattone nel muro”. Si tratta di un frammento di “Another Brick in the Wall (Part 1)” dall’album “The Wall”, che nel 1979 fu un successo della rock band britannica Pink Floyd. Il brano è stato ricreato a partire da registrazioni cerebrali di persone che lo hanno ascoltato. Il brano ricostruito fornisce nuove informazioni sull’elaborazione della musica nel cervello.

La ricostruzione è un “tour de force tecnico” che fornisce nuove informazioni su come il cervello comprende la musica, afferma Robert Zatorre, neuroscienziato della McGill University che non ha partecipato allo studio.

Come la canzone, anche le registrazioni del cervello sono vecchie. Più di 10 anni fa, i neuroscienziati dell’Albany Medical Center hanno registrato l’attività degli elettrodi inseriti nel cervello di persone affette da epilessia. I medici hanno inserito 2668 elettrodi nel cervello di ciascuno dei 29 pazienti per registrare l’attività cerebrale durante un attacco. Tuttavia, la procedura ha anche fornito ai ricercatori una rara opportunità di studiare come il cervello risponde alla musica. Per la stragrande maggioranza delle persone, le strutture responsabili della comprensione del linguaggio parlato risiedono nell’emisfero sinistro del cervello. Ma diversi studi hanno suggerito che la percezione della musica si basa su una rete di regioni cerebrali molto più ampia e complessa, che potrebbe includere entrambi gli emisferi.

Perché i ricercatori di Albany che hanno raccolto i dati hanno scelto di far ascoltare ai partecipanti questa particolare canzone? “Semplicemente amavano i Pink Floyd”, dice Ludovic Bellier, neuroscienziato e ricercatore computazionale presso l’Università della California (UC) di Berkeley, che ha condotto il nuovo studio sfruttando queste registrazioni cerebrali. I pazienti hanno ascoltato diverse canzoni, spiega Bellier, tra cui il più famoso successo della band, “Another Brick in the Wall (Part 2)”. Ma le registrazioni cerebrali più dettagliate sono state effettuate da coloro che hanno ascoltato il brano meno noto.

Il team di Bellier ha utilizzato queste registrazioni per addestrare un modello computazionale in grado di riconoscere quali schemi di attività cerebrale corrispondono a quali caratteristiche musicali. “Se sei un pianista molto esperto e guardi qualcuno che suona i tasti del pianoforte, puoi facilmente ricostruire quello che sta suonando”, dice il coautore dello studio Robert Knight, psicologo e neuroscienziato alla UC Berkeley. Il team sperava che il suo modello fosse in grado di ricostruire una versione riconoscibile della canzone originale. Alcuni elettrodi funzionavano in qualche modo come singoli tasti del pianoforte che rappresentavano singole note, spiega Knight, ma l’algoritmo doveva anche interpretare elementi acustici più complessi, tra cui il volume e il ritmo.

In particolare, i ricercatori hanno addestrato l’algoritmo su circa il 90% della canzone. Poi hanno dimostrato che, con questo addestramento, era in grado di riprodurre il resto del brano, un frammento di 15 secondi dalla parte centrale che è stato trattenuto appositamente per testare il modello.

Ma il team di Bellier non era interessato solo alla “lettura della mente”, dice Sylvain Baillet, neuroscienziato della McGill non coinvolto nel lavoro. I ricercatori hanno anche cercato di identificare le aree cerebrali responsabili della percezione di diverse caratteristiche musicali. Per farlo, hanno alimentato il modello con registrazioni neurali in cui i dati di alcuni elettrodi erano stati rimossi e hanno osservato l’effetto sulla canzone ricreata. Questo approccio ha rivelato una nuova regione cerebrale identificata che è coinvolta nella percezione del ritmo musicale, come il tintinnio della chitarra in “Another Brick in the Wall (Part 1)”, riferiscono oggi i ricercatori in PLOS Biology. Il lavoro conferma inoltre che la percezione della musica, a differenza della normale elaborazione del parlato, coinvolge entrambe le metà del cervello.

Bellier spera che questa ricerca possa un giorno essere utilizzata per aiutare i pazienti che faticano a parlare a causa di ictus, lesioni o malattie degenerative come la sclerosi laterale amiotrofica. Grazie ai progressi della tecnologia di assistenza, molti di questi pazienti sono in grado di comunicare utilizzando interfacce cervello-macchina, il che è “un progresso fantastico”, dice Bellier. Ma queste tecnologie non riescono a riprodurre adeguatamente la natura musicale del parlato, per cui le voci dei pazienti suonano stridenti e robotiche. Le interfacce cervello-macchina che si basano sull’intelligenza artificiale potrebbero tenere conto di questi elementi musicali, permettendo ai pazienti di comunicare in modo più naturale, ipotizza Bellier.

Per ora, una tecnologia come quella utilizzata nel nuovo studio richiede un intervento chirurgico invasivo, perché registrazioni così dettagliate devono provenire dalla superficie del cervello. Ma con il miglioramento delle tecniche, un giorno potrebbe essere possibile effettuare tali registrazioni senza dover aprire il cranio, magari usando elettrodi attaccati al cuoio capelluto.

Un’altra limitazione dello studio: non si è tenuto conto del fatto che ai pazienti che ascoltavano i Pink Floyd piacesse la canzone o l’avessero già ascoltata in precedenza. Questi fattori avrebbero potuto influenzare la loro attività cerebrale e quindi le prestazioni del modello di decodifica. “La familiarità forgia la nostra percezione del mondo”, osserva Baillet. “L’apprezzamento della musica è un’esperienza molto soggettiva”.