Un nuovo articolo teorico propone che la sentienza primordiale — la sensazione fondamentale di essere un osservatore cosciente — possa avere origine nel tronco encefalico anziché nella corteccia cerebrale. Gli autori sostengono che le prove tratte dalle risposte al dolore, dall’anestesia e dalle lesioni neurologiche mettano in discussione l’idea che l’esperienza cosciente sia generata principalmente dagli strati più esterni del cervello.

L’articolo, pubblicato su The Neuroscientist, è stato scritto da Marshall Devor dell’Università Ebraica di Gerusalemme e dal collega Mark Baron. Riunisce risultati della neurologia clinica, della biologia evolutiva e di precedenti esperimenti sugli animali; non riferisce i risultati di un nuovo studio di laboratorio.

Gli autori distinguono tra coscienza d’accesso, ovvero la consapevolezza di specifiche immagini, suoni e ricordi, e coscienza fenomenica: il senso di fondo di essere presenti. Sostengono che la corteccia possa elaborare informazioni sensoriali specifiche, mentre un circuito del tronco encefalico sostiene questa sensazione più fondamentale e contribuisce a determinare quali segnali ricevano attenzione.

Uno dei loro argomenti centrali riguarda il dolore. La stimolazione elettrica di aree della corteccia associate alla vista, all’udito e al tatto può provocare lampi di luce, suoni o formicolii nei pazienti svegli, ma raramente causa dolore. In uno studio citato dagli autori, la stimolazione ha provocato dolore soltanto in 8 dei 313 siti testati nell’insula, una regione talvolta proposta come centro corticale del dolore. Al contrario, la stimolazione delle vie sottocorticali del dolore, comprese quelle del tronco encefalico, può innescare il dolore.

L’articolo esamina anche casi in cui estesi danni corticali hanno compromesso capacità specifiche senza eliminare la coscienza primordiale o la capacità di provare dolore. Le lesioni della parte superiore del tronco encefalico, invece, possono causare il coma. Queste osservazioni non dimostrano da dove abbia origine l’esperienza soggettiva, ma gli autori le considerano compatibili con un ruolo del tronco encefalico che va oltre il semplice mantenimento della corteccia in stato di veglia.

Devor e Baron riprendono inoltre esperimenti sui roditori condotti da Devor nel 2001. In uno studio di mappatura che ha comportato 828 microiniezioni in 182 ratti, soltanto le iniezioni in una piccola area della parte superiore del tronco encefalico hanno disattivato rapidamente le risposte al dolore, il tono muscolare e altri segnali associati alla coscienza. Esperimenti successivi hanno rilevato che iniezioni molto piccole potevano indurre l’anestesia in pochi secondi.

Gli effetti di un danno permanente all’area erano diversi. Quando i ricercatori hanno distrutto una zona limitata di cellule, i ratti si sono svegliati dopo l’intervento e hanno conservato i cicli sonno-veglia, sebbene fossero diventati meno sensibili ai farmaci anestetici. Danni più estesi alla regione circostante hanno lasciato sei ratti in coma irreversibile; sei animali con lesioni nelle vicinanze, ma al di fuori dell’area bersaglio, si sono ripresi. Gli autori propongono quindi che i circuiti in questione si trovino in una zona del tegmento mesopontino di circa 3 per 4 millimetri, che si sovrappone al complesso parabrachiale, il quale riceve segnali del dolore.

Il loro modello evolutivo suggerisce che il tronco encefalico possa aver sviluppato la capacità di provare sentienza nei primi vertebrati, traducendo i segnali di danno ai tessuti nell’esperienza del dolore. Gli autori riconoscono che non è possibile sapere con certezza se pesci o rettili provino coscientemente dolore. Propongono che la corteccia dei mammiferi si sia poi evoluta per analizzare immagini e suoni complessi, inviando le proprie valutazioni a un sistema preesistente del tronco encefalico, che ne pondera l’importanza per la sopravvivenza e dirige l’attenzione.

La teoria presenta limiti significativi. I danni al tronco encefalico e l’anestesia sono compatibili anche con le spiegazioni convenzionali, secondo cui il tronco encefalico mantiene sveglia la corteccia; nessuno dei due risultati, da solo, dimostra che l’esperienza soggettiva sia generata nel tronco encefalico. Le prove più distintive dell’argomentazione riguardano il dolore, ma i ricercatori non concordano sul fatto che alcune parti della corteccia, compresa l’insula posteriore, possano generare dolore autonomamente.

Gran parte delle prove richiede inoltre di interpretare il comportamento degli animali o le risposte di pazienti che non possono riferire la propria esperienza. I risultati sul coma ottenuti negli esperimenti con le tossine riguardavano soltanto 12 ratti e l’articolo fornisce pochi dettagli al riguardo. Gli autori non hanno identificato i segnali specifici del tronco encefalico che potrebbero rendere cosciente l’attività corticale e la loro proposta non chiarisce come i processi biologici producano un’esperienza in prima persona. Chiedono che esperimenti verifichino direttamente i meccanismi proposti.

Fonti: PsyPost.