Cosa accade al cervello prima di morire?

30 Agosto 2019
Moltissimi studi hanno cercato di fare luce su questo argomento. Tuttavia, solo nel 2018 si è iniziato a capire qualcosa riguardo a cosa accade al nostro cervello prima di morire.

Uno dei grandi misteri dell’umanità è sapere cosa accade al cervello prima di morire. Anche se gli scienziati di tutto il mondo hanno cercato di trovare risposta a questo interrogativo, le conclusioni non sono chiare.

Tuttavia, nel 2018 un’équipe formata da specialisti dell’Ospedale universitario della Charité di Berlino (Germania) e dell’Università di Cincinnati (Ohio, Stati Uniti) hanno cercato di capire cosa succede al cervello quando la sua energia si esaurisce e smette di ricevere sangue.

I ricercatori hanno realizzato una serie di registrazioni attraverso file di elettrodi su pazienti che avevano sofferto di una lesione cerebrale devastante, come un grave ictus. In questo modo, hanno ottenuto risultati fondamentali per capire cosa accade al cervello prima di morire di incidente cerebrovascolare. Per la prima volta, abbiamo una visione più chiara di quella che può essere definita la neurobiologia della morte.

Aree del cervello illuminate

La neurobiologia della morte: cosa accade al cervello prima di morire?

Il cervello è l’organo del corpo più sensibile all’ipossia e all’ischemia. Quando parliamo di ipossia, ci riferiamo a una mancanza di ossigeno nel sangue, e in particolare al sangue che arriva al cervello. Per quanto riguarda l’ischemia, invece, questa si definisce come l’interruzione o la diminuzione della circolazione sanguigna arteriosa in una determinata zona. Questa condizione provoca una sofferenza cellulare a causa della mancanza d’ossigeno nella parte del corpo colpita.

Le cellule cerebrali più vulnerabili a queste due condizioni sono i neuroni piramidali corticali degli strati III, IV e V, i neuroni piramidali CA1 dell’ippocampo, i neuroni dello striato e le cellule di Purkinje o neuroni di Purkinje

Quando il flusso sanguigno nel cervello si interrompe, in meno di 10 minuti si produce una lesione irreversibile di questi neuroni. Questo avviene in caso di infarto, per esempio.

Lo studio del cervello prima di morire

Prima dello studio condotto dal Dottor Jens Dreier, le uniche supposizioni sui processi che si susseguono nel cervello prima di morire derivavano da studi realizzati con elettroencefalogramma (EEG). Le conclusioni alle quali si è giunti con queste ricerche sono le seguenti:

  • La morte cerebrale avviene quando l’EEG è piatto.
  • I neuroni della corteccia cerebrale possono restare polarizzati per diversi minuti, durante la fase di silenzio elettrico.

Le fasi dell’esperimento

L’obiettivo di questo studio era quello di analizzare la fisiopatologia dei pazienti che soffrono di un’ipossia ischemica improvvisa dopo aver interrotto i trattamenti per mantenerli in vita.

Questi pazienti sono stati sottoposti a monitoraggio neurologico, con elettrodi intracranici, durante il trattamento in terapia intensiva. Le cause di ipossia ischemica di questi pazienti erano le seguenti:

  • Emorragia subaracnoidea (ESA), per la rottura di un aneurisma cerebrale.
  • Ictus o accidente cerebrovascolare emisferico maligno.
  • Lesione cerebrale a seguito di un trauma.

L’esperimento ha previsto il monitoraggio neurologico nel processo di morte dopo l’attivazione dell’ordine di non rianimare (DNR, Do-Not-Resuscitate).

Neurologia del cervello prima di morire

Conclusioni dell’esperimento: le fasi che attraversa il cervello prima di morire

Nei pazienti con una lesione cerebrale acuta, l’esperimento ha dimostrato che gli stati persistenti di silenzio elettrico nella corteccia cerebrale sono indotti, nella maggior parte dei casi, da una depolarizzazione estesa.

La depolarizzazione estesa è un’onda di depolarizzazione quasi completa delle cellule neuronali e delle cellule gliali, accoppiata a una risposta di vasocostrizione e vasodilatazione vascolare. Quest’evento avviene nei seguenti casi:

  • Emicrania con aura.
  • Emorragia subaracnoidea.
  • Emorragia intracerebrale.
  • Trauma cranio-encefalico.
  • Ictus ischemico.

In questi casi, può verificarsi uno schema di propagazione di quest’onda, in cui la depolarizzazione estesa può arrivare a invadere il tessuto. Sembra che questa depolarizzazione sia visibile solo mediante un monitoraggio neurologico con tecniche di neuroimaging.

In conclusione, i ricercatori hanno potuto determinare che prima di morire il cervello risponde a un’ischemia cerebrale acuta con uno schema patologico concreto. Alcuni tipi di neuroni cercano di evitare la morte cerebrale, provocando uno squilibrio elettrico fra di loro.

Quando il cervello smette di ricevere ossigeno a causa di un arresto della circolazione sanguigna, i neuroni cercano di accumulare le risorse che restano. Avviene quindi una «depressione non dispersa», seguita da una depolarizzazione estesa, nota anche come tsunami cerebrale.

In sintesi, la depolarizzazione segna l’inizio dei cambiamenti cellulari tossici che conducono alla morte. Tuttavia, non si può dichiarare la morte del cervello in questa fase, perché la depolarizzazione può essere reversibile.

Come abbiamo visto, la sequenza di eventi che riguardano il cervello prima della morte sono ancora poco chiari e saranno necessari ancora molti studi per approfondire molti degli aspetti che appaiono ancora oggi oscuri.

  1. Dreier, J. P., Major, S., Foreman, B., Winkler, M. K., Kang, E. J., Milakara, D., … & Andaluz, N. (2018). Terminal spreading depolarization and electrical silence in death of human cerebral cortex. Annals of neurology, 83(2), 295-310.
  2. Ayad, M., Verity, M. A., & Rubinstein, E. H. (1994). Lidocaine delays cortical ischemic depolarization: relationship to electrophysiologic recovery and neuropathology. Journal of neurosurgical anesthesiology, 6(2), 98-110.
  3. Somjen, G. G. (2004). Irreversible hypoxic (ischemic) neuron injury. In Ions in the Brain (pp. 338-372). Oxford University Press, New York.