mercoledì 29 gennaio 2014

Il paziente H.M. e il suo ippocampo

di Alberto Carrara, LC

Anche se di grande rilevanza, non susciterà tanto scalpore nella comunità neuroscientifica internazionale la notizia pubblicata sulla sezione Nature Communications dell’ultimo numero di gennaio 2014 della prestigiosa rivista scientifica Nature (23 gennaio 2014, Vol. 505, n. 7484, pp. 453-580). 

Col titolo Post-mortem examination of Patient H.M.’s brain, Jacopo Annese e colleghi del Brain Observatory dell’Università della California, San Diego, hanno finalmente decifrato, senza ombra di dubbio, le porzioni escisse dal dottor William Scoville nel 1953 al paziente Henry Gustav Molaison, abbreviato nell’acronimo H.M. in letteratura.

Il “caso H.M.” è emblematico per gli studiosi della memoria umana e delle sue basi neuro-anatomiche. 



Come ben descrivono Lavazza e Inglese nel loro libro: Manipolare la memoria. Scienza ed etica della rimozione dei ricordi (Mondadori, Milano 2013): “A individuare in modo inequivocabile le specifiche regioni del cervello necessarie per alcune forme di memoria fu la psicologa Brenda Milner, che studiò per anni il caso del paziente Henry Molaison, celebre come H.M., perché in rispetto della privacy così veniva citato nelle pubblicazioni scientifiche.
Nel 1953 Molaison, all’epoca ventisettenne, era stato operato dal neurochirurgo William Scoville, allievo di Penfield, per una forma di epilessia resistente ai trattamenti farmacologici, con crisi ricorrenti e invalidanti, comparse durante l’infanzia in seguito ad una caduta dalla bicicletta. Sconville, che fino ad allora aveva trattato pazienti con simili patologie rimuovendo porzioni del lobo frontale, per la gravità delle condizioni di H.M. decise di applicare una variante innovativa. Asportò otto centimetri di entrambi i lobi temporali mediali, comprese le cortecce entorinale e peririnale, l’amigdala e i due terzi anteriori dell’ippocampo. L’intervento ridusse notevolmente le crisi epilettiche, ma lasciò il paziente gravemente menomato, perché colpito dalla più ampia forma di amnesia mai descritta in precedenza” (p. 33).

Dal punto di vista tecnico ecco quello che avvenne in Molaison: “aveva perso la capacità di formare memorie dichiarative (ossia di trasferire nuove tracce mnestiche dalla memoria a breve termine a quella a lungo termine), mentre la memoria procedurale risultava pressoché intatta” (p. 33).

Jacopo Annese e colleghi, dopo aver sezionato il cervello di Molaison in 2401 sottilissime fettine e dopo averle analizzate nel dettaglio con le moderne e più sofisticate neuro-tecnologie, hanno dimostrato che una porzione significativa della struttura cerebrale denominata ippocampo che Sconville sosteneva di aver eliminato, era, in realtà, rimasta intatta

Così affermano i ricercatori del Brain Observatory dell’Università della California, San Diego su Nature:

"Work published in Nature Communications confirms that a significant portion of the posterior hippocampus within Patient H.M.'s brain, thought to have been removed in the 1950s, is actually intact".

Così Alison Abbott scrive ieri su Nature nel suo articolo intitolato: Postmortem of famous brain explains why its owner couldn't learn - Patient H.M. was missing part of the hippocampus, which is involved in creating memories:

«By slicing up and reconstructing the brain of Henry Gustav Molaison, researchers have confirmed predictions about a patient that has already contributed more than most to neuroscience.

No big scientific surprises emerge from the anatomical analysis, which was carried out by Jacopo Annese of the Brain Observatory at the University of California, San Diego, and his colleagues, and published today in Nature Communications1. But it has confirmed scientists’ deductions about the parts of the brain involved in learning and memory.
The confirmation is surely important,” says Richard Morris, who studies learning and memory at the University of Edinburgh, UK. “The patient is a classic case, and so the paper will be extensively cited.”

Molaison, known in the scientific literature as patient H.M., lost his ability to store new memories in 1953 after surgeon William Scoville removed part of his brain — including a large swathe of the hippocampus — to treat his epilepsy. That provided the first conclusive evidence that the hippocampus is fundamental for memory. H.M. was studied extensively by cognitive neuroscientists during his life.

After H.M. died in 2008, Annese set out to discover exactly what Scoville had excised. The surgeon had made sketches during the operation, and brain-imaging studies in the 1990s confirmed that the lesion corresponded to the sketches, although was slightly smaller. But whereas brain imaging is relatively low-resolution, Annese and his colleagues were able to carry out an analysis at the micrometre scale.

Fine detail
Using the most modern neuropathological technologies, the researchers cut the brain into 2,401 razor-thin slices, and stained every thirtieth slice to reveal the details of each cell and its projections. They used the slices to create a three-dimensional computer model of the area of the brain around the excision.

The results confirmed that the residue of the posterior hippocampus that was suspected to have survived the operation did exist, and that it was a little larger than anticipated. Because it was disconnected from other anatomical structures in the circuitry involved in consolidating long-term memories — including the entorhinal cortex, which the results show to have been almost completely excised — it could not have rescued H.M.’s condition. The results also showed expected damage to the cerebellum caused by the anti-epileptic drug phenytoin, which he was required to take throughout his life, as well as other damage typical of ageing.

The slicing operation — all 53 hours of it — was shown live in a webcast. Directors of a UK theatre company were among the viewers and went on to write and produce the play 2401 Objects, an exploration of H.M.’s life that was critically acclaimed at the 2011 Edinburgh Festival» (Nature - doi:10.1038/nature.2014.14607).



References

Annese, J. et al. Nature Commun. http://dx.doi.org/10.1038/ncomms4122 (2014).

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