L’abituazione del riflesso di trasalimento uditivo è un nuovo segno di stato minimo di coscienza

Dal 2002, l’esame obiettivo neurologico per pazienti in stato di veglia, ma non comunicanti ha sfruttato il Coma Recovery Scale-Revised (CRS-R), uno strumento estremamente utile che permette la distinzione tra lo stato vegetativo (SV) e lo stato minimo di coscienza (minimally conscious state - MCS). Il CRS-R è diventato rapidamente la scala gold standard per esplorare i disordini di coscienza in quanto: (i) necessita di un tempo relativamente breve per ottenere il punteggio di un paziente (30-45 minuiti); (ii) possiede un’eccellete riproducibilità tra i diversi esaminatori; (iii) ha l’abilità di individuare segni residui di comportamenti non riflessi nel 30-40% dei pazienti che erano stati diagnosticati in modo erroneo come SV; (iv) ha una buona capacità di predire il recupero di coscienza.
In uno studio recente, gli autori hanno proposto una reinterpretazione dello MCS così come definito dal CRS-R. Piuttosto che fornire alcuna evidenza univoca di uno stato di coscienza residuo, gli item del CRS-R per lo MCS permettono ai clinici di individuare con certezza comportamenti mediati da strutture subcorticali e del tronco encefalico. Ad esempio, la presenza di inseguimento visivo regolare dimostra il coinvolgimento di un circuito corticale occipito-parieto-frontale, mentre il riflesso di trasalimento visivo si basa su un circuito del troco encefalico. In altri termini, piuttosto che definire un MCS elusivo, gli 11 item del CRS-R permettono l’identificazione di uno stato mediato corticalmente (cortically mediated state - CMS). Questa nuova interpretazione di MCS come CMS scarta l’ambiguità correlata alle frasi di MCS (cos’è minimo in MCS?, i pazienti MCS sono coscienti?) e chiarifica, basandosi su basi solide, l’importanza del CRS-R per valutare la coscienza in questi pazienti: dato che l’essere coscienti richiede il funzionamento di ampi circuiti corticali, più un paziente è MCS (o CMS), più è probabile che sia cosciente o che recuperi lo stato di coscienza. Da notare che questa concezione enfatizza anche la necessità di usare strumenti di imaging cerebrale funzionale (PET, RM, EEG) per valutare processi cognitivi e corticali inaccessibili al punteggio CRS-R. Il recente frazionamento di MCS in MCS- e MCS+, con l’idea implicita che l’ultimo possa essere considerato essere più vicino a un inequivocabile stato di coscienza rispetto al primo e il recente concetto di dissociazione cognitivo-motoria, una situazione nella quale l’esecuzione di un comando è dimostrata in pazienti clinicamente non responsivi usando la RM funzionale e/o EEG, supporta questa nuova interpretazione.
In questo contesto, l’abilità di valutare comportamenti addizionali residui mediati corticalmente diventa un obiettivo cruciale al fine di arricchire lo strumentario clinico per l’esaminazione dei pazienti. Molti anni fa, gli autori hanno effettuato la seguente osservazione: al momento di sondare il riflesso di trasalimento uditivo (auditory startle reflex - ASR), il più basso item della sottoscala uditiva di CRS-R, alcuni pazienti sembravano essere incapaci di smettere di ammiccare, mentre in altri l’ARS era estinguibile. Hanno pertanto disegnato un nuovo test clinico per sondare questi due profili di risposta e ipotizzato che l’estinzione di ARS o l’abituazione (hARS) avrebbe richiesto il contributo di circuiti corticali correlati a funzioni esecutive e inibizione. Infatti, numerosi lavori originati da decision-making, memoria e percezione visiva puntano a dei collegamenti tra la capacità di inibire un comportamento e la coscienza. Se confermata, questa osservazione e la proposta interpretazione neurofisiologica potrebbe condurre alla definizione di un nuovo basico segno clinico di MCS/CMS e anche arricchire la corrente conoscenza dei meccanismi fisiologici di ASR. Infatti, mentre il circuito neurale sottostante ASR è ben descritto, quello in carico della sua abituazione rimane più discusso. ARS è un riflesso puramente subcorticale il cui percorso è stato localizzato nella formazione reticolare del tronco encefalico, con un’iniziale comunicazione con il nucleo cocleare, seguito da connessioni intermedie con la formazione reticolare del tronco cerebrale, connessa ai motoneuroni del midollo spinale e del tronco encefalico, che fornisce l’output per la risposta motoria. Tuttavia, il meccanismo neuronale sottostante la sua abituazione nel breve termine è molto meno compreso e a lungo dibattuto in letteratura, con sostenitori di una modulazione intrinseca, con l’abituazione che origina direttamente nel contesto del percorso del tronco encefalico di ARS e sostenitori di una modulazione estrinseca da proiezioni inibitorie distanti, principalmente di origine corticale.
Nel presente studio, gli autori confermano la loro ipotesi e le loro principali predizioni: (i) definendo una rigorosa e riproducibile procedura per misurare hARS al letto; (ii) dimostrando il suo valore come un nuovo e potente segno di MCS/CMS; (iii) mostrando che la sua presenza è correlata con attività corticale durante un compito uditivo e durante periodi di stato di riposo, misurato con EEG ad alta densità e PET di fluorodesossiglucosio (FDG-PET); (iv) correlando la presenza di hASR con una più preservata integrità strutturale dei tratti di sostanza bianca di tutto il cervello; (v) mostrando che hASR predice il miglioramento della coscienza a 6 mesi.

Correlando hASR con un più alto resting state corticale PET (in particolare nelle regioni fronto-parietali) e con una più ricca attività cerebrale all’EEG in pazienti con ASR estinguibile rispetto ai ASR non estinguibile indipendentemente dallo stato di coscienza, questa evidenza supporta fortemente l’ipotesi di una origine corticale di questa forma di inibizione comportamentale. Una più alta attività metabolica alla PET nei pazienti con hASR è stata osservata in area premotoria supplementare, cingolato anteriore e corteccia dell’insula destra, regioni associate all’inibizione di multipli processi motori e cognitivi, come lo stop di un’azione in risposta a un evento inaspettato. I risultati EEG anche puntano nella stessa direzione mostrando più alta attività theta, più alti valori di connettività funzionale cortico-corticale, in particolare più alta connettività prefronto-temporale in pazienti con ASR estinguibile al confronto con pazienti con ASR inestinguibile.
In accordo con la recente proposta di reinterpretare il MCS come CMS, hARS appare come un nuovo segno addizionale comportamentale che può essere usato per differenziare pazienti MCS da pazienti in SV. Gli autori hanno mostrato che l’abituazione a ASR è un potente nuovo item al confronto con i concorrenti item inclusi nel CRS-R. Non solo la presenza di hASR discrimina i pazienti MCS dai pazienti in SV, ma questo segno mostra anche i migliori valori di prevalenza e sensibilità al confronto con altri item di MCS. Inoltre, gli autori hanno mostrato che hASR correla con pattern di attività MCS in due strumenti di neuroimaging validati (EEG e PET) e che la sua presenza è associata a un aumento dell’integrità strutturale della sostanza bianca che è predittiva di un recupero motorio e cognitivo.

Habituation of auditory startle reflex is a new sign of minimally conscious state

Bertrand Hermann, Amina Ben Salah, Vincent Perlbarg, Me´lanie Valente, Nadya Pyatigorskaya, Marie-Odile Habert, Federico Raimondo, Johan Stender, Damien Galanaud, Aure´lie Kas, Louis Puybasset, Pauline Perez, Jacobo D. Sitt, Benjamin Rohaut and Lionel Naccache

https://academic.oup.com/brain/article/143/7/2154/5862031