Il caso di Phineas Gage

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Le neuroscienze affondano le loro radici in un’antica disputa tra cardiocentrismo, che attribuiva al cuore le funzioni mentali ed emotive, ed encefalocentrismo, che riconosceva tale ruolo al cervello. Fin dall’antichità, filosofi e medici come Pitagora, Ippocrate, Galeno, Erofilo ed Erasistrato hanno contribuito a chiarire la centralità del cervello (Civita e Cosenza 1999). Un momento cruciale arrivò nel XIX secolo con Franz Joseph Gall, che con la frenologia, sebbene oggi considerata pseudoscientifica, introdusse il concetto che diverse aree cerebrali siano responsabili di specifiche funzioni mentali (Verardi 2010).

Il caso di Phineas Gage, un operaio che sopravvisse a un trauma al lobo frontale con gravi cambiamenti nella personalità, fornì prove decisive a favore della localizzazione delle funzioni cerebrali, in particolare del ruolo dei lobi frontali nel controllo del comportamento. Questo evento rafforzò l’idea che ogni parte del cervello abbia compiti distinti, un principio fondamentale della neuroscienza moderna. Nel XXI secolo, definito “il secolo del cervello” (Daloiso 2009), le tecnologie avanzate hanno permesso di osservare l’attività cerebrale in tempo reale ed insieme ai casi di lesione cerebrale ampliano la comprensione delle basi neurali che sottostanno al comportamento umano confermando intuizioni già emerse nei secoli precedenti.

Phineas Gage è diventato un caso emblematico nella storia della neuroscienza per via di un incidente straordinario che ha fornito le prime prove concrete sul ruolo del lobo frontale nel comportamento e nella personalità. Nato nel 1823, Gage lavorava come caposquadra in un gruppo di operai della ferrovia nel Vermont, Stati Uniti, ed era noto per essere un uomo laborioso, equilibrato, responsabile e rispettato sia dai suoi superiori che dai colleghi. Il 13 settembre 1848, durante i lavori di costruzione di una linea ferroviaria, Gage stava utilizzando una barra di ferro per comprimere una carica esplosiva nella roccia. A causa di un errore tecnico, la polvere da sparo esplose prematuramente e la barra metallica lunga circa 110 cm e pesante oltre 6 kg venne scagliata con forza incredibile, attraversando la sua guancia sinistra, perforando il cranio e uscendo dalla parte superiore della testa. Il signor Gage non morì, rimase cosciente, parlò subito dopo l’incidente e riuscì addirittura a camminare fino al carro che lo portò dal medico. Il dottor John Martyn Harlow, che curò Gage, documentò accuratamente il caso e seguì l’evoluzione delle sue condizioni. Anche se Gage sopravvisse fisicamente all’incidente, il danno cerebrale cambiò profondamente la sua personalità: mentre prima era descritto come equilibrato, affidabile e socialmente abile, dopo l’incidente divenne impulsivo, irascibile, privo di inibizioni e incapace di pianificare (Rolls e Rolls 2011).

Lobo Frontale

Cambio di personalità: anche se Gage sopravvisse fisicamente, amici e familiari notarono un cambiamento radicale nella sua personalità. Prima dell’incidente era responsabile, socievole e laborioso, dopo, divenne impulsivo, irriverente, volgare e inaffidabile. Il danno al lobo frontale sinistro del cervello fornì una delle prime prove concrete del fatto che quest’area è coinvolta nella regolazione del comportamento sociale, della personalità e del controllo delle emozioni (Oliviero 2009). Fino ad allora, il cervello era studiato quasi esclusivamente in base a osservazioni anatomiche ma il caso Gage mostrò chiaramente come una lesione cerebrale circoscritta potesse alterare la mente e il comportamento di una persona. Studiosi sottolineano che, negli anni successivi, Gage mostrò un certo recupero comportamentale, il che ha portato alcuni neuroscienziati moderni a ipotizzare una forma di plasticità cerebrale che permise parzialmente al cervello di compensare la lesione (Kean 2017). Il cranio di Gage, insieme alla famosa barra di ferro, è oggi conservato presso il museo della Harvard Medical School e continua a essere oggetto di studio. Le ricostruzioni moderne tramite tecniche di neuroimaging e modellazione tridimensionale hanno confermato l’estensione del danno, supportando le teorie sul ruolo del lobo frontale nella personalità anche se il caso è tutt’oggi molto discusso sia in ambito medico che psicologico e neuroscientifico (de Freitas 2022).

Lesioni cerebrali e funzioni cognitive

Oltre al caso “Gage”, che ha illustrato l’importanza della corteccia prefrontale nel comportamento sociale, nell’autoregolazione e nel processo decisionale, gettando le basi per l’attuale comprensione della mente come prodotto di circuiti cerebrali specifici, ci sono altri casi storici che hanno contribuito alla transizione dalla pseudoscientifica frenologia al concetto scientifico di localizzazione cerebrale delle funzioni cognitive, sociali ed emotive.

Il caso emblematico di Louis Victor Leborgne, noto come “Tan”, studiato da Paul Broca nel 1861, il quale soffriva di un tumore al giro frontale inferiore sinistro, ha permesso di associare quest’area alla produzione del linguaggio. Un altro caso chiave fu quello del paziente di Karl Wernicke, colpito da un ictus nel 1873, che contribuì a identificare la regione cerebrale coinvolta nella comprensione linguistica. Infine, il caso di Henry Molaison (H.M.), sottoposto a lobectomia temporale bilaterale nel 1955 per curare l’epilessia, ha fornito conoscenze fondamentali sul ruolo dei lobi temporali nella memoria dichiarativa (Macmillan 2000).

Oggi, grazie a questi studi pionieristici, la scienza ha fatto enormi progressi nella comprensione delle reti cerebrali e delle connessioni della sostanza bianca white matter connectomics (Bathelt 2019) che supportano le funzioni più complesse dell’essere umano, tra cui la moralità, la pianificazione, il giudizio e il pensiero razionale.

Nuove scoperte sul caso Phineas Cage

È fondamentale sottolineare che le recenti conclusioni sul caso di Phineas Gage non possono essere considerate definitive, poiché non è mai stata effettuata un’autopsia e non è disponibile alcun tessuto cerebrale originale (Musumeci 2012). Le attuali stime sulla localizzazione e l’entità del danno cerebrale, in particolare alla sostanza grigia prefrontale, alla connettività della sostanza bianca e alle reti funzionali si basano esclusivamente sulle strutture ossee craniche rimaste e a parte il dettagliato resoconto clinico di Harlow, esistono poche prove dirette dell’estensione precisa della lesione cerebrale di Gage. Questo rende il caso diverso da altri esempi fondamentali nella storia delle neuroscienze, come il paziente “Tan” di Broca o il paziente “H.M.”, questi ultimi sono stati studiati con accesso diretto al tessuto cerebrale e hanno fornito evidenze concrete sul funzionamento cerebrale in relazione al linguaggio e alla memoria. Nonostante queste limitazioni, il caso Gage è diventato un riferimento centrale per le neuroscienze sociali, grazie alla descrizione di Harlow (1868) e agli studi moderni condotti sul cranio esumato. Nel 1994, i neuroscienziati Hanna e Antonio Damasio (Damasio e Damasio 1994) hanno utilizzato tecnologie tridimensionali e ricostruzioni computerizzate per analizzare il cranio e la traiettoria della barra metallica. I loro risultati suggerivano danni estesi alle regioni ventromediali della corteccia prefrontale bilaterale, in particolare nelle aree associate alla “mente sociale”: corteccia orbitofrontale anteriore, corteccia mesiale anteriore e corteccia cingolata anteriore. Sebbene la corteccia motoria supplementare e l’opercolo frontale fossero risparmiati, fu rilevato un danno significativo alla sostanza bianca, più marcato nell’emisfero sinistro (Damasio e Damasio 1994). Nel 2004, un altro gruppo di ricercatori (Ratiu et al. 2004) condussero un’altra ricostruzione 3D, concludendo che la lesione fosse più confinata al lobo frontale sinistro e non avesse attraversato la linea mediana, in contrasto con l’interpretazione di Damasio. Tuttavia, entrambi gli studi sottolineano come la lesione non riguardasse solo la corteccia, ma implicasse anche gravi danni alla connettività tra altre regioni cerebrali. Nel 2012, Van Horn e colleghi dell’UCLA (Van Horn et al.2012) hanno riesaminato i dati di imaging del 2004, utilizzando tecniche avanzate di risonanza magnetica e imaging del tensore di diffusione (DTI) per quantificare i danni alla sostanza bianca. Essi stimarono che il 4% della corteccia cerebrale e circa l’11% della sostanza bianca del lobo frontale sinistro fossero stati distrutti e tra i principali fasci danneggiati vi erano l’uncinato, il cingolo e il fascicolo longitudinale superiore, strutture essenziali per la comunicazione tra regioni cerebrali coinvolte nel comportamento, nelle emozioni e nelle decisioni morali e questo tipo di danno alla rete cerebrale spiegherebbe i profondi cambiamenti comportamentali osservati in Gage dopo l’incidente (Van Horn et al.2012).

Questo caso rimane tutt’oggi fondamentale per comprendere la relazione tra cervello e comportamento, dimostrando che la mente non è un’entità separata dal corpo, ma è radicata nella struttura fisica del cervello, inoltre questo caso ha segnato l’inizio della neuropsicologia moderna e fu una delle prime prove scientifiche che il cervello non funziona come un’unità omogenea ma che aree diverse sono specializzate in funzioni differenti.

Bibliografia

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Dott.ssa Laura Braun Wimmer
Psicologa
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