L’elettrocorticografia non è una malattia, ma piuttosto una procedura diagnostica specializzata utilizzata in medicina. Questa tecnica di monitoraggio prevede il posizionamento di elettrodi direttamente sulla superficie del cervello per registrare la sua attività elettrica, aiutando principalmente i medici a localizzare la fonte delle crisi epilettiche nei pazienti con epilessia grave.

Comprendere cos’è l’Elettrocorticografia

L’elettrocorticografia, comunemente abbreviata in ECoG, è un tipo di monitoraggio cerebrale che differisce significativamente dagli esami standard che potresti conoscere. Mentre la normale elettroencefalografia (EEG) misura l’attività cerebrale dall’esterno del cranio utilizzando elettrodi posizionati sul cuoio capelluto, l’ECoG richiede che gli elettrodi siano posizionati direttamente sulla superficie esposta del cervello stesso. Questo la rende una procedura invasiva, il che significa che richiede un intervento chirurgico per accedere al cervello.^[1]

La procedura fu sviluppata all’inizio degli anni ’50 da due neurochirurghi, Wilder Penfield e Herbert Jasper, che lavoravano presso il Montreal Neurological Institute. Crearono l’ECoG come parte di un approccio chirurgico per aiutare i pazienti affetti da epilessia grave. I segnali elettrici registrati attraverso l’ECoG permettevano loro di identificare regioni specifiche dello strato esterno del cervello, chiamato corteccia, dove avevano origine le crisi epilettiche. Una volta identificate, queste aree problematiche potevano essere rimosse chirurgicamente, potenzialmente fermando le crisi.^[1]

Poiché gli elettrodi si trovano direttamente sul cervello anziché all’esterno del cranio, l’ECoG fornisce informazioni molto più chiare e dettagliate rispetto all’EEG normale. L’osso del cranio indebolisce significativamente i segnali elettrici, rendendoli più difficili da rilevare accuratamente dal cuoio capelluto. Posizionando gli elettrodi sotto il cranio, i medici possono catturare segnali con una precisione molto maggiore. Le ricerche hanno dimostrato che l’ECoG offre un’eccellente risoluzione temporale (quanto precisamente misura il tempo) di circa 5 millisecondi e una risoluzione spaziale (quanto precisamente identifica la posizione) fino a 1-100 micrometri.^[1]

I segnali che l’ECoG cattura provengono principalmente dall’attività elettrica coordinata di cellule cerebrali chiamate cellule piramidali. Questi potenziali elettrici devono attraversare diversi strati di tessuto cerebrale e membrane protettive prima di raggiungere gli elettrodi di registrazione. Tuttavia, non devono passare attraverso il cranio, motivo per cui la qualità del segnale è molto migliore rispetto all’EEG del cuoio capelluto.^[1]

Chi Ha Bisogno dell’Elettrocorticografia

L’ECoG viene utilizzata quando i metodi di esame standard e non invasivi non possono fornire informazioni sufficienti per aiutare un paziente. La situazione più comune riguarda persone con epilessia le cui crisi non possono essere controllate con i farmaci. Quando le medicine non riescono a fermare le crisi, i medici considerano i trattamenti chirurgici come opzione alternativa.^[2]

Prima che qualsiasi intervento chirurgico possa essere eseguito, i medici devono sapere esattamente dove nel cervello hanno inizio le crisi. Tipicamente utilizzano la risonanza magnetica (RM) e l’EEG normale per periodi prolungati per cercare di individuare la fonte delle crisi. Tuttavia, a volte questi metodi non invasivi non riescono a identificare la posizione precisa. Quando l’area che causa le crisi non può essere identificata dall’esterno del corpo, i pazienti possono sottoporsi all’ECoG per raccogliere informazioni migliori.^[2]

In questi casi, griglie o strisce di elettrodi vengono posizionate chirurgicamente sul cervello e lasciate in posizione per diversi giorni, solitamente tra tre e sette giorni, mentre l’équipe medica monitora l’attività epilettica. Durante questo periodo di monitoraggio, i pazienti rimangono in ospedale e i loro farmaci antiepilettici vengono spesso ridotti per aumentare la probabilità che si verifichi una crisi durante il periodo di registrazione. Se le crisi non si verificano ancora naturalmente, i medici possono utilizzare luci lampeggianti o privazione del sonno per cercare di provocarle.^[2]

Le informazioni raccolte creano una mappa dettagliata che mostra non solo dove iniziano le crisi, ma anche dove si trovano altre funzioni cerebrali critiche come il linguaggio e il movimento. Questa mappatura è essenziale perché i chirurghi devono rimuovere il tessuto problematico preservando attentamente le aree responsabili delle funzioni vitali.^[2]

La Procedura Vera e Propria

Per eseguire la registrazione ECoG, un chirurgo deve prima effettuare una craniotomia, che significa rimuovere una porzione del cranio per esporre la superficie del cervello. Questa procedura chirurgica può richiedere diverse ore ed è più comunemente eseguita in anestesia generale, il che significa che il paziente è completamente incosciente. In alcune situazioni, se i medici hanno bisogno che il paziente interagisca durante la procedura per testare funzioni cerebrali come il linguaggio, l’intervento potrebbe essere eseguito invece sotto anestesia locale.^[2]

Gli elettrodi utilizzati per l’ECoG sono disponibili in diverse configurazioni. Possono essere disposti in griglie rettangolari, come un array 6 per 8, o in strisce contenenti diversi elettrodi in una singola fila. Gli elettrodi sono tipicamente realizzati in platino o platino-iridio, materiali che conducono bene l’elettricità e sono sicuri per l’uso nel corpo. Per applicazioni cliniche, la dimensione dell’elettrodo più comune è di circa 4 millimetri di diametro.^[1]

Il numero esatto e il posizionamento degli elettrodi variano da paziente a paziente. I medici personalizzano la configurazione in base alle informazioni raccolte prima dell’intervento sul tipo specifico di crisi di ciascuna persona. Alcuni pazienti ricevono elettrodi a forma di paletta che si appoggiano sulla superficie del cervello, mentre altri ricevono elettrodi cilindrici che penetrano nel tessuto cerebrale. Talvolta viene utilizzata una combinazione di entrambi i tipi. Queste procedure possono essere chiamate posizionamento di griglia subdurale, posizionamento di elettrodi di profondità o stereoelettroencefalografia (sEEG).^[2]

Una volta che gli elettrodi sono in posizione, la porzione di cranio che è stata rimossa può essere temporaneamente fissata di nuovo in posizione con hardware in titanio. L’estremità finale della striscia di elettrodi viene accuratamente fatta passare sotto il cuoio capelluto e portata fuori attraverso una piccola apertura nella pelle, dove può essere collegata all’attrezzatura di registrazione. Questo punto di connessione viene arrotolato e suturato al cuoio capelluto per prevenire lo spostamento accidentale durante il periodo di monitoraggio.^[1]

Il Ricovero Ospedaliero e il Periodo di Monitoraggio

Dopo l’impianto degli elettrodi, i pazienti rimangono in ospedale per il monitoraggio continuo. Il ricovero tipico dura tra tre e sette giorni per la maggior parte delle condizioni, anche se può estendersi fino a 14 giorni per i pazienti con emorragia subaracnoidea aneurismatica (sanguinamento intorno al cervello causato dalla rottura di un vaso sanguigno). Il monitoraggio può durare più a lungo se non si verificano crisi durante il periodo di osservazione iniziale.^[2]

Durante tutto questo tempo, gli elettrodi registrano continuamente l’attività elettrica del cervello. Il personale medico osserva e documenta attentamente eventuali crisi o schemi elettrici insoliti. Le registrazioni sono tipicamente effettuate insieme al monitoraggio video, così i medici possono abbinare ciò che vedono nei segnali elettrici con ciò che il paziente sta fisicamente sperimentando. Questa combinazione di informazioni elettriche e visive è estremamente preziosa per comprendere la natura e l’origine delle crisi.^[2]

Una volta raccolte informazioni sufficienti, gli elettrodi vengono rimossi in sala operatoria. In alcuni casi, se il focolaio epilettico è stato chiaramente identificato e il paziente è un candidato appropriato, il tessuto cerebrale problematico può essere rimosso durante la stessa operazione in cui vengono tolti gli elettrodi. Questo significa che alcuni pazienti possono avere la loro procedura diagnostica e il trattamento completati in soli due interventi chirurgici anziché richiederne un terzo.^[2]

Benefici e Vantaggi

Il vantaggio principale dell’ECoG rispetto all’EEG standard del cuoio capelluto è la qualità delle informazioni fornite, drammaticamente migliorata. La risoluzione spaziale è molto più alta, il che significa che i medici possono individuare la fonte dell’attività elettrica anomala con un’accuratezza di gran lunga maggiore. Questa precisione è fondamentale per la pianificazione chirurgica perché rimuovere l’area sbagliata di tessuto cerebrale potrebbe causare danni permanenti a funzioni importanti senza riuscire a fermare le crisi.^[1]

L’ECoG è anche meno influenzata dalle comuni fonti di interferenza che affliggono le registrazioni EEG del cuoio capelluto. Il “rumore” elettrico proveniente da movimenti muscolari, battiti di ciglia e altre normali attività corporee può rendere difficile l’interpretazione dell’EEG del cuoio capelluto. Poiché gli elettrodi ECoG sono posizionati direttamente sul cervello, sotto tutte queste potenziali fonti di interferenza, i segnali sono molto più puliti e più facili da analizzare.^[1]

Oltre all’epilessia, l’ECoG ha applicazioni crescenti nella ricerca e in altri campi medici. Viene sempre più utilizzata per studiare i processi cognitivi negli esseri umani – come le persone pensano, ricordano, elaborano il linguaggio e prendono decisioni. I segnali di alta qualità dell’ECoG permettono ai ricercatori di osservare schemi di attività cerebrale che sarebbe impossibile rilevare con metodi meno invasivi. Gli scienziati stanno anche esplorando il suo uso nelle interfacce cervello-macchina, sistemi che potrebbero aiutare individui paralizzati a controllare computer o arti robotici utilizzando i loro pensieri.^[5]

Rischi e Limitazioni

Poiché l’ECoG richiede un intervento chirurgico per aprire il cranio e posizionare elettrodi sul cervello, comporta rischi chirurgici intrinseci. Qualsiasi operazione che coinvolga il cervello ha il potenziale per complicazioni gravi, tra cui sanguinamento, infezione, danno al tessuto cerebrale e reazioni all’anestesia. Il posizionamento dell’elettrodo stesso potrebbe potenzialmente causare lesioni se non eseguito con attenzione.^[1]

Dopo la fine del periodo di monitoraggio, la rimozione degli elettrodi può talvolta essere impegnativa. Gli elettrodi possono rimanere intrappolati o schiacciati dal lembo osseo riposizionato o dall’hardware in titanio utilizzato per fissarlo. Se il tunnel creato sotto il cuoio capelluto per l’estremità dell’elettrodo è troppo stretto, una trazione delicata potrebbe non essere sufficiente per la rimozione, richiedendo un ulteriore intervento chirurgico. C’è anche il rischio di sviluppare una perdita di liquido cerebrospinale (LCS), dove il liquido che normalmente ammortizza il cervello fuoriesce attraverso il sito chirurgico.^[1]

L’infezione è un’altra preoccupazione ogni volta che materiali estranei come gli elettrodi vengono posizionati all’interno del corpo, specialmente per i periodi prolungati richiesti per il monitoraggio ECoG. Sebbene venga tipicamente utilizzato un trattamento antibiotico, le infezioni possono ancora verificarsi e potrebbero richiedere la rimozione degli elettrodi prima che il monitoraggio adeguato sia completato. In rari casi, una sospetta infezione correlata al dispositivo può rendere necessaria la rimozione di tutta l’attrezzatura.^[2]

La natura invasiva dell’ECoG significa anche che non è appropriata per ogni paziente. Solo gli individui che soddisfano criteri specifici e per i quali i potenziali benefici superano i rischi sono candidati per questa procedura. La decisione di procedere con l’ECoG richiede un’attenta considerazione da parte di un’équipe medica specializzata in epilessia e neurochirurgia.^[2]

La Vita Durante il Periodo di Monitoraggio

Vivere con elettrodi ECoG in posizione per diversi giorni richiede alcuni adattamenti, anche se l’esperienza è generalmente gestibile. I pazienti devono rimanere in ospedale per tutto il periodo di monitoraggio, soggiornando in unità specializzate di monitoraggio dell’epilessia dotate di sorveglianza video continua e attrezzature di registrazione elettrica.^[2]

Poiché i farmaci antiepilettici vengono spesso ridotti durante il monitoraggio, i pazienti affrontano un rischio aumentato di avere crisi. Questo è intenzionale, poiché catturare le crisi sull’ECoG è lo scopo principale della procedura, ma può essere spaventoso per i pazienti e le famiglie. L’ambiente ospedaliero assicura che il personale medico sia immediatamente disponibile se sorgono problemi. Alcuni pazienti possono anche sperimentare la sensazione insolita di sapere che gli elettrodi stanno riposando sul loro cervello, anche se non ci sono recettori del dolore nel tessuto cerebrale stesso, quindi gli elettrodi non fanno male una volta che sono in posizione.^[2]

I pazienti devono rimanere relativamente fermi e nel campo visivo delle telecamere di monitoraggio il più possibile. Questo permette al personale medico di correlare eventuali sintomi fisici o comportamenti con l’attività elettrica registrata. Il movimento può talvolta creare artefatti nelle registrazioni – segnali elettrici che non provengono effettivamente dal cervello ma piuttosto dal movimento degli elettrodi o dei fili di collegamento. Questi artefatti possono interferire con l’interpretazione accurata dei dati.^[1]

Gli elettrodi e i loro collegamenti devono essere protetti dall’umidità e dallo stress fisico. I pazienti non possono fare la doccia o lavarsi i capelli durante il periodo di monitoraggio, e devono fare estremamente attenzione a non disturbare l’attrezzatura. Quando si usa il bagno o ci si muove, il dispositivo di registrazione deve essere fissato e tenuto lontano dalle fonti d’acqua. Nonostante queste restrizioni, molti pazienti trovano modi per passare il tempo leggendo, guardando film, lavorando al computer (con attenzione per evitare interferenze elettriche) o ricevendo visite.^[2]

Cosa Succede Dopo la Procedura

Una volta rimossi gli elettrodi, i pazienti tipicamente rimangono in ospedale per un breve periodo di recupero. Il sito chirurgico ha bisogno di tempo per guarire e i medici monitorano eventuali complicazioni immediate come sanguinamento o infezione. Se l’area che causava le crisi è stata identificata e rimossa chirurgicamente durante la stessa operazione, il recupero può essere più lungo e richiedere un monitoraggio più intensivo.^[2]

Dopo la dimissione, i pazienti di solito hanno appuntamenti di follow-up per controllare la guarigione e discutere i risultati del monitoraggio. L’équipe medica avrà analizzato tutti i dati registrati per creare un quadro completo degli schemi di attività elettrica nel cervello del paziente. Queste informazioni guidano le decisioni sui passi successivi nel trattamento, che potrebbero includere aggiustamenti dei farmaci, ulteriori interventi chirurgici o altre terapie.^[2]

Se il tessuto che causava le crisi è stato rimosso, potrebbero essere necessarie diverse settimane o mesi per valutare completamente se l’intervento ha avuto successo. Alcuni pazienti sperimentano un miglioramento immediato, mentre altri potrebbero aver bisogno di tempo affinché il gonfiore si risolva e il cervello si adatti ai cambiamenti. Il follow-up a lungo termine continua per mesi o anni per monitorare il controllo delle crisi e la funzione neurologica complessiva.^[2]

Ricerca Attuale e Direzioni Future

Gli scienziati continuano a sviluppare nuove applicazioni e miglioramenti per la tecnologia ECoG. I ricercatori hanno creato sistemi ECoG wireless portatili con array di microelettrodi flessibili che possono trasmettere dati ai telefoni cellulari tramite Bluetooth. Questi sistemi hanno un basso consumo energetico e possono raccogliere segnali elettrici a frequenze di campionamento elevate, rendendoli potenzialmente utili per il monitoraggio a lungo termine al di fuori degli ambienti ospedalieri.^[11]

Gli studi stanno anche lavorando per identificare caratteristiche specifiche dei segnali elettrici che possono prevedere quali pazienti risponderanno meglio a diversi trattamenti. Uno studio ha trovato varie caratteristiche ECoG che potrebbero aiutare i medici ad anticipare come i pazienti risponderanno al trattamento, consentendo una pianificazione dell’assistenza più personalizzata.^[2]

Nel campo delle interfacce cervello-computer, l’ECoG mostra promesse per aiutare le persone con paralisi o altre disabilità a controllare dispositivi assistivi. Sebbene la registrazione superficiale abbia limitazioni rispetto agli elettrodi che penetrano più in profondità nel cervello, la ricerca in corso mira a migliorare i metodi di elaborazione e decodifica del segnale per estrarre informazioni più utili dalle registrazioni ECoG. Tuttavia, i sistemi attuali basati su ECoG mostrano ancora ritardi e limitazioni rispetto alle registrazioni di singoli neuroni.^[6]