Perché il nervo vago è così interessante per gli scienziati [Linda Geddes]
Ho preparato una tazza di caffè, ho scritto la mia lista di cose da fare e ora sto collegando il mio orecchio a un dispositivo che invierà un messaggio elettrico al mio tronco encefalico. Se le testimonianze sono credibili, incorporare questa stimolante abitudine nella mia routine quotidiana potrebbe contribuire a ridurre lo stress e l’ansia, a frenare l’infiammazione e i problemi digestivi, e forse a migliorare il sonno e la concentrazione attingendo alla “superstrada elettrica” che è il nervo vago.
Dall’immergere il viso nell’acqua ghiacciata al bucare il piccolo lembo di cartilagine davanti all’orecchio, internet è pieno di consigli per hackerare questo sistema che trasporta i segnali tra il cervello e gli organi toracici e addominali.
Anche i produttori e i rivenditori stanno sfruttando sempre più questa tendenza: solo Amazon offre centinaia di prodotti per il nervo vago, da libri e ciondoli vibranti a stimolatori elettrici simili a quello che ho testato io.
Nel frattempo, l’interesse scientifico per la stimolazione del nervo vago sta esplodendo, con studi che la studiano come potenziale trattamento per qualsiasi cosa, dall’obesità alla depressione, all’artrite e all’affaticamento da Covid. Ma cos’è esattamente il nervo vago e tutto questo clamore è giustificato?
Il nervo vago è infatti un paio di nervi che fungono da canale di comunicazione bidirezionale tra il cervello e il cuore, i polmoni e gli organi addominali, oltre a strutture come l’esofago e la scatola vocale, contribuendo a controllare i processi involontari, tra cui la respirazione, la frequenza cardiaca, la digestione e le risposte immunitarie. Sono anche una parte importante del sistema nervoso parasimpatico, che regola i processi di “riposo e digestione” e rilassa il corpo dopo periodi di stress o di pericolo che attivano le nostre risposte simpatiche di “lotta o fuga”.
Alla fine del XIX secolo, gli scienziati osservarono che comprimere l’arteria principale del collo – lungo la quale scorre il nervo vago – poteva aiutare a prevenire o trattare l’epilessia. Questa idea è stata ripresa negli anni ’80, quando i primi stimolatori elettrici sono stati impiantati nel collo dei pazienti affetti da epilessia, aiutando a calmare l’attività elettrica irregolare del cervello che scatena le crisi.
Man mano che un numero sempre maggiore di persone veniva dotato di questi dispositivi, i medici cominciarono a notare uno schema interessante. “Hanno notato che, anche se il dispositivo non aiutava l’epilessia, alcuni di questi pazienti iniziavano ad avere una prospettiva di vita migliore”, spiega Kevin Tracey, professore di medicina molecolare e neurochirurgia presso il Feinstein Institutes for Medical Research di Manhasset, New York.
Oggi gli stimolatori del nervo vago sono sempre più studiati come alternativa agli antidepressivi nei pazienti con depressione resistente al trattamento.
Gli stimolatori impiantati chirurgicamente sono anche un trattamento approvato per l’epilessia, anche se sembrano funzionare solo in un sottogruppo di pazienti.
L’uso della stimolazione elettrica per trattare disturbi cerebrali come l’epilessia e la depressione ha un senso intuitivo: i nervi e le cellule cerebrali comunicano con l’elettricità.
Tuttavia, alla fine degli anni ’90, Tracey e i suoi colleghi fecero una scoperta sorprendente. Stavano testando un farmaco sperimentale che avrebbero dovuto attenuare l’infiammazione nel cervello dei ratti, ma quando lo iniettarono, l’infiammazione si attenuò in tutto il corpo.
Questo è stato sconcertante, perché il cervello è fisicamente separato dal resto del corpo dalla barriera emato-encefalica, uno strato di cellule strettamente impacchettato che regola il passaggio di molecole grandi e piccole nel cervello, per contribuire a mantenerlo sicuro. Tracey e i suoi colleghi hanno provato a recidere il nervo vago e hanno ripetuto l’esperimento. Questa volta, gli effetti antinfiammatori del farmaco erano limitati al cervello.
Si trattò di una scoperta straordinaria: la dottrina tradizionale riteneva che non esistesse alcun collegamento tra il sistema nervoso e quello immunitario, ma il nervo vago sembrava fornire tale collegamento. Ulteriori ricerche hanno rivelato che il cervello comunica con la milza – un organo che svolge un ruolo critico nel sistema immunitario – inviando segnali elettrici lungo il nervo vago. Questi segnali innescano il rilascio di una sostanza chimica chiamata acetilcolina che indica alle cellule immunitarie di spegnere l’infiammazione.
La stimolazione elettrica del nervo vago con un dispositivo impiantato ha ottenuto lo stesso risultato.
Tracey ha immediatamente riconosciuto le implicazioni terapeutiche, avendo passato anni a cercare di sviluppare trattamenti migliori per condizioni infiammatorie come la sepsi, l’artrite e il morbo di Crohn. I farmaci esistenti attenuano l’infiammazione, ma comportano il rischio di gravi effetti collaterali. Ecco una tecnica potenzialmente in grado di spegnere l’infiammazione senza bisogno di farmaci.
La scoperta di Tracey ha attirato anche l’attenzione dei praticanti del corpo-mente, tra cui l’oratore motivazionale e “uomo di ghiaccio” olandese Wim Hof, che sosteneva di poter controllare l’infiammazione nel suo corpo attraverso una combinazione di lavoro sul respiro, meditazione e immersione in acqua fredda. “Voleva che lo studiassi”, racconta Tracey.
Hanno ideato un esperimento che prevedeva il prelievo di sangue da Hof prima e dopo aver praticato le sue tecniche e l’analisi dei marcatori dell’infiammazione. Con grande sorpresa, è emerso che Hof era davvero in grado di ridurre l’infiammazione nel suo corpo, anche se occorrevano ulteriori prove per essere convinti che le sue tecniche avrebbero funzionato anche in altri.
Raccogliendo il testimone, Matthijs Kox del Radboud University Medical Center nei Paesi Bassi ha reclutato 12 volontari per partecipare al campo di addestramento di Hof in Polonia, dove hanno trascorso 10 giorni nuotando in acque gelide, rotolandosi nella neve, meditando e imparando i suoi esercizi di respirazione, caratterizzati da un periodo di iperventilazione forzata seguito da un periodo di trattenimento del respiro.
In seguito, i ricercatori hanno testato la capacità dei volontari di sopprimere le loro risposte immunitarie iniettando loro un componente dei batteri che scatena l’infiammazione e i sintomi influenzali. Rispetto ai volontari che non si erano sottoposti all’addestramento di Hof, i livelli di infiammazione erano più bassi e i sintomi influenzali erano minori.
Ma stavano davvero hackerando il loro sistema immunitario attingendo alla potenza del loro nervo vago? Sì e no. Sebbene i volontari siano riusciti a smorzare l’infiammazione, nel processo hanno rilasciato grandi quantità di adrenalina, una componente chiave della risposta di lotta o fuga. “Questo è praticamente l’opposto di ciò che ci si aspetterebbe se le tecniche di Hof agissero attraverso il nervo vago”, spiega Kox.
L’adrenalina sopprime anche il sistema immunitario, ma attraverso un meccanismo diverso. Kox avverte che innescare ripetutamente queste risposte di lotta o fuga potrebbe essere pericoloso per le persone con problemi cardiovascolari.
Quelle di Hof non sono le uniche tecniche che vengono proposte per regolare l’ansia, la depressione e migliorare la salute generale attingendo al nervo vago.
Cercate “vagus nerve hacks” su TikTok e sarete bombardati da consigli che vanno dal canticchiare a bassa voce al torcere il collo e al roteare gli occhi, fino alla pratica di esercizi di yoga o meditazione.
I ricercatori che studiano il nervo vago sono ampiamente scettici su queste affermazioni. Anche se queste tecniche possono aiutare a sentirsi più calmi e felici attivando il sistema nervoso autonomo, il nervo vago è solo una componente di questo sistema. “Se la frequenza cardiaca rallenta, il nervo vago viene stimolato”, spiega Tracey. “Tuttavia, le fibre nervose che rallentano la frequenza cardiaca potrebbero non essere le stesse che controllano l’infiammazione. Può anche dipendere dal fatto che i nervi vaghi siano sani”.
Allo stesso modo, anche immergere il viso nell’acqua fredda può rallentare la frequenza cardiaca innescando il cosiddetto riflesso di immersione dei mammiferi, che innesca anche la ritenzione del respiro e devia il sangue dagli arti al nucleo. Questo può servire a proteggerci dall’annegamento conservando l’ossigeno, ma comporta risposte simpatiche e parasimpatiche.
La stimolazione elettrica, tuttavia, potrebbe essere più promettente. Un aspetto che rende i nervi vaghi così interessanti è l’accessibilità chirurgica nel collo. “È abbastanza facile impiantare un dispositivo che cerchi di stimolarli”, afferma il dottor Benjamin Metcalfe dell’Università di Bath, che sta studiando come il corpo risponde alla stimolazione elettrica del nervo vago. “L’altra ragione per cui sono attraenti è che si collegano a così tanti sistemi di organi diversi. Ci sono sempre più prove che suggeriscono che la stimolazione del nervo vago possa trattare un’ampia gamma di malattie e disturbi, dall’artrite reumatoide alla depressione e all’alcolismo”.
Nel 2016, Tracey e i suoi colleghi hanno pubblicato i risultati di uno studio su 18 pazienti affetti da artrite reumatoide – una patologia autoimmune che causa dolore, gonfiore e rigidità alle articolazioni – che continuavano a manifestare i sintomi nonostante l’assunzione di farmaci immunosoppressori. Ai pazienti è stato applicato uno stimolatore del nervo vago, utilizzato per colpire le fibre del collo che si ritiene controllino l’attività immunitaria nella milza. Questo ha portato a un miglioramento dei sintomi ed è stato associato a una riduzione dei livelli di fattore di necrosi tumorale, una proteina infiammatoria che è uno dei principali bersagli dei farmaci per l’artrite reumatoide.
I dati preliminari suggeriscono anche che la tecnologia potrebbe essere efficace nei pazienti affetti dal morbo di Crohn, un’altra patologia infiammatoria che colpisce l’apparato digerente.
In tutte le condizioni mediche discusse finora, il dispositivo viene impiantato nel collo del paziente, dove fornisce regolari raffiche di stimolazione, con frequenze diverse che bloccano o attivano diverse fibre nervose. Sebbene sia relativamente sicuro, alcuni pazienti sperimentano effetti collaterali come affaticamento o mal di testa.
Ma potrebbero esserci modi alternativi per stimolare il nervo vago. Il Prof. Chris Toumazou dell’Imperial College di Londra e i suoi colleghi stanno studiando la possibilità di collegare un microstimolatore a un ramo specifico del nervo vago che indica al cervello quando lo stomaco è pieno o vuoto. Se si taglia il nervo, questi segnali di fame non arrivano più.
Il team ha lavorato a un dispositivo in grado di intercettare questo chiacchiericcio chimico e di inviare un segnale elettrico al cervello in risposta al rilascio di ormoni della fame da parte dello stomaco vuoto. “Il dispositivo sarà in grado di inviare un segnale opposto al cervello per dire: ‘No, sei pieno'”, dice Toumazou. “Non interrompiamo completamente questi segnali, ma li controlliamo, il che potrebbe essere un mezzo di controllo dell’obesità molto migliore di un bypass gastrico”.
Il dispositivo che ho applicato all’orecchio, chiamato Nurosym, potrebbe fornire un mezzo alternativo per stimolare il nervo vago e, a differenza degli stimolatori impiantati, non richiede un intervento chirurgico.
Oltre agli organi e alle strutture del torace e dell’addome, esiste un ramo del nervo vago che termina nell’orecchio esterno, noto come ramo auricolare.
“Si proietta al tronco encefalico e poi a diverse regioni del cervello, e questo porta alla segnalazione vagale che si proietta fino al cuore e ad altri organi”, afferma Nathan Dundovic, cofondatore dell’azienda londinese di neurotecnologie Parasym, che sviluppa e produce il dispositivo Nurosym.
Sebbene si tratti principalmente di un dispositivo medico progettato per pazienti con condizioni di salute croniche che influenzano processi involontari come la frequenza cardiaca o la digestione, Dundovic ritiene che anche persone sane come me possano trarre beneficio dalla stimolazione auricolare, anche se in misura minore.
Molti dipendenti dell’azienda usano il dispositivo per favorire il rilassamento e il sonno, e per trarre potenzialmente alcuni degli effetti di miglioramento cognitivo che i primi studi clinici hanno accennato, come il miglioramento della memoria a breve termine.
Agganciando il dispositivo al mio “tragus”, il pezzo di cartilagine carnosa davanti all’orecchio, sento un leggero pizzicore pulsante quando viene acceso. Non posso dire di essermi trasformata in una versione iper-efficiente e più calma di me stessa, ma sono disposta a insistere e a vedere.
Non tutti sono convinti che questo tipo di stimolazione del nervo vago auricolare sia clinicamente efficace. “Poiché il nervo vago si connette a così tanti sistemi di organi diversi, a volte può essere una sfida assicurarsi di stimolare solo la parte giusta del nervo”, dice Metcalfe. “L’idea di poter posizionare gli elettrodi completamente all’esterno del corpo e di poter comunque stimolare selettivamente le fibre nervose mi sembra molto difficile da credere”.
Tuttavia, il dispositivo di Parasym è attualmente in fase di sperimentazione per vari disturbi cardiaci e cerebrali, tra cui la sindrome da tachicardia ortostatica posturale (Pots) – una condizione caratterizzata da un aumento anomalo della frequenza cardiaca quando si sta in piedi – e la Covid lunga, da parte di rinomati istituti di ricerca in Nord America e in Europa.
L’idea che la stimolazione auricolare possa giovare ai pazienti affetti da Covid lungo è oggetto di studio anche da parte di altri team. Già alcune prove suggeriscono che può aiutare ad alleviare la fatica associata a una malattia autoimmune chiamata sindrome di Sjögren.
Incoraggiato da questi risultati, il dottor Mark Baker dell’Università di Newcastle sta ora valutando se possa giovare anche ai pazienti affetti da stanchezza post-Covid.
Uno studio precedente ha identificato anomalie in diverse aree del sistema nervoso, tra cui uno squilibrio nella parte che regola i processi fisiologici involontari. “Sembra un po’ come un nervo vago poco funzionante”, dice Baker.
È ancora presto, ma se i ricercatori riuscissero a trovare un modo efficace per attingere al nervo vago, sia chirurgicamente che attraverso la pelle, i benefici potrebbero essere notevoli.
La parola vagus deriva dal latino e significa “errante”, in riferimento al percorso complesso e tortuoso che compie attraverso il corpo e alla diversità dei processi fisiologici sotto la sua influenza. Invece di prendere una pillola per alleviare la malattia, forse un giorno sarà possibile respirare, canticchiare o fare zapping per raggiungere una salute migliore.
