Una ricerca pluriennale tenta di spiegare uno dei casi di ibernazione più estremi e sconcertanti legati alla sopravvivenza umana. Il monte Rokkō domina la città giapponese di Kobe, un paesaggio di dolci colline completo di sentieri escursionistici e una vista impareggiabile sulla baia di Osaka.
Ogni anno, la cima di 3.000 piedi si inonda delle foglie rosse, gialle e arancioni dell’autunno, rendendola una destinazione popolare per barbecue e baldoria giovanile. Nell’ottobre 2006, Rokkō ha fornito il luogo perfetto per Mitsutaka Uchikoshi, un funzionario di 35 anni, per fare un picnic con un gruppo di amici.
Dopo una giornata trascorsa a condividere cibo e storie vicino alla vetta, gli amici di Uchikoshi hanno deciso di prendere la funivia per tornare alla base di Rokkō e tornare a casa. Uchikoshi ha scelto di percorrere uno dei sentieri di montagna da solo. Poi scomparve.
Durante la discesa, Uchikoshi ha perso l’equilibrio, facendolo scivolare, sbattere la testa e rompersi il bacino. Incapace di muoversi o chiedere aiuto, giaceva ferito sul fianco della montagna. Di notte il freddo autunnale, scendendo fino a 10 gradi, si insinuava nelle sue ossa. E poi svenne.
Dopo 24 giorni, è stato trovato da uno scalatore di passaggio e trasferito al Kobe City Medical Center General Hospital. Era estremamente ipotermico e freddo al tatto. Molti dei suoi organi stavano cedendo. Secondo le notizie dell’epoca, i medici di Uchikoshi pensavano che fosse caduto in uno stato “simile al letargo”, proprio come potrebbe fare una marmotta.
Quando ho sentito la storia per la prima volta, ne sono rimasto subito affascinato, per due motivi. In primo luogo, era una storia di sopravvivenza sovrumana. Uchikoshi aveva superato le ossa rotte, il freddo gelido e livelli estremi di fame che avrebbero dovuto ucciderlo.
Non solo è sopravvissuto, ma è stato dimesso dall’ospedale dopo 50 giorni senza ferite permanenti. Se i suoi medici avevano ragione, qualcosa doveva essere cambiato nel cervello di Uchikoshi, consentendo al suo corpo di entrare in un periodo di stasi inaudito. Ma cosa esattamente?
La seconda era la storia stessa. I medici del Kobe Hospital erano increduli che Uchikoshi fosse sopravvissuto. L’ondata di attenzione della stampa ricevuta dal caso ha suggerito che altri medici, al di fuori di Kobe, erano scettici sul fatto che si trattasse davvero di un letargo. Alcuni ritenevano l’impresa fisiologicamente impossibile.
Una volta che Uchikoshi è stato dimesso dall’ospedale, la stampa e gli scienziati sembrò si fossero dimenticati del suo caso. Non c’erano rapporti nella letteratura scientifica su cosa, esattamente, lo avesse tenuto in vita e nessuna spiegazione per la sua straordinaria persistenza al limite umano.
Eppure il suo racconto rimane uno degli esempi più comunemente citati sulla capacità latente per gli esseri umani di andare in letargo. Cosa è successo davvero a Mitsutaka Uchikoshi su quella montagna nel 2006?
Per capire il suo calvario sulla montagna, abbiamo bisogno di indagare su come gli scienziati stiano usando il freddo estremo per indurre uno stato di animazione sospesa nei pazienti traumatizzati.
Dovremmo imparare di più su cosa pensano le compagnie di volo spaziale dell’ibernazione durante i viaggi interplanetari, oltre l’orbita della luna e di Marte, ed esplorare come i neuroscienziati stanno svelando i misteri chimici all’interno del cervello per attivare stati simili all’ibernazione in altri mammiferi. E infine, sapere come sta oggi Uchikoshi.
Il letargo di Uchikoshi era diventato un Santo Graal, ma sembrava che fosse diventato un fantasma. Inseguire quel fantasma mi ha portato prima agli zombi.
Ibernazione di cani
Nel 1999, una manciata di ricercatori del Safar Center for Resuscitation Research dell’Università di Pittsburgh ha inviato un branco di cani da caccia nell’aldilà. Poi li hanno riportati indietro.
I “cani zombi”, come sono stati battezzati da un titolo del New York Times nel 2005, hanno dimostrato che il rapido raffreddamento del sistema circolatorio potrebbe mandare i cani in uno stato di animazione sospesa.
Nella procedura del Safar Center, il sangue dei cani è stato drenato dai loro corpi e lentamente sostituito con un fluido salino freddo che fornisce nutrienti e ossigeno di base. Senza sangue, il cuore dei cani si è fermato e il loro cervello si è calmato. Clinicamente morti. I ricercatori hanno rimosso il fluido salino freddo e restituito il sangue caldo 60 minuti dopo.
I cani, dopo una scossa elettrica, sono stati rianimati. La maggior parte dei cani non ha subito alcun danno cerebrale. È uno degli esperimenti più profondi che studiano l’“ipotermia terapeutica”, una pratica che è diventata comune negli ospedali di tutto il mondo per una manciata di condizioni, come infarti e lesioni cerebrali causate dalla privazione di ossigeno.
Se pensiamo al cervello come a un computer, l’ipotermia terapeutica consente di metterlo in standby, mantenendolo acceso ma impedendo che si spenga completamente. Questo dà ai medici il tempo di riparare e riavviare i pazienti.
Il lavoro sui cani zombi ha aperto la possibilità che i pazienti traumatizzati, che perdono rapidamente galloni di sangue a causa di una coltellata o di una ferita da arma da fuoco, potrebbero evitare la morte se i loro corpi fossero raffreddati in modo efficiente. La scienza dell’ipotermia terapeutica è ben compresa.
Le nostre cellule usano l’ossigeno per creare energia. In circostanze normali, il cuore lo pompa intorno al nostro corpo. Nei pazienti traumatizzati, la perdita di sangue porta all’arresto cardiaco e le cellule muoiono rapidamente di fame. Raffreddare il corpo di alcuni gradi fa rallentare le cellule, quindi richiedono meno energia e meno ossigeno.
Nel 2016, in uno studio clinico approvato dalla FDA, un team di chirurghi della University of Maryland School of Medicine, guidato dal dottor Samuel Tisherman, ha iniziato a studiare come la procedura potrebbe aiutare questi pazienti a sopravvivere.
Si spera che il processo, noto come conservazione e rianimazione di emergenza, migliorerà le probabilità di sopravvivenza per i pazienti traumatizzati senza danneggiare il loro cervello.
Gli scienziati hanno dimostrato che la procedura funziona nei maiali, ma la sperimentazione umana di Tisherman è stata difficile da far decollare. Richiede che i pazienti arrivino al pronto soccorso quando medici specializzati, come Tisherman, sono nell’edificio e pronti per eseguire la procedura.
Presentato per la prima volta oltre un decennio fa, ha appena raggiunto un traguardo significativo, arruolando il primo paziente umano e ponendo quella persona temporaneamente in “animazione sospesa” nel novembre 2019. Si prevede che 10 persone saranno arruolate entro il completamento dello studio.
I risultati completi del processo sono ancora in sospeso e sono stati ritardati due volte, con la pandemia che ha gettato nell’oblio i lavori, ma solo temporaneamente. Ora dovrebbe essere completato nel dicembre 2023, secondo l’elenco nel database degli studi clinici negli Stati Uniti.
Nel processo di Tisherman c’è una potenziale risposta alla fortuna di Uchikoshi sulla montagna. L’ipotermia aveva contribuito alla sua sopravvivenza? Possibilmente. Se Uchikoshi avesse sperimentato una forma di ipotermia che ha costretto il suo cervello a passare alla modalità standby, avrebbe potuto rallentare il suo metabolismo e ridurre la quantità di energia di cui aveva bisogno per ottenere da cibo e acqua.
La sperimentazione clinica sta cercando di mantenere i pazienti in uno stato di animazione sospesa per pochi minuti o, al massimo, un’ora circa, abbastanza a lungo da consentire ai medici di riparare le lesioni traumatiche. Come ha detto Tisherman a New Scientist nel 2019, “Voglio chiarire che non stiamo cercando di mandare le persone su Saturno”.
Ma il lungo periodo di inattività di Uchikoshi e la successiva ripresa suggeriscono che un tale futuro potrebbe essere possibile.
La luna o Marte
Nel punto più vicino, Saturno si trova a circa 1,2 miliardi di chilometri dalla Terra. Un viaggio con equipaggio verso il gioiello ad anello del sistema solare potrebbe richiedere fino a cinque anni e richiederebbe enormi risorse per ospitare, nutrire e intrattenere gli astronauti. Cioè, a meno che tu non possa far cadere i viaggiatori in uno stato simile al letargo.
I brevi voli spaziali rappresentano alcuni rischi per gli astronauti, ma decenni in futuro gli esseri umani potrebbero trascorrere mesi o anni ad avventurarsi più lontano nello spazio, oltre la luna e Marte, dove tali rischi sono notevolmente amplificati.
I pericoli fisiologici del volo spaziale di lunga durata sono molti. La radiazione cosmica si schianta costantemente contro il corpo, l’intenso isolamento devasta la mente e la microgravità provoca il deperimento di muscoli e ossa.
“Dalla ricerca sugli animali, è noto che l’ibernazione può ridurre al minimo e influenzare positivamente tutti e tre”, ha affermato Jennifer Ngo-Anh, scienziata dell’Agenzia spaziale europea. Gli animali in letargo, come pipistrelli e ricci, non soffrono di degenerazione dei muscoli o delle ossa.
Altri animali, come gli orsi, entrano in uno stato simile al letargo noto come torpore. Il torpore è classicamente definito come uno stato di ibernazione involontaria in cui gli organismi entrano per sopravvivere in ambienti difficili privi di fonti di energia, come cibo e acqua. Fondamentalmente è l’ibernazione leggera.
Se riusciamo a svelare perché gli animali fanno questo e capire come indurre il torpore negli esseri umani, potremmo prevenire alcuni dei peggiori problemi associati all’abbandono della Terra per lunghi periodi.
“Questa è una tecnologia rivoluzionaria”, ha affermato John Bradford, presidente e CTO di SpaceWorks Enterprises, una società di ingegneria con sede ad Atlanta. Bradford crede che la capacità di raffreddare gli umani e metterli in un’animazione sospesa ci consentirà di “realizzare qualcosa nello spazio”.
Bradford e il suo team hanno lavorato sull’ibernazione umana dal 2012 e hanno ricevuto un secondo finanziamento nel 2016 tramite la NASA attraverso il programma Innovative Advanced Concepts dell’agenzia. La loro idea è di indurre e regolare il torpore negli astronauti usando i principi dell’ipotermia terapeutica.
“L’ipotermia terapeutica non è affatto così estrema come quella che vediamo nei film”, ha detto Bradford. “Vedi sempre qualcuno che va in animazione sospesa per 100 anni o qualcosa del genere. Non ne abbiamo bisogno.”
Invece, SpaceWorks ha proposto un metodo chiamato torpore sintetico. Una missione teorica su Marte vedrebbe gli astronauti andare sotto per un massimo di 14 giorni, solo per essere svegliati per un periodo attivo che dura tre o quattro giorni. “Scomponendolo, le sfide si riducono in modo significativo”, ha affermato Bradford.
Il modello di ibernazione a turni significa che ci sarebbe sempre un membro dell’equipaggio sveglio durante il viaggio di oltre 200 giorni, che affronta problemi di sicurezza o eventuali emergenze che potrebbero verificarsi.
Potrebbe anche aiutare più vicino a casa. Bradford ha detto che il torpore sintetico potrebbe essere la chiave per stabilire colonie sulla luna, se mai dovessimo seguire quella strada. Non serve per portare piccoli equipaggi sulla superficie lunare durante il viaggio di tre giorni, ma se si inviano intere comunità i problemi infrastrutturali diventano molto più complessi. “Se volevi mandare mille persone, tre giorni non sono facili”, ha detto.
Il torpore potrebbe essere la risposta.
“Possiamo metterli in questo basso stato metabolico qui sulla Terra, lanciare la nave, farli atterrare sulla luna e poi svegliarli tutti un paio di giorni dopo”, ha detto Bradford.
Sembra abbastanza semplice, ma la nostra comprensione di come funziona l’ibernazione è troppo rudimentale per ottenere ciò che Bradford propone in tempi brevi. Gli umani non dovrebbero andare in letargo: non siamo costruiti in questo modo.
La sopravvivenza di Uchikoshi sulla montagna giapponese è sempre stata un valore anomalo, non la norma, anche se potenzialmente mostra che non ci sono effetti persistenti di uno stato come il torpore sintetico.
E ricerche recenti suggeriscono che la chiave per indurre un tale stato potrebbe essere la modifica di un gruppo specializzato di cellule, nascosto nella zona di regolazione della temperatura del cervello.
Domande sui neuroni Q
I topi non sono ibernatori naturali, ma sono in grado di rallentare drasticamente il loro metabolismo quando il cibo scarseggia. Anche loro entrano nel torpore. I ricercatori sono stati in grado di sfruttare questa stranezza fisiologica e indurre il torpore nei roditori di laboratorio limitando l’assunzione di cibo o riducendo la temperatura dei loro recinti.
Gli interventi danno ai ricercatori la possibilità di sondare i meccanismi alla base di questi stati, in particolare per quanto riguarda i cambiamenti che si verificano nel cervello. Due studi, pubblicati sulla rivista Nature nel 2020, hanno esaminato come i gruppi di cellule cerebrali, o neuroni, sono legati al torpore e agli stati simili all’ibernazione nei roditori.
Entrambi i team si sono concentrati su una regione del cervello nota come l’ipotalamo, un raggruppamento di cellule responsabili della regolazione della temperatura, e hanno scoperto popolazioni distinte che potevano collegare al torpore.
Un team, guidato da Takeshi Sakurai, un ricercatore dell’Università di Tsukuba in Giappone, si è concentrato su un insieme di cellule cerebrali coinvolte nei complicati circuiti della temperatura del cervello. Il team ha soprannominato questo gruppo di cellule Q neuroni.
Utilizzando topi geneticamente modificati, Sakurai e il team sono stati in grado di assumere il controllo di queste cellule, iniettando nei topi un farmaco che attiva le cellule, come se si premesse un interruttore.
L’attivazione dei neuroni Q ha abbassato la temperatura corporea dei topi da 36 gradi a un minimo di 22 gradi C. La frequenza cardiaca e la respirazione sono rallentate. I topi sono stati mantenuti in questo stato di ibernazione per due giorni, a volte anche di più.
Una volta che i neuroni Q sono stati spenti, il team di Sakurai ha esaminato gli organi dei topi e non ha riscontrato cambiamenti evidenti nel cervello, nel cuore, nel fegato o nei reni. L’ipotermia in genere causa tremori e alla fine la perdita di coscienza, ma Sakurai crede che l’ipotermia indotta dal neurone Q , o QIH, non ha fatto “sentire freddo” ai topi.
Piuttosto, “cambia lo stato del corpo”, ha detto. Queste cellule cerebrali segnalano ad altri sistemi di organi e ormoni di apportare modifiche, inducendo il corpo a risparmiare energia riducendo i bisogni metabolici.
“Per un topo sotto QIH, una temperatura corporea di 22 gradi è uno stato confortevole”, ha detto Sakurai. I roditori non vanno in letargo naturalmente, quindi sbloccare questo potenziale è un balzo in avanti nella comprensione del sistema di controllo del cervello.
Sakurai ha detto che il team studierà potenzialmente i criceti dorati, che entrano naturalmente in letargo, per vedere se la manipolazione dei neuroni Q produce gli stessi effetti che hanno visto nei topi.
Genshiro Sunagawa, coautore dell’articolo dell’istituto di ricerca giapponese Riken, ha detto il team vuole esaminare i singoli tessuti e organi durante lo stato di ibernazione indotto dal neurone Q e capire esattamente come viene rallentato il loro metabolismo.
Ciò potrebbe portare a modi mirati per mettere i singoli organi in animazione sospesa. “Questo avrà sicuramente un impatto sulla medicina rigenerativa o sulla medicina dei trapianti”, ha affermato.
La ricerca evidenzia anche potenziali meccanismi che potrebbero aver portato allo stato di ibernazione dell’escursionista Uchikoshi. È impossibile sapere in che modo il suo cervello sia stato influenzato durante la sua permanenza in montagna, ma se i suoi neuroni Q si fossero attivati, forse avrebbero indotto il suo corpo a pensare a 50 gradi Fahrenhe non fosse davvero pericoloso per la vita, ma a suo agio.
Tuttavia, i neuroni Q sono probabilmente solo una parte dell’equazione. L’altro studio, guidato dal neurobiologo di Harvard Sinisa Hrvatin, ha esaminato i neuroni in una parte diversa dell’ipotalamo. L’attivazione di queste cellule, soprannominate neuroni avMLPA, ha indotto il torpore nei topi.
Fondamentalmente, i due studi dimostrano che la stimolazione di aree simili del cervello è sufficiente per far cadere i roditori in un sonno profondo. Ma il cervello è un circuito intricato che espelle impulsi elettrici senza sosta. Non basta scoprire ammassi di cellule che sembrano alterare lo stato fisiologico del corpo per attivare in modo affidabile l’ibernazione negli esseri umani.
“Sono necessarie molte più ricerche per capire come gli animali entrano, regolano e sopravvivono a questi stati e se possono essere indotti in sicurezza in altri mammiferi, compresi gli esseri umani”, ha affermato Hrvatin.
Fu chiesto a Sunagawa e a Sakurai se avevano familiarità con la storia di Mitsutaka Uchikoshi. Entrambi sapevano della storia ma avevano poche informazioni extra. Il fantasma del monte Rokkō è rimasto sfuggente.
Il fantasma del monte Rokkō
Keiko Kobayashi, coordinatrice degli affari internazionali presso il Kobe Biomedical Innovation Cluster, sede dell’ospedale dove Uchikoshi è stato curato dopo il suo salvataggio. Aveva trovato due medici che avevano somministrato cure a Uchikoshi nel 2006.
Il principale medico responsabile del caso era Takeya Minami, un esperto cardiovascolare. Venne fuori che anche lui aveva inseguito il fantasma di Uchikoshi per più di un decennio. In un intervista del dicembre 2021, disse che l’incidente ebbe “un grande impatto sulla sua carriera”.
Da quando Uchikoshi fu portato in ospedale 16 anni fa, ha cercato di svelare cosa è successo sul Monte Rokkō. Ha presentato il caso a conferenze, parlando con esperti di ormoni, metabolismo, controllo della temperatura corporea e neuroscienze per cercare di capire come è sopravvissuto Uchikoshi.
“Questo è importante per il campo della medicina per svelare questo caso particolare”, disse Minami, tramite Kobayashi. Quello che sappiamo è questo: quando Uchikoshi è arrivato in ospedale, è stato mandato al pronto soccorso, dove medici tra cui Minami e un altro medico, Daisuke Mizu, lo hanno assistito.
Una lettura del termometro rettale ha mostrato che la temperatura interna di Uchikoshi era di soli 22,3 gradi. Questo significa circa 14 gradi più freddo del normale. “Siamo rimasti sorpresi dal fatto che l’ipotermia potesse peggiorare così tanto”, ha detto Mizu.
Minami e Mizu aiutarono a riscaldare il corpo di Uchikoshi bagnandolo in acqua tiepida, ma quasi immediatamente andò in arresto cardiaco. Questo è comune per i pazienti ipotermici perché il freddo provoca un battito cardiaco disregolato. Il team ha eseguito la RCP per oltre due ore, mentre il suo corpo si è lentamente riscaldato e, alla fine, il suo cuore ha ricominciato a battere da solo.
Ulteriori esami hanno confermato che Uchikoshi era stato immobilizzato: c’erano pochissime possibilità che fosse in grado di muoversi intorno alla montagna. I raggi X hanno mostrato che il suo osso dell’anca era rotto e aveva iniziato a guarire quando è stato salvato. Il suo stomaco era completamente vuoto.
Aveva morsi di zecca ai piedi e la sua pelle era bruciata dal sole, in particolare dove aveva alzato la mano per proteggersi dalla luce prima di perdere i sensi. Minami ha detto che era “semplicemente stupito” Uchikoshi è sopravvissuto e non ha avuto problemi di salute persistenti. Ma il caso è così fuori dalla norma che lo lascia ancora perplesso.
Ha interrogato i dati fisiologici, ha studiato i modelli meteorologici sulla montagna e ha utilizzato simulazioni al computer per ricostruire ciò che stava accadendo nel corpo di Uchikoshi durante il calvario.
Con tutto ciò che ha appreso, Minami suggerisce che la temperatura corporea interna del paziente bloccato è probabilmente crollata nei giorni successivi alla sua scomparsa e alla sua caduta.
Quando ha perso i sensi, il cervello ha preso il sopravvento, rallentando il suo tasso metabolico di base fino a un punto in cui era in grado di preservare l’energia e mantenere i suoi organi in funzione. Dopo aver discusso per anni il caso con i colleghi, Minami ha optato per una risposta alquanto ambigua.
“Non potrei dire che questo caso fosse sicuramente dovuto al letargo”, ha detto, ma si riferisce ad esso come a una condizione “simile al torpore”.
Un sogno nel sonno profondo
I racconti occasionali di sopravvivenza sovrumana continuano a sorprendere gli scienziati. Sei anni dopo che Uchikoshi lasciò l’ospedale di Kobe, venne alla luce un altro caso straordinario: un uomo svedese di 44 anni ha trascorso due mesi bloccato all’interno della sua auto durante una bufera di neve, sotto uno spesso strato di neve, con temperature esterne che raggiungevano i -22 gradi.
Disse agli agenti di polizia che era rimasto senza cibo ma aveva mangiato la neve per sopravvivere. I suoi medici sono rimasti sbalorditi quanto quelli dell’ospedale di Kobe e hanno suggerito che il corpo dell’uomo potrebbe essersi adattato alle temperature leggermente più fresche all’interno dell’auto, scendendo ben al di sotto del normale nel tentativo di risparmiare energia.
Il filo conduttore, dai cani zombie ai sopravvissuti svedesi, è la capacità del corpo di rispondere ai cambiamenti di temperatura. Una fredda sera d’inverno ispira le risposte del subconscio di cui siamo consapevoli, pelle d’oca o brividi, ma sembra che gli umani mantengano una certa capacità di andare ancora oltre, cadendo in uno stato di animazione sospesa senza effetti negativi duraturi nelle condizioni più estreme.
Cosa è successo veramente a Uchikoshi sulla montagna nel 2006? Siamo arrivati alla fine del viaggio senza una risposta. Non c’è modo di sapere esattamente come hanno reagito il suo cervello e il suo corpo mentre era privo di sensi per più di tre settimane. Probabilmente non c’è alcuna possibilità di sapere come sia sfuggito al suo destino. Tutto quello che sappiamo per certo è che è sopravvissuto.
Ma nel cercarlo, è diventato chiaro che il sogno del letargo umano è vivo e vegeto. In pochi decenni, imprese come quella di Uchikoshi potrebbero non essere solo brevi sonnellini involontari ispirati da una spinta biologica di base per sopravvivere.
Invece, potremmo essere deliberatamente raffreddati per ore dopo un incidente traumatico, facendo guadagnare ai medici il tempo di curarci, o essere lasciati cadere in periodi di stasi metabolica lunghi mesi per avventurarci oltre l’orbita di Marte e oltre. Forse, in quei momenti, capiremo finalmente cosa è successo a Mitsutaka Uchikoshi.