Nell'incertezza scientifica e morale. Il dilemma delle cure intensive ai neonati estremamente prematuri

Definizione del problema: Nonostante il progresso della biotecnologia medica abbia consentito la sopravvivenza del feto, fuori dall’utero materno, ad età gestazionali sempre più basse, la prognosi a breve e a lungo termine di ogni nuovo nato resta spesso incerta e la medicina non è sempre in grado di rimediare completamente e definitivamente ai danni alla salute che spesso contribuisce a causare. Sottoporre tempestivamente i neonati estremamente prematuri alle cure intensive non ne garantisce la sopravvivenza; allo stesso modo, astenervisi non ne garantisce la morte o almeno la morte immediata; in entrambi i casi i danni alla salute (difetti della vista e dell’udito, cecità, sordità, paralisi degli arti, deficit motori, ritardo mentale, disturbi dell’apprendimento e del comportamento) possono essere gravi e permanenti ma non sono prevedibili con certezza per ogni singolo neonato. Il futuro ignoto di ogni nuovo nato, insieme allo sgretolamento di terreni morali condivisi, costringono ad affrontare laceranti dilemmi morali sull’inizio e sul rifiuto, sulla continuazione e sulla sospensione delle cure. Oggetto: Questo lavoro si propone di svolgere un’analisi critica di alcune strategie teoriche e pratiche con le quali, nell’ambito delle cure intensive ai neonati prematuri, la comunità scientifica, i bioeticisti e il diritto tentano di aggirare o di risolvere l’incertezza scientifica e morale. Tali strategie sono accomunate dalla ricerca di criteri morali oggettivi, o almeno intersoggettivi, che consentano ai decisori sostituti di pervenire ad un accordo e di salvaguardare il vero bene del paziente. I criteri esaminati vanno dai dati scientifici riguardanti la prognosi dei prematuri, a “fatti” di natura più strettamente morale come la sofferenza del paziente, il rispetto della libertà di coscienza del medico, l’interesse del neonato a sopravvivere e a vivere bene. Obiettivo: Scopo di questa analisi consiste nel verificare se effettivamente tali strategie riescano a risolvere l’incertezza morale o se invece lascino aperto il dilemma morale delle cure intensive neonatali. In quest’ultimo caso si cercherà di trovare una risposta alla domanda “chi deve decidere per il neonato?” Metodologia e strumenti: Vengono esaminati i più importanti documenti scientifici internazionali riguardanti le raccomandazioni mediche di cura e i pareri della comunità scientifica; gli studi scientifici riguardanti lo stato dell’arte delle conoscenze e degli strumenti terapeutici disponibili ad oggi; i pareri di importanti bioeticisti e gli approcci decisionali più frequentemente proposti ed adoperati; alcuni documenti giuridici internazionali riguardanti la regolamentazione della sperimentazione clinica; alcune pronunce giudiziarie significative riguardanti casi di intervento o astensione dall’intervento medico senza o contro il consenso dei genitori; alcune indagini sulle opinioni dei medici e sulla prassi medica internazionale; le teorie etiche più rilevanti riguardanti i criteri di scelta del legittimo decisore sostituto del neonato e la definizione dei suoi “migliori interessi” da un punto di vista filosofico-morale. Struttura: Nel primo capitolo si ricostruiscono le tappe più importanti della storia delle cure intensive neonatali, con particolare attenzione agli sviluppi dell’assistenza respiratoria negli ultimi decenni. In tal modo vengono messi in luce sia i cambiamenti morali e sociali prodotti dalla meccanizzazione e dalla medicalizzazione dell’assistenza neonatale, sia la continuità della medicina neonatale con il tradizionale paternalismo medico, con i suoi limiti teorici e pratici e con lo sconfinare della pratica terapeutica nella sperimentazione incontrollata. Nel secondo capitolo si sottopongono ad esame critico le prime tre strategie di soluzione dell’incertezza scientifica e morale. La prima consiste nel decidere la “sorte” di un singolo paziente in base ai dati statistici riguardanti la prognosi di tutti i nati in condizioni cliniche analoghe (“approccio statistico”); la seconda, in base alla risposta del singolo paziente alle terapie (“approccio prognostico individualizzato”); la terza, in base all’evoluzione delle condizioni cliniche individuali osservate durante un periodo di trattamento “aggressivo” abbastanza lungo da consentire la raccolta dei dati clinici utili a formulare una prognosi sicura(“approccio del trattamento fino alla certezza”). Viene dedicata una più ampia trattazione alla prima strategia perché l’uso degli studi scientifici per predire la prognosi di ogni nuovo nato accomuna i tre approcci e costituisce la strategia più diffusa ed emblematica di aggiramento dell’incertezza. Essa consiste nella costruzione di un’ “etica basata sull’evidenza”, in analogia alla “medicina basata sull’evidenza”, in quanto ambisce a fondare i doveri morali dei medici e dei genitori solo su fatti verificabili (le prove scientifiche di efficacia delle cure)apparentemente indiscutibili, avalutativi o autocertificativi della moralità delle scelte. Poiché la forza retorica di questa strategia poggia proprio su una (parziale) negazione dell’incertezza dei dati scientifici e sulla presunzione di irrilevanza della pluralità e della complessità dei valori morali nelle decisioni mediche, per metterne in luce i limiti si è scelto di dedicare la maggior parte del secondo capitolo alla discussione dei limiti di validità scientifica degli studi prognostici di cui i medici si avvalgono per predire la prognosi di ogni nuovo nato. Allo stesso scopo, in questo capitolo vengono messe in luce la falsa neutralità morale dei giudizi scientifici di “efficacia”, “prognosi buona”, “prognosi infausta” e di “tollerabilità del rischio” o dei “costi”. Nel terzo capitolo viene affrontata la questione della natura sperimentale delle cure intensive per i neonati prematuri al fine di suggerire un’ulteriore ragione dell’incertezza morale, dell’insostenibilità di obblighi medici di trattamento e della svalutazione dell’istituto del consenso libero e informato dei genitori del neonato. Viene poi documentata l’esistenza di due atteggiamenti opposti manifestati dalla comunità scientifica, dai bioeticisti e dal diritto: da una parte il silenzio sulla natura sperimentale delle terapie e dall’altra l’autocertificazione morale della sperimentazione incontrollata. In seguito si cerca di mostrare come entrambi, sebbene opposti, siano orientati ad occultare l’incertezza e la complessità delle cure ai neonati prematuri, per riaffermare, in tal modo, la precedenza dell’autorità decisionale del medico rispetto a quella dei genitori. Il quarto capitolo, cerca di rispondere alla domanda “chi deve decidere in condizioni di incertezza?”. Viene delineata, perciò, un’altra strategia di risoluzione dell’incertezza: la definizione del miglior interesse (best interest) del neonato, come oggetto, limite e scopo ultimo delle decisioni mediche, qualsiasi esse siano. Viene verificata l’ipotesi che il legittimo decisore ultimo sia colui che conosce meglio di ogni altro i migliori interessi del neonato. Perciò, in questo capitolo vengono esposte e criticate alcune teorie filosofiche sul concetto di “miglior interesse” applicato allo speciale status del neonato. Poiché quest’analisi, rivelando l’inconoscibilità del best interest del neonato, non consente di stabilire con sicurezza chi sia intitolato a prendere la decisione ultima, nell’ultimo capitolo vengono esaminate altre ragioni per le quali i genitori dovrebbero avere l’ultima parola nelle decisioni di fine o di proseguimento della vita. Dopo averle scartate, viene proposta una ragione alternativa che, sebbene non risolutiva, si ritiene abbia il merito di riconoscere e di non mortificare l’irriducibilità dell’incertezza e l’estrema complessità delle scelte morali, senza rischiare, però, la paralisi decisionale, il nichilismo morale e la risoluzione non pacifica dei conflitti.

Special Heusler compounds for spintronic applications

This work emphasizes the potential of Heusler compounds in a wide range of spintronic applications. Using electronic structure calculations it is possible to design compounds for specific applications. Examples for GMR and TMR applications, for spin injection into semiconductors, and for spin torque transfer applications will be shown. After a detailed introduction about spintronics and related materials chapter 5 reports about the investigation of new half-metallic compounds where the Fermi energy is tuned in the middle of the gap to result in more stable compounds for GMR and TMR applications. The bulk properties of the quaternary Heusler alloy Co2Mn(1-x)Fe(x)Si with the Fe concentration ranging from x=0 to 1 will be reported and the results suggest that the best candidate for applications may be found at an iron concentration of about 50%. Due to the effect that in the Co2Mn(1-x)Fe(x)Si series the transition metal carrying the localized moment is exchanged and this might lead to unexpected effects on the magnetic properties if the samples are not completely homogeneous chapter 6 reports about the optimization of the Heusler compounds for GMR and TMR applications. The structural and magnetic properties of the quaternary Heusler alloy Co2FeAl(1-x)Si(x) with varying Si concentration will be reported. From the combination of experimental (better order for high Si content) and theoretical findings (robust gap at x = 0.5) it is concluded that a compound with an intermediate Si concentration close to x=0.5-0.7 would be best suited for spintronic applications, especially for GMR and TMR applications. In chapter 7 the detailed investigation of compounds for spin injection into semiconductors will be reported. It will be shown that the diluted magnetic semiconductors based on CoTiSb with a very low lattice mismatch among each other are interesting materials for spintronics applications like Spin-LEDs or other spin injection devices. Chapter 8 refers about the investigation of the theoretically predicted half-metallic completely compensated-ferrimagnet Mn$_3$Ga as a suitable material for spin torque transfer applications. The Curie temperature is above 730~K and the electronic structure calculations indicate a nearly half-metallic ferrimagnetic order with 88% spin polarization at the Fermi energy.}

Virtopsy: CT and MR imaging of a fatal head injury caused by a hatchet: A case report

Hatchet blows to the human skull often cause fatal injuries. We present a case of homicide by hatchet blow that underwent CT, MRI, and autopsy examination. Skull fragmentation, fracture lines, and brain injuries were demonstrated prior to autopsy. Many of the hatchet-specific characteristics (flaking, crushing, shattering, and fracture lines) described in literature were observed in the post-mortem imaging of this case.

Uniform approach to linear and nonlinear interrelation patterns in multivariate time series

Currently, a variety of linear and nonlinear measures is in use to investigate spatiotemporal interrelation patterns of multivariate time series. Whereas the former are by definition insensitive to nonlinear effects, the latter detect both nonlinear and linear interrelation. In the present contribution we employ a uniform surrogate-based approach, which is capable of disentangling interrelations that significantly exceed random effects and interrelations that significantly exceed linear correlation. The bivariate version of the proposed framework is explored using a simple model allowing for separate tuning of coupling and nonlinearity of interrelation. To demonstrate applicability of the approach to multivariate real-world time series we investigate resting state functional magnetic resonance imaging (rsfMRI) data of two healthy subjects as well as intracranial electroencephalograms (iEEG) of two epilepsy patients with focal onset seizures. The main findings are that for our rsfMRI data interrelations can be described by linear cross-correlation. Rejection of the null hypothesis of linear iEEG interrelation occurs predominantly for epileptogenic tissue as well as during epileptic seizures.

Chlamydia infection, pelvic inflammatory disease, ectopic pregnancy and infertility: cross-national study

Objectives To describe, using routine data in selected countries, chlamydia control activities and rates of chlamydia infection, pelvic inflammatory disease (PID), ectopic pregnancy and infertility and to compare trends in chlamydia positivity with rates of PID and ectopic pregnancy. Methods Cross-national comparison including national data from Australia, Denmark, the Netherlands, New Zealand, Sweden and Switzerland. Routine data sources about chlamydia diagnosis and testing and International Classification of Disease-10 coded diagnoses of PID, ectopic pregnancy and infertility in women aged 15–39 years from 1999 to 2008 were described. Trends over time and relevant associations were examined using Poisson regression. Results Opportunistic chlamydia testing was recommended in all countries except Switzerland, but target groups differed. Rates of chlamydia testing were highest in New Zealand. Chlamydia positivity was similar in all countries with available data (Denmark, New Zealand and Sweden) and increased over time. Increasing chlamydia positivity rates were associated with decreasing PID rates in Denmark and Sweden and with decreasing ectopic pregnancy rates in Denmark, New Zealand and Sweden. Ectopic pregnancy rates appeared to increase over time in 15–19-year-olds in several countries. Trends in infertility diagnoses were very variable. Conclusions The intensity of recommendations about chlamydia control varied between countries but was not consistently related to levels of chlamydia diagnosis or testing. Relationships between levels of chlamydia infection and complication rates between or within countries over time were not straightforward. Development and validation of indicators of chlamydia-related morbidity that can be compared across countries and over time should be pursued.

A Systems-Level Approach to Human Epileptic Seizures

Epileptic seizures are due to the pathological collective activity of large cellular assemblies. A better understanding of this collective activity is integral to the development of novel diagnostic and therapeutic procedures. In contrast to reductionist analyses, which focus solely on small-scale characteristics of ictogenesis, here we follow a systems-level approach, which combines both small-scale and larger-scale analyses. Peri-ictal dynamics of epileptic networks are assessed by studying correlation within and between different spatial scales of intracranial electroencephalographic recordings (iEEG) of a heterogeneous group of patients suffering from pharmaco-resistant epilepsy. Epileptiform activity as recorded by a single iEEG electrode is determined objectively by the signal derivative and then subjected to a multivariate analysis of correlation between all iEEG channels. We find that during seizure, synchrony increases on the smallest and largest spatial scales probed by iEEG. In addition, a dynamic reorganization of spatial correlation is observed on intermediate scales, which persists after seizure termination. It is proposed that this reorganization may indicate a balancing mechanism that decreases high local correlation. Our findings are consistent with the hypothesis that during epileptic seizures hypercorrelated and therefore functionally segregated brain areas are re-integrated into more collective brain dynamics. In addition, except for a special sub-group, a highly significant association is found between the location of ictal iEEG activity and the location of areas of relative decrease of localised EEG correlation. The latter could serve as a clinically important quantitative marker of the seizure onset zone (SOZ).

Nonrandomness, nonlinear dependence, and nonstationarity of electroencephalographic recordings from epilepsy patients

To derive tests for randomness, nonlinear-independence, and stationarity, we combine surrogates with a nonlinear prediction error, a nonlinear interdependence measure, and linear variability measures, respectively. We apply these tests to intracranial electroencephalographic recordings (EEG) from patients suffering from pharmacoresistant focal-onset epilepsy. These recordings had been performed prior to and independent from our study as part of the epilepsy diagnostics. The clinical purpose of these recordings was to delineate the brain areas to be surgically removed in each individual patient in order to achieve seizure control. This allowed us to define two distinct sets of signals: One set of signals recorded from brain areas where the first ictal EEG signal changes were detected as judged by expert visual inspection ("focal signals") and one set of signals recorded from brain areas that were not involved at seizure onset ("nonfocal signals"). We find more rejections for both the randomness and the nonlinear-independence test for focal versus nonfocal signals. In contrast more rejections of the stationarity test are found for nonfocal signals. Furthermore, while for nonfocal signals the rejection of the stationarity test increases the rejection probability of the randomness and nonlinear-independence test substantially, we find a much weaker influence for the focal signals. In consequence, the contrast between the focal and nonfocal signals obtained from the randomness and nonlinear-independence test is further enhanced when we exclude signals for which the stationarity test is rejected. To study the dependence between the randomness and nonlinear-independence test we include only focal signals for which the stationarity test is not rejected. We show that the rejection of these two tests correlates across signals. The rejection of either test is, however, neither necessary nor sufficient for the rejection of the other test. Thus, our results suggest that EEG signals from epileptogenic brain areas are less random, more nonlinear-dependent, and more stationary compared to signals recorded from nonepileptogenic brain areas. We provide the data, source code, and detailed results in the public domain.