SINCRONIA ELETTRO-ENCEFALOGRAFICA E COMUNICAZIONE PSICHICA
di William Giroldini
Pubblicato su Quaderni di Parapsicologia, 2003
– Introduzione-
Lo studio dei fenomeni classificati col nome “paranormali” ha da sempre proposto il grave problema
di come studiare la loro natura, avendo tali fenomeni caratteristiche ben note di
intangibilita’, imprevidibilita’, elusivita’. Nel caso della telepatia, sicuramente il piu’
noto e classico di tali fenomeni, sembra esserci un passaggio di informazione fra due menti senza
alcun ausilio dei sensi o di un qualsiasi mezzo fisico.
L’approccio classico allo studio di tale fenomeno e’ stato delineato per esempio da Rhine (1966),
da Targ e Putoff (1979) col metodo dell’indovinamento di simboli e disegni, da Vasiliev (1963), con
la induzione mentale di atti motori su soggetti particolarmente suggestionabili, e in anni piu’
recenti da Honorton et al. (1990) mediante l’uso di forti stimoli audio-visivi somministrati ad un
trasmittente mentre il ricevente era posto in condizioni opposte (rilassamento, ganzfeld).
Tutti questi approcci hanno a mio avviso contribuito a dimostrare l’esistenza del fenomeno, ma
richiedono che il responso psi sia portato a livello cosciente, e questo processo non e’ molto
facile.
Infatti, durante il passaggio dal subconscio al conscio, la risposta psi puo’ essere notevolmente
modificata o addirittura perduta a causa dei molteplici passaggi di elaborazione mentale. Una strada
alternativa potrebbe essere lo studio diretto della attivita’ cerebrale in relazione alla
comunicazione psi, perche’ in questo caso (in linea di principio) non e’ indispensabile ottenere il
responso cosciente del ricevente. Cio’ potrebbe aumentare la riproducibilita’ delle varie
sperimentazioni.
Alcune ricerche sono state effettuate nel recente passato seguendo questa idea, in particolare da
Grinberg et al.(1987, 1993) che ha tentato di osservare se esiste una relazione fra le onde
cerebrali e la “comunicazione mentale diretta” fra due soggetti (un sinonimo di telepatia, o
comunicazione psichica).
Nel suo pionieristico studio del 1987, Grinberg aveva registrato l’elettroencefalogramma (EEG) in
contemporanea di due soggetti sensorialmente isolati, quindi la morfologia dei patterns EEG era
stata valutata da diversi giudici per ricavare un indice di similitudine, ed aveva trovato che
questo indice aumentava significativamente quando i due soggetti tentavano esplicitamente di
comunicare mentalmente l’uno con l’altro. In un altro lavoro del 1993, uno dei due soggetti,
isolati in camere di Faraday, era sottoposto a brevi stimoli di luce allo scopo di registrare i
suoi “potenziali evocati” (cioe’ una risposta specifica e ben nota del cervello ad una serie di
stimoli auditivi o luminosi). Grinberg riporto’ che un soggetto su quattro (quello nell’altra
gabbia di Faraday), manifestava un simile “potenziale evocato” pur non essendo sottoposto ad
alcun stimolo.
Un gruppo di ricerca americano, costituito da Standish, Johnson, Kozak e Richards, nel 2001 hanno
replicato l’esperimento coi potenziali evocati di Grinberg, trovando che due coppie su 19 fornivano
un risultato di “trasferimento del potenziale” con P<0.01 per ciascuna coppia .
Ancora piu’ recentemente, lo stesso gruppo americano (2003) ha ottenuta la prima prova sperimentale
di un “trasferimento di informazione” a distanza, fra due soggetti, utilizzando la Imaging Magnetic
Resonance. Un primo soggetto era posto all’interno del MRI brain-scanner (completamente schermato in
una camera di Faraday), un secondo soggetto era in una stanza vicina. Quest’ultimo soggetto fu
sottoposto ad una serie di flash luminosi. L’analisi MRI condotta sul primo soggetto, ha mostrato
due zone di attivazione cerebrale (aree 18 e 19, corteccia visiva associativa) che sono risultate
selettivamente attivate, pur non avendo ricevuto nessun stimolo luminoso diretto (P<0.001). Nessua
attivazione fu osservata se il secondo soggetto non era stimolato. Da notare che le due aree
attivate “a distanza” sono le stesse che rispondono alla stimolazione visiva diretta (con lo stesso
stimolo).
Questi risultati sembrano quindi dimostrare, in modo assai notevole, che la telepatia (o
comunicazione psichica) ha una controparte fisiologica rilevabile a livello della attivita
elettrica cerebrale.
La possibilita’ di utilizzare le tecniche EEG nello studio della comunicazione psichica era gia’
stato oggetto di una mia pubblicazione del 1995, in cui ho realizzato un esperimento di
registrazione dell’ EEG in simultanea fra due soggetti, ma solo su una singola coppia, e senza
allora conoscere il lavoro di Grinberg. Il mio lavoro fu pubblicato su Quaderni di Parapsicologia
con risultati in cui trovai una effettiva correlazione dei segnali EEG ben oltre la soglia casuale
fra i due soggetti.
Ma da allora non ho piu’ avuto la possibilita di riprendere questo importante argomento, fino alla
primavera del 2002.
Occorre precisare, a beneficio dei lettori, che dal 1995 mi occupo di progettare e costruire
apparecchiature per la registrazione di dati psicofisiologici in ambito psicologico, e di sviluppare
i relativi software. Utilizzando questa specifica e lunga esperienza, nel gennaio del 2002 ho
pensato di realizzare una attrezzatura ed un software dedicato per effettuare una nuova ricerca, sia
allo scopo di replicare ed estendere le ricerche di Grinberg, sia per meglio definire le metodiche
strumentali e di analisi dei dati che questo tipo di indagine richiede.
In questo studio ho utilizzato anche l’esperienza nella registrazione ed analisi dei dati EEG che
ho sviluppato lavorando in collaborazione col Dr. Marco Margnelli, neurofisiologo, con cui ho
collaborato in diverse ricerche.
Nel progettare la nuova ricerca, ho tenuto in grande considerazione le ricerche del gruppo di
Richards Todd (citato in precedenza) in cui si evidenziano aspetti tecnico- metodologici assai
rilevanti, oltre che la mia esperienza nel rilevamento EEG e nella costruzione degli strumenti.
– Metodologia della ricerca, problemi e soluzioni –
1) Apparecchiature
Dal punto di vista tecnico, mi e’ stato chiaro fin dal 1995 che e’ necessario realizzare due
distinti ed indipendenti strumenti EEG alimentati a batteria, in cui ciascun soggetto deve essere
elettricamente isolato dall’altro soggetto in modo completo. Cio’ e’ stato ottenuto con particolari
componenti chiamati fotoaccoppiatori, che isolano gli amplificatori EEG dal resto del circuito di
Acquisizione Dati, permettendo in questo modo una completa indipendenza elettrica dei due
soggetti.
La banda passante degli amplificatori EEG era di 2 – 30 Hz, con un filtro Notch ad eliminazione di
banda centrato a 50Hz, (attenuazione di 60 db) ed un filtro a forte eliminazione dei segnali a
radiofrequenza (disturbi ambientali a RF) eventualmente captati dagli ingressi.
Ogni strumento possedeva 4 canali EEG identici, ognuno col filtro Notch. Una caratteristica
particolare degli amplificatori EEG utilizzati, e’ che non veniva usata una configurazione
differenziale, ma assoluta, monoreferenziale con riferimento ai lobi auricolari di ciascun
soggetto.
Cio’ allo scopo di non perdere alcuna informazione sulla fase dei segnali, che tende invece ad
essere sminuita usando una configurazione differenziale con elettrodo di riferimento per es. in Cz
(al centro della testa).
I segnali in uscita dai due strumenti erano inviati ad un unico circuito di Acquisizione Dati
digitale a 8 bit, molto veloce, alimentato a batteria, che in assoluta contemporaneita’ leggeva i
dati provenienti dai due strumenti, e quindi li inviava al computer tramite comunicazione seriale
RS232.
La trasmissione dei segnali dagli apparecchi EEG al circuito AD avveniva via due cavi schermati di
lunghezza circa 8 metri. In questo modo era possibile porre i due soggetti fino ad una distanza
massima di circa 16 metri l’uno dall’altro.
I dati era campionati a 8 bit, a 120 campionamenti al secondo per canale, utilizzando un circuito
multiplexer. I canali dal 1 al 4 corrispondevano al primo soggetto, quelli dal 5 al 8
corrispondevano al secondo soggetto. Il tempo di acquisizone dei dati dal primo canale all’ultimo
era di circa 0.1 millisecondi, quindi veniva garantita una altissima sincronia di acquisizione dei
dati. Diversi controlli furono fatti per accertare che non esisteva nessuna interferenza reciproca
fra i primi 4 canali ed i successivi 4 canali, anche inducendo forti segnali fuori scala in uno dei
due amplificatori EEG.
2) Immunita’ ai disturbi ambientali
In questi esperimenti non e’ stato possibile utilizzare due gabbie di Faraday per collocare i
soggetti e le apparecchiature in condizioni di elevato isolamento dai disturbi ambientali. Il costo
e lo spazio di queste strutture era al di fuori delle possibilita’ dell’autore di questa ricerca.
Per ovviare a questa mancanza, gli strumenti EEG e l’intero sistema di acquisizone dei dati sono
stati progettati per essere intrinsecamente altamente immuni ai disturbi dei campi elettromagnetici
ambientali. Sono due i tipi di disturbi ambientali che possono creare correlazione fra i segnali EEG
durante le registrazioni, e cioe’:
a) il disturbo di rete alla frequenza di 50 Hz
b) i disturbi elettromagnetici a radiofrequenza (RF) sull’intera gamma delle onde radio.
I circuiti EEG erano provvisti di un efficace filtro Notch a 50 Hz che avendo una attenuazione di 60
db, rimuove oltre il 99,8 % del disturbo a 50 Hz raccolto dagli elettrodi. Inoltre tutte le
apparecchiature, compreso il computer, erano alimentate a batteria, ed il software utilizzato
permetteva di monitorare il livello del disturbo ambientale a 50Hz. Tutti gli esperimenti sono stati
realizzati con un livello sufficentemente basso di campo a 50Hz tale da non interferire
significativamente con la corretta registrazione dei dati.
I campi elettromagnetici RF erano invece filtrati da un filtro passa-basso posto all’ingresso degli
amplificatori, e da tre ulteriori filtri passa-basso attivi. Diverse prove di controllo sono state
effettuate per verificare la sensibilita’ delle apparecchiature ai campi RF.
Gli elettrodi furono posizionati su una testa di manichino ricoperta con cartapesta bagnata con
acqua salata. Questa prova riproduceva la geometria spaziale, la conducibilta’ elettrica della
testa umana, e la disposizione degli elettrodi, e la loro impedenza. La prova fu effettuata
inducendo segnali di disturbo a varie distanze mediante l’uso delle scintille elettriche generate da
un trapano elettrico, e mediante un telefono cellulare acceso in trasmissione.
Queste prove hanno evidenziato che il sistema non mostrava sensibilita’ a questi forti disturbi
elettrici per distanze superiori a circa 50 cm dagli elettrodi. Quindi queste prove hanno mostrato
che il sistema cosi realizzato era davvero immune ai campi elettromagnetici RF, in una vasta gamma
di frequenze, per livelli di disturbo medio-bassi. Inoltre tutti gli esperimenti furono realizzati
in condizioni ambientali privi di motori elettrici, telefonini accesi, o altre apparecchiature
elettriche nelle immediate vicinanze, ed in condizioni atmosferiche senza temporali e fulmini.
3) Registrazione dei segnali EEG
I due soggetti erano posti in due stanze diverse (come meglio precisato oltre) e collegati ognuno ad
uno strumento EEG a 4 canali, con posizionamento degli elettrodi in sede frontale e temporale, in
modo simmetrico fra i due lobi (le locazioni, secondo lo standard internazionale 10/20 erano F1, F2,
T5, T6 , con riferimento ai lobi auricolari interconnessi).
Gli elettrodi erano accuratamente posizionati, la conducibilta’ era controllata ed assicurata con
gel.
I soggetti venivano invitati a restare ad occhi chiusi, fermi, tranquilli, per tutta la durata delle
registrazioni. Non veniva effettuato alcun particolare training del rilassamento.
4) Selezione dei soggetti
I soggetti selezionati per la ricerca erano tutti volontari, di eta’ compresa fra 20 e 65 anni
circa, e quasi tutti si conoscevano bene fra di loro, quasi tutte le coppie di soggetti erano
quindi fortemente correlate fra di loro (per esempio erano amici, fidanzati, fratello/sorella).
Si trattava di persone normali, quasi tutte credenti nelle facolta psi, senza nessuna specifica
esperienza di tecniche di Meditazione o altre metodiche per modificare gli stati di coscienza.
5) Procedimento sperimentale
Gli esperimenti furono realizzati in diversi luoghi, a Milano, Pavia, Bagni di Lucca, in alcuni
casi fu possibile realizzare prove piu’ estese e complesse, in altri casi le prove erano ridotte al
minimo perche’ il tempo a diposizione era poco. In tutti i casi fu possibile realizzare la piu’
semplice delle prove, cioe i due soggetti erano posti in due stanze vicine, ma isolate fra di loro,
lo sperimentatore era in una delle due stanze, oppure in una zona intermedia posta fra le due
stanze.
Veniva preliminarmente verificato che tutte le connessioni EEG fossero buone, che il livello di
disturbo ambientale a 50Hz fosse sufficentemente basso, e che non fossero accesi telefonini o motori
elettrici nelle stanze degli esperimenti e nelle immediate vicinanze.
I soggetti erano invitati a restare in silenzio, ad occhi chiusi, in rilassamento, e dovevano
cercare di entrare in “contatto psichico” l’uno con l’altro, per esempio visualizzando mentalmente
il viso dell’altra persona. Durante questo tempo (lungo circa 5-7 minuti) venivano registrati i dati
EEG in contemporanera dei due soggetti. In alcune sessioni sperimentali venne inoltre effettuata una
prova ulteriore, cioe’ fu somministrato un comune stimolo sensoriale uditivo ai due soggetti,
mediante due altoparlanti posti vicini ai due volontari, e collegati ad una stessa fonte sonora (una
radio, oppure un player di cassette).
Furono quindi registrati i dati EEG mentre i due soggetti ricevevano questo stimolo sensoriale
comune. Altre prove esplorative (quali i potenziali evocati) furono tentate, ma abbandonate per
motivi tecnici. Qundi i dati utili sono quelli sostanzialmente attinenti a prove di “contatto
psichico” via visualizzazione mentale, e quelle aventi un comune stimolo auditivo.
6) Procedimento di analisi dei dati
Tutti i dati delle sessioni erano registrati su computer tramite un software dedicato, e
successivamente elaborati per valutare i risultati.
Il primo step di analisi dei dati consisteva nella rimozione degli artefatti dalle registrazioni.
Questa e’ una procedura standard dell’analisi EEG, e va sempre fatta perche’ nei segnali EEG e’
facile l’intromissione di segnali spuri dovuti a movimenti muscolari, degli occhi o movimenti del
corpo.
I segnali erano registrati in singole epoche lunghe 4.3 secondi, ogni epoca conteneva 8 tracce EEG,
e veniva ispezionata per verificare la presenza di significativi artefatti. Se veniva trovato un
artefatto anche solo in una traccia, l’intera epoca con le 8 tracce veniva eliminata. Nella maggior
parte delle registrazioni sono state eliminate circa il 10% delle epoche.
Dopo questa operazione, i segnali EEG registrati sono stati filtrati digitalmente per rimuovere
ulteriormente la frequenza residua dei 50 Hz. Da notare che qualche tipo di filtro digitale puo’
modificare la fase del segnale, creando una artefattuale correlazione fra due segnali. Era stato ben
accertato in precedenza che il tipo di filtro utilizzato non creava alcuna correlazione.
Successivamente, su questi dati ripuliti, e’ stata effettuata una analisi che si chiama
“Correlazione Lineare di Pearson” che permette di ricavare il grado di similitudine o sincronia fra
due segnali qualsiasi. Questo valore si indica con la lettera R, ed e’ un numero adimensionale
compreso fra -1 e +1, con zero come valore medio, se due segnali non sono mediamente correlati.
Nel seguito di questo articolo, si usera’ anche il termine “sincronia” per indicare la correlazione.
Il calcolo della sincronia fu effettuata su epoche lunghe esattamente 1.066 secondi, pari a 128 dati
campionati per ciascun canale. Poiche’ la correlazione e’ un calcolo che si effettua fra due gruppi
di dati, furono calcolate le correlazioni (lungo l’asse del tempo) fra tutte le coppie omogenee di
segnali, cioe’ per esempio F1 del primo soggetto con F1 del secondo soggetto, quindi
F2-F2,
T5-T5, T6-T6, ed infine fu calcolata anche la correlazione fra la somma algebrica delle 4 tracce del
primo soggetto, con la somma algebrica della 4 tracce del secondo soggetto (questo valore sara’
chiamato “mix” nel seguito di questo articolo). Poiche’ questi calcoli venivano effettuati in
successione su epoche di 1.066 secondi, il risultato finale e’ un vettore che si puo’ descrivere con
R(J,X) dove J rappresenta il tipo di coppia di dati (J=1.5), ed X rappresenta un indice lungo l’asse
del tempo. Per esempio, se una registrazione e’ lunga 320 secondi, si ottengono 5×300 dati, quindi
il vettore R ha le dimensioni R(5,300).
Per semplicita’ di rappresentazione, i valori di R furono moltiplicati per 100, per cui i dati
possono variare fra -100 e +100.
Se due segnali (o due gruppi di dati) non sono correlati fra di loro, il valore medio della loro
correlazione e’ zero. Valori positivi di R indicano una correlazione tanto maggiore quanto piu’ R e’
elevato (per fare un esempio, se due segnali sono uguali, il valore di R e’ 100, se sono uguali ma
in opposizione di fase, il valore di R e’ -100). Quindi valori significativamente elevati di R
potrebbero indicare una forma di comunicazione psichica fra i due soggetti, se si escludono altre
cause. Valori negativi si hanno quando due segnali qualsiasi sono in opposizione di fase, cioe’
mentre nel primo segnale un’onda sale, nell’altro segnale l’onda scende e viceversa. Due segnali
random (casuali) danno fluttuazioni della sincronia intorno a zero, con zero come valore medio, ed
e’ questa la situazione che effettivamente si dovrebbe trovare nell’analisi di due segnali EEG fra
di loro indipendenti.
Per completare l’analisi dei dati per questa via, e’ necessario tuttavia definire meglio una
procedura che permetta di verificare anche sperimentalmente, e non solo per via teorica, il valore
medio atteso dell’ipotesi nulla, ed anche la sua deviazione standard.
Questa necessita’ e’ stata evidenziata anche nel citato lavoro di Standish, Johnson, Kozak e
Richards (2001). Essi hanno realizzato delle prove preliminari (in vista di replicare il lavoro di
Grinberg) registrando dati EEG da soggetti diversi in momenti diversi (quindi non in contemporanea)
ed effettuando il calcolo della cross-correlation, cioe’ il calcolo della correlazione incrociata
fra locazioni omonime di diversi soggetti. Le epoche erano lunghe 1 secondo, ed essi osservarono
coefficenti di correlazione R che variavano fra -0.37 e +0.46, con valore medio pari a zero, e
deviazione standard di 0.21
Il valore della deviazione standard e’ di importanza cruciale per valutare la significativita’ di
eventuali valori medi diversi da zero.
Per ottenere una serie di dati sperimentali di controllo, da cui ricavare il valore medio e
deviazione standard ho pensato che la soluzione migliore consiste nel creare artificialmente coppie
di dati EEG a partire dai dati EEG registrati nel corso degli esperimenti. In pratica, sono state
create delle coppie “virtuali” cioe’ sono state accoppiate registrazioni EEG di soggetti secondo un
ordine casuale, per esempio se A1,B1 A2,B2 A3,B3 sono tre coppie “vere” registrate, le coppie
virtuali possono essere A1,B2 A3,B1 B3,A1 A1,A2 etc etc. Questa operazione, fattibile
facilmente via software, dovrebbe creare un data-base di controllo molto omogeneo, e teoricamente
privo di sincronie extra-casuali. A questo punto diventa possibile confrontare il comportamento
delle coppie “reali” con le coppie “virtuali” che a priori non dovrebbero avere alcuna
correlazione significativa.
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