20 novembre 2019
Aggiornato 16:00
Stimolazione spinale elettrica

Tre paraplegici tornano a camminare grazie a una stimolazione wireless

Utilizzando una stimolazione spinale elettrica, tre pazienti paraplegici cronici hanno avuto la possibilità di recuperare, anche se in modo parziale, l’uso delle gambe e tornare a camminare

Deambulazione
Deambulazione Shutterstock

Tornare a camminare dopo aver subìto un grave danno alla colonna vertebrale e al midollo spinale: un ‘sogno’ che molte persone rimaste paralizzate hanno sempre pensato rimanesse tale. Eppure, anche se si pensava fosse impossibile, ricercatori svizzeri sono riusciti laddove molti avevano fallito. Grazie a una stimolazione spinale elettrica, wireless, hanno ridato il movimento a tre pazienti paraplegici cronici, ossia che non potevano peer nulla muovere i muscoli.

Il successo
I ricercatori svizzeri hanno condotto questa ricerca denominata STIMO (STImulation Movement Overground), ottenendo un risultato eccezionale nel campo. Lo studio, che poi è stato illustrato in due diversi articoli riportati rispettivamente sulle riviste Nature e Nature Neuroscience, riporta di come si è riusciti a ridare, anche se in modo parziale, la possibilità di camminare. Grégoire Courtine del Politecnico Federale di Losanna (EPFL) e colleghi appartenenti ad altri istituti di ricerca svizzeri hanno utilizzato una stimolazione elettrica del midollo spinale che è stata trasmessa da un impianto wireless. La tecnica, accompagnata da un intenso programma di riabilitazione fisica, ha così permesso la deambulazione dei pazienti partecipanti allo studio.

Come funziona la stimolazione
Il dottor Courtine e i coautori dello studio hanno descritto su Nature come è stata condotta la sperimentazione. Il sistema messo a punto dall’EPFL è basato su un dispositivo che stimola elettricamente la superficie del midollo spinale in modo mirato. Grazie a un preciso schema di impulsi elettrici, la stimolazione riesce a generare movimenti coordinati ad anche, ginocchia e caviglie. Questo consente di riprodurre i movimenti muscolari che permettono la camminata. Tuttavia, non si tratta di movimenti ‘gestiti’ dalla macchina, ma i pazienti hanno la facoltà di mantenere il controllo dei movimenti, potendo così determinare il tempo e l’ampiezza del passo, come avviene naturalmente nelle persone senza lesioni spinali. L’eccezionalità della tecnica sta dunque anche nel fatto che il cervello è in grado d’interagire con lo stimolatore elettrico.

Comprendere i meccanismi sottostanti
«Le nostre scoperte – spiega Courtine – si basano su una profonda comprensione dei meccanismi sottostanti che abbiamo acquisito in anni di ricerca sui modelli animali. Siamo quindi stati in grado di simulare in tempo reale come il cervello attiva naturalmente il midollo spinale. La temporizzazione esatta e la posizione della stimolazione elettrica sono cruciali per la capacità del paziente di produrre un movimento intenzionale. È anche questa coincidenza spazio-temporale che fa scattare la crescita di nuove connessioni nervose».

Grandi ‘passi’
«Tutti e tre i partecipanti allo studio – prosegue il dott. Courtine – sono stati in grado di camminare con il supporto del peso corporeo dopo solo una settimana di calibrazione e il controllo volontario dei muscoli è migliorato enormemente entro cinque mesi dall’addestramento. Il sistema nervoso umano ha risposto al trattamento ancora più intensamente di quanto ci aspettassimo».

Le differenze con gli studi precedenti
Nel secondo articolo pubblicato su Nature Neuroscience gli autori dello studio riportano in dettaglio quali sono le caratteristiche dei segnali elettrici usati per la stimolazione e come questa si differenziano da quelle utilizzate in precedenza – e che non avevano ottenuto questi risultati. Nello specifico, i ricercatori svizzeri dimostrano come i precedenti protocolli di stimolazione per ripristinare la deambulazione nei pazienti paralizzati potrebbero essere stati meno efficaci di quanto ci si attendeva – specie in termini di percezione della posizione degli arti. La nuova tecnica, al contrario, riesce a promuovere il movimento degli arti preservando al contempo i segnali sensoriali che giungono dalle gambe. «Tutti questi recenti studi – ha precisato in un articolo di commento pubblicato su Nature, Chet Moritz dell’Università di Washington a Seattle – dovrebbero indurci a ripensare a come vediamo e trattiamo lesioni del midollo spinale: piuttosto che una completa disconnessione tra il cervello e il midollo spinale, ora sembra che molte persone possano riacquistare la capacità di controllare i loro arti paralizzati e persino di camminare di nuovo attraverso l’innovativa combinazione di stimolazione spinale e pratica di riabilitazione. Il fatto che il controllo del movimento sia mantenuto anche al di là della stimolazione, come dimostrato da Courtine e colleghi – conclude Moritz – suggerisce che questa stimolazione combinata con la riabilitazione sta effettivamente aiutando a dirigere la plasticità e la guarigione del sistema nervoso attorno alla lesione».

Riferimento: NatureNature Neuroscience.