Dopo quattro mesi di esercizi hanno camminato con un deambulatore, affrontato scale e pendenze: «Il corpo stesso diventa parte dell’interfaccia di controllo»
Quattro giovani con una lesione completa e cronica del midollo spinale, privi da tempo del controllo volontario dei muscoli delle gambe, sono riusciti a tornare in piedi e a camminare con l’aiuto di un deambulatore grazie a una nuova tecnica sviluppata in Italia.
Il risultato arriva dal laboratorio di neuroprotesi modulari impiantabili (Mine), nato dalla collaborazione tra l’Università Vita-Salute San Raffaele di Milano e la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e attivo all’interno dell’IRCCS ospedale San Raffaele.
La sperimentazione è stata descritta sulla rivista scientifica Med di Cell Press e rappresenta un risultato particolarmente significativo perché la tecnica non richiede né impianti cerebrali, né sensori esterni, né sistemi per decodificare i segnali del cervello.
Quattro pazienti, nessuno dei quali poteva più controllare le gambe
Alla sperimentazione hanno partecipato tre uomini e una donna, tutti italiani e con meno di 35 anni. Due provenivano dalla Lombardia, uno dalle Marche e uno dall’Umbria.
Tutti presentavano una lesione completa e cronica del midollo spinale, una condizione che aveva portato alla perdita del controllo volontario dei muscoli delle gambe.
La nuova tecnica, chiamata dai ricercatori trunk-mediated control (TMC), sfrutta invece una capacità che era rimasta intatta: il movimento volontario del tronco.
L’idea è tanto semplice quanto sofisticata. Piccoli movimenti del busto vengono utilizzati per modificare temporaneamente il rapporto tra le strutture nervose e gli elettrodi dello stimolatore, cambiando così l’effetto della stimolazione sui nervi delle gambe.
In questo modo il sistema permette alla persona di partecipare attivamente alla costruzione del passo.
Nessun segnale dal cervello: il comando parte dal movimento del busto
È proprio questo l’aspetto più innovativo della sperimentazione.
Lo stimolatore midollare utilizzato è già disponibile in commercio e non è necessario aggiungere un impianto cerebrale per tradurre i pensieri in movimento.
«Non abbiamo bisogno di decodificare un segnale cerebrale o di aggiungere sensori esterni», spiega Silvestro Micera, professore di Bioingegneria alla Scuola Superiore Sant’Anna.
Il corpo diventa così parte integrante del sistema di controllo.
«Dal punto di vista neuroingegneristico, il dato rilevante è che il corpo stesso diventa parte dell’interfaccia di controllo», osserva Micera.
La tecnica sfrutta infatti l’interazione tra un movimento residuo volontario, la biomeccanica del corpo e la tecnologia applicata al sistema nervoso.
Dopo quattro mesi arrivano le scale e le superfici irregolari
I risultati della sperimentazione sono arrivati dopo un percorso riabilitativo intensivo, progressivo e personalizzato, durato quattro mesi.
Al termine del programma, tutti e quattro i partecipanti sono riusciti a stare in piedi per periodi prolungati, aiutandosi con una sola mano. Con l’altra potevano svolgere anche piccole attività quotidiane.
Ma non solo.
I giovani sono riusciti a salire le scale e a camminare anche affrontando curve, pendenze e superfici irregolari.
Uno dei partecipanti ha raggiunto un risultato particolarmente significativo: ha percorso 132 metri in 42 minuti senza pause.
Numeri che mostrano come la tecnica non abbia prodotto soltanto un recupero statico, ma abbia consentito ai partecipanti di confrontarsi con movimenti più complessi e situazioni simili a quelle della vita quotidiana.
«La capacità di contrarre volontariamente i muscoli è rimasta assente»
I ricercatori sottolineano però un punto fondamentale: non si tratta di un recupero neurologico spontaneo della funzione delle gambe.
«Non stiamo parlando di un recupero della capacità di contrarre volontariamente i muscoli delle gambe», precisa Pietro Mortini, dell’IRCCS ospedale San Raffaele e professore ordinario di Neurochirurgia all’Università Vita-Salute San Raffaele, che ha guidato lo studio insieme a Micera.
Quella capacità, spiega, «è rimasta assente in tutti e quattro i partecipanti».
Ciò che è stato trovato è invece un modo per sfruttare una funzione volontaria ancora presente, il movimento del tronco, per controllare gli effetti della stimolazione e consentire alla persona di partecipare alla costruzione del movimento del passo.
Il ruolo decisivo della riabilitazione
Accanto alla tecnologia c’è stato un altro elemento fondamentale: il lavoro riabilitativo.
«Il risultato nasce dall’integrazione della partecipazione midollare con un percorso riabilitativo innovativo, intensivo, progressivo e individualizzato», spiega Sandro Iannaccone, responsabile dei fisioterapisti del Mine Lab.
La tecnologia, quindi, non viene utilizzata in modo isolato, ma inserita all’interno di un programma costruito progressivamente sulle capacità dei singoli partecipanti.
È proprio l’unione tra stimolazione midollare, controllo residuo del tronco e riabilitazione ad aver permesso di ottenere i risultati descritti nello studio.
Una nuova strada per le neuroprotesi
La sperimentazione apre una prospettiva interessante nel campo delle neuroprotesi per le lesioni midollari, perché dimostra che per controllare la stimolazione non è necessariamente indispensabile intervenire direttamente sul cervello.
Il sistema sperimentato utilizza ciò che il paziente è ancora in grado di controllare: il tronco, la postura e la biomeccanica del corpo.
«Abbiamo trovato un modo per utilizzare una funzione volontaria preservata», sottolinea Mortini, «per controllare gli effetti della stimolazione e consentire alla persona di partecipare attivamente alla costruzione del passo».
Per ora si tratta comunque di una sperimentazione su quattro persone e non di una terapia già disponibile per tutti i pazienti con lesione midollare. I risultati rappresentano però un passo importante nella ricerca sulle tecnologie in grado di restituire nuove possibilità di movimento.
E il dato forse più sorprendente è proprio quello osservato dopo quattro mesi: quattro giovani che non potevano più controllare volontariamente i muscoli delle gambe sono riusciti a tornare in piedi e a camminare con un deambulatore sfruttando il movimento del proprio corpo.