Quattro giovani italiani sotto i 35 anni con paralisi completa degli arti inferiori sono tornati a muovere le gambe e a camminare con l’ausilio di un deambulatore. Uno di loro è riuscito a percorrere 132 metri consecutivi in 42 minuti senza alcuna pausa.
La sperimentazione è stata condotta dal Mine Lab, centro congiunto nato dalla collaborazione tra l’IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano e la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. I risultati dell’indagine clinica sono stati descritti sulla rivista scientifica Med del gruppo Cell Press.
Un controllo motorio mediato dal tronco
I partecipanti presentavano una lesione midollare “funzionalmente completa”, una condizione in cui non sussiste alcuna capacità di contrarre volontariamente i muscoli delle gambe, pur senza una recisione anatomica totale del midollo.
I movimenti non derivano da un recupero neurologico spontaneo degli arti inferiori, ma dall’azione mirata della stimolazione elettrica epidurale. La reale novità consiste nel fatto che i pazienti gestiscono gli impulsi sfruttando l’unica parte del corpo rimasta sotto il loro pieno controllo: il tronco.
I ricercatori hanno battezzato questo meccanismo trunk-mediated control (TMC). Attraverso specifici movimenti posturali del busto, il paziente comanda l’attivazione dei circuiti nervosi periferici.
L’impiego di uno stimolatore commerciale già approvato
Alla base del protocollo non c’è un dispositivo creato su misura. Il team ha scelto di impiegare uno stimolatore spinale già reperibile sul mercato e autorizzato da tempo dalla FDA per il trattamento del dolore cronico.
L’impianto è composto da una piattina di elettrodi inserita nello spazio epidurale e collegata a un generatore di impulsi sottocutaneo, simile a un pacemaker cardiaco. La scelta di una tecnologia già consolidata consente di accorciare i tempi necessari per trasferire la procedura nella pratica clinica ordinaria.
Silvestro Micera, docente di Bioingegneria alla Scuola Superiore Sant’Anna e co-responsabile del lavoro, ha sottolineato come questo sistema offra il doppio beneficio di agire sui circuiti motori e contestualmente attenuare i forti dolori neuropatici tipici delle lesioni midollari.
Sperimentazione clinica sulla deambulazione con neurostimolazione spinale ed elettrodi epidurali.
La strategia del Ju Jitsu per superare i limiti tecnici
L’idea scientifica è scaturita dall’osservazione di una criticità nota della stimolazione spinale. Quando il paziente si muove, la distanza fisica tra gli elettrodi e il midollo subisce variazioni, modificando imprevedibilmente la contrazione muscolare.
I ricercatori hanno trasformato questa instabilità in un comando operativo. Micera ha paragonato il metodo al Ju Jitsu: sfruttare la forza o l’ostacolo dell’avversario per volgerlo a proprio favore.
Un piccolo movimento volontario di estensione della parte superiore del tronco altera la configurazione della stimolazione, innescando la fase di oscillazione o di appoggio della gamba senza richiedere alcuno sforzo muscolare diretto agli arti inferiori.
I progressi ottenuti dopo quattro mesi di riabilitazione
Dopo un ciclo intensivo di esercizi durato quattro mesi, tutti i partecipanti hanno superato il test dei 10 metri e quello dei 6 minuti. Tre di loro sono stati in grado di deambulare ininterrottamente per oltre 10 minuti.
I pazienti hanno dimostrato di poter affrontare curve, terreni sconnessi, discese e salite, salire rampe di scale e restare fermi in posizione eretta impegnando una sola mano per l’appoggio.
La deambulazione avviene costantemente con lo stimolatore in funzione e l’impiego di un deambulatore, in totale autonomia dai fisioterapisti e senza imbracature di supporto del peso.
La differenza rispetto alle interfacce cervello-computer
Molti progetti internazionali lavorano attualmente su chip intracranici capaci di decodificare l’attività cerebrale e inviarla al midollo. Si tratta di tecnologie avanzate, ma caratterizzate da un’elevata complessità chirurgica e regolatoria.
Il sistema sviluppato tra Milano e Pisa esclude l’uso di impianti cerebrali o di sensori esterni aggiuntivi. La biomeccanica del tronco diventa essa stessa l’interfaccia naturale che dialoga con la stimolazione elettrica.
La disponibilità immediata dei componenti apre la strada a un’applicazione clinica più rapida rispetto ai progetti incentrati sugli elettrodi intracerebrali.
