Come funziona il dispositivo che ha permesso a tre paralizzati di camminare di nuovo

Tre uomini rimasti paralizzati sono tornati a camminare grazie a un innovativo impianto inserito nella colonna vertebrale, in grado di inviare impulsi elettrici alle reti neurali che governano il movimento dei muscoli e "riattivarli". Sebbene non sia la prima volta che pazienti con gravi lesioni del midollo spinale tornano a camminare, come dimostrano le storie di Kelly Thomas e Jeff Marquis, si tratta comunque di un risultato pionieristico per diverse ragioni. Uno dei pazienti trattati, il giovane Michel Roccati, aveva subito la completa recisione del midollo spinale in seguito a un gravissimo incidente in moto accaduto nel 2017; anche gli altri due presentavano una paralisi sensomotoria completa: nessuno con danni tanto gravi era tornato a fare passi, seppur nei limiti di un progetto complesso e sperimentale. Il risultato è legato al fatto che a differenza dei precedenti dispositivi di stimolazione epidurale del midollo spinale o stimolazione elettrica epidurale (EES), quello nuovo è sensibilmente più efficace. Basti pensare che, grazie al supporto di un software in grado di applicare programmi di stimolazione specifica, i tre pazienti in un solo giorno sono riusciti a stare in piedi e a camminare, ad andare in bicicletta, a nuotare e a controllare i movimenti del tronco. Ovviamente sempre in un ambito riabilitativo.

A sviluppare il rivoluzionario trattamento sperimentale è stato un team di ricerca internazionale guidato da scienziati svizzeri del Centro di Neuroprotesi e Brain Mind Institute del Politecnico Federale di Losanna (EPFL), che hanno collaborato a stretto contatto con i colleghi dell'Ospedale Universitario di Losanna, dell'Università di Friburgo, del Centro medico universitario di Utrecht (Paesi Bassi) e di altri istituti. Gli scienziati, coordinati dai professori Jocelyne Bloch e Grégoire Courtine, hanno ottenuto lo straordinario risultato ripensando il progetto di un tipico dispositivo per la stimolazione elettrica epidurale. Anziché sfruttare gli elettrocateteri a piastra multielettrodo per colpire la colonna dorsale del midollo spinale, come avveniva in precedenza, hanno distribuito gli elettrodi (più grandi e più lunghi) per mirare “all'insieme delle radici dorsali coinvolte nei movimenti delle gambe e del tronco”. Secondo gli scienziati questa operazione si sarebbe tradotta in un'efficacia superiore, che avrebbe ripristinato una maggiore diversità di attività motorie dopo l'attivazione in pazienti con gravi lesioni spinali. E così è stato. Anche grazie al supporto di un programma che ha guidato la migliore distribuzione possibile degli elettrodi, per riattivare le connessioni perdute dopo l'infortunio. L'intero processo viene gestito da un computer che invia lo schema di impulsi dal dispositivo (lungo sei centimetri) alla rete neurale che governa i movimenti degli arti inferiori.

Nonostante il poter camminare con un deambulatore per un certo periodo di tempo sia un progresso estremamente significativo nella qualità della vita di pazienti paralizzati, si tratta ancora di un lavoro sperimentale, con enormi margini di miglioramento. “Questa non è una cura per la lesione del midollo spinale. Ma è un passaggio fondamentale per migliorare la qualità della vita delle persone. Daremo forza alle persone. Daremo loro la capacità di stare in piedi, di fare alcuni passi. Non è abbastanza, ma è un miglioramento significativo”, ha dichiarato il professor Courtine. Per curare simili lesioni serve infatti la rigenerazione del midollo spinale, ed è esattamente ciò che è stato fatto nella recentissima ricerca israeliana “Regenerating the Injured Spinal Cord at the Chronic Phase by Engineered iPSCs-Derived 3D Neuronal Networks” pubblicata sulla rivista scientifica Advanced Science. In questo studio gli scienziati hanno applicato al midollo spinale di topi paralizzati uno speciale idrogel di cellule umane: il 100 percento di quelli con lesione recente e l'80 percento di quelli con lesione cronica del midollo spinale sono tornati a camminare. La speranza è di poter spostare al più presto questa tecnologia alla sperimentazione clinica, cioè sull'uomo. I dettagli della ricerca “Activity-dependent spinal cord neuromodulation rapidly restores trunk and leg motor functions after complete paralysis” condotta in Svizzera sono stati pubblicati sull'autorevole rivista scientifica Nature Medicine.