I movimenti in piedi e i passi di quattro pazienti con lesione midollare: così il tronco è diventato un “telecomando”. Lo studio italiano
CommentiFino a qualche anno fa, una notizia del genere avrebbe potuto sembrare fantascienza. O, per essere più precisi, fantamedicina: una persona con una lesione midollare toracica cronica, senza alcuna capacità di contrarre volontariamente i muscoli delle gambe, che torna a reggersi in piedi e a camminare. Non perché il midollo spinale abbia recuperato spontaneamente la sua funzione, ma perché un movimento quasi impercettibile del tronco può diventare il comando che permette alle gambe di compiere un passo. È il risultato ottenuto su quattro pazienti – tre uomini e una donna – grazie a una nuova modalità di controllo della stimolazione elettrica epidurale del midollo spinale, una tecnica sperimentale considerata tra le più promettenti per favorire il recupero di alcune funzioni motorie dopo una lesione midollare.
Lo studio, pubblicato sulla rivista Med – Cell Press, è stato realizzato dal laboratorio Mine, il Laboratorio congiunto sulle Neurotecnologie impiantabili modulari nato dalla collaborazione tra Università Vita-Salute San Raffaele di Milano e Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e attivo all’Irccs Ospedale San Raffaele. La novità è racchiusa in un gesto semplice: una lieve estensione volontaria del tronco. In media, appena nove gradi. Non è il cervello a comandare direttamente il movimento delle gambe attraverso un’interfaccia sofisticata, né servono sensori esterni aggiuntivi. È il corpo stesso a diventare parte del sistema di controllo.
Il corpo diventa il comando
I quattro partecipanti — provenienti da Umbria, Marche e Lombardia — avevano tutti una lesione midollare traumatica cronica compresa tra T4 e T7. Le lesioni erano classificate A o B secondo la scala internazionale AIS ed erano funzionalmente complete dal punto di vista motorio: nessuno era in grado di contrarre volontariamente i muscoli degli arti inferiori. Dopo l’impianto di uno stimolatore midollare disponibile in commercio e quattro mesi di riabilitazione intensiva, tutti sono riusciti a mantenere la posizione eretta e a camminare utilizzando un deambulatore, senza assistenza manuale e senza sistemi di sostegno del peso corporeo. Il punteggio Wisci II, utilizzato per valutare la capacità di cammino nelle persone con lesione midollare, è passato da 0 a 9 in tutti e quattro i casi.
E c’è un dato che rende particolarmente concreta la portata del risultato: uno dei partecipanti è riuscito a percorrere 132 metri in 42 minuti di cammino continuo. Tutti hanno inoltre affrontato curve, pendenze e superfici esterne irregolari. Tre hanno raggiunto anche la capacità di mantenere la posizione eretta sostenendosi con una sola mano, lasciando libera l’altra per svolgere semplici attività quotidiane. Non significa, però, che le gambe abbiano ricominciato a funzionare come prima della lesione. È un punto fondamentale dello studio. Nessuno dei quattro partecipanti ha recuperato la capacità di contrarre volontariamente i muscoli degli arti inferiori. Il movimento è stato generato dalla stimolazione elettrica.
Nove gradi per cambiare il passo
La chiave della ricerca è nata dall’osservazione di ciò che accade quando cambia l’intensità effettivamente percepita dalle strutture nervose durante la stimolazione. A seconda della risposta del sistema nervoso, gli arti inferiori possono assumere configurazioni differenti: una favorisce l’estensione della gamba, indispensabile per sostenere il peso del corpo; un’altra produce invece la flessione coordinata di anca, ginocchio e caviglia necessaria per portare avanti la gamba e compiere il passo. I ricercatori hanno scoperto che per passare dall’una all’altra non è necessariamente necessario modificare le impostazioni dello stimolatore. Può farlo il paziente.
Una lieve estensione volontaria del tronco modifica temporaneamente i rapporti anatomici tra le strutture nervose e gli elettrodi impiantati. In questo modo cambia l’effetto della stimolazione e si può innescare il passaggio dalla fase di sostegno a quella di avanzamento della gamba. Gli autori hanno definito questo principio trunk-mediated control, cioè controllo mediato dal tronco. In sostanza, un movimento che la persona conserva – quello del busto – viene utilizzato per controllare una funzione che invece non è più in grado di produrre volontariamente: il movimento delle gambe.
Quattro mesi di riabilitazione
Dietro il risultato tecnologico c’è però un altro elemento decisivo: la riabilitazione. I quattro partecipanti hanno seguito un programma quotidiano, progressivo e personalizzato guidato dai fisioterapisti. L’obiettivo era imparare a utilizzare la stimolazione in modo sempre più efficace, trasformando le risposte motorie generate elettricamente in movimenti funzionali. Il percorso è partito dal controllo del tronco e dall’attivazione degli arti inferiori attraverso la neurostimolazione. Poi sono arrivati la stazione eretta, il trasferimento del peso e infine il cammino con il deambulatore. “Il risultato nasce dall’integrazione della stimolazione midollare con un percorso riabilitativo innovativo, intensivo, progressivo e individualizzato”, spiega Sandro Iannaccone, direttore del Dipartimento di riabilitazione Disturbi neurologici cognitivi-motori dell’Irccs Ospedale San Raffaele. Il fine, sottolinea, è trasformare le risposte motorie evocate dalla stimolazione 2in capacità funzionali: dalla stazione eretta alle attività della vita quotidiana in piedi, fino al cammino”.
Non è ancora il ritorno alla normalità
Il risultato va quindi letto per quello che è: un importante passo avanti nella ricerca, non la cancellazione della lesione midollare. “Non stiamo parlando di un recupero della capacità di contrarre volontariamente i muscoli delle gambe”, sottolinea Pietro Mortini, direttore dell’Unità di Neurochirurgia e Radiochirurgia Gamma Knife dell’Irccs Ospedale San Raffaele e professore ordinario di Neurochirurgia all’Università Vita-Salute San Raffaele. Quella capacità, osserva, “è rimasta assente in tutti e quattro i partecipanti”. La scoperta consiste invece nell’aver trovato un modo per utilizzare “una funzione volontaria preservata, il movimento del tronco”!, così da controllare gli effetti della stimolazione e consentire alla persona di partecipare attivamente alla costruzione del passo.
È proprio questo il cambio di prospettiva più interessante. La tecnologia non sostituisce semplicemente un comando perduto: cerca una strada alternativa per aggirare il problema, sfruttando ciò che nel corpo è rimasto intatto. Dal punto di vista della neuroingegneria, la soluzione introduce un’idea altrettanto interessante. “Il corpo stesso diventa parte dell’interfaccia di controllo”, spiega Silvestro Micera, professore di Bioingegneria alla Scuola Superiore Sant’Anna. Non è necessario decodificare un segnale cerebrale né aggiungere sensori esterni: il sistema sfrutta l’interazione tra “un movimento residuo volontario, la biomeccanica del corpo e la stimolazione del sistema nervoso”. È un principio sorprendentemente semplice. Ed è proprio questa semplicità, secondo Micera, a poterlo rendere interessante sul piano della futura applicazione clinica.
Restano naturalmente da verificare la riproducibilità del risultato, la sua efficacia su un numero più ampio di persone e la possibilità di trasformare questa strategia in uno strumento utilizzabile nella pratica riabilitativa. Lo studio riguarda infatti soltanto quattro partecipanti. Ma il messaggio che arriva da Milano e Pisa è già netto. In una lesione midollare considerata funzionalmente completa, anche un movimento apparentemente secondario può diventare prezioso. Nove gradi di inclinazione del tronco possono bastare per cambiare la risposta di un sistema nervoso stimolato elettricamente. Non è ancora fantascienza diventata realtà. È, forse, qualcosa di più interessante: la scoperta di un nuovo modo per far dialogare ciò che il corpo conserva con ciò che la tecnologia può riattivare.
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