Un dispositivo fornisce una connessione tra il cervello e il midollo spinale, consentendo al pensiero di controllare il movimento.
Dodici anni fa, un incidente in bicicletta ha lasciato Gert-Jan Oskam, che ora ha 40 anni, con le gambe paralizzate e le braccia parzialmente paralizzate, dopo che il suo midollo spinale è stato danneggiato nel collo. Ma in questi giorni Oskam è tornato in piedi e cammina, grazie a un dispositivo che crea un “ponte digitale” tra il suo cervello e i nervi sotto la ferita.
“L’impianto ha cambiato la mia vita”, dice Oskam. “La scorsa settimana, c’era qualcosa che doveva essere dipinto e non c’era nessuno ad aiutarmi. Così ho preso il deambulatore e la vernice e l’ho fatto da solo mentre ero in piedi”, dice.
Il dispositivo interfaccia cervello-colonna vertebrale, si basa sul precedente lavoro di Grégoire Courtine, neuroscienziato del Politecnico federale di Losanna e dei suoi colleghi. Nel 2018 questi ricercatori hanno dimostrato che, se combinata con un allenamento intensivo, la tecnologia che stimola la colonna vertebrale inferiore con impulsi elettrici può aiutare le persone con lesioni del midollo spinale a camminare di nuovo.
Oskam era uno dei partecipanti a quel processo, ma dopo tre anni i suoi miglioramenti si erano stabilizzati. Il nuovo sistema fa uso dell’impianto spinale che Oskam ha già e lo accoppia con due impianti a forma di disco inseriti nel suo cranio in modo che due griglie di 64 elettrodi poggino contro la membrana che ricopre il cervello.
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Quando Oskam pensa di camminare, gli impianti cranici rilevano l’attività elettrica nella corteccia, lo strato esterno del cervello. Questo segnale viene trasmesso e decodificato in modalità wireless da un computer che Oskam indossa in uno zaino, che poi trasmette le informazioni al generatore di impulsi spinali.
Il dispositivo precedente “era più una stimolazione pre-programmata” che generava movimenti di passi robotici, afferma Courtine. “Ora è completamente diverso, perché Gert-Jan ha il pieno controllo del parametro di stimolazione, il che significa che può fermarsi, può camminare, può salire le scale“.
“La stimolazione prima mi controllava, ora invece, sto controllando la stimolazione con il mio pensiero“, dice Oskam. “Quando decido di fare un passo, la simulazione si avvia, non appena ci penso”.
Riabilitazione potenziata
Dopo circa 40 sessioni di riabilitazione utilizzando l’interfaccia cervello-colonna vertebrale, Oskam aveva riacquistato la capacità di muovere volontariamente gambe e piedi. Quel tipo di movimento volontario non era possibile dopo la sola stimolazione spinale e suggerisce che le sessioni di allenamento con il nuovo dispositivo abbiano provocato un ulteriore recupero nelle cellule nervose che non sono state completamente recise durante la sua lesione. Oskam può anche percorrere brevi distanze senza il dispositivo se usa le stampelle.
Bruce Harland, neuroscienziato dell’Università di Auckland in Nuova Zelanda, afferma che questo continuo miglioramento della funzione spinale è un’ottima notizia per chiunque abbia una lesione del midollo spinale, “perché anche se si tratta di una lesione cronica a lungo termine, ci sono ancora alcuni diversi modi in cui la guarigione potrebbe avvenire”.
Immagine:Gert-Jan Oskam cammina con l’aiuto di una stampella. Una lesione al midollo spinale lo ha paralizzato sotto il collo 12 anni fa, ma un nuovo dispositivo gli ha dato la mobilità. Credito: CHUV/Gilles Weber-
“È certamente un enorme salto” verso una migliore funzionalità per le persone con lesioni del midollo spinale”, afferma la neuroscienziata Anna Leonard dell’Università di Adelaide in Australia. E dice: “C’è ancora spazio per altri interventi, come le cellule staminali, per migliorare ulteriormente i risultati”. Aggiunge che sebbene l’interfaccia cervello-colonna vertebrale ripristini la deambulazione, altre funzioni come il controllo della vescica e dell’intestino non sono prese di mira dal dispositivo. “Quindi, c’è sicuramente ancora spazio per altre aree di ricerca che potrebbero aiutare a migliorare i risultati per questi altri tipi di regni”, afferma.
Antonio Lauto, ingegnere biomedico presso la Western Sydney University, in Australia, afferma che i dispositivi meno invasivi sarebbero l’ideale. Uno degli impianti del cranio di Oskam è stato rimosso dopo circa cinque mesi a causa di un’infezione. Tuttavia, Jocelyne Bloch, il neurochirurgo dell’Istituto federale svizzero di tecnologia che ha impiantato il dispositivo, afferma che i rischi coinvolti sono piccoli rispetto ai benefici. “C’è sempre un po’ di rischio di infezioni o rischio di emorragia, ma sono rischi così piccoli che ne vale la pena“, dice.
Video: Gert Jan Oskam può camminare grazie a un ponte digitale fra cervello e midollo spinale–
Il team di Courtine sta attualmente reclutando tre persone per vedere se un dispositivo simile può ripristinare i movimenti del braccio.
Fonte: Nature
