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Quattro persone che non riuscivano più a muovere volontariamente le gambe sono tornate a stare in piedi e a camminare con un deambulatore, senza che nessuno le sorreggesse. Il risultato arriva da uno studio pubblicato sulla rivista Med (Cell Press) e condotto dal MINE Lab, il laboratorio nato dalla collaborazione tra l'Università Vita-Salute San Raffaele, l'IRCCS Ospedale San Raffaele di Milano e la Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, guidato dai professori Pietro Mortini e Silvestro Micera.
Cos'è una lesione midollare "funzionalmente completa" secondo la scala AIS
Il midollo spinale è il cavo di nervi che corre dentro la colonna vertebrale e porta gli ordini dal cervello ai muscoli del corpo. Quando un trauma lo danneggia, quella comunicazione può interrompersi. I quattro pazienti coinvolti nello studio avevano una lesione toracica (tra la quarta e la settima vertebra) classificata come "funzionalmente completa dal punto di vista motorio": non significa necessariamente che il midollo sia anatomicamente interrotto, ma che nessuno dei quattro riusciva più a contrarre volontariamente i muscoli delle gambe, anche se i nervi e i muscoli sotto la lesione erano ancora vivi e in grado di funzionare.
Per misurare la gravità di una lesione midollare, i medici usano la scala AIS (ASIA Impairment Scale), definita negli International Standards for Neurological Classification of Spinal Cord Injury: va da A, quando non è rilevabile alcuna funzione motoria né sensoriale nei segmenti più bassi del midollo, a E, funzione normale. I quattro pazienti dello studio avevano lesioni toraciche croniche, tra la quarta e la settima vertebra, classificate AIS A o B: nessuno dei quattro riusciva a contrarre volontariamente i muscoli delle gambe. Per questo si parla di lesione "funzionalmente completa dal punto di vista motorio" .
Come funziona la neurostimolazione epidurale
Da qualche anno una delle strategie più promettenti per queste lesioni è la neurostimolazione epidurale: un piccolo dispositivo, impiantato chirurgicamente vicino al midollo spinale sotto il punto della lesione, invia impulsi elettrici che riattivano i circuiti nervosi rimasti intatti. In pratica, la stimolazione riesce a far generare da sola, ai nervi delle gambe, il movimento necessario per camminare, anche se il comando non arriva più dal cervello. Finora però i sistemi più avanzati per pilotare questa stimolazione richiedevano soluzioni complesse: interfacce cervello-midollo, sensori esterni, algoritmi che decodificano i segnali neurali.
La novità del trunk-mediated control: un movimento del tronco al posto dei sensori
Il gruppo del MINE Lab ha seguito una strada diversa. Durante la stimolazione, i ricercatori hanno osservato che la risposta delle gambe cambia a seconda di quanto viene percepita l'intensità dello stimolo dalle strutture nervose: si passa dall'estensione del ginocchio, che serve a sostenere il peso del corpo, alla flessione coordinata di anca, ginocchio e caviglia, che serve invece ad avanzare il passo. Hanno quindi scoperto che questo passaggio può essere innescato dal paziente stesso con un gesto semplicissimo: una lieve estensione volontaria del tronco, in media di appena 9 gradi, senza toccare le impostazioni dello stimolatore.
I ricercatori hanno chiamato questo principio trunk-mediated control (controllo mediato dal tronco): il movimento del busto sposta leggermente i rapporti anatomici tra i nervi e gli elettrodi impiantati, e questo basta a cambiare l'effetto della stimolazione. Non servono impianti cerebrali né sensori aggiuntivi: il corpo stesso diventa parte dell'interfaccia di controllo, sfruttando un movimento volontario che la persona ha ancora a disposizione per pilotare una funzione, il passo, che da sola non riesce più a produrre.
I risultati dello studio italiano: quattro persone tornano a camminare
Dopo l'impianto di uno stimolatore midollare già disponibile in commercio e quattro mesi di riabilitazione intensiva, guidata giorno per giorno dai fisioterapisti, tutti e quattro i partecipanti sono riusciti a mantenere la posizione eretta e a camminare con un deambulatore, senza assistenza manuale né sistemi di sostegno del peso corporeo. Il punteggio WISCI II, la scala usata per misurare la capacità di cammino dopo una lesione midollare, è passato per tutti da 0 a 9. Un partecipante ha percorso 132 metri in 42 minuti di cammino continuo, e tutti sono riusciti ad affrontare curve, pendenze e superfici esterne irregolari. Tre di loro hanno anche raggiunto la capacità di stare in piedi appoggiandosi con una sola mano, così da avere l'altra libera per le normali attività quotidiane.
È importante essere precisi su un punto: nessuno dei quattro partecipanti ha recuperato la capacità di contrarre volontariamente i muscoli delle gambe. Il movimento degli arti inferiori resta generato dalla stimolazione, non dal comando cerebrale diretto. Quello che è cambiato è il modo in cui la persona può partecipare al controllo di quel movimento, usando una funzione che ha ancora — il movimento del tronco — per decidere quando spostare il peso e quando avanzare il passo.
Come sottolinea il dottor Sandro Iannaccone, Direttore del Dipartimento di Riabilitazione dell'IRCCS Ospedale San Raffaele, il risultato nasce dall'integrazione tra la stimolazione midollare e un percorso riabilitativo intensivo e personalizzato, capace di trasformare le risposte motorie evocate dalla stimolazione in capacità funzionali reali, fino al cammino.
