Quattro persone con lesione midollare toracica cronica e funzionalmente completa, prive di capacità di contrarre volontariamente i muscoli degli arti inferiori, sono riuscite a mantenere la posizione eretta e a camminare con un deambulatore grazie a una nuova modalità di controllo della stimolazione elettrica epidurale del midollo spinale.
È quanto emerge da uno studio pubblicato su Med – Cell Press, condotto nell’ambito del laboratorio MINE (Modular Implantable Neuroprostheses), nato dalla collaborazione tra Università Vita-Salute San Raffaele e Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e attivo presso l’IRCCS Ospedale San Raffaele. Il gruppo di ricerca è stato guidato dal professor 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, e dal professor Silvestro Micera, professore di Bioingegneria alla Scuola Superiore Sant’Anna.
La strategia messa a punto dai ricercatori sfrutta un gesto molto semplice: una lieve estensione volontaria del tronco. Questo movimento è sufficiente a modificare la risposta alla stimolazione e a favorire il passaggio dall’estensione della gamba, necessaria per sostenere il peso corporeo, alla flessione coordinata di anca, ginocchio e caviglia necessaria per avanzare il passo. In questo modo è il paziente stesso, attraverso il movimento del busto, a contribuire al controllo della locomozione.
Un movimento del tronco per tornare a controllare il passo
La stimolazione elettrica epidurale del midollo spinale è una delle strategie più promettenti studiate negli ultimi anni per favorire il recupero di alcune funzioni motorie nelle persone con lesione midollare.
Il gruppo del laboratorio MINE ha seguito una strada diversa dal solito, partendo da un’osservazione fatta durante la stimolazione: al variare dell’intensità effettivamente percepita dalle strutture nervose, la risposta degli arti inferiori cambia, passando dall’estensione del ginocchio, necessaria per sostenere il peso del corpo, alla flessione coordinata di anca, ginocchio e caviglia che permette di avanzare il passo.
I ricercatori hanno quindi scoperto che questo passaggio può essere innescato dal paziente stesso attraverso una lieve estensione volontaria del tronco – in media di circa 9 gradi – senza modificare le impostazioni dello stimolatore.
I risultati dello studio
La strategia è stata valutata nei primi quattro partecipanti allo studio, tutti con lesione midollare traumatica cronica, senza alcuna capacità 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 e quattro 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, utilizzato per valutare la capacità di cammino nelle persone con 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 a camminare anche affrontando curve, pendenze e superfici esterne irregolari. Tre partecipanti hanno inoltre raggiunto la capacità di mantenere la posizione eretta sostenendosi con una sola mano, utilizzando l’altra per semplici attività quotidiane.
Il percorso riabilitativo ha avuto un ruolo centrale: i partecipanti hanno seguito un training quotidiano e progressivo, guidato dai fisioterapisti, per imparare a utilizzare in modo sempre più efficace la stimolazione durante la stazione eretta e la deambulazione.