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La stimolazione elettrica del midollo cervicale può far recuperare l’uso degli arti superiori dopo un ictus (VIDEO)

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La stimolazione elettrica epidurale del midollo spinale cervicale ha migliorato i movimenti motori e la forza del braccio e della mano in due pazienti con debolezza muscolare cronica post-ictus. Questi importanti risultati sono stati ottenuti in uno studio clinico pubblicato recentemente sulla rivista Nature Medicine.

Questi dati forniscono prove preliminari sul potenziale della stimolazione del midollo spinale come approccio riparativo, per il recupero della mobilità dell’arto superiore dopo un ictus.

La stimolazione epidurale del midollo spinale cervicale

Quasi tre quarti delle persone colpite da ictus mostrano deficit duraturi nel controllo motorio delle braccia e delle mani. Questi deficit motori persistono in parte a causa dei limiti degli attuali approcci di neuroriabilitazione. La stimolazione del midollo spinale epidurale, una tecnologia clinicamente approvata che invia impulsi elettrici al midollo spinale, si è dimostrata promettente nel recupero duraturo della funzione motoria delle gambe nelle persone con lesioni del midollo spinale. Nonostante questi risultati incoraggianti, la stimolazione epidurale del midollo spinale cervicale, per mirare al recupero degli arti superiori era in gran parte inesplorata.

Marco Capogrosso e colleghi hanno impiantato un paio di sottili elettrodi metallici, simili a spaghetti, lungo il collo attivando circuiti neurali intatti. La stimolazione del midollo spinale è durata 29 giorni, a livello dell midollo spinale cervicale, in due pazienti (entrambe femmine, 31 e 47 anni), con debolezza cronica post-ictus degli arti superiori. In particolare, hanno inviato gli impulsi elettrici mirando ai circuiti neurali che controllano i muscoli del braccio e della mano. Questi impulsi hanno consentito ai pazienti di aprire e chiudere completamente il pugno, sollevare il braccio sopra la testa o usare una forchetta e un coltello per tagliare un pezzo di bistecca per il prima volta da anni.

Abilità motorie che persistono nel tempo

“Abbiamo scoperto che la stimolazione elettrica di specifiche regioni del midollo spinale consente ai pazienti di muovere il braccio in modi che non sarebbero in grado di fare senza la stimolazione. Forse ancora più interessante, abbiamo scoperto che dopo alcune settimane di utilizzo, alcuni di questi miglioramenti persistono quando la stimolazione viene interrotta, indicando strade entusiasmanti per il futuro delle terapie per l’ictus”, ha affermato Marco Capogrosso, assistente professore di chirurgia neurologica alla University of Pittsburgh. “Grazie ad anni di ricerca preclinica fino a questo punto, abbiamo sviluppato un protocollo di stimolazione pratico e facile da usare adattando le tecnologie cliniche esistenti, approvate dalla FDA, che potrebbero essere facilmente trasferite rapidamente dal laboratorio alla clinica”.

Il trattamento dopo ictus

A livello globale, un adulto su quattro di età superiore ai 25 anni subirà un ictus nel corso della sua vita e il 75% di queste persone avrà deficit duraturi nel controllo motorio del braccio e della mano, limitando gravemente la loro autonomia fisica.

Attualmente, nessuna cura è efficace per il trattamento della paralisi nella cosiddetta fase cronica dell’ictus, che inizia circa sei mesi dopo l’incidente. La nuova tecnologia, affermano i ricercatori, ha il potenziale per offrire speranza alle persone che vivono con menomazioni che altrimenti sarebbero considerate permanenti.

“La creazione di soluzioni di neuroriabilitazione efficaci per le persone affette da compromissione del movimento dopo l’ictus sta diventando sempre più urgente”, ha affermato la coautrice senior Elvira Pirondini, assistente professore di medicina fisica e riabilitazione presso la University of Pittsburgh. “Anche i lievi deficit derivanti da un ictus possono isolare le persone dalla vita sociale e professionale e diventare molto debilitanti, con menomazioni motorie del braccio e della mano che sono particolarmente faticose e impediscono le semplici attività quotidiane, come scrivere, mangiare e vestirsi”.

Dalle gambe alle mani

La tecnologia di stimolazione del midollo spinale utilizza una serie di elettrodi posizionati sulla superficie del midollo spinale per fornire impulsi di elettricità che attivano le cellule nervose all’interno del midollo spinale. Questa tecnologia è già utilizzata per trattare il dolore persistente di alto grado. Inoltre, numerosi gruppi di ricerca in tutto il mondo hanno dimostrato che la stimolazione del midollo spinale può essere utilizzata per ripristinare il movimento delle gambe dopo una lesione del midollo spinale.

Ma la destrezza unica della mano umana, combinata con l’ampia gamma di movimenti del braccio alla spalla e la complessità dei segnali neurali che controllano il braccio e la mano, aggiungono una serie di sfide significativamente più elevate.

“I nervi sensoriali del braccio e della mano inviano segnali ai motoneuroni nel midollo spinale che controllano i muscoli dell’arto”, ha detto il co-autore senior Douglas Weber, professore di ingegneria meccanica presso il Neuroscience Institute della Carnegie Mellon University. “Stimolando questi nervi sensoriali, possiamo amplificare l’attività dei muscoli che sono stati indeboliti dall’ictus. È importante sottolineare che il paziente mantiene il pieno controllo dei propri movimenti: la stimolazione è assistiva e rafforza l’attivazione muscolare solo quando i pazienti cercano di muoversi.

In una serie di test adattati ai singoli pazienti, la stimolazione ha consentito ai partecipanti di svolgere compiti di diversa complessità, dallo spostamento di un cilindro di metallo cavo all’afferrare oggetti domestici comuni, come una lattina di zuppa, e aprire una serratura. Le valutazioni cliniche hanno mostrato che la stimolazione mirata alle radici del nervo cervicale migliora immediatamente la forza, la gamma di movimento e la funzione del braccio e della mano.

Tecnologia assistiva

Gli autori hanno evidenziato che la stimolazione del midollo spinale epidurale continua di questi circuiti del midollo spinale ha migliorato la forza e la destrezza del braccio e della mano in questi pazienti. Il trattamento ha anche consentito abilità motorie fini, come aprire una serratura e manipolare utensili per mangiare in modo indipendente, compiti che un paziente non era stato in grado di svolgere per nove anni.

Gli autori concludono che sono necessari ulteriori studi in coorti più ampie per convalidare la sicurezza e l’efficacia di questo approccio. Tuttavia, suggeriscono che questo studio preliminare indica che la stimolazione del midollo spinale cervicale potrebbe essere utilizzata sia come tecnologia assistiva, per migliorare la funzione motoria della mano e del braccio nei pazienti quando è acceso, sia come approccio riparativo, per consentire il recupero della funzione motoria persa, anche quando è spento.

Di seguito un video che dimostra l’efficacia della stimolazioni in specifici movimenti della mano e del braccio (credit Marc Powell et al).

 

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