Con l’aiuto di impianti e intelligenza artificiale, i ricercatori svizzeri sono riusciti a ripristinare la capacità di muovere tre pazienti paralizzati.
Gli impianti elettronici per la prima volta hanno permesso a persone completamente paralizzate a causa di una lesione del midollo spinale di stare in piedi, camminare e persino nuotare e andare in bicicletta.
Nel 2018, gli scienziati della Scuola politecnica federale di Losanna e dell’Ospedale universitario di Losanna hanno annunciato di essere stati in grado di ripristinare la mobilità delle gambe di pazienti con paralisi degli arti inferiori e lesioni spinali parziali.
Ora hanno migliorato la tecnologia con nuovi impianti e software di intelligenza artificiale e sono stati in grado di ripristinare la funzione del tronco e delle gambe in tre pazienti i cui arti inferiori erano completamente immobili. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Medicine.
“Tutti e tre i pazienti sono stati in grado di stare in piedi, camminare, pedalare, nuotare e controllare i movimenti del busto solo un giorno dopo l’attivazione degli impianti”, afferma Grégoire Courtin, professore al Politecnico di Losanna e uno dei capi progetto. “Questo è possibile grazie a speciali programmi di stimolazione che abbiamo scritto per ogni tipo di attività.”
I pazienti selezionano l’intensità desiderata di ogni tipo di movimento su un piccolo tablet, che trasmette in modalità wireless le istruzioni appropriate a un pacemaker nell’addome e quindi a una serie di elettrodi impiantati nella parte inferiore del midollo spinale , sotto il sito della lesione. Stimolano le cellule nervose per avviare il movimento nei muscoli.
Uno dei pazienti, Michel Roccati, è rimasto paralizzato in un incidente motociclistico quattro anni fa.
In una persona sana, i nervi del midollo spinale inviano segnali dal cervello ai muscoli delle gambe. Nel caso di Roccati, nessun segnale arriva semplicemente alle sue gambe, perché il suo midollo spinale è completamente reciso. Ma l’impianto invia segnali direttamente alle sue gambe, permettendogli di camminare, ma solo quando l’impianto è acceso.
“I primi passi sono stati incredibili: un sogno diventato realtà”, ha detto Roccati sulla sua esperienza con gli impianti prima che lo studio fosse pubblicato.
L’allenamento intenso durato diversi mesi ha rafforzato i muscoli impoveriti da anni di inattività e ha insegnato al cervello a stare in piedi e a muoversi. “Mi sono posto alcuni obiettivi”, ha detto Roccati. “Ad esempio, ora posso salire e scendere le scale e spero di riuscire a percorrere un chilometro [con un deambulatore] entro la primavera.”
I primi progressi riportati nel 2018 sono stati raggiunti con elettrodi riproposti originariamente progettati per alleviare il dolore.
Nel nuovo studio, i medici hanno utilizzato elettrodi infilati lungo il midollo spinale appena sotto le vertebre, che il team ha sviluppato appositamente per questo scopo in collaborazione con Onward, un’azienda di tecnologia medica con sede nei Paesi Bassi e in Svizzera.</ p>
“Siamo stati in grado di creare impianti più lunghi e più larghi con elettrodi posizionati in modo da corrispondere esattamente alle radici del nervo spinale”, ha affermato Jocelyn Bloch, il neurochirurgo che li ha impiantati. “Questo ci dà un controllo preciso sui neuroni che controllano determinati muscoli.”
Ora Bloch e Curtin stanno lavorando per migliorare ulteriormente la tecnologia, miniaturizzare alcuni componenti e rendere il sistema più facile da usare per i pazienti paralizzati. Tuttavia, gli scienziati avvertono che la loro tecnologia non è ancora pronta per un uso diffuso: affermano che ci vorranno diversi anni prima che superi i test clinici e diventi un trattamento comune per la paraplegia.
“Questa non è una panacea per le lesioni del midollo spinale”, afferma Curtin. “Ma questo è un passo importante verso il miglioramento della qualità della vita dei pazienti. Daremo potere alle persone, le faremo alzare, fare qualche passo. Questo, ovviamente, non è abbastanza, ma è comunque un progresso.”
Una cura completa richiederà la rigenerazione del midollo spinale, possibilmente con la terapia con cellule staminali. Questi studi sono ancora in una fase molto iniziale. Il professor Curtin ritiene che gli impianti possano essere utilizzati in combinazione con le procedure di rigenerazione dei nervi una volta che sono stati sviluppati e testati.
Tutti e sei i volontari dei due studi erano rimasti paralizzati alcuni anni prima. I ricercatori proveranno i nuovi impianti anche su persone con lesioni spinali più recenti: possono rispondere meglio agli stimoli elettronici perché i loro nervi e muscoli sono meno atrofizzati.
Finora, nove persone hanno ricevuto impianti e hanno riacquistato la capacità di camminare. Nessuno di loro li usa per aiutarsi a muoversi nella vita quotidiana – in questa fase è troppo difficile. Invece, includono impianti per camminare, che esercitano i muscoli, migliorano la salute e spesso ripristinano una certa mobilità.
Tuttavia, David M’zi, che ha ricevuto i primi impianti nell’ambito dello studio del 2018, ha riferito che la sua salute era migliorata al punto che ora fa kitesurf sui laghi svizzeri ed è diventato padre.