Uomo paralizzato cammina utilizzando un dispositivo che ricollega il cervello ai muscoli

La ricerca pionieristica potrebbe contribuire allo sviluppo di dispositivi miniaturizzati per pazienti colpiti da ictus e persone paralizzate

Un uomo rimasto paralizzato in un incidente in bicicletta nel 2011 è stato in grado di stare in piedi e camminare con un ausilio dopo che i medici gli hanno impiantato un dispositivo che legge le sue onde cerebrali e invia istruzioni alla sua colonna vertebrale per muovere i muscoli giusti.

A Gert-Jan Oskam, 40 anni, è stato detto che non avrebbe mai più camminato dopo essersi rotto il collo in un incidente stradale in Cina, ma da quando è stato operato ha salito le scale e ha camminato per più di 100 metri alla volta.

"Qualche mese fa ho potuto, per la prima volta dopo 10 anni, alzarmi e bere una birra con i miei amici", ha detto Oskam, originario dei Paesi Bassi. "È stato davvero interessante. Voglio usarlo nella mia vita quotidiana."

Il "ponte digitale" è l'ultima novità di un team di neuroscienziati svizzeri che hanno un programma di lunga data per sviluppare interfacce cervello-macchina per superare la paralisi. Il progetto mira a utilizzare segnali wireless per ricollegare il cervello ai muscoli resi inutilizzabili dalla rottura dei nervi del midollo spinale.

In una sperimentazione precedente, Oskam ha testato un sistema che ricreava i passi ritmici del camminare inviando segnali da un computer al midollo spinale. Sebbene il dispositivo lo aiutasse a compiere diversi passi contemporaneamente, il movimento era piuttosto robotico e doveva essere attivato da un pulsante o da un sensore.

Per l'ultimo aggiornamento, la professoressa Jocelyne Bloch, neurochirurgo dell'ospedale universitario di Losanna, ha installato degli elettrodi sul cervello di Oskam che rilevano l'attività neurale quando cerca di muovere le gambe. Le letture vengono elaborate da un algoritmo che le trasforma in impulsi, che vengono inviati a ulteriori elettrodi nella colonna vertebrale. Gli impulsi attivano i nervi della colonna vertebrale, attivando i muscoli per produrre il movimento desiderato.

"Quello che siamo riusciti a fare è ristabilire la comunicazione tra il cervello e la regione del midollo spinale che controlla il movimento delle gambe con un ponte digitale", ha affermato il professor Grégoire Courtine del Politecnico federale di Losanna. Ha detto che il sistema potrebbe "catturare i pensieri di Gert-Jan e tradurre quei pensieri in stimolazione del midollo spinale per ristabilire i movimenti volontari delle gambe".

Il dispositivo non produce passi rapidi e fluidi, ma Oskam ha affermato che l’impianto, descritto in Nature, consente movimenti più naturali rispetto a prima, perché alzarsi e camminare venivano avviati e controllati pensando alle azioni. I segnali stimolano i muscoli necessari per flettere l'anca, il ginocchio e la caviglia.

Il dispositivo sembra anche favorire la riabilitazione. Dopo più di 40 sessioni di allenamento con l'impianto, Oskam, che non ha reciso tutti i nervi della colonna vertebrale, ha riacquistato un certo controllo sulle gambe, anche quando il dispositivo era spento. Courtine ritiene che ricollegare il cervello e la colonna vertebrale aiuti a rigenerare i nervi spinali, recuperando parte del controllo perso dal paziente.

Anche se il lavoro è in una fase iniziale, i ricercatori sperano che i futuri dispositivi miniaturizzati aiuteranno i pazienti colpiti da ictus e le persone paralizzate a camminare, muovere le braccia e le mani e controllare altre funzioni, come la vescica, che è spesso colpita dal midollo spinale. lesioni. I movimenti delle braccia e delle mani possono essere più difficili, poiché sono più complessi della camminata.

Poiché Oskam ha mostrato progressi a più di dieci anni dal suo incidente, il team è fiducioso che altri pazienti con lesioni più recenti potrebbero cavarsela meglio. Con Oskam "sono passati più di 10 anni dalla lesione del midollo spinale", ha detto Courtine. "Immaginate quando applicheremo il ponte digitale poche settimane dopo la lesione del midollo spinale. Il potenziale di recupero è enorme."