Uno studio effettuato in Cina da ricercatori svizzeri ha dimostrato la possibilità di ripristinare il movimento delle gambe in scimmie con danno spinale, grazie a una nuova tecnica di decodifica dei segnali cerebrali che sono trasmessi in modalità wireless a valle della lesione.
Gli esperimenti sono basati su un decennio di lavoro sui ratti, e le scimmie hanno reagito in modi molto simili. Prima il gruppo ha mappato in che modo i segnali elettrici sono inviati dal cervello ai muscoli delle gambe nelle scimmie sane mentre camminano su un tapis roulant. Gli scienziati hanno anche esaminato il tratto inferiore della colonna vertebrale, dove i segnali elettrici provenienti dal cervello arrivano prima di essere trasmessi ai muscoli delle gambe. In seguito, hanno ricreato quei segnali in scimmie con midollo spinale danneggiato, concentrandosi su particolari punti chiave nella parte inferiore della colonna vertebrale.
Schiere di microelettrodi impiantati nel cervello delle scimmie paralizzate acquisiscono e decodificano i segnali che in precedenza erano stati associati al movimento delle gambe. Questi segnali sono inviati in modalità senza fili (wireless) a dispositivi che generano impulsi elettrici nella colonna vertebrale inferiore, innescando il moto nei muscoli delle gambe delle scimmie.
Il ritmo del movimento delle gambe era imperfetto, ma le scimmie non trascinavano i piedi e il movimento era abbastanza coordinato da sostenere il peso corporeo dei primati.
Fare le stesse cose con gli esseri umani sarà più complesso: la decodifica cerebrale è molto più complicata. Lo studio sui primati, per esempio, usava attività elettrica registrata dal midollo spinale prima del danno e riprodotta per ripristinare il movimento.
Le ricerche future dovranno tenere conto di altri elementi della camminata. La coordinazione ritmica dell’andatura, per esempio – che le scimmie non hanno mostrato di avere – è controllata da un gruppo differente di neuroni. I dispositivi per ripristinare la locomozione umana in pazienti paralizzati dovrebbe idealmente includere interfacce cervello-computer, una stimolazione elettrica per l’attivazione dei muscoli, un dispositivo simile a un esoscheletro per aiutare a sopportare il peso, e una più intelligente elaborazione elettrica che consenta il controllo dell’andatura.
Presso il CHUV University Hospital di Losanna è stato avviato un trial orientato alla riabilitazione, contribuendo a stimolare il passo coordinato nelle persone paralizzate. A due persone sono stati impiantati generatori di impulsi elettrici nel tratto spinale inferiore.
Brain implants allow paralysed monkeys to walk. 09 November 2016 – Swiss Federal Institute of Technology; Feinstein Institute for Medical Research, Manhasset; Grégoire Courtine, Gaurav Sharma; Chad Bouton; David Cyranoski.
