Gli elettrodi ripristinano parzialmente il movimento e la sensibilità nei pazienti con midollo spinale

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Di Dennis Thompson HealthDay Reporter

Revisionato dal punto di vista medico da Judith Stewart, BPharm. Ultimo aggiornamento: 12 marzo 2026.

tramite HealthDay

GIOVEDI 12 marzo 2026 — Le persone perdono due cose principali in una lesione del midollo spinale: la capacità di controllare il movimento dei propri arti, nonché la capacità di ricevere feedback sensoriali da essi.

Questa comunicazione bidirezionale è fondamentale affinché una persona sia in grado di muovere correttamente le gambe o le braccia.

Ora, un team di ricercatori riporta sulla rivista Nature Biomedical Engineering che è vicino a colmare questo divario creato da una lesione del midollo spinale.

Stimolazione elettrica erogata sia sopra che sotto il sito di una lesione del midollo spinale. La lesione del midollo spinale può simulare l'esperienza del feedback sensoriale di un arto in movimento, hanno affermato i ricercatori.

Il feedback non è esatto: le persone lo sperimentano come sensazioni che sembrano verificarsi in altre parti del loro corpo.

"[Io] potevo dire quando [il mio piede] ha colpito in base al feedback fino a qui [indicando il petto]", ha detto un partecipante ai ricercatori. "Non era come se potessi sentire il mio piede colpire il tapis roulant o qualcosa del genere, ma era vicino."

Ma i risultati evidenziano un percorso avanti nel ripristino della mobilità tra i pazienti affetti da midollo spinale, ha affermato il ricercatore senior David Bornton, professore associato di ingegneria presso la Brown University di Providence, Rhode Island.

"Questa è la prima volta che la stimolazione motoria simultanea e il feedback sensoriale sono stati dimostrati in persone con lesioni complete del midollo spinale", ha affermato Bornton in un comunicato stampa.

"Si tratta di un passo importante verso l'obiettivo di colmare completamente il divario creato da una lesione spinale", ha aggiunto. "Fornendo sia l'attivazione motoria che il feedback sensoriale simultaneo, stiamo facendo progressi verso il ripristino dei movimenti coordinati e dell'indipendenza funzionale."

Nello studio, i ricercatori hanno impiantato elettrodi sopra e sotto il sito del danno al midollo spinale in tre pazienti che avevano perso l'uso delle gambe a seguito di lesioni complete del midollo spinale.

I risultati hanno mostrato che la stimolazione al di sotto della lesione ha parzialmente ripristinato il controllo muscolare delle gambe, mentre la stimolazione al di sopra del sito ha consentito ai pazienti di "sentire" dove si trovavano le gambe nello spazio mentre camminavano.

"Ripristinando contemporaneamente l'attivazione motoria e un feedback sensoriale significativo, stiamo andando oltre la funzione isolata verso un movimento coordinato e mirato", ha affermato il ricercatore Dr. Jared Fridley, primario di neurochirurgia spinale presso l'Università del Texas ad Austin.

"Si tratta di un passo fondamentale se la neurotecnologia vuole tradursi in indipendenza nel mondo reale per le persone che vivono con gravi lesioni del midollo spinale", ha affermato Fridley in un comunicato stampa.

Dopo l'impianto degli elettrodi, i ricercatori hanno lavorato con i pazienti per mettere a punto la stimolazione dei nervi responsabili dei movimenti muscolari durante la deambulazione.

I pazienti stessi hanno utilizzato una "tavola da DJ" dotata di manopole e cursori per dirigere diversi livelli di stimolazione a diverse parti del midollo spinale, concentrandosi su schemi che causavano la contrazione e la flessione dei muscoli delle gambe.

"I partecipanti ci hanno detto che usare la console DJ è stato davvero molto divertente", ha detto il ricercatore capo Jonathan Calvert in un comunicato stampa. È assistente professore di chirurgia neurologica presso l'Università della California-Davis.

"Abbiamo dato loro posizioni e pose target per le gambe e loro hanno navigato sulla tavola finché non hanno trovato i modelli di stimolazione corretti per raggiungere quella posa", ha detto Calvert. "Hanno apprezzato molto la possibilità di vedere le proprie gambe muoversi di nuovo e di avere il controllo tramite l'interfaccia."

I ricercatori hanno quindi utilizzato i dati della console DJ per addestrare un'intelligenza artificiale che ottimizzava tali schemi di stimolazione, trovando i modi più precisi per provocare l'attività muscolare per ciascun paziente.

"Lo spazio delle possibili stimolazioni è enorme, decisamente troppo vasto per essere esplorato in modo efficiente per tentativi ed errori", ha affermato Lakshmi Narasimhan Govindarajan, ricercatore post-dottorato presso il Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, Massachusetts.

"L'apprendimento automatico offre l'opportunità di cercare e personalizzare in modo più efficiente i modelli di stimolazione in modo che corrispondano in modo più preciso all'attività muscolare che miravamo a ottenere in ciascun partecipante", ha affermato Govindarajan in un comunicato stampa.

Il team ha quindi utilizzato un processo simile sopra il sito della lesione per produrre feedback sensoriale.

Data la lesione del midollo spinale, non sono riusciti a mappare la stimolazione sopra direttamente alle sensazioni delle gambe o dei piedi sottostanti.

Invece, hanno testato se le sensazioni legate ad altre parti del corpo potessero essere utilizzate per sostituire le sensazioni degli arti inferiori di una persona.

"Abbiamo utilizzato un approccio di sostituzione sensoriale in cui sensazioni specifiche sono associate ad azioni o stimoli specifici per consentire ai partecipanti di reinterpretare i segnali sensoriali", ha detto Calvert. "In questo caso, i partecipanti potrebbero provare una sensazione al petto, al braccio o alla schiena, ma possono imparare ad associare tali sensazioni a diversi angoli articolari delle gambe."

Utilizzando questo feedback, i pazienti bendati potevano comunque segnalare con precisione l'angolo delle loro gambe, hanno scoperto i ricercatori.

"Ciò ci dice che queste sensazioni forniscono un feedback sensoriale utile in termini di sapere dove si trovano le loro gambe nello spazio in qualsiasi momento", ha spiegato Calvert. "I partecipanti hanno indicato che questo tipo di feedback sensoriale potrebbe essere molto utile nella loro vita quotidiana, ad esempio per spostarsi dentro e fuori dalla sedia a rotelle."

I ricercatori hanno quindi condotto un esperimento utilizzando entrambi i tipi di stimolazione elettrica. I pazienti sostenuti da un'imbracatura montata sul soffitto hanno eseguito movimenti di camminata su un tapis roulant.

I risultati hanno mostrato che i partecipanti potevano impegnare i muscoli necessari per camminare e riferire con precisione quando i loro piedi toccavano il suolo, anche se la sensazione veniva registrata in un'altra parte del loro corpo.

Questo tipo di feedback potrebbe aiutare i futuri pazienti in riabilitazione per lesioni del midollo spinale, hanno detto i ricercatori.

"C'è motivo di credere che la stimolazione coordinata attraverso un sito di lesione potrebbe produrre effetti riabilitativi positivi", ha detto Borton. "Non è un aspetto che abbiamo potuto esplorare a fondo in questo studio, ma che prevediamo di perseguire nel lavoro futuro."

Il team prevede prossimamente di reclutare più pazienti per uno studio a lungo termine per testare questo approccio di stimolazione al di fuori dell'ospedale.

"Siamo entusiasti del potenziale della neurotecnologia di integrare la lunga storia di approcci farmaceutici per aiutare le persone con lesioni del midollo spinale", ha affermato Borton.

Fonti

  • Brown University, comunicato stampa, 11 marzo 2026

    • Disclaimer: i dati statistici negli articoli medici forniscono tendenze generali e non riguardano singoli individui. I fattori individuali possono variare notevolmente. Cerca sempre una consulenza medica personalizzata per le decisioni sanitarie individuali.

    Fonte: HealthDay

    Pubblicato : 2026-03-13 01:48

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