Un "ponte" per tornare a camminare

"Abbiamo sviluppato un ponte digitale senza fili tra il cervello e il midollo spinale utilizzando la tecnologia Brain-Computer Interface (BCI) che trasforma il pensiero in azione". Queste le parole di Grégoire Courtine, professore di neuroscienze presso l'EPFL, il CHUV e l'UNIL di Losanna nell'annunciare un'importante lavoro scientifico.

Pubblicato sulla rivista Nature, l'articolo "Walking naturally after spinal cord injury using a brain-spine interface" presenta la situazione di un 40enne che ha subito una lesione del midollo spinale alle vertebre cervicali in seguito a un incidente in bicicletta che lo ha reso paraplegico. Grazie a questa tecnica, l'uomo ha riacquistato il controllo naturale dei movimenti delle gambe paralizzate. Movimenti che gli consentono di stare in piedi, camminare e persino salire le scale.

Come funziona il "ponte digitale"

Per creare questo ponte digitale, sono necessari due tipi di sistemi elettronici. Un dispositivo è stato impiantato sopra la regione del cervello responsabile dei movimenti delle gambe, spiega il neurochirurgo Jocelyne Bloch, professore al CHUV, all'UNIL e all'EPFL. Questo dispositivo sviluppato dal CEA permette di decodificare i segnali elettrici generati dal cervello quando si pensa di camminare. Allo stesso tempo, un neuro-stimolatore collegato a un campo di elettrodi è stato posizionato sulla regione del midollo spinale che controlla il movimento delle gambe.

Guillaume Charvet, responsabile del programma BCI del CEA, aggiunge: "Grazie ad algoritmi basati su metodi di intelligenza artificiale adattativa, le intenzioni di movimento vengono decodificate in tempo reale a livello cerebrale. Queste intenzioni vengono poi convertite in sequenze di stimolazione elettrica del midollo spinale, che a loro volta attivano i muscoli delle gambe per eseguire il movimento desiderato". Tale ponte digitale funziona in modalità wireless, consentendo al paziente di muoversi in modo indipendente.

Osservato un recupero delle funzioni neurologiche

Esercitandosi diligentemente a camminare con il ponte digitale, Gert-Jan ha gradualmente recuperato le funzioni neurologiche che aveva perso dopo l'incidente. I ricercatori sono stati in grado di quantificare notevoli miglioramenti nelle sue capacità sensoriali e motorie, anche quando il ponte digitale è stato disattivato. Questa riparazione digitale del midollo spinale suggerisce che si sono formate nuove connessioni nervose. Al momento, il ponte digitale è stato utilizzato solo per migliorare la deambulazione di una persona paraplegica. Jocelyne Bloch e Grégoire Courtine spiegano che, in futuro, una strategia simile potrebbe essere utilizzata per ripristinare la funzionalità di braccia e mani. Aggiungono che il ponte digitale potrebbe essere applicato anche ad altre indicazioni cliniche, come la paralisi indotta da ictus.