Due persone con lesioni al midollo spinale camminano di nuovo dopo aver attivato un’area del cervello non correlata alla deambulazione | Scienza

Pesa appena cinque grammi e rappresenta lo 0,3% del volume dell’intero cervello, ma, nascosto nelle profondità del cervello, l’ipotalamo è gigantesco: sintetizza numerosi ormoni e attiva o controlla funzioni di base come la temperatura corporea, il battito cardiaco, la sete, il centro della fame e della sazietà, il desiderio sessuale, le motivazioni… Ora, un gruppo di ricercatori svizzeri dettaglia nella rivista scientifica Medicina della natura che hanno scoperto un ruolo inaspettato, ma che darà speranza alle persone con lesioni al midollo spinale. Hanno verificato che attivando l’ipotalamo laterale con degli elettrodi, due feriti con il midollo spinale parzialmente reciso potevano camminare di nuovo.

Il neuroscienziato del Politecnico federale di Losanna (EPFL, Svizzera) Gregoire Courtine studia da anni la comunicazione tra il cervello e il midollo spinale e i danni associati alla perdita di tale comunicazione. Dieci anni fa riuscì a far camminare di nuovo un topo con la spina dorsale rotta. Durante questo periodo, il suo team ha fatto progressi su diversi fronti, arrivando, ad esempio, a far sì che tre paraplegici possano camminare da soli con l’aiuto di un deambulatore o, più recentemente, che decine di quadriplegici possano migliorare la loro destrezza con le mani. L’anno scorso, un team guidato dallo spagnolo Eduardo Martín Moraud, anch’egli del gruppo di Courtine, ha fatto grandi progressi in una linea di ricerca parallela: cioè che una persona affetta da Parkinson da 25 anni potrebbe camminare di nuovo. Ora lo scienziato svizzero, insieme al suo partner abituale, il neurochirurgo Jocelyne Bloch, ha fatto una scoperta che potrebbe avere un grande impatto, sul ruolo dei neuroni nell’ipotalamo laterale che non avevano nulla a che fare con il sistema muscolo-scheletrico.

Cercando di creare un atlante del cervello dopo una lesione del midollo spinale, Bloch, Courtine e il loro team hanno acquisito immagini MRI del cervello di ratti con una lesione parziale al midollo spinale a livello della schiena. In queste situazioni, il cervello si riorganizza e cerca in ogni modo di far sì che il corpo risponda nuovamente ai suoi stimoli nervosi. Se la sezione è completa c’è poco da fare, ma se c’è ancora qualche tipo di collegamento residuo, quello potrebbe essere la base per il ripristino. La risonanza magnetica ha dato loro una sorpresa: non appena hanno ripreso il controllo sulle zampe posteriori, i roditori hanno mostrato una grande attività nell’ipotalamo, soprattutto in un insieme di neuroni che attivano o inibiscono un neurotrasmettitore, il glutammato.

“È stata la ricerca di base che, creando mappe dettagliate dell’intero cervello, ci ha permesso di identificare l’ipotalamo laterale nel recupero dell’andatura”, afferma Jordan Squair, coautore della ricerca e allievo, in una nota dell’EPFL de Courtine e scienziato presso .Neurorestore, l’azienda nata da questa ricerca. “Senza questo lavoro di base, non avremmo scoperto il ruolo inaspettato che questa regione svolge nel ripristinare la locomozione”, aggiunge. Il passo successivo era logico, aumentare il ruolo dei neuroni nell’ipotalamo che proiettavano al midollo spinale. Per fare ciò, hanno posizionato degli elettrodi su questa parte del cervello di topi e ratti feriti. La tecnica non è nuova, la cosiddetta stimolazione cerebrale profonda (DBS) è stata utilizzata per anni per controllare i tremori nelle persone con Parkinson. Una volta confermato che i roditori recuperavano la deambulazione con stimoli elettrici, era giunto il momento di testarlo sugli esseri umani.

Bloch racconta cosa è successo quando hanno iniziato il test: “Una volta posizionati gli elettrodi ed eseguito lo stimolo, il primo paziente ha subito detto: ‘Sento le mie gambe.’ Quando abbiamo aumentato la stimolazione, ha detto: “Sento il bisogno di camminare!” Questo feedback in tempo reale ha confermato che avevamo preso di mira la regione corretta, anche se questa regione non era mai stata associata al controllo delle gambe negli esseri umani. Il neurochirurgo, co-direttore di .NeuroRestore, aggiunge che fu allora che seppe che stavano assistendo a “un’importante scoperta per l’organizzazione anatomica delle funzioni cerebrali”.

Il secondo dei pazienti è l’austriaco Wolfgang Jäger, 54 anni. È su una sedia a rotelle da quando una brutta caduta mentre sciava nel 2006 gli ha distrutto la colonna vertebrale e reciso quasi tutto il midollo spinale. Dopo che il team di Bloch ha impiantato gli elettrodi presso l’ospedale universitario di Losanna, in Svizzera, Jäger ha partecipato a un programma di riabilitazione di sei mesi. Lui stesso spiega i risultati in un video: “Ora, quando vedo una scala con solo pochi gradini, so di poterla gestire.” Il suo cammino è ancora fragile (guarda il video), ma, come dice, “è una bella sensazione non dover dipendere sempre dagli altri”.

Per il primario di Neurologia dell’Ospedale Nazionale per Paraplegici di Toledo, Antonio Oliviero, il lavoro è “molto buono e di grande qualità”. Ciò che ha attirato maggiormente la sua attenzione è la scoperta del “ruolo modulatore”, dice l’ipotalamo, anche se rimane dubbioso sul fatto che il suo intervento “migliori le connessioni rimaste [tras la lesión] o è capace di rigenerarli”. A questo proposito Bloch chiarisce in una e-mail che “questo trattamento non funzionerà in caso di lesioni complete del midollo spinale, poiché sono necessarie connessioni sostitutive dal cervello al midollo spinale affinché la stimolazione dell’ipotalamo laterale funzioni”. Tuttavia, per Oliviero, quello che più gli piace di questo lavoro è che “una volta spenti gli elettrodi, il miglioramento si è mantenuto”. I due partecipanti, infatti, non hanno più bisogno della stimolazione cerebrale profonda per poter fare passeggiate, seppure brevi.

Alcuni anni fa, il Gruppo di Neuroingegneria Biomedica dell’Istituto di Bioingegneria dell’Università Miguel Hernández ha scoperto come si verificavano cambiamenti in alcune regioni del cervello dopo una lesione alla colonna vertebrale. Il direttore del team di Alicante, Eduardo Fernández, mette in relazione questo con il lavoro attuale degli scienziati svizzeri: “Ora il gruppo del dottor Courtine ha dimostrato che queste regioni possono essere importanti e che ci sono alcune regioni chiave, la cui stimolazione elettrica può contribuire allo spontaneo recupero della deambulazione dopo lesione parziale del midollo spinale. Tuttavia, Fernández ricorda che si tratta di uno studio pilota con solo due pazienti, “quindi sono ancora necessari ulteriori studi per confermare l’efficacia di questo approccio terapeutico in un numero maggiore di individui e per identificare i pazienti che possono essere trattati maggiormente”. da questo tipo di approccio terapeutico”.

L’idea di Courtine e Bloch è quella di passare a una sperimentazione con un gruppo più ampio di pazienti in cui impiantare gli elettrodi DBS. La prima cosa che indagheranno in questa nuova fase è il ruolo e i possibili effetti a medio o lungo termine della stimolazione cerebrale profonda. Inoltre, vogliono combinarli con gli impianti spinali che hanno già provato in passato. In una nota, Courtine afferma: “L’integrazione dei nostri due approcci (stimolazione cerebrale e spinale) offrirà una strategia di recupero più completa per i pazienti con lesioni del midollo spinale”.