Patru tineri paralizați, cu leziuni complete şi cronice ale măduvei spinării, care nu mai aveau niciun control voluntar asupra muşchilor picioarelor, s-au ridicat din scaunele cu rotile şi au reuşit să meargă din nou, cu ajutorul unui cadru de mers. Rezultatul a fost obţinut printr-o tehnică nouă, testată pentru prima dată în lume, dezvoltată la Laboratorul de Neuroproteze Implantabile Modulare (MINE) din Italia, o colaborare între Universitatea „Vita-Salute San Raffaele” din Milano, Şcoala de Studii Avansate „Sant’Anna” din Pisa şi Spitalul IRCCS San Raffaele. Studiul a fost publicat în revista ştiinţifică „Med”, a grupului Cell Press.
Cine sunt pacienţii şi ce tip de leziune aveau
La studiu au participat patru tineri italieni sub 35 de ani – trei bărbaţi şi o femeie -, originari din Lombardia, Marche şi Umbria. Toţi sufereau de o leziune toracică completă şi cronică a măduvei spinării, ceea ce înseamnă că pierduseră total capacitatea de a-şi contracta voluntar muşchii picioarelor.
O tehnică fără implanturi cerebrale sau senzori externi
Spre deosebire de alte abordări experimentale din acest domeniu, tehnica testată la San Raffaele nu foloseşte implanturi la nivelul creierului, senzori externi montaţi pe corp sau algoritmi complecşi care decodifică semnalele neuronale. În schimb, se bazează pe un stimulator al măduvei spinării deja disponibil în comerţ, activat prin mişcări mici şi voluntare ale trunchiului.
Cercetătorii au observat că o simplă extensie a trunchiului, de aproximativ nouă grade în medie, este suficientă pentru a modifica poziţia relativă dintre electrozii implantaţi şi structurile neuronale din jurul lor, fără a schimba setările stimulatorului. Această schimbare de poziţie modifică, la rândul ei, efectul stimulării electrice asupra nervilor din picioare, permiţând trecerea de la faza în care piciorul susţine greutatea corpului la faza în care acesta avansează, ca într-un pas normal. Echipa de cercetare a numit acest mecanism „control mediat de trunchi” (trunk-mediated control, TMC).
Rezultate concrete, după patru luni de antrenament
După patru luni de antrenament intensiv şi individualizat, toţi cei patru participanţi au reuşit să urce scări şi să stea în picioare perioade lungi de timp, folosind o singură mână pentru sprijin, în timp ce cealaltă rămânea liberă pentru activităţi cotidiene simple. Unul dintre participanţi a parcurs 132 de metri în 42 de minute, fără pauză. Toţi cei patru au reuşit să meargă inclusiv pe curbe, pante şi suprafeţe exterioare denivelate.
Ce înseamnă, de fapt, acest progres
Cercetătorii care au condus studiul, Pietro Mortini, neurochirurg la Spitalul IRCCS San Raffaele şi profesor la Universitatea „Vita-Salute San Raffaele”, şi Silvestro Micera, profesor de bioinginerie la Şcoala Superioară „Sant’Anna”, subliniază că nu este vorba despre o recuperare a capacităţii musculare pierdute – aceasta a rămas absentă la toţi participanţii. Ceea ce s-a obţinut este o modalitate prin care o mişcare voluntară păstrată, cea a trunchiului, poate fi folosită pentru a controla efectele stimulării electrice şi pentru a permite pacientului să participe activ la generarea fiecărui pas.
Rezultatul combină stimularea măduvei spinării cu un program de reabilitare intensiv şi personalizat, dezvoltat de echipa de kinetoterapie a laboratorului MINE. Din perspectiva ingineriei, noutatea constă în faptul că organismul pacientului devine el însuşi parte a interfeţei de control: nu este nevoie de decodificarea semnalelor cerebrale şi nici de senzori suplimentari, ci se exploatează interacţiunea dintre o mişcare voluntară reziduală, biomecanica naturală a corpului şi stimularea sistemului nervos, pentru a genera comanda necesară mersului.
De la laborator la un potenţial tratament pentru mai mulţi pacienţi
Fiind testată pentru prima dată, tehnica se află încă la început de drum, iar rezultatele – deşi remarcabile pentru cei patru participanţi – vor trebui confirmate pe un număr mai mare de pacienţi, cu tipuri diferite de leziuni ale măduvei spinării. Faptul că se bazează pe echipamente deja aprobate şi disponibile în comerţ ar putea, însă, să faciliteze extinderea acestei abordări către alte centre medicale, fără a fi nevoie de dezvoltarea unor implanturi complet noi.