Gli scienziati dell’EPFL e del CHUV, guidati dai professori Grégoire Courtine e Jocelyne Bloch, hanno compiuto un importante passo avanti nel trattamento delle lesioni del midollo spinale. Applicando la stimolazione cerebrale profonda (DBS) a una regione del cervello poco nota per essere coinvolta nella deambulazione, l’ipotalamo laterale (LH), il team ha migliorato il recupero dei movimenti degli arti inferiori in due persone affette da lesioni parziali del midollo spinale, migliorando notevolmente la loro indipendenza e il loro benessere.
L’anno scorso, in vacanza, sono stata in grado di scendere alcuni gradini e tornare al mare utilizzando la stimolazione.
W olfgang Jäger, partecipante alla sperimentazione clinica Wolfgang Jäger, 54 anni, di Kappel, Austria, è sulla sedia a rotelle dal 2006, dopo un incidente sugli sci che gli ha provocato una lesione al midollo spinale. Partecipando alla sperimentazione clinica, ha potuto constatare di persona che la stimolazione cerebrale profonda poteva restituirgli mobilità e indipendenza. "L’anno scorso, in vacanza, sono riuscito a scendere alcuni gradini e a tornare al mare grazie alla stimolazione", ha raccontato Jäger, descrivendo la libertà riacquistata grazie alla stimolazione cerebrale profonda. Oltre a camminare, questa terapia ha migliorato anche le attività quotidiane. "Riesco anche a raggiungere gli oggetti negli armadietti della cucina", ha aggiunto.
La PCS è una tecnica neurochirurgica consolidata che prevede l’impianto di elettrodi in aree specifiche del cervello per modulare l’attività neuronale. Tradizionalmente, la PCS è stata utilizzata principalmente per trattare disturbi del movimento come il morbo di Parkinson o il tremore essenziale, colpendo le aree del cervello responsabili del controllo motorio. Tuttavia, l’applicazione della PCS all’ipotalamo laterale per il trattamento della paralisi parziale rappresenta un approccio nuovo. Concentrandosi sull’LH, gli scienziati di Neurorestore hanno sfruttato una via neuronale inaspettata e finora inesplorata per il recupero motorio.
Lo studio, pubblicato su Nature Medicine, ha rivelato che la PCS non solo ha prodotto risultati immediati nel migliorare la deambulazione durante la riabilitazione, ma anche miglioramenti a lungo termine che sono persistiti anche quando la stimolazione è stata interrotta. Questi risultati suggeriscono che il trattamento ha promosso una riorganizzazione delle fibre nervose residue, che contribuisce a miglioramenti neurologici duraturi.
Questa ricerca dimostra che il cervello svolge un ruolo fondamentale nel processo di recupero dalla paralisi.
G régoire Courtine "Questa ricerca dimostra che il cervello svolge un ruolo fondamentale nel processo di recupero dalla paralisi. Sorprendentemente, non è in grado di sfruttare appieno le proiezioni neuronali che sopravvivono dopo una lesione del midollo spinale. Qui abbiamo scoperto come sfruttare una piccola regione del cervello, finora sconosciuta per il suo ruolo nella produzione della deambulazione, per attivare queste connessioni residue e migliorare il recupero neurologico nelle persone con lesioni al midollo spinale", spiega Grégoire Courtine, professore di neuroscienze presso l’EPFL, il CHUV e l’Università di Losanna e co-direttore del centro Neurorestore.
Neuroscienze di base combinate con precisione neurochirurgica
Il successo di questa terapia PCS si basa su due approcci complementari: le scoperte rese possibili da nuove metodologie negli studi sugli animali e la traduzione di queste scoperte in precise tecniche chirurgiche sull’uomo. Per la procedura chirurgica, gli scienziati hanno utilizzato scansioni cerebrali dettagliate per posizionare con precisione piccoli elettrodi nel cervello. L’intervento è stato eseguito dal neurochirurgo Jocelyne Bloch, professore al CHUV, all’Università di Losanna e all’EPFL e co-direttore del centro Neurorestore, con il paziente completamente sveglio.In quel momento ho capito che stavamo assistendo a una scoperta importante nell’organizzazione anatomica delle funzioni cerebrali.
J ocelyne Bloch "Una volta posizionato l’elettrodo ed eseguita la stimolazione, la prima paziente ha detto immediatamente: ’Riesco a sentire le gambe’. Quando abbiamo aumentato la stimolazione, ha detto: ’Mi sento camminare’. Questo feedback in tempo reale ha confermato che avevamo individuato la regione giusta, anche se non era mai stata associata al controllo delle gambe negli esseri umani. In quel momento ho capito che stavamo assistendo a una scoperta importante nell’organizzazione anatomica delle funzioni cerebrali", afferma Jocelyne Bloch.
Il ruolo dell’ipotalamo laterale nel recupero della deambulazione
L’identificazione dell’ipotalamo laterale come attore chiave nel recupero motorio dopo la paralisi è di per sé un’importante scoperta scientifica, dato che questa regione è tradizionalmente associata solo a funzioni come l’eccitazione e l’alimentazione. Questa scoperta è il risultato di una metodologia innovativa in più fasi, iniziata con la mappatura anatomica e funzionale dell’intero cervello per stabilire il ruolo di questa regione nella deambulazione, seguita da esperimenti su modelli preclinici per identificare i circuiti precisi coinvolti nel recupero. Infine, questi risultati hanno portato a sperimentazioni cliniche su partecipanti umani.Senza questo lavoro fondamentale, non avremmo scoperto il ruolo inaspettato svolto da questa regione nel processo di recupero dell’andatura.
J ordan Squair "È stato grazie alla ricerca fondamentale, compresa la creazione di mappe dettagliate dell’attività cerebrale, che siamo riusciti a identificare l’ipotalamo laterale nel recupero dell’andatura. Senza questo lavoro fondamentale, non avremmo scoperto il ruolo inaspettato svolto da questa regione nel processo di recupero dell’andatura", spiega Jordan Squair, uno degli autori principali dello studio.
La piattaforma di imaging avanzata del Wyss Center ha svolto un ruolo chiave in questa ricerca, fornendo capacità di imaging ad alta risoluzione. Ciò ha permesso al team di mappare l’attività anatomica e funzionale dei neuroni in tutto il cervello, consentendo l’identificazione dell’ipotalamo laterale.
