Spina dorsale bionica: fantascienza o realtà?

Redazione Nurse Times10 Marzo 20163 min di lettura

Lo “Stentrode”, piccolo congegno artificiale, permetterebbe di controllare arti bionici. Si è sulla strada giusta per far tornare a camminare le persone paralizzate? A breve la sperimentazione sull’uomo di questo dispositivo soprannominato “Spina dorsale bionica”.

Le lesioni midollari responsabili della paralisi degli arti inferiori, possono essere dovute a cause non traumatiche come problemi ischemici, infezioni o masse tumorali che comprimono il midollo oppure da traumi importanti come infortuni sportivi o incidenti stradali. Viene stimato che negli Stati Uniti ogni anno si verifichino circa 11.000 incidenti di questo tipo, di cui circa il 56,4% riguardanti la zona cervicale.

Le lesioni, nello specifico, comportano una interruzione delle vie nervose ascendenti e discendenti del midollo spinale con conseguente cambiamento delle sue normali funzioni sensoriali, motorie o autonome. Tale mutamento può essere temporaneo o permanente. I sintomi delle lesioni spinali, a seconda della loro gravità, possono variare dal semplice dolore alla paralisi vera e propria degli arti; fino addirittura alla perdita totale del controllo motorio, viscerale e neurologico che rappresenta la condizione più grave.

Le persone paralizzate hanno ora la speranza di tornare a camminare grazie a un rivoluzionario dispositivo messo a punto da scienziati australiani. Questo piccolo congegno è uno stent chiamato “stentrode”, è grande come una graffetta e può essere impiantato in un vaso sanguigno sulla corteccia cerebrale attraverso una piccola incisione effettuata sul collo ed un catetere (che viene poi rimosso). Lo stent è dotato all’esterno di elettrodi che individuano i segnali dell’encefalo e li trasmettono a un piccolo congegno impiantato nella spalla del paziente. Attraverso questi impulsi, che rappresentano veri e propri comandi, è possibile controllare degli arti bionici, esoscheletri e non solo.

“Estraendo i segnali nervosi registrati, possiamo utilizzarli per comandare sedie a rotelle, esoscheletri, protesi o computer”

spiega Nicholas Opie, autore principale, insieme al collega Thomas Oxley, dello studio. Sperimentazioni su animali (pecore) hanno dimostrato che questo piccolo dispositivo ha emesso segnali per tutti i 190 giorni della sua sperimentazione e tali segnali si sono addirittura rafforzati quando intorno a questo si è formato e consolidato del tessuto. Il congegno e la procedura di impianto (che dura circa un paio d’ore) sono stati sviluppati da una squadra di 39 neurologi e ingegneri biomedici del Royal Melbourne Hospital, dell’University of Melbourne e del Florey Institute of Neuroscience and Mental Health, e sono descritti sull’ultimo numero di Nature Biotechnology. Altri congegni sono stati provati in passato, ma richiedono chirurgia invasiva (craniotomia) con tutto il corredo di rischi che ne derivano; ovvero potenziali infezioni e complicazioni importanti.

Attualmente, le metodiche di trattamento più efficaci delle lesioni del midollo spinale sono rappresentate dall’ipotermia controllata, dall’impianto di cellule staminali e dagli esoscheletri robotici indossabili, debitamente associati a terapia fisica.

“Attualmente gli esoscheletri sono controllati attraverso controllo manuale di un joystick – spiega Opie – Lo stentrode sarà il primo strumento a permettere di controllare direttamente con il pensiero questi apparecchi. Nel nostro primo studio sull’uomo, che prevediamo di iniziare entro due anni, speriamo di ottenere il controllo cerebrale diretto di un esoscheletro in 3 persone con paralisi”

Claudio, costretto su una carrozzina da quando aveva 17 anni a causa di un incidente stradale. Come tanti altri, confida nella ricerca e nella scienza.

La ricerca per lo “stentrode”, soprannominato “spina dorsale bionica”, è stato in parte finanziato dall’esercito Usa per i reduci feriti sul campo e gli scienziati intendono sperimentarlo su pazienti del Royal Melbourne Hospital che presentano paralisi degli arti inferiori. La prima sperimentazione dovrebbe avere il via libera nel 2017.

Alessio Biondino

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Fonti:

Thomas J. Oxley, Nicholas L. Opie et al. Minimally invasive endovascular stent-electrode array for high-fidelity, chronic recordings of cortical neural activity. Nature Biotechnology (2016) doi:10.1038/nbt.3428

Zimmer M.B., Nantwi K., Goshgarian H.G., “Effect of spinal cord injury on the respiratory system: basic research and current clinical treatment options”, The Journal of Spinal Cord Medicine, 2007, 30: 319-330