Tornare a camminare dopo un danno spinale / Return to walking after a spinal injury

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Una fase dell'addestramento con camminata non assistita. / A phase of training with unattended walking.: (Zhao, et al.; Mayo Clinic; Nature Medicine) 

Ricercatori statunitensi sono riusciti per la prima volta a riattivare parzialmente i neuroni a valle di un danno spinale irreversibile, permettendo così a un soggetto paraplegico di stare in piedi e camminare per brevi distanze e una decina di minuti. Il risultato è stato ottenuto associando un lungo programma di riabilitazione fisica all'impianto di un elettrodo collegato a un generatore di impulsi.

Centodue metri in lunghezza (poco meno del lato lungo di un campo di calcio), 331 passi consecutivi, 16 minuti di camminata continuativa senza assistenza. Sono i primati di un paziente paraplegico che ha recuperato la postura eretta e una notevole capacità di deambulazione indipendente, secondo quanto riferito su “Nature Medicine” da ricercatori delle statunitensi Mayo Clinic e Università della Californa a Los Angeles. 

Jered Chinnock, ventinovenne, si è procurato un danno spinale irreversibile all’altezza delle vertebre toraciche nel 2013, in un incidente in motoslitta. Dopo il trauma, gli è stata diagnosticata una paraplegia totale, cioè una perdita completa di movimento e sensibilità al di sotto della metà del tronco. Scelto nel 2016 per la sperimentazione di una nuova metodica, ha ricevuto dal gruppo di Kendall Lee, del laboratorio di ingegneria neurale della Mayo Clinic, l’impianto chirurgico di un elettrodo spinale e ha seguito un lungo programma di riabilitazione fisica.

L'elettrodo, impiantato nello spazio epidurale, cioè nella porzione esterna del canale vertebrale, dove si trova il midollo spinale, a valle del sito del trauma, è stato collegato a un generatore d’impulsi impiantato sotto cute nell’addome del soggetto. Il generatore a sua volta è stato collegato via wireless a un sistema di controllo gestito dagli sperimentatori.

I primi progressi sono stati descritti nel 2017 in un articolo pubblicato

sulla rivista “Mayo Clinic Proceedings”: in due settimane di test, il paziente aveva imparato a contrarre volontariamente alcuni muscoli delle gambe, a stare in piedi e a muovere qualche passo sostenuto da un’imbracatura.

Ora, dopo 113 sedute di riabilitazione in cui gli autori sono riusciti a regolare via via l’impianto e la trasmissione degli impulsi, Chinnock ha imparato gradualmente a stare in piedi e a camminare su un tapis roulant, trasferendo efficacemente il peso dell’intero corpo, per bilanciare la camminata, con movimenti volontari, e tenendosi con le mani a un supporto. Gli sperimentatori hanno offerto solo una minima assistenza per ragioni di sicurezza.

Anche se con il generatore di impulsi spento il paziente ritorna paralizzato da metà del tronco in giù, gli autori hanno espresso grande soddisfazione per il risultato raggiunto. È la prima volta che si riesce a riattivare un tratto spinale interrotto da un trauma e a ripristinare la camminata indipendente in un soggetto paraplegico.

“Questo studio ci insegna che le reti di neuroni al di sotto del danno al midollo spinale possono ancora funzionare dopo la paralisi”, ha spiegato Lee.

“Riteniamo che questo sia l’inizio di una grande sfida: capire come e perché si verifica” questo funzionamento, gli ha fatto eco Kristin Zhao, coautrice dello studio, “e quali pazienti possono ricevere questo tipo d’impianto”.

I ricercatori ritengono che saranno necessarie ulteriori ricerche sia per capire come la riabilitazione fisica interagisce con la stimolazione elettrica in modo da ripristinare la funzione motoria persa, sia per confermare che questo approccio può funzionare in pazienti con diversi tipi di danno spinale.

ENGLISH

US researchers have managed for the first time to partially reactivate the neurons downstream of irreversible spinal damage, thus allowing a paraplegic subject to stand up and walk for short distances and ten minutes. The result was obtained by associating a long physical rehabilitation program to the implant of an electrode connected to a pulse generator.

One hundred and two meters in length (slightly less than the long side of a football field), 331 consecutive passes, 16 minutes of continuous walking without assistance. They are the primates of a paraplegic patient who has recovered standing posture and a remarkable ability to walk independently, according to "Nature Medicine" by researchers of the US Mayo Clinic and Californa University in Los Angeles.

Twenty-nine-year-old Jered Chinnock sustained irreversible spinal damage at the thoracic vertebrae in 2013 in a snowmobile accident. After the trauma, he was diagnosed with total paraplegia, which is a complete loss of movement and sensitivity below the middle of the trunk. Chosen in 2016 for the experimentation of a new method, he received from the group of Kendall Lee, of the Mayo Clinic neural engineering laboratory, the surgical implant of a spinal electrode and followed a long physical rehabilitation program.

The electrode, implanted in the epidural space, ie in the outer portion of the vertebral canal, where the spinal cord is located, downstream of the site of the trauma, was connected to a pulse generator implanted under the skin in the subject's abdomen. The generator in turn was connected via wireless to a control system managed by the experimenters.

The first advances were described in 2017 in an article published in the journal "Mayo Clinic Proceedings": in two weeks of tests, the patient had learned to voluntarily contract some leg muscles, stand up and move a few steps supported by a harness .

Now, after 113 rehabilitation sessions in which the authors have been able to gradually regulate the implantation and transmission of impulses, Chinnock has gradually learned to stand up and walk on a treadmill, effectively transferring the weight of the entire body, to balance the walk, with voluntary movements, and holding hands with a support. The investigators offered only minimal assistance for safety reasons.

Although with the pulse generator off the patient returns paralyzed from half the trunk down, the authors expressed great satisfaction with the result achieved. It is the first time that it is possible to reactivate a spinal stroke interrupted by a trauma and to restore independent walking in a paraplegic subject.

"This study teaches us that networks of neurons below the damage to the spinal cord can still function after paralysis," explained Lee.

"We believe this is the beginning of a great challenge: to understand how and why" this operation, Kristin Zhao echoed, co-author of the study, "and which patients can receive this type of implant".

The researchers believe that further research will be needed both to understand how physical rehabilitation interacts with electrical stimulation so as to restore lost motor function, and to confirm that this approach can work in patients with different types of spinal damage.

Da:

http://www.lescienze.it/news/2018/09/26/news/camminata_paraplegico_ripristino_danno_spinale-4125579/?ref=nl-Le-Scienze_28-09-2018