Le scimmie con lesioni del midollo spinale che portano alla paralisi di un arto hanno riacquistato la capacità di camminare grazie a un nuovo neuroimpianto wireless che ristabilisce la comunicazione tra il cervello e il midollo spinale, hanno detto gli scienziati mercoledì 9 novembre.
Questo risultato segna un altro passo avanti nel campo in rapida evoluzione del trattamento delle lesioni del midollo spinale con la tecnologia più recente.
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno creato tecnologie per aiutare gli esseri umani e le scimmie a manipolare un braccio robotico con il potere del pensiero letterale, ripristinato la capacità di un uomo paralizzato di usare una mano attraverso un microchip impiantato nel suo cervello e utilizzato la stimolazione elettrica dei nervi per far camminare i topi paralizzati.
Il nuovo sistema si distingue tra tutti questi progressi perché consente di concentrarsi sulla parte inferiore del corpo e offre alle scimmie - probabilmente esseri umani nel prossimo futuro - la possibilità di utilizzare un sistema wireless e non essere legate a un computer. Gli sviluppatori di questo sistema hanno utilizzato i progressi nella mappatura dell'attività neurale e nella stimolazione neurale. È necessario un computer per decodificare i segnali cerebrali e inviarli al midollo spinale, ma la tecnologia informatica ha permesso di creare un dispositivo portatile.
Grégoire Courtine, specialista nel recupero di lesioni del midollo spinale presso l'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia di Losanna, afferma che spera che il sistema che lui ei suoi colleghi hanno sviluppato possa essere utilizzato in 10 anni per curare le persone aiutando attraversano il processo di riabilitazione e "migliorano la qualità della vita".
Tuttavia, come ha sottolineato, gli scienziati si sono posti il compito di migliorare il processo di riabilitazione e non di inventare una cura fantastica per la paralisi. "Le persone non saranno in grado di camminare per le strade con un'interfaccia cervello-spina dorsale" nel prossimo futuro, ha aggiunto.
Andrew Jackson dell'Università di Newcastle, che ha studiato la paralisi della parte superiore del corpo e non è stato coinvolto in questo studio, ritiene che sia "un'altra pietra miliare" nella ricerca di trattamenti per la paralisi. Il dottor Jackson ha scritto commenti su questo studio sulla rivista Nature, che ha pubblicato i risultati di un esperimento del dottor Curtin, Marco Capogrosso, Tomislav Milekovic e altri.
Uno dei motivi per cui questo sistema non dovrebbe essere considerato una cura miracolosa per la paralisi è che l'impianto è in grado di trasmettere solo quegli impulsi che consentono all'arto di essere esteso e flesso al momento giusto in modo che l'animale possa camminare su quattro zampe, ma non lo consente movimenti più complessi, come cambiare direzione o evitare ostacoli. Con gli umani le cose sono ancora più complicate, perché, ad esempio, a differenza degli animali a quattro zampe, una persona deve mantenere l'equilibrio anche mentre cammina.
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Secondo il dottor Curtin, stavano facendo la ricerca in collaborazione con esperti cinesi perché le restrizioni sui test sugli animali in Svizzera avrebbero impedito loro di completare il lavoro. Ora che il loro esperimento ha avuto successo, ha ricevuto il permesso di continuare a lavorare in Svizzera.
Il dottor Curtin ha scritto del lato etico di tali esperimenti con i primati, sottolineando che gli ci sono voluti 10 anni per sperimentare con i roditori per prepararsi a lavorare con le scimmie. Uno dei motivi per cui gli scienziati hanno lavorato con un solo arto paralizzato è che i tetrapodi sono in grado di vivere relativamente normalmente senza usare una gamba, mantenendo il controllo sulle funzioni della vescica e dell'intestino, mentre una rottura completa del midollo spinale può hanno un effetto devastante sull'animale.
Inoltre, come ha aggiunto il dottor Curtin, il lavoro su questo progetto, che promette di aiutare le persone con lesioni al midollo spinale in futuro, non può continuare con il coinvolgimento umano finché altri primati non saranno stati sperimentati. La lettura dei segnali dal cervello e la stimolazione del midollo spinale vengono eseguite utilizzando dispositivi già utilizzati dall'uomo per altri scopi. Tuttavia, il software di decodifica del segnale non è stato ancora testato sugli esseri umani.
David Borton della Brown University, uno degli autori principali del nuovo rapporto, ha sviluppato il sensore wireless con i suoi colleghi mentre scriveva la sua dissertazione di dottorato, ancor prima di lavorare con il dottor Curtin. Dotato di microelettrodi, questo sensore registra e trasmette gli impulsi alla parte del cervello responsabile del movimento degli arti. Uno dei motivi per cui il sistema può aiutare con la riabilitazione è perché rafforza le restanti connessioni neurali tra parti del midollo spinale e un arto ferito, ha detto.
Il dispositivo per la registrazione dei segnali cerebrali è stato integrato con un dispositivo per la stimolazione elettrica, posto all'esterno del midollo spinale, che trasmette i segnali al sistema riflesso. Il processo di deambulazione è controllato solo parzialmente dal cervello. Il midollo spinale ha un proprio sistema in grado di ricevere e rispondere alle informazioni dagli arti. La maggior parte delle volte, le persone non pensano a come camminano e il processo di deambulazione non è controllato solo dal cervello a livello subconscio. La maggior parte del carico cade sul midollo spinale e sul sistema riflesso.
Il dottor Curtin ha precedentemente utilizzato la stimolazione elettrica per addestrare i ratti con lesioni al midollo spinale a camminare.
Tuttavia, il suo lavoro non ha coinvolto il cervello e uno dei componenti chiave di questi esperimenti è stato il periodo di tempo. "Se il cervello invia un segnale per muovere un arto, bastano pochi millisecondi per stabilire questa connessione", ha spiegato il dott. Borton.
