La stimolazione del midollo spinale può aiutare i pazienti colpiti da ictus a recuperare la mobilità del braccio e ad alleviare la rigidità muscolare.

La stimolazione elettrica del midollo spinale, incentrato principalmente sulla valutazione della sicurezza e dell’efficacia preliminare, ha dimostrato che sette partecipanti con grave debolezza muscolare dovuta a ictus hanno registrato un aumento medio del 32% della forza del braccio, unitamente a un miglioramento della mobilità generale del braccio e a una riduzione della spasticità muscolare.

È importante sottolineare che l’intervento ha richiesto meno di nove ore di allenamento basato sul movimento nell’arco di quattro settimane e non ha causato disagi o eventi avversi gravi.

“Questo approccio è progettato per aiutare rapidamente le persone a muovere meglio le braccia, anche anni dopo un ictus”, ha affermato il co-autore senior Marco Capogrosso, Ph.D., professore assistente di neurochirurgia presso l’Università di Pittsburgh e direttore del laboratorio di stimolazione del midollo spinale presso i Rehab Neural Engineering Labs dell’UPMC Rehabilitation Institute.

“La stimolazione funziona principalmente come tecnologia assistiva: quando è attiva, le persone riescono a muoversi meglio. Stimolando il midollo spinale, possiamo permettere immediatamente alle connessioni residue tra il cervello e il midollo spinale di funzionare in modo più efficiente, consentendo un movimento migliore.”

L’ictus è la principale causa di paralisi del braccio negli adulti negli Stati Uniti, con circa 400.000 persone che sviluppano ogni anno una debolezza cronica del braccio e della mano. Molti sopravvissuti all’ictus indicano il recupero della funzionalità del braccio come la loro principale esigenza clinica insoddisfatta, eppure la riabilitazione standard raramente porta a miglioramenti significativi.

Come funziona la tecnologia di stimolazione

Per colmare questa lacuna, i ricercatori di Pitt hanno avviato uno studio clinico pilota, il primo nel suo genere, per verificare se la stimolazione epidurale del midollo spinale, somministrata alla regione che controlla il movimento del braccio e della mano, potesse aiutare i pazienti colpiti da ictus a recuperare la funzionalità del braccio.

Il progetto, annoverato tra le innovazioni più significative , si basa su una tecnologia chiamata stimolazione epidurale cervicale del midollo spinale , che prevede l’impianto di sottili elettrodi lungo la regione del collo del midollo spinale.

La stimolazione invia segnali elettrici mirati alle fibre nervose sensoriali del midollo spinale per migliorare la comunicazione tra il cervello e i muscoli indeboliti. Lo stesso tipo di dispositivo è utilizzato da decenni per trattare il dolore cronico, ma questa è la prima volta che viene impiegato per ripristinare la funzionalità del braccio dopo un ictus.

Benefici riscontrati in diversi partecipanti

Lo studio amplia i risultati precedenti riportati dal team nel 2023 e conferma che l’approccio è sicuro e fattibile per partecipanti di età, sesso e origine etnica diversi.

I ricercatori hanno osservato due tipi distinti di benefici. Nel corso delle quattro settimane di studio, tutti e sette i partecipanti hanno riscontrato un miglioramento immediato della forza quando la stimolazione è stata attivata, indipendentemente dalla gravità della loro disabilità all’inizio dello studio. Inoltre, la spasticità – rigidità muscolare anomala causata da danni ai nervi dovuti all’ictus – si è ridotta in tutti e sette i partecipanti.

“Da un punto di vista clinico, anche modesti miglioramenti nella forza o nel controllo del braccio possono fare una differenza significativa nella vita quotidiana dei sopravvissuti all’ictus”, ha affermato il coautore dello studio George Wittenberg, MD, Ph.D., professore di neurologia, medicina fisica e riabilitazione presso la Facoltà di Medicina dell’Università di Pittsburgh.

“Alcuni dei miglioramenti che misuriamo possono sembrare insignificanti dall’esterno, ma molti sopravvissuti a un ictus sono proprio sul punto di poter fare qualcosa di importante. Anche un piccolo cambiamento nella funzione motoria può essere molto significativo se aiuta qualcuno ad abbottonarsi una camicia, ad aprire una mano o a tornare a un’attività che gli sta a cuore.”

Potenziali benefici e prossimi passi

Sebbene i miglioramenti fossero immediati, i ricercatori hanno scoperto che i benefici duraturi dipendevano dall’uso continuato della stimolazione. Le valutazioni di follow-up hanno mostrato che la funzione motoria diminuiva quando la stimolazione veniva interrotta, sottolineando il potenziale della stimolazione del midollo spinale come tecnologia neuroprotesica di supporto piuttosto che come ausilio riabilitativo a breve termine.

“Questo studio rappresenta la conclusione della nostra fase iniziale di fattibilità e un passo importante verso l’applicazione clinica nel mondo reale”, ha affermato Capogrosso.

“Il nostro obiettivo è sviluppare una tecnologia che possa essere utilizzata nella vita di tutti i giorni, non solo in ambito clinico. Questi risultati ci danno la certezza che la stimolazione del midollo spinale potrebbe diventare un’opzione pratica e impiantabile per aiutare i pazienti colpiti da ictus a usare le braccia quando è più importante.”

Sulla base di questi risultati, il team di ricerca ha avviato il reclutamento di partecipanti per una sperimentazione clinica estesa, al fine di valutare gli effetti della stimolazione del midollo spinale a lungo termine, sia da sola che in combinazione con la fisioterapia.

Abstract

L’emiparesi cronica del braccio e della mano è una delle principali cause di disabilità dopo un ictus. Purtroppo, la riabilitazione standard non raggiunge le dosi elevate necessarie per ottenere miglioramenti significativi. In questo studio di fattibilità, abbiamo esplorato l’utilizzo della stimolazione epidurale cervicale del midollo spinale (SCS) per supportare la funzione motoria e fornire miglioramenti funzionali significativi senza la necessità di un programma di riabilitazione ad alto dosaggio. Qui riportiamo i risultati finali di questo studio, che ha valutato la sicurezza, la fattibilità e l’efficacia preliminare della SCS cervicale come approccio neuroprotesico per l’emiparesi cronica dell’arto superiore post-ictus. Abbiamo impiantato sette partecipanti con gravi deficit motori (punteggi Fugl-Meyer Assessment (FMA) compresi tra 15 e 35) utilizzando due elettrodi impiantati unilateralmente nel midollo spinale cervicale per 4 settimane. Non si sono verificati eventi avversi gravi. Con la SCS attiva, la funzione motoria è migliorata immediatamente, indipendentemente dalla gravità del deficit (aumento medio della forza del +32% e +5,6 punti FMA). In particolare, tre dei sette partecipanti con connettività corticospinale residua ai muscoli delle dita hanno migliorato il movimento della mano/dita con la SCS. Nonostante abbiano svolto solo 8,6 ore di attività motoria (5,5 ore con SCS attiva), i partecipanti hanno registrato un miglioramento medio di +6,6 punti FMA alla fine dello studio rispetto al basale e la spasticità è diminuita in tutti i partecipanti. Sebbene tutti abbiano tratto beneficio, la nostra analisi preliminare indica che la funzione sensoriale preservata potrebbe essere un fattore determinante nella risposta alla SCS. Questi risultati forniscono prove preliminari della sicurezza, fattibilità ed efficacia della SCS cervicale per l’emiparesi cronica post-ictus, suggerendo il suo potenziale come soluzione neuroprotesica completamente impiantabile per supportare la funzione dell’arto superiore nella vita quotidiana. Identificativo ClinicalTrials.gov: NCT04512690 .

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