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Ricrescere il cervello danneggiato
Negli ultimi anni, gli scienziati hanno scoperto che il cervello ha una notevole capacità di autoripararsi. Sperando di sfruttare questa capacità, i ricercatori hanno sviluppato una tecnologia per fornire stimolazione elettrica direttamente al tessuto cerebrale. La terapia, ora in fase di sperimentazione in ampi studi clinici, potrebbe potenziare i meccanismi di riparazione del cervello e migliorare il recupero dopo l'ictus.
Un elettrodo piatto 1x1 posizionato sopra la membrana esterna del cervello stimola il tessuto corticale sottostante senza che chi lo indossa si senta. Il dispositivo potrebbe aiutare i pazienti a recuperare la funzione motoria dopo un ictus. (Per gentile concessione di Northstar Neuroscience.)
Studi sia su animali da laboratorio che sull'uomo hanno dimostrato che dopo l'ictus, i neuroni vicino al tessuto danneggiato iniziano a riorganizzarsi nel tentativo di compensare le aree ferite. Tuttavia, questa capacità di guarigione può essere incostante: alcuni pazienti riacquistano la capacità di camminare o parlare mentre altri rimangono disabili in modo permanente.
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In molti casi, i pazienti possono stimolare il recupero attraverso la pratica. Qualcuno che ha perso la funzione della mano sinistra, ad esempio, potrebbe praticare vari movimenti con quella mano per potenziare i meccanismi di riparazione innati del cervello. Ma nella maggior parte dei casi, quella neuroplasticità non va abbastanza lontano, afferma Alan Levy, CEO di Neuroscienze Northstar , un'azienda di dispositivi medici con sede a Seattle, WA.
Quindi Levy e i suoi collaboratori hanno progettato un modo per stimolare parti specifiche della corteccia per cercare di migliorare ulteriormente la naturale neuroplasticità del cervello. La tecnologia ha mostrato risultati promettenti in studi umani preliminari: i ricercatori hanno scoperto che i pazienti che ricevono sia la terapia riabilitativa che la stimolazione sono migliorati dal 15 al 30 percento nei test standard della funzione della mano e del braccio; mentre i controlli, che hanno subito solo terapia fisica, sono migliorati solo dallo 0 al 12 percento. Northstar sta ora sponsorizzando una sperimentazione clinica più ampia in 18 centri di riabilitazione negli Stati Uniti.
Tuttavia, gli esperti avvertono che è troppo presto per dire quanto sarà efficace o ampiamente applicabile la tecnologia. Abbiamo bisogno di vedere studi in gruppi più grandi per sapere se è efficace, dice Douglas Katz , un neurologo della Boston University Medical School, e in quali circostanze è efficace, come la posizione dell'ictus, il tempo dopo l'ictus [in cui viene utilizzato il trattamento] e la quantità di stimolazione necessaria. Aggiunge Katz: Ma penso che queste tecniche mostrino molte promesse.
I benefici possono dipendere anche dalla gravità dell'ictus. È possibile che questa terapia sia efficace solo in pazienti con disabilità relativamente lievi, afferma Randolph Nudo, direttore del Centro Landon sull'invecchiamento presso l'Università del Kansas Medical Center di Kansas City, che sta studiando gli effetti della tecnologia Northstar in modelli animali di ictus. Le persone che hanno avuto un ictus più grave, e quindi hanno meno neuroni rimasti per compensare l'area danneggiata, potrebbero non essere in grado di beneficiare della stimolazione.
Nudo e colleghi stanno conducendo studi approfonditi sugli animali per determinare i parametri più efficaci per il trattamento di stimolazione corticale, nonché se aree remote del cervello possono essere reclutate per aiutare le persone con ictus più grave.
Nella procedura di stimolazione corticale, i medici prima mappano l'entità del danno utilizzando l'imaging cerebrale. Il movimento della mano, ad esempio, è governato da una parte specifica della corteccia motoria, uno strato del cervello che governa il movimento. I medici usano la risonanza magnetica funzionale, che misura il flusso sanguigno in diverse parti del cervello, per localizzare la parte della corteccia danneggiata, così come le aree vicine che stanno cercando di prendere il controllo della mano danneggiata. Un neurochirurgo quindi pratica un piccolo foro nel cranio su quest'area e posiziona un elettrodo piatto sopra la dura, una membrana dura che copre il cervello, per stimolare la regione corticale sottostante.
Lo stimolatore è alimentato tramite un dispositivo simile a un pacemaker impiantato nel torace e collegato all'elettrodo tramite un cavo infilato sotto la pelle. Un medico o un fisioterapista può accendere e spegnere lo stimolatore con un controller wireless. Lo stimolatore si accende solo quando i pazienti stanno facendo esercizi di riabilitazione; i pazienti nello studio clinico Northstar saranno sottoposti a un programma di terapia fisica intensivo di sei settimane.
Gli scienziati non sanno ancora esattamente come funziona la stimolazione elettrica, ma la ricerca sui modelli animali fornisce alcuni indizi. Pensiamo di cambiare l'eccitabilità dei neuroni all'interno della regione di tessuto risparmiata, afferma Nudo.
I neuroni comunicano inviandosi messaggi elettrici tra loro. Quando una persona muove la mano per prendere una tazza, per esempio, i neuroni nella corteccia motoria si attivano per dire ai muscoli del braccio di muoversi. Se i neuroni in un'area cerebrale in via di guarigione vengono stimolati elettricamente nello stesso momento in cui un paziente cerca di muovere la coppa, può diventare più facile per questi neuroni attivarsi. Gli scienziati teorizzano che con la pratica ripetuta e la stimolazione elettrica, questi neuroni sviluppano nuove connessioni neurali che rafforzano la capacità del paziente di sollevare la tazza, portando a un cambiamento duraturo nella capacità motoria.
In effetti, gli esperti dicono che è l'abbinamento di stimolazione e terapia la chiave di questo trattamento. La tecnologia sta migliorando l'efficacia del movimento volontario del paziente, afferma Carolee J. Winstein , biochinesiologo e fisioterapista presso la University of Southern California a Los Angeles. La combinazione di tecniche sembra essere più efficace di qualsiasi tecnica di per sé, dice. Winstein sta eseguendo una parte dell'attuale processo Northstar.
Lo stimolatore corticale di Northstar non è l'unico trattamento in fase di sviluppo per aumentare la neuroplasticità dopo l'ictus. Alcuni neuroscienziati stanno studiando la stimolazione magnetica transcranica, un metodo non invasivo per stimolare aree specifiche del cervello. Altri stanno sviluppando farmaci che aumentano la neuroplasticità. Ma Nudo dice che la stimolazione elettrica diretta può avere alcuni vantaggi. Possiamo controllare meglio la posizione della stimolazione, così come altri parametri, come la frequenza, dice. Non hai quel controllo con un farmaco.
Northstar spera infine di sviluppare la tecnologia per un'ampia gamma di disturbi, tra cui lesioni cerebrali, disturbi uditivi e del dolore, disturbi del movimento e disturbi neuropsichiatrici. L'azienda sta attualmente sponsorizzando studi clinici su afasia (perdita della parola), tinnito (ronzio nelle orecchie) ed emiparesi (debolezza su un lato del corpo).
Chris Ware, un ex agente di polizia, ha avuto un ictus nove anni fa che lo ha lasciato parzialmente paralizzato al fianco destro. Ha imparato a camminare e parlare di nuovo dopo l'ictus, ma era ancora gravemente compromesso. Dopo aver partecipato a una sperimentazione clinica della tecnologia Northstar nel 2004, afferma di essere stato in grado di fare molto di più da solo, come allacciarsi le scarpe e guidare.
Il concetto di plasticità neurale ha dato nuova vita al potenziale per un maggiore recupero dopo una lesione cerebrale, afferma Winstein. Penso che vedremo lo sviluppo di molte nuove tecnologie e trattamenti che tenteranno di attingere a questa capacità naturale. È un periodo molto emozionante in riabilitazione.