Lesione midollare completa: il tronco controlla lo stimolatore

La stimolazione del midollo spinale ha permesso a quattro persone con una lesione midollare completa di tornare a mantenere la posizione eretta e a camminare con l’ausilio di un deambulatore. La novità è che questi pazienti possono controllare in autonomia gli effetti dello stimolatore, grazie a un piccolo movimento volontario del tronco, che determina quando la gamba deve muoversi.

È quanto racconta lo studio pubblicato su Med - Cell Press e condotto dai ricercatori del laboratorio MINE (Modular Implantable Neuroprostheses), nato dalla collaborazione tra Università Vita-Salute San Raffaele e Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa e attivo presso l'IRCCS Ospedale San Raffaele. I quattro pazienti coinvolti nello studio sono affetti da lesione midollare toracica cronica, classificata come funzionalmente completa: nessuno di loro è in grado di contrarre volontariamente i muscoli delle gambe. Il gruppo di ricerca guidato dai professori Pietro Mortini e Silvestro Micera ha scoperto che, una volta impiantato lo stimolatore midollare, possono bastare una media di nove gradi di movimento del tronco per ottenere il controllo sul movimento delle gambe.

Quando è attiva, la stimolazione elettrica epidurale del midollo spinale può provocare nella gamba due risposte opposte: l'estensione, che serve a reggere il peso del corpo in piedi, o la flessione di anca, ginocchio e caviglia, necessaria per avanzare il passo. I ricercatori del MINE Lab hanno osservato che può bastare una lieve estensione volontaria del tronco per passare dall'una all'altra, senza toccare le impostazioni dello stimolatore.

Gli autori hanno chiamato questo meccanismo trunk-mediated control, o controllo mediato dal tronco. L'ipotesi è che il piccolo cambiamento di postura sposti leggermente la posizione di midollo e radici nervose rispetto agli elettrodi, e che questo moduli gli effetti della neurostimolazione.

Il corpo stesso diventa parte dell'interfaccia di controllo. Non abbiamo bisogno di decodificare un segnale cerebrale o di aggiungere sensori esterni: sfruttiamo l'interazione tra un movimento residuo volontario, la biomeccanica del corpo e la stimolazione del sistema nervoso per generare il comando necessario al passo

spiega Silvestro Micera, professore di Bioingegneria alla Scuola Superiore Sant'Anna. In pratica, il tronco funziona da comando: decide quando la gamba deve flettersi, mentre a produrre il movimento è sempre la stimolazione.

Lo studio si inserisce in un percorso avviato nel 2023, quando il gruppo aveva impiantato il primo neurostimolatore in una paziente che non camminava da cinque anni, a causa di una paralisi degli arti inferiori dovuta a una lesione midollare incompleta. Dopo l'impianto e la riabilitazione, la donna è tornata a poter stare in piedi e a camminare con un deambulatore. Nel 2025 erano stati pubblicati i risultati su altri due pazienti, anch'essi con lesioni incomplete e con alcuni movimenti volontari residui alle gambe, nei quali la stimolazione aveva migliorato forza, controllo motorio e capacità di deambulare.

Il nuovo studio segna un cambio di casistica: i quattro partecipanti hanno lesioni funzionalmente complete, senza alcuna contrazione volontaria visibile dei muscoli delle gambe al momento dell'impianto.

Dopo l'impianto dello stimolatore midollare e quattro mesi di riabilitazione intensiva, tutti e quattro i partecipanti allo studio sono riusciti a mantenere la posizione eretta e a camminare con un deambulatore, senza assistenza manuale né sistemi di sostegno del peso corporeo. Il punteggio WISCI II, la scala usata per valutare la capacità di cammino nelle persone con lesione midollare, è passato per tutti da 0 a 9. Un partecipante ha percorso 132 metri in 42 minuti di cammino continuo, e tutti hanno camminato affrontando curve, pendenze e superfici esterne irregolari. Tre dei quattro hanno raggiunto anche la capacità di reggersi in piedi appoggiandosi al deambulatore con una sola mano, usando l'altra per le attività quotidiane.

Il risultato nasce dall'integrazione della stimolazione midollare con un percorso riabilitativo innovativo, intensivo, progressivo e individualizzato, finalizzato a trasformare le risposte motorie evocate dalla stimolazione in capacità funzionali: dalla stazione eretta alle attività della vita quotidiana in piedi, fino al cammino,

sottolinea il dottor Sandro Iannaccone, Direttore del Dipartimento di Riabilitazione Disturbi Neurologici Cognitivi-Motori dell'IRCCS Ospedale San Raffaele.

Nessuno dei quattro partecipanti ha recuperato, durante lo studio, la capacità di contrarre volontariamente i muscoli delle gambe. A muovere le gambe è sempre la stimolazione elettrica: il tronco è il comando che modula la stimolazione elettrica, che a sua volta è, il motore che produce il movimento. Il tronco, di per sé, non produce il movimento.

L'aspetto clinicamente più interessante è che non stiamo parlando di un recupero della capacità di contrarre volontariamente i muscoli delle gambe: quella capacità è rimasta assente in tutti e quattro i partecipanti. Abbiamo invece trovato un modo per utilizzare una funzione volontaria preservata, il movimento del tronco, per controllare gli effetti della stimolazione e consentire alla persona di partecipare attivamente alla costruzione del passo,

chiarisce Pietro Mortini, professore ordinario di Neurochirurgia all'Università Vita-Salute San Raffaele e direttore dell'Unità di Neurochirurgia e Radiochirurgia Gamma Knife dell'IRCCS Ospedale San Raffaele.

I quattro partecipanti fanno parte di un trial clinico che studia gli effetti della stimolazione epidurale associata al training locomotorio nelle persone con lesione midollare traumatica cronica. L'arruolamento per questa fase della sperimentazione si è già concluso, e la disponibilità commerciale dello stimolatore non equivale alla disponibilità del trattamento descritto, che richiede una programmazione personalizzata e mesi di riabilitazione dedicata.

Chi è interessato a valutare la possibilità di accedere a un percorso di questo tipo può prenotare una visita con gli specialisti dell'Unità di Neurochirurgia dell'IRCCS Ospedale San Raffaele.

I risultati sono importanti ma è fondamentale sottolineare che quattro partecipanti non bastano per stabilire se il principio funzioni per tutte le persone con lesione midollare completa. Questa prima dimostrazione di fattibilità dovrà essere verificata su un numero più ampio di pazienti.

Lo studio è stato finanziato da Università Vita-Salute San Raffaele, Boston Scientific Spa, Fondazione Cariplo, Fondazione Bertarelli, #NextGenerationEU e Ministero dell'Università e della Ricerca.