Il cervello dice di camminare e i topi paralizzati obbediscono

Nelle persone sane, il cervello invia al midollo spinale una serie di segnali che attivano i muscoli in modo da poter camminare. Ma in presenza di una lesione del midollo spinale, la maggior parte di questi percorsi sono interrotti, impedendo al midollo spinale di ricevere informazioni.

Tuttavia, in uno studio che ha beneficiato di una borsa di ricerca dell’UE per il progetto HOW2WALKAGAIN, gli scienziati hanno scoperto che, se viene fornito il giusto stimolo, il cervello può reindirizzare le sue informazioni attraverso percorsi diversi, rendendo di nuovo possibile il movimento. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista «Nature Neuroscience».

È stata condotta una serie di esperimenti per addestrare topi con paralisi permanente a riprendere il controllo dei loro arti. I roditori sono stati sottoposti a una terapia di riabilitazione assistita da robot e a una stimolazione elettrochimica del midollo spinale. La terapia prevedeva una prima stimolazione del midollo spinale con farmaci, seguita da una stimolazione elettrica al di sotto del livello della lesione per attivare i muscoli delle zampe posteriori.

Per nove settimane, i topi sono stati addestrati a camminare con l''aiuto di un''imbracatura gravity-assist, che li ha aiutati a rimanere in posizione eretta e ad avanzare in modo naturale. Con l''addestramento, i roditori hanno imparato gradualmente a controllare le zampe posteriori senza il supporto dell''imbracatura e anche senza stimolazione elettrochimica. Nove settimane dopo il trauma, i topi addestrati riuscivano a camminare e nuotare e avevano riacquistato il pieno movimento delle zampe.

Leonie Asboth, autrice principale dello studio, spiega questa straordinaria ripresa in un notiziario della Scuola politecnica federale di Losanna (EPFL): «Nello specifico, abbiamo scoperto che la corteccia motoria era in grado di inviare nuovamente informazioni ai circuiti al di sotto del livello della lesione, attraverso i percorsi ancora intatti che si trovavano nel tronco cerebrale».

I ricercatori hanno scansionato il cervello di topi sani e malati utilizzando un microscopio a luce diretta. Questo ha permesso di confrontare i percorsi attraverso cui la corteccia motoria invia informazioni al midollo spinale. Le immagini 3D hanno confermato che, nonostante l’interruzione delle proiezioni della corteccia motoria dopo la lesione, erano stati risparmiati alcuni neuroni in un''area del tronco cerebrale chiamata formazione reticolare. Con la terapia, sono state create nuove connessioni dalla corteccia motoria al tronco cerebrale, e da lì al midollo spinale.

«La novità è che, alla fine della terapia, i topi che avrebbero dovuto essere paralizzati erano in grado di camminare liberamente in totale assenza di stimolazione elettrochimica del midollo spinale. Questi risultati forniscono dati essenziali nel percorso verso l''applicazione clinica nelle lesioni del midollo spinale umano. Per questo motivo stiamo conducendo uno studio clinico di fattibilità presso l''ospedale universitario di Losanna», aggiunge nel notiziario Gregoire Courtine, ricercatore capo del progetto presso l''EPFL.

Migliorando le conoscenze sui meccanismi che portano alla ripresa del movimento nei topi paralizzati, HOW2WALKAGAIN (Mechanisms of recovery after severe spinal cord injury) accelera l''applicazione clinica di terapie più sicure per migliorare la qualità della vita delle persone che soffrono di lesioni del midollo spinale.

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