PoNS™: il primo dispositivo di stimolazione elettrica per la sclerosi multipla

Come è già noto, coloro che sono affetti da sclerosi multipla (SM) sono consapevoli della complessità e imprevedibilità di questa malattia. Inoltre, si presenta come una patologia a insorgenza precoce: la fascia di età caratteristica è compresa tra i 20 e i 40 anni.

Ad accendere le speranze dei pazienti e dei loro cari è la FDA (Food and Drug Administration) che ha autorizzato la produzione e commercializzazione di questo dispositivo, tutto nuovo, pensato proprio per coloro che soffrono di SM.

Il primo modello di questo dispositivo è nato dopo ben 40 anni di studi condotti sulla neuromodulazione da un gruppo di scienziati del Tactile Communication and Neurorehabilitation Laboratory dell’Università Winsconsin-Madison (TCNL).

Sclerosi multipla: un nemico complesso

Per capire come funziona questo nuovo apparecchio è doveroso fornire nozioni di base sulla sclerosi multipla e, più in generale, sul sistema nervoso.

La guaina mielinica rappresenta uno strato isolante, che avvolge gli assoni dei neuroni, formato dalle membrane plasmatiche delle cellule gliali: gli oligodendrociti circondano le fibre del sistema nervoso centrale e le cellule di Schwann le fibre del sistema nervoso periferico.

La presenza della guaina mielinica permette di accelerare la velocità di conduzione dell’impulso elettrico sulla superficie delle fibre nervose.

La sclerosi multipla è considerata una malattia autoimmune: infatti le difese immunitarie manifestano una reazione anomala attaccando alcune componenti del sistema nervoso centrale in quanto confuse per agenti estranei.

Il sistema immunitario danneggia sia la mielina che circonda le fibre nervose, sia le cellule specializzate alla sua produzione (in questo caso gli oligodendrociti). Questo processo è chiamato demielinizzazione.

Si creano così aree di perdita o distruzione della mielina, dette placche. Le placche della fase infiammatoria iniziale evolvono in cicatrici (da cui deriva il termine “sclerosi”) nella fase cronica.

Queste lesioni possono presentarsi ovunque nel sistema nervoso centrale, sebbene si concentrino con prevalenza nei nervi ottici, nel cervelletto e nel midollo spinale.

È importante precisare che la SM può presentare sintomi molto diversificati che dipendono dal paziente, dall’entità delle lesioni e dalla loro sede.

Amplificare la capacità di guarire sé stessi

Come già accennato, il dispositivo PoNS™ può vantare di una solida base di ricerca durata 40 anni, in cui si è studiata la stimolazione esterna per modificare volontariamente l’ambiente elettrochimico del cervello. I ricercatori sono giunti alla conclusione per cui creare un dispositivo neuromodulatore fosse la scelta vincente.

Infatti, la neuromodulazione è l’insieme delle modificazioni nella trasmissione degli impulsi nervosi indotti al sistema nervoso centrale o periferico a scopo terapeutico, mediante stimolazione elettrica.

Perché, dunque, creare un dispositivo neuromodulatore? Sembra proprio che la neuromodulazione aumenti la nostra neuroplasticità, cioè la capacità del cervello di riapprendere in risposta a un training composto da nuove esperienze, richieste e input sensoriali.

Qui ci può stupire la similitudine secondo cui la nostra macchina biologica necessita di essere “riprogrammata” tanto quanto una macchina intelligente che apprende tramite deep learning, nell’ambito della più ampia intelligenza artificiale.

La neuroplasticità sembra essere alla base della riabilitazione cerebrale.

Come funziona il dispositivo PoNS™ per la sclerosi multipla?

Il Portable Neuromodulation Stimulator (PoNS™) è un dispositivo medico disponibile in commercio in Canada, di casa Helius Medical Technologies.

Nasce come un apparecchio destinato all’uso in trattamenti a breve termine di 14 settimane per curare il deficit dell’andatura dovuto alla sclerosi multipla. È utilizzato insieme a un programma di esercizi terapeutici supervisionati per pazienti di età pari o superiore a 22 anni, solo su prescrizione medica.

Come funziona più precisamente? La neurostimolazione elettrica della lingua permette di reclutare i due principali nervi cranici: il trigemino, responsabile delle sensazioni del viso oltre che della masticazione, e il facciale, responsabile invece della contrazione dei muscoli del viso.

La stimolazione di questi nervi cranici genera un flusso di impulsi neurali portati prima al tronco encefalico, principale sede del controllo per il movimento. Dal tronco encefalico, questi impulsi attraversano il cervello e riattivano i neuroni, creando una cascata di cambiamenti nei nuclei interconnessi.

Come è fatto il dispositivo?

È costituito da due unità connesse tramite un cavo: un boccaglio appoggiato sulla lingua e un controller posto sul collo del paziente.

Il controller è costituito da 144 elettrodi placcati d’oro posti su un supporto 3 cm x 3 cm, appoggiato a sua volta su un circuito ricoperto da resina epossidica. L’impulso stimola un elettrodo alla volta appartenente a una delle 9 porzioni in cui è suddiviso il circuito e le restanti creano un percorso per il ritorno della corrente.

Il terapista avvia il dispositivo e gli impulsi elettrici giungono fino al boccaglio posto sulla lingua. Al termine del trattamento si collega il controller al computer in modo che l’esperto possa leggere i dati raccolti grazie a uno specifico software.

Speranze future

I due studi clinici svolti per testare il dispositivo riportano, per gruppi di pazienti di 10 persone e in seguito 14 (di cui metà hanno sperimentato il vero dispositivo e i restanti un apparecchio identico ma senza impulso elettrico), un considerevole miglioramento clinico nel moto del solo gruppo che ha usufruito del vero dispositivo.

Per ora, purtroppo, la commercializzazione è stata autorizzata solo in Canada e negli USA anche se apre speranze a livello mondiale. Si tratta solo di una questione di tempo.