Close-up Engeneering

Recupero della mobilità mediante stimolazione elettrica

Stimolazione elettrica del midollo per ripristinare completamente le funzioni motorie degli arti inferiori

Close-up Engineering

PUBBLICATO IL: 16 Febbraio 2022

BiomedicalEn / Innovazione

Un’importante tecnologia, nota con il termine “stimolazione elettrica epidurale” (EES), ripristina la capacità di movimento nelle persone che presentano lesioni in corrispondenza del midollo spinale. Mediante questa nuova invenzione è, dunque, possibile il recupero della mobilità del tronco e degli arti inferiori attraverso un impianto di stimolazione elettrica del midollo.

recupero della mobilità mediante stimolazione elettrica

Recupero della mobilità mediante stimolazione elettrica epidurale

La stimolazione elettrica epidurale viene garantita mediante la presenza di cavi a pale multi-elettrodo che vanno a colpire direttamente la colonna dorsale del midollo spinale del soggetto di interesse. Inoltre, è stato progettato un apposito software che è in grado di configurare velocemente i programmi di stimolazione in maniera tale da ottimizzare tale procedimento.

Test effettuati per il recupero della mobilità

Diversi esperimenti sono stati testati su diversi pazienti che soffrivano di paralisi sensomotoria e, a distanza di poche ore, i programmi di stimolazione specifici per l’attività sono stati in grado di ripristinare la loro capacità di movimento. Questo ha permesso loro di svolgere le più comuni attività motorie utilizzando gli arti inferiori e i movimenti del tronco.

Nel 2018, Grégoire Courtine, PhD, professore associato presso il Politecnico federale di Losanna (EPFL) e Jocelyne Bloch, MD, neurochirurgo presso l’Ospedale universitario di Losanna (CHUV), hanno pubblicato un’analisi che fa vedere come diversi pazienti che soffrivano di una rara malattia, nota con il termine di paraplegia cronica, sono stati capaci di recuperare la mobilità degli arti inferiori. Questo è stato reso possibile mediante un processo neurotecnologico che impiega la stimolazione elettrica del midollo per ottimizzare l’attivazione dei neuroni spinali. Tale analisi è stata svolta mediante software di programmazione di Intelligenza Artificiale e Machine Learning, così da garantirne il corretto funzionamento.

Tutti e tre i pazientisono stati in grado di stare in piedi, camminare, pedalare, nuotare e controllare i movimenti del busto in un solo giorno, dopo che i loro impiantisono stati attivati!

Courtine

Problematiche della stimolazione elettrica del midollo

Durante il procedimento, inerente la stimolazione elettrica del midollo, purtroppo, non è possibile stimolare tutti i nervi che costituiscono il midollo spinale. Questo ridimensiona il ripristino di tutte le attività motorie.

Proprio per questo motivo, alcuni importanti ricercatori hanno ideato un’innovativa paletta elettrodica che ha il compito di stimolare tutti i nervi connessi con i movimenti degli arti inferiori e del tronco nel midollo spinale. Tale progettazione consiste in un framework computazionale che è stato customizzato per garantire il posizionamento, nel modo più accurato possibile, della paletta dell’elettrodo per ogni tipologia di paziente. 

La nostra svolta qui sono i cavi impiantati più lunghi e più larghi con elettrodi disposti in un modo che corrisponde esattamente alle radici del nervo spinale. Questo ci dà un controllo preciso sui neuroni che regolano muscoli specifici

Bloch

Obiettivi raggiunti

L’ottimizzazione di questa nuova tecnologia di stimolazione elettrica del midollo spinale ha dato vita ad altre novità, come ad esempio il totale recupero di movimento relativamente ad altre attività sportive, principalmente il ciclismo e il nuoto. Infatti, diversi pazienti di sesso maschile, tra i 29 e i 41 anni di età con paralisi sensomotoria totale, sono riusciti, mediante l’impiego di questa nuova tecnologia, a recuperare la mobilità completa in un solo giorno. Un altro sostegno nei confronti dei pazienti viene dato anche dalla neuroriabilitazione che è in grado di ottimizzare questo procedimento di ripristino. Si presume, inoltre, che tali esiti che sono stati raggiunti, nel tempo e in seguito ad ulteriori miglioramenti che saranno apportati, possono portare ad una terapia che potrebbe rivoluzionare i fenomeni legati alle lesioni del midollo spinale.  

AUTORE

Francesco Bonannella

Ingegnere meccanico 4.0 presso il Dipartimento di Ingegneria Enzo Ferrari, con la passione per l'innovazione tecnologica e il mondo dell'automotive cybersecurity

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