Ripristino della sensazione somatosensoriale in un paziente paralizzato

La corteccia somatosensoriale è la zona del cervello imputata alla ricezione degli stimoli sensoriali. Precedenti studi hanno dimostrato che la microstimolazione intracorticale (ICMS) di tale area encefalica permette di simulare in modo efficace la sensazione somatosensoriale. Tuttavia, gli attuali impianti neurali volti a tale scopo producono prevalentemente sensazioni innaturali. Grazie ad nuovo impianto prodotto da un team del Caltech (California Institute of Technology) è stato possibile produrre in un paziente tetraplegico diverse sensazioni fisiche simili a quelle vissute prima della lesione.

Il ripristino delle sensazioni somatosensoriali mediante stimolazione intracorticale ha il potenziale per migliorare il rapporto del paziente con la protesi. I dettagli della ricerca sono stati pubblicati in un articolo del giornale eLife.

La corteccia somatosensoriale

Le informazioni che riguardano sensazioni tattili, la temperatura, la posizione del corpo e il dolore sono inviate al nostro cervello dai nervi tramite il midollo spinale. Queste informazioni sono poi elaborate dalla corteccia somatosensoriale. Lesioni del midollo spinale possono comportare l’interruzione delle vie nervose compromettendo il trasporto di questi messaggi, con conseguente perdita della sensibilità.

L’assenza di sensazione somatosensoriale diminuisce profondamente la capacità di una persona di interagire con l’ambiente circostante. Per ovviare a questa problematica, gli scienziati del Caltech hanno testato l’efficacia della stimolazione elettrica intracorticale della corteccia somatosensoriale al fine di ristabilire le normali funzioni sensoriali.

Modalità della ricerca e obiettivi futuri

Le sperimentazioni sono state condotte con la partecipazione di un paziente che, in seguito ad una lesione spinale, aveva perso l’uso degli arti e del tronco.

Utilizzando due array di piccoli elettrodi inseriti chirurgicamente nella corteccia somatosensoriale i ricercatori hanno stimolato i neuroni del paziente con impulsi elettrici molto piccoli. Le sensazioni indotte nel partecipante sono risultate variabili in relazione alla frequenza e all’ ampiezza di stimolazione e in base alla posizione degli elettrodi.

Il paziente ha riferito di percepire diverse sensazioni fisiche, come quelle di spremere e picchiettare. Tali risultati si discostano da quelli di lavori precedenti svolti in tal senso, che avevano portato a sensazioni artificiali in diverse parti del corpo che risultavano tuttavia innaturali e venivano descritte dai partecipanti come una sorta di formicolio.

Nonostante il successo della sperimentazione, c’è ancora molto lavoro da fare. I codici neurali che governano specifiche sensazioni fisiche, infatti, non sono ancora del tutto chiari. I ricercatori sperano in futuro di riuscire a determinare precise posizioni d’elettrodo al fine di indurre sensazioni specifiche e creare una sorta di “dizionario” degli stimoli e delle loro sensazioni corrispondenti.

Secondo i ricercatori, la capacità di ripristinare sensazioni naturali rappresenta un passo eccezionalmente importante verso l’obiettivo del completo ripristino della funzione neurologica in pazienti umani con lesioni neurologiche.

Un altro dei principali obiettivi futuri sarà quello di integrare questo tipo di soluzione agli impianti neurali già esistenti.