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Ictus

 

Secondo un nuovo studio della  Washington School of Medicine di Saint Louis, le persone che hanno avuto un ictus possono imparare ad usare la loro mente per accendere o spegnere un dispositivo montato sui loro arti paralizzati, guadagnando un certo controllo sulle mani. Controllando mentalmente il dispositivo mediante un'interfaccia cervello-computer, i partecipanti a questa ricerca hanno addestrato aree diverse del loro cervello ad eseguire funzioni che erano precedentemente dalle regioni cerebrali dell'emisfero opposto.

Il Dott. Eric Leuthardt, professore di neurochirurgia, neuroscienze, ingegneria biomedica, ingegneria meccanica e scienza applicata, nonché autore co-senior dello studio, ha affermato: "Abbiamo dimostrato che un'interfaccia cervello-computer, che utilizza l'emisfero l'opposto, può comportare una ripresa significativa dei pazienti con ictus cronico." Lo studio è stato pubblicato il 26 maggio 2017 sulla rivista Stroke.

L'ictus è la principale causa di disabilità acquisita negli adulti. Nelle prime settimane dopo un ictus, le persone recuperano rapidamente alcune abilità, ma i progressi più importanti avvengono generalmente dopo circa tre mesi.

Il Dott. Thy Huskey, professore associato di neurologia presso la suddetta Scuola di Medicina e direttore del programma del Centro di Riabilitazione per l'Icus, ha affermato: "Abbiamo scelto di valutare l'apparecchio in pazienti che hanno avuto un ictus sei mesi prima o ancora più indietro nel tempo, i quali hanno avuto pochi progressi. Alcuni perdono la motivazione, ma dobbiamo continuare a lavorare per trovare la tecnologia adatta a questo tipo trascurato di pazienti."

Il Dott. David Bundy, primo autore dello studio ed ex-studente di laurea del laboratorio di Leuthardt, ha lavorato per studiare come il cervello controlla il movimento degli arti. In generale, le aree del cervello che controllano il movimento sono sul lato opposto del corpo dagli arti che controllano. In pratica, l'emisfero destro controlla i movimenti della parte sinistra del corpo e viceversa. Tuttavia, circa un decennio fa, Leuthardt e Bundy, che ora sono ricercatori post-dottorato presso l'Università del Kansas, hanno scoperto che una piccola area del cervello svolgeva un ruolo nella pianificazione del movimento sullo stesso lato del corpo.

Per spostare la mano sinistra, si sono resi conto che segnali elettrici specifici che indicano la pianificazione del movimento vengono visualizzati per la prima volta in una zona motoria sul lato sinistro del cervello. Entro pochi millisecondi, le aree motorie a destra si attivano e l'intenzione di movimento viene tradotta in una contrazione effettiva dei muscoli della mano.

Una persona la cui mano sinistra e il braccio sono paralizzati ha subito danni alle aree motorie sul lato destro del cervello. Ma il lato sinistro del cervello della persona è spesso intatto, il che significa che molti pazienti con ictus possono ancora generare il segnale elettrico che indica un'intenzione di muoversi. Il segnale, tuttavia, non va da nessuna parte poiché l'area che esegue il piano di movimento è fuori servizio.

"L'idea è che se potete associare i segnali motori associati a spostare l'arto su uno stesso lato con i movimenti reali della mano, nel tuo cervello verranno creati nuovi collegamenti che permettono alle aree ignorate del cervello di assumere il controllo della mano paralizzata", ha detto Leuthardt.

È qui che entra in gioco l'Ipsihand, un dispositivo sviluppato dagli scienziati dell'Università di Washington. L'Ipsihand è dotato di un cappuccio che contiene degli elettrodi per rilevare i segnali elettrici nel cervello, un computer che amplifica questi segnali e una staffa mobile che si adatta alla mano paralizzata. Il dispositivo rileva l'intenzione dell'utilizzatore di aprire o chiudere la mano paralizzata e muovere la mano in una presa a pinza, con il secondo e il terzo dito che si piegano per toccare il pollice.

"Naturalmente, c'è molto di più che usare le braccia e le mani per questo, ma riuscire a toccare e ad utilizzare il pollice opposto è molto prezioso", ha detto Huskey. "Solo perché il braccio non si muove esattamente come prima, non è inutile, possiamo ancora interagire con il mondo con il braccio indebolito".

Leuthardt ha svolto un ruolo fondamentale nello spiegare la scienza di base di questo progetto, e ha lavorato con il Dott. Daniel Moran, professore di ingegneria biomedica presso la School of Engineering della Washington University, per sviluppare la tecnologia dietro l'Ipsihand. Egli e Moran hano fondato la società Neurolutions Inc. per continuare a sviluppare l'Ipsihand e Leuthardt è nel consiglio di amministrazione della società. Neurolutions Inc. ha finanziato questo studio.

Per testare l'Ipsihand, Huskey ha reclutato alcuni pazienti affetti da ictus gravemente compromessi e li ha addestrati ad usare il dispositivo a casa. I partecipanti sono stati incoraggiati ad utilizzare il dispositivo almeno cinque giorni alla settimana, da 10 minuti a due ore al giorno. Tredici pazienti hanno iniziato la terapia, ma tre l'hanno abbandonata a causa di problemi di salute non correlati, scarsa adattabilità del dispositivo o incapacità di rispettare l'impegno del tempo. Dieci pazienti hanno completato lo studio.

I partecipanti sono stati sottoposti a una valutazione standard delle competenze motorie all'inizio dello studio e ogni due settimane in tutto. Il test ha misurato la loro capacità di afferrare, aggrapparsi e pizzicare con le mani e fare grandi movimenti con le braccia. Fra le altre cose, i partecipanti sono stati invitati a raccogliere un blocco e collocarlo in cima a una torre, adattare un tubo attorno ad un tubo più piccolo e spostare le mani in bocca. I punteggi più alti indicano una migliore funzione.

Dopo 12 settimane di utilizzo del dispositivo, i punteggi dei pazienti sono aumentati in media di 6,2 punti su una scala di 57 punti. "Un aumento di sei punti rappresenta un significativo miglioramento della qualità della vita", ha detto Leuthardt. "Per alcune persone, questo rappresenta la differenza fra l'impossibilità di mettersi i pantaloni da soli e di poterlo fare".

Ogni partecipante ha anche valutato la sua capacità di utilizzare il braccio interessato e la sua soddisfazione con le competenze. Le abilità e la soddisfazione auto-riportate sono migliorate significativamente nel corso dello studio. Quanto ogni paziente ha avuto miglioramenti ed il grado di miglioramento non è risultato correlato al tempo impiegato. Piuttosto, è risultato associato con quanto bene il dispositivo ha letto i segnali del cervello e li ha convertiti in movimenti della mano.

"Man mano che la tecnologia per raccogliere i segnali del cervello diventa migliore, sono sicuro che il dispositivo sarà ancora più efficace per aiutare i pazienti con ictus a recuperare qualche funzione", ha detto Huskey.

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