Il cervello wi-fi per tornare a camminare (Video)

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Il microelettrodo sul modello in silicone del cervello di un primate.|ALAIN HERZOG/EPFL

Un impianto che diffonde in tempo reale le istruzioni motorie della corteccia ha permesso a primati semiparalizzati di muoversi di nuovo in autonomia.
Una serie di elettrodi collegati via wireless a un computer esterno ha permesso di bypassare una lesione cerebrale che impediva a macachi di camminare, e “rianimare”, nell’arco di una o due settimane, gli arti che non si muovevano più. La ricerca del Politecnico Federale di Losanna (EPFL) è stata pubblicata su Nature

VIDEO https://youtu.be/25jFTg-MgyU

STRADA INTERROTTA. Le lesioni al midollo spinale bloccano il passaggio dei segnali elettrici che dal cervello consegnano istruzioni ai nervi responsabili del movimento degli arti. Sono ferite che raramente guariscono e che causano varie forme di paralisi.
 Nello studio, due macachi rhesus (Macaca mulatta) con lesioni spinali che impedivano il controllo di un arto, sono riusciti a camminare di nuovo grazie a un “ponte” realizzato tra la corteccia motoria (il centro del movimento nel cervello) e i nervi dell’arto paralizzato. AGGIRARE L’OSTACOLO. Un chip impiantato in quell’area del cervello delle scimmie ha registrato l’attività elettrica dei neuroni – le “istruzioni” da mandare agli arti – e l’ha trasmessa via wi-fi a un computer esterno. Il dispositivo ha registrato il messaggio e l’ha inviato a un generatore di impulsi che, sistemato a valle della lesione, è riuscito a stimolare i nervi e, a cascata, i muscoli coinvolti.

 In sei giorni o in due settimane, a seconda della gravità della lesione, le due scimmie sono riuscite a riprendere il controllo dell’arto e a camminare in modo quasi normale, anche se non perfetto.

 E L’UOMO? La tecnologia utilizzata non è molto diversa dalla stimolazione cerebrale profonda già usata per trattare il morbo di Parkinson, e alcuni esperti del settore ipotizzano che in 10 anni una simile forma di sperimentazione possa essere tentata anche sull’uomo.

 A differenza dei macachi, però, l’uomo cammina solo su due arti e in posizione eretta: la sfida sarà quindi più difficile. La locomozione, inoltre, comporta anche controllo dell’equilibrio e la capacità di cambiare direzione ed evitare gli ostacoli – tutte condizioni che non sono state messe alla prova. Infine, col tempo, gli impianti di questo tipo tendono a perdere efficacia nella lettura dei segnali: occorrerà quindi valutare anche il fattore durata.

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Realtà virtuale, così 8 pazienti paralizzati hanno recuperato le funzioni nervose

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Il risultato clinico senza precedenti si deve a una ricerca condotta da un pioniere nel settore delle protesi robotiche e delle interfacce, Miguel Nicolelis della Duke University di Durham
Usciti dal silenzio assoluto dei sensi. È successo a otto pazienti che sono passati da una condizione di paralisi completa diagnosticata anni e anni fa a una di paralisi parziale, in cui è possibile fare alcuni movimenti volontari dei muscoli, avvertire stimoli dolorosi o sensazioni tattili. A questi risultati è stato possibile arrivare grazie a una riabilitazione hi-tech utilizzando lettori di pensiero che traducono le onde cerebrali in azioni (le cosiddette interfacce uomo-macchina), tecnologie della realtà virtuale come avatar, arti robotici, indumenti ultratecnologici che trasmettono ai loro corpi stimoli esterni.

Il risultato clinico senza precedenti si deve a una ricerca condotta da un pioniere nel settore delle protesi robotiche e delle interfacce, Miguel Nicolelis della Duke University di Durham (Carolina del Nord). In pratica questi pazienti, come si legge sula rivista Scientific Reports edita da Nature, sono usciti dal silenzio assoluto dei sensi in cui erano stati condannati da incidenti gravi di vario tipo: il loro sistema nervoso (cervello e nervi periferici) è stato in un certo senso riprogrammato dalla riabilitazione ultratecnologica e i pochi nervi rimasti intatti dopo il trauma sono riusciti a risvegliarsi e riorganizzarsi, consentendo il ripristino parziale di funzioni motorie e tattili. “Finora nessuno aveva mai assistito al recupero di queste funzioni in pazienti, così tanti anni dopo la diagnosi di paralisi completa”, sottolinea Nicolelis.

Il ricercatore è partito anni fa dallo sviluppo delle interfaccia uomo-macchina, ovvero sistemi in grado di captare le onde cerebrali su cui viaggiano pensieri e intenzioni di un individuo (ad esempio l’intenzione di muoversi) e di tradurle in un comando per il computer o per un braccio robotico o per una protesi che aiuti a camminare. In pratica si tratta di macchine in grado di leggere nel pensiero e tradurre quel pensiero in una azione reale.

Sfruttando queste tecnologie, Nicolelis e colleghi hanno iniziato col chiedere ai pazienti di concentrarsi ed immaginare di muovere le proprie gambe, raccogliendo i segnali neurali emessi dal loro cervello durante gli esercizi di immaginazione. Gli scienziati hanno usato i “pensieri” dei pazienti per animare avatar che mettessero virtualmente in atto i movimenti da loro immaginati.

I pazienti vestivano anche indumenti speciali con sensori e altre tecnologie in grado di inviare un feedback al paziente stesso. In questa maniera pian piano hanno potuto ricominciare ad avvertire delle sensazioni tattili e a ricollegare il proprio corpo col mondo esterno. A esempio, hanno potuto ‘camminare’ sulla sabbia o sull’asfalto avvertendo la differente sensazione prodotta dai due tipi di terreno tramite il proprio avatar.

Laddove prima vi era il “silenzio” completo dei sensi, spiega Nicolelis, i pazienti hanno ricominciato a sentire; probabilmente grazie a nervi spinali rimasti sani e riprogrammati con questo training hi-tech.

E non è tutto. Grazie a gambe robotiche e a questo allenamento di ‘pensiero’ e uso di realtà virtuale, i pazienti sono riusciti a muovere volontariamente alcuni muscoli e camminare. Hanno riguadagnato almeno in parte il controllo della vescica, insomma hanno riconquistato tutta una serie di funzioni neurologiche che erano ormai perse per sempre dato il loro grado di paralisi.

La sperimentazione, che potrebbe giovare anche ad altre malattie neurologiche, come il Parkinson, va avanti: gli esperti stanno registrando altri miglioramenti e hanno intenzione di pubblicare altri dati nel prossimo futuro.

(ilfattoquotidiano.it)

MODA E DISABILITÀ. QUANDO LA PASSERELLA È ACCESSIBILE

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Quanto è importante per un disabile poter indossare un bell’abito

Molti pensano che essere disabili voglia dire necessariamente doversi trascurare.
Essere in sar, cioè su una sedia a rotelle, non significa invece perdere la stima di se stessi e quindi, anche la voglia di curare il proprio aspetto esteriore; in modo particolare quando si è donna.

Purtroppo nel mondo, e soprattutto qui in Italia si fa ancora fatica ad accettare modelle disabili, perché si affianca sempre una figura “perfetta”, all’abito. Oggi si stanno facendo battaglie per bloccare alle modelle troppo magre di sfilare in passerella. Immaginiamoci se si presenta una ragazza in carrozzina seppur bella, come verrà vista dagli stilisti?

Siamo lontani da aperture mentali tali da far entrare nell’alta moda la disabilità, per quanto qualcosina si è fatto e si sta facendo, ma ben poco se ne parla.

Per esempio, in Inghilterra nel 2008 la Bbc ha trasmesso Britain’s Missing Top Model, un reality show con protagoniste otto aspiranti modelle disabili sulla falsa riga dell’olandese Miss Ability, andato in onda due anni prima registrando il pieno di ascolti.

Oppure, in Belgio la designer Tanja Kiewitz, senza un avambraccio, è diventata notissima dopo aver posato per una campagna di sensibilizzazione ideata dalla onlus Cap48.
Nel nostro Paese com’è la situazione? Nel 2011 a Roma c’è stata la prima edizione del Concorso di moda riservato anche a modelle in carrozzina e si è ripetuto l’anno successivo.

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"Space Without Borders" - Fashion Week - Mosca 2014
AFP PHOTO / ALEXANDER NEMENOV

L’iniziativa è stata fortemente voluta dalla Fondazione Italiana per la Cura della paralisi. Questo perché con progetti simili si vuole coinvolgere l’opinione pubblica su campagne di sensibilizzazione riguardo alle tematiche di prevenzione sulle lesioni midollari e ricerca scientifica. Ed ecco così che una nota Agenzia di Torino apre le porte a modelle/i disabili. Per quanto i cambiamenti siano nell’aria, qualcosina si intravede nelle pubblicità, eppure inserire i disabili in questo settore ancora è dura.

A dirla tutta nella società di oggi una persona disabile è sempre posta ad un gradino al di sotto degli altri; vediamo che fa fatica a trovare lavoro, a trovare l’amore, a vivere una vita piena, così come invece dev’essere. Con campagne pubblicitarie, con sfilate di moda o con qualsiasi altro mezzo, si deve far vedere e capire alla gente, che un disabile in modo particolare una donna disabile, non perde la sua femminilità perché resta sempre e comunque una donna.

La vera e unica “mancanza” è quella del rispetto del prossimo, mentre al contrario abbonda l’ignoranza e la volontà di chi non dà la possibilità alle persone cosiddette “diverse” di esistere, coesistere nella società e di farne parte in maniera integrante.
(dailyslow.it)

Paralisi spinale: staminali dal bulbo olfattivo per rigenerare il midollo

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Passi da gigante nel trattamento delle lesioni spinali: da oggi si possono utilizzare staminali prelevate dal bulbo olfattivo del paziente stesso.

Ripristinare la funzionalità del midollo spinale con il trapianto di cellule staminali prelevate dal bulbo olfattivo: e’ questa la tecnica testata con successo da alcuni medici polacchi ed inglesi, che ha consentito ad un uomo paralizzato dal petto in giu’ di recuperare la sensibilità e il controllo motorio.

Nel 2010 Darek Fidyka, ex pompiere polacco, rimane paralizzato dal petto in giù dopo essere stato accoltellato. Il trattamento della sua lesione spinale ha visto applicare un nuovo approccio chirurgico, frutto di un programma di ricerca quarantennale tra Polonia e Inghilterra.

L’intervento, eseguito nel 2012, ha previsto la rimozione di uno dei bulbi olfattivi del paziente stesso: il bulbo olfattivo è la prima stazione di elaborazione delle informazioni trasportate dai neuroni olfattivi. Gli assoni di queste cellule formano al suo interno, insieme ai dendriti delle cellule mitrali, delle cellule a pennacchio (neuroni di secondo ordine), delle cellule granulari e delle cellule periglomerulari (interneuroni), delle strutture note come glomeruli olfattivi. L’assone di ciascun neurone olfattivo si distribuisce ad un singolo glomerulo, su cui convergono migliaia di altri assoni di neuroni olfattivi che però possiedono sulle ciglia lo stesso tipo di recettore. Questi neuroni sono la popolazione cellulare principale dell’epitelio olfattivo, ma non l’unica: ad esempio, attaccate alla lamina basale vi sono cellule staminali, in grado di creare un pool di cellulare pronte ad intervenire in caso di lesioni all’apparato neuronale responsabile della trasmissione degli impulsi olfattivi (evenienza alquanto frequente). Queste cellule hanno un’importanza che va ben oltre il loro ruolo di rimpiazzo di neuroni olfattivi, dal momento che sono i soli esempi di cellule staminali in grado di differenziarsi autonomamente in una tipologia di neuroni.

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Sistema olfattivo umano. 1: Bulbo olfattivo 2: Cellule mitrali 3: Osso 4: Epitelio nasale 5: Glomerulo 6: Recettore olfattivo

Per questa loro straordinaria caratteristica le olfactory ensheathing cells (OECs) sono state trapiantate nel midollo spinale di Darek Fidyka,  li’ dove c’era la lesione mentre in un secondo tempo sono state innestate delle fibre di tessuto nervoso prelevate dalla sua caviglia. In particolare 100 micro-iniezioni di OECs sono state fatte sopra e sotto la lesione, consentendo alle estremità delle fibre nervose recise di crescere e di ricongiungersi. Secondo l’equipe chirurgica, come riportato dalla rivista “Cell Transplantation”, le cellule impiantate sono in grado di rigenerare il midollo e riparare la lesione. Inoltre, trattandosi di un trapianto autologo, non c’è stato alcun pericolo di rigetto e si è quindi risparmiato l’utilizzo di farmaci immunosoppressori.

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In effetti i risultati non sono tardati ad arrivare e si sono dimostrati assolutamente sorprendenti. Dopo diversi cicli di fisioterapia, nel 2014 l’uomo è riuscito a camminare con l’aiuto di un deambulatore, ma negli ultimi giorni sono giunte notizie di ulteriori e incoraggianti progressi, come testimoniato dalle parole dello stesso paziente:

Posso sentire ogni muscolo e pressione dei piedi sui pedali. Mi sento piu’ forte. Un anno fa non sarei riuscito a pedalare su un triciclo”[…]“Quando non si può sentire quasi la metà del corpo, ci si sente impotenti, ma quando la sensibilità comincia a tornare è come se tu fossi nato di nuovo.” – (Darek Fidyka)

Ad oggi l’ex pompiere polacco è in grado di camminare lentamente usando delle stampelle e ha recuperato il controllo della vescica e delle funzioni sessuali.

Le nuove prospettive

Si tratta indubbiamente di un risultato molto interessante, che potrebbe aprirenuove prospettive nella ricerca scientifica in relazione ai pazienti paralizzati. I risultati dello studio, però, devono essere ancora confermati. Per questo i medici polacchi hanno presentato il Wroclaw Walk Again Project, con l’obiettivo di arruolare altre due persone paralizzate, con un tipo di lesione meno comune e chirurgicamente più impegnativa: con il midollo completamente reciso. Tutto il trial sarà finanziato dalla fondazione inglese Nicholls Spinal Injury, ed avrà la durata di circa tre anni. Questa nuova sfida sarà un banco di prova fondamentale per valutare le reali potenzialità di questa pratica chirurgica

Se riusciamo a riempire lo spazio tra i due monconi di midollo allora vuole dire che abbiamo trovato una cura per la paralisi e che poi potremo aiutare anche gli altri pazienti con lesioni piu’ comuni, causate da compressione o schiacciamento” – (Pawel Tabakow, capo del progetto)

I recenti sviluppi in questo campo costituiscono un precedente incredibile nella comunità scientifica mondiale: in due anni la medicina ha rimesso in piedi un uomo paralizzato, è l’inizio di un’era in cui la plegia non sarà più un danno irreversibile? Questo non lo sappiamo, ciò che possiamo dire, è che per ora è stato fatto ciò che meno di cinque anni fa si riteneva impensabile, e per questo, possiamo solo ringraziare la scienza.
(lamedicinainunoscatto.it)
 

di Giovanni Cupidi

Lesione del midollo spinale, “impianto in silicone fa camminare i topi paralizzati”

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La protesi potrebbe esser utilizzata in futuro sull’uomo anche per danni neurologici ed è stata sviluppata da un team dell’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e descritta sulla rivista Science
È solo un impianto in fase sperimentale, ma per chi ha subito una paralisi in seguito alla lesione del midollo spinale è probabilmente una buona notizia. Si tratta du un impianto elastico ‘cyborg’. Una protesi in silicone in grado di far tornare a camminare i topi paralizzati, e che potrebbe esser utilizzato in futuro sull’uomo anche per danni neurologici legati a epilessia e Parkinson, è stata sviluppata da un team dell’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e descritta sulla rivista Science.

Il midollo spinale è come un’autostrada con segnali elettrici che corrono su e giù al posto delle automobili. Le lesioni in questa zona portano alla paralisi quando i segnali elettrici vengono bloccati e non possono più arrivare dal cervello alle gambe. Tuttavia, ha dimostrato il gruppo di ricercatori svizzeri, stimolando il midollo spinale dopo una lesione significava, i topi possono tornare a correre, salire le scale e persino superare gli ostacoli. Per farlo serve però un impianto sufficientemente morbido da imitare i tessuti molli attorno alla colonna vertebrale senza provocare rigetto. In questo consiste ‘e-Dura’, una piccola protesi in silicone coperta con tracce conduttrici elettriche in oro e con elettrodi fatti di microsfere in silicio e platino, per piegarsi in qualsiasi direzione senza rompersi. Imita strettamente le proprietà meccaniche del tessuto vivente e può fornire impulsi elettrici e farmaci che attivano le cellule. Viene applicata direttamente sul midollo spinale, dove può rimanere per un lungo periodo grazie alla sua flessibilità che evita infiammazioni e cicatrici che si potrebbero creare strofinando i tessuti con materiale rigido.

“Il lavoro – secondo Dusko Ilic, da King College di Londra – potrebbe aprire la porta a una nuova era nel trattamento del danno neuronale. Tuttavia, c’è ancora molta strada da fare prima che possiamo vedere l’uso pratico di tali neuroprotesi negli esseri umani”. Bisognerà infatti sviluppare materiali dedicati che necessitano una specifica approvazione. Ma certo è che la scienza si sta avvicinando a passi da gigante alla fantascienza hollywoodiana.
(ilfattoquotidiano.it)

di Giovanni Cupidi

Paralizzato da quattro anni, torna a muovere la mano grazie a un chip nel cervello

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L’ultima volta che la mano aveva obbedito ai suoi comandi era il 2010. Ian Burkhart stava correndo verso l’Oceano Atlantico. Il primo anno all’università dell’Ohio era agli sgoccioli e con gli amici aveva deciso di festeggiare l’arrivo delle vacanze con una giornata al mare. Burkhart si tuffa in acqua. Succede tutto in un istante: lo schianto contro un banco di sabbia nascosto dalle onde, il collo che si rompe, le gambe e le braccia inerti. Oggi a 23 anni, a distanza di 4 anni dall’incidente che lo ha lasciato paralizzato, Burkhart è tornato a muovere la mano.

Un’impresa che ha trasformato la fantascienza in realtà: i suoi pensieri hanno bypassato il suo midollo spinale lesionato con l’aiuto di un algoritmo e alcuni elettrodi. Burkhart ha chiamato a raccolta tutti i suoi neuroni, ha pensato intensamente alla sua mano paralizzata ed è successo: le sue dita si sono mosse, sotto lo sguardo soddisfatto degli scienziati che lo hanno seguito nell’esperimento pionieristico. Un primo piccolo grande traguardo che apre la strada al sogno di riuscire di nuovo a compiere almeno le gestualità più semplici.

Il percorso è ancora lungo e difficile, ed è cominciato quando i medici gli hanno impiantato un chip nel cervello e hanno fissato sul suo cranio un piccolo cilindro di metallo, collegato al chip. Dopo l’intervento, 3 volte a settimana Burkhart è stato davanti a un monitor e ha permesso agli scienziati di Battelle, l’ente di ricerca no-profit che ha inventato la tecnologia Neurobridge, di ‘entrare’ nel suo cervello e di ‘collegarlo’. Lui guardava i movimenti di una mano in versione digitale sullo schermo e pensava di replicarli con la sua e intanto il computer leggeva i suoi pensieri e spostava una seconda mano animata secondo gli impulsi inviati. Alla fine di questo lungo percorso, la scorsa settimana è arrivata l’ora di provarci davvero.

In una stanza del Wexner Medical Center di Columbus, tutti i presenti – scienziati e giornalisti armati di blocchetti e telecamere – hanno potuto assistere ai suoi primi movimenti. Gli ingegneri hanno collegato il cavo, il chip era al posto giusto per captare i segnali del cervello, l’algoritmo era pronto a tradurre i pensieri in movimenti e le strisce simili a una vecchia pellicola cinematografica legate intorno all’avambraccio a stimolare i muscoli. Poco prima delle 3 del pomeriggio Burkhart ha mosso di nuovo la mano, dopo 4 anni di immobilità assoluta. L’ha aperta un po’ incerto, poi più sicuro è riuscito a stringerla in un pugno, ancora e ancora.

L’ultima sfida era quella di afferrare un cucchiaio. Anche questa centrata, solo per un attimo prima di lasciarlo scivolare giù. Un video pubblicato sul sito del ‘Washington Post’ documenta l’impresa. Il futuro ‘bionico’ immaginato dagli scienziati è meno lontano.

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