Il dispositivo, sviluppato da uno spin-off del Policlinico e dell’Università di Milano, ha ottenuto la marcatura CE ed è già stato impiantato nei primi pazienti. Ce ne parla il prof. Sergio Barbieri
Nel film “Firefox - volpe di fuoco” (1982), Clint Eastwood interpreta un maggiore dell’Aeronautica statunitense che deve entrare in possesso di un sofisticato aereo russo dotato di una tecnologia che ne permette il comando tramite i pensieri del pilota. Quarant’anni dopo i cosiddetti sistemi “Brain-computer interface”, che consentono il controllo di protesi o computer soltanto con il pensiero, rappresentano una delle più entusiasmati innovazioni tecnologiche applicabili in medicina. Un esempio in campo neurologico è AlphaDBS: il primo sistema ricaricabile di neurostimolazione profonda del cervello capace di gestire completamente le “fluttuazioni” tipiche della malattia di Parkinson, realizzato da Newronika - una società spin-off fondata dal Policlinico di Milano e dall’Università degli Studi di Milano.
LA MALATTIA DI PARKINSON
La malattia di Parkinson è una condizione cronica e invalidante che coinvolge i neuroni dopaminergici della sostanza nera e comporta una riduzione dei movimenti volontari i quali, man mano che la malattia procede, sono sempre più rallentati. I pazienti hanno difficoltà non solo a camminare ma anche a muoversi e girarsi nel letto, vanno perdendo l’abilità di movimento delle dita e persino la mimica del loro viso si riduce. La causa scatenante di questa malattia è ancora oggetto di indagine da parte dei ricercatori ma, a causa del progressivo invecchiamento della popolazione, la sua diffusione a livello globale è in aumento. “Dopo la scoperta della dopamina c’è stato un grandissimo balzo in avanti nelle potenzialità di trattamento della malattia di Parkinson ma l’efficacia delle terapie farmacologiche tende a decadere nel tempo tanto che, in un arco di tempo compreso tra sette e dieci anni, esse non risultano più molto efficaci”, spiega il prof. Sergio Barbieri, dell’U.O. di Neurofisiopatologia dell’IRCCS Fondazione Ca’ Granda Ospedale Maggiore Policlinico di Milano e membro del board di Newronika. “Il paziente va così incontro a una serie di problematiche legate ai fenomeni di ‘freezing’ in cui non riesce più a muoversi oppure, viceversa, alla presenza di movimenti parassitari, come le discinesie continue, che lo rendono un invalido dal punto di vista motorio”.
L’APPROCCIO CON LA STIMOLAZIONE CEREBRALE PROFONDA
Da circa vent’anni è stata introdotta una nuova opzione terapeutica che prevede una stimolazione cerebrale profonda (Deep Brain Stimulation, DBS) con l’impianti di elettrodi nel nucleo subtalamico: connessi ad uno stimolatore elettrico posizionato sotto la pelle vicino alla clavicola, essi erogano una corrente elettrica al nucleo e riassestano le capacità motorie del paziente, contrastando i tremori a riposo e intervenendo sulla sintomatologia motoria. Questo genere di trattamento, oltre ad essere indolore e sicuro è molto efficace, ma allo stato attuale dei fatti l’erogazione dell’energia al nucleo cerebrale non segue le modificazione circadiane della patologia bensì viene programmata dal medico e poi eventualmente modificata nel corso di controlli successivi. “Il metodo che abbiamo sviluppato insieme a tecnici e bioingegneri di Newronika prevede, invece, che lo stimolatore da noi messo a punto segua le fluttuazioni della malattia”, precisa Barbieri. “Quando il paziente è eccessivamente rigido, con movimenti rallentati, e ha bisogno di più energia, lo stimolatore gliene dà di più. Viceversa, quando il paziente ha bisogno di meno energia perché già affetto da movimenti discinetici, lo stimolatore gliene dà di meno. Ciò è reso possibile dal fatto che il sistema utilizza gli elettrodi nel nucleo subtalamico per registrare l’attività dei neuroni nelle vicinanze dell’elettrodo stesso”. Infatti, AlphaDBS registra l’attività di gruppi cellulari che stanno intorno all’elettrodo (un dato espresso dai cosiddetti Local Field Potential) e in base al segnale ottenuto (il quale cambia a seconda delle condizioni cliniche del paziente), lo stimolatore si adatta e modifica la sua funzione. “Si tratta di una stimolazione adattativa che ha il vantaggio di essere tarata sulle condizioni cliniche del malato, secondo per secondo, consentendo un miglior controllo della patologia”, aggiunge l’esperto. “Inoltre, essa consente un notevole risparmio delle batterie perché in certi momenti la stimolazione diminuisce o viene completamente annullata. Ciò implica anche una riduzione della necessità di cambiare gli stimolatori nel corso del tempo”.
L’IMPIEGO DI AlphaDBS NEI PAZIENTI
Al momento il dispositivo di Newronika è stato sperimentato su 48 pazienti utilizzando un sistema esterno (quindi, senza posizionarlo sottopelle). Poche settimane fa, invece, è stato realizzato il primo impianto sottopelle in un paziente, e i dati raccolti hanno convalidato i risultati riscontrati negli studi precedenti, confermando l’efficacia della stimolazione adattativa. “L’approccio con la stimolazione elettrica è indicato in tutti i pazienti in cui la terapia farmacologica perda di efficacia o mostri troppi effetti collaterali”, spiega ancora Barbieri. “La stimolazione adattativa è destinata allo stesso gruppo di pazienti ma con l’avvertenza che questi debbano avere un’attività cerebrale registrabile e quindi modificabile dallo stimolatore. Inoltre, è necessaria una forte collaborazione da parte del paziente che deve comprendere la natura di questo dispositivo il quale offre anche un’innovativa piattaforma di monitoraggio delle condizioni del paziente stesso”. Questa tecnica non è però scevra da effetti collaterali, principalmente legati al posizionamento degli elettrodi nel cervello. “Il nucleo subtalamico è un’area grande poco più di un chicco di riso, vicino a cui si collocano strutture cerebrali importanti che governano altre funzioni tra cui quella motoria volontaria”, precisa Barbieri. “Se lo stimolatore non è posizionato nel punto indicato si possono manifestare effetti collaterali, tra cui movimenti involontari non controllabili. Inoltre, vi sono i rischi connessi legati all’impianto stesso. La procedura prevede, infatti, di entrare nel cervello attraverso un foro nel cranio e la traiettoria di inserimento dell’elettrodo nel nucleo è molto stretta per cui, in una piccola percentuale di casi, ci possono essere fenomeni emorragici, come uno stravaso ematico o un edema perilesionale, ma sono situazioni che si risolvono in un tempo breve delle quali il paziente va comunque messo a conoscenza”. Va inoltre precisato che coloro che giungono a necessitare di questo genere di intervento versano in condizioni drammatiche per cui il rapporto rischio-beneficio rimane nettamente a favore dell’impianto.
AlphaDBS rappresenta non solo un importante passo nella direzione di una medicina sempre più personalizzata ma costituisce anche una solida base per gli studi sulle interfacce neurali grazie a cui sarà possibile controllare col pensiero dispositivi esterni. “La medicina sta diventando sempre più di potenziamento”, conclude Barbieri. “Ci sono ambiti di ricerca biotecnologica che mirano al potenziamento delle capacità dell’organismo umano, tra cui quelli sui chip per aumentare la memoria o le capacità fisiche o sui sistemi di puntamento automatici. Si tratta di dispositivi futuribili dal punto di vista della ricerca ma, per poter passare alla pratica clinica, è fondamentale poter registrare l’attività di varie parte dell’encefalo, al fine di comprendere al meglio come sta rispondendo il cervello nell’esecuzione di un dato compito”.
