Un pulsante nell'orecchio accelera il recupero dopo l'ictus

L'ictus è la causa più comune di disabilità fisica permanente in età adulta in tutto il mondo. Le persone colpite spesso non sono in grado di compiere i movimenti quotidiani, come camminare o raggiungere qualcosa, o lo sono solo con difficoltà. Uno dei motivi è che l'ictus danneggia le regioni del cervello che sono in parte responsabili di questi movimenti.

I primi studi clinici condotti da altri scienziati dimostrano che la stimolazione del nervo vago svolge un ruolo importante nella riabilitazione delle regioni cerebrali danneggiate dopo un ictus. Di conseguenza, le persone colpite sono state in grado di ripristinare la loro mobilità più velocemente e meglio.

Finora, tuttavia, questo richiedeva un'operazione costosa in anestesia generale, poiché un generatore di impulsi doveva essere impiantato sotto la pelle. Di norma, questa procedura può essere eseguita solo un anno dopo l'ictus. Ciò significa che i pazienti perdono tempo prezioso.

Gli scienziati dell'ETH Paulius Viskaitis e Dane Donegan del Laboratorio di ingegneria della riabilitazione hanno ora sviluppato un nuovo sistema che in futuro renderà la stimolazione del nervo vago molto più semplice e veloce: "Il nostro inserto auricolare attiva il nervo nel padiglione auricolare con sottili stimoli elettrici. L'intervento chirurgico non è più necessario", spiega Viskaitis, che ha recentemente ricevuto una borsa di studio per pionieri dall'ETH di Zurigo per portare la tecnologia sul mercato.

La stimolazione elettrica supporta il cervello nell'apprendimento

Il neuroscienziato Donegan, all'epoca ancora all'Università del Colorado, è stato in grado di dimostrare qualche anno fa che non è importante solo che il nervo vago venga stimolato, ma anche quando lo si fa. Gli stimoli elettrici sono particolarmente efficaci quando i pazienti colpiti da ictus eseguono movimenti che causano loro difficoltà motorie dopo l'ictus.

Questo sistema ricollega i circuiti motori del cervello per compensare la mancanza di funzioni nelle regioni danneggiate dall'ictus. "Analogamente alla riconfigurazione del software, la stimolazione del nervo promuove la neuroplasticità, aiuta a formare nuove sinapsi e supporta il riapprendimento dei movimenti", spiega Donegan.

Il sensore di movimento consente una stimolazione mirata

Un altro svantaggio del trattamento con un sensore impiantato è che il terapeuta deve azionare manualmente lo stimolatore. Ciò è costoso e richiede molto tempo.

I due ricercatori dell'ETH hanno quindi sviluppato un sensore di movimento simile a uno smartwatch. I pazienti colpiti da ictus lo sponsorizzano dove le loro capacità motorie sono compromesse, ad esempio sul braccio destro. Utilizzando uno speciale software, anch'esso sviluppato da Viskaitis e Donegan, il sensore analizza i movimenti del braccio in tempo reale e informa l'auricolare quando il paziente lo ha mosso particolarmente bene.

Il nervo vago viene quindi stimolato e il cervello memorizza la corretta sequenza di movimenti in modo più rapido ed efficace. In gergo tecnico, questo processo si chiama apprendimento per rinforzo.

Terapia possibile anche a casa

A differenza dei metodi di trattamento esistenti, i pazienti colpiti da ictus possono utilizzare la tecnologia dei ricercatori all'ETH senza assistenza professionale. Il sensore di movimento consentirà inoltre ai terapisti di monitorare i progressi dei loro pazienti comodamente sui loro smartphone. I ricercatori dell'ETH prevedono che questo porterà a ulteriori progressi nel trattamento.

Viskaitis e Donegan vogliono fondare un l'ETH spin-off quest'estate e condurre test con persone sane il più rapidamente possibile. Poi stanno pianificando la prima sperimentazione clinica.