Un trauma cranico l’ha lasciata affetta da problemi di memoria. Un nuovo impianto cerebrale le ha restituito la memoria

Un grave trauma cranico l'ha lasciata affetta da problemi di memoria. Ma grazie a un innovativo impianto cerebrale, la sua capacità di ricordare è stata completamente ripristinata.

Gina Arata aveva un futuro brillante, stava finendo il college e si stava preparando per la facoltà di giurisprudenza, quando un incidente automobilistico nel 2001 le ha causato danni cerebrali duraturi.

Dopo il suo recupero, Arata ha finito per prendere un lavoro di ordinamento della posta, ma ha fatto fatica anche in quello.

“Non riuscivo a ricordare nulla”, ha detto Arata, che vive a Modesto con i suoi genitori. “Il mio piede sinistro cadeva, quindi inciampavo sempre su qualcosa. Avevo sempre incidenti in macchina. E non avevo filtro – mi arrabbiavo facilmente”.

Ma ora Arata sta molto meglio, grazie a un dispositivo che i medici hanno impiantato chirurgicamente nel suo cervello nel 2018. Lo stimolatore cerebrale profondo sperimentale è attentamente calibrato per fornire attività elettrica alle reti neurali danneggiate dal trauma cerebrale di Arata.

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Ora, uno studio recente condotto da ricercatori di Stanford descrive come tali impianti aiutino i pazienti con lesioni cerebrali a recuperare alcune delle loro capacità intellettive.

Per Arata, la differenza è stata immediata.

Ad esempio, il dispositivo le ha permesso di elencare rapidamente una serie di frutta e verdura quando le è stato chiesto di nominare gli articoli che si trovano nel reparto di prodotti freschi di un supermercato. Ma quando un ricercatore ha spento il dispositivo, non è riuscita a nominarne nemmeno uno.

“Da quando ho l’impianto, non ho più multe per eccesso di velocità”, ha aggiunto Arata. “Non inciampo più. Riesco a ricordare quanto denaro c’è sul mio conto in banca. Non riuscivo a leggere, ma dopo l’impianto ho comprato un libro, ‘Dove cantano le aragoste’, e l’ho adorato e me lo ricordo. E non ho più quel temperamento impulsivo”.

Il dispositivo ha ripristinato, in diverse misure, le capacità cognitive perse a causa delle lesioni cerebrali di Arata e di altri quattro pazienti, secondo quanto riferito dai ricercatori.

Questa nuova tecnica è la prima a offrire una soluzione promettente per riparare le gravi conseguenze causate dalle lesioni cerebrali traumatiche, hanno sottolineato gli inquirenti. I risultati sono stati pubblicati il 4 dicembre sulla rivista Nature Medicine.

Nuova speranza di trattamento

Secondo le note di contesto degli studiosi, oltre 5 milioni di americani vivono con effetti duraturi causati da lesioni cerebrali traumatiche. Questi includono difficoltà di concentrazione, problemi di memoria e deficit nell’abilità di prendere decisioni.

Molti si riprendono abbastanza da poter vivere in modo indipendente, ma i loro disturbi impediscono loro di ritornare alla vita che avevano prima dell’infortunio.

In generale, “c’è molto poco in termini di trattamento per questi pazienti”, ha affermato il dottor Jaimie Henderson, co-ricercatore e professore di neurochirurgia presso Stanford Medicine.

I cinque pazienti dello studio avevano tutti superato il coma e avevano in seguito recuperato una buona parte delle loro funzioni cognitive. Questo ha fatto pensare a Henderson e ai colleghi che i sistemi cerebrali che supportano la capacità di rimanere svegli, concentrarsi e focalizzarsi su un compito fossero in gran parte preservati, nonostante la lesione cerebrale.

Tutti questi sistemi sono collegati al talamo – che funge da stazione di rilancio nel profondo del cervello – a diversi punti della corteccia, che è il livello esterno del cervello ed è il luogo in cui si trovano le funzioni cognitive superiori.

“In questi pazienti, quelle vie sono per lo più intatte, ma tutto è stato down-regolato”, ha spiegato Henderson in un comunicato stampa di Stanford. “È come se le luci fossero state abbassate e non ci fosse abbastanza elettricità per accenderle di nuovo”.

I ricercatori si sono concentrati in particolare su un’area del talamo chiamata nucleo laterale centrale, che funge da hub regolatore di molteplici aspetti della coscienza umana.

“Il nucleo laterale centrale è ottimizzato per attivare ampie funzioni, ma è vulnerabile in quanto, se si ha una lesione multi-focale, viene maggiormente colpito perché il colpo può provenire da quasi tutte le parti del cervello”, ha spiegato il dottor Nicholas Schiff, co-ricercatore e professore di neurologia presso Weill Cornell Medicine di New York City.

Il team di ricerca ha ipotizzato che una precisa stimolazione elettrica del nucleo laterale centrale e delle sue connessioni potesse riattivare queste vie, riaccendendo in pratica le luci per coloro che lottano con le conseguenze di una lesione cerebrale.

Mirare in modo preciso

Gli ricercatori hanno reclutato Arata e altre quattro persone che ancora soffrivano di problemi di pensiero più di due anni dopo un trauma cranico. I pazienti avevano un’età compresa tra i 22 ei 60 anni e avevano subito lesioni che avevano subito tre o 18 anni prima.

Il primo sfida era posizionare il dispositivo di stimolazione nel posto esatto. Il cervello di ciascuna persona ha una forma diversa, quindi la posizione varia da paziente a paziente.

I ricercatori hanno creato un modello virtuale del cervello di ogni persona che consentirebbe loro di individuare l’esatta posizione per l’impianto, nonché il livello di stimolazione elettrica necessario per attivare il nucleo laterale centrale.

“È importante mirare alla zona in modo preciso”, ha osservato. “Se sei anche solo di pochi millimetri fuori bersaglio, sei al di fuori della zona efficace”.

Dopo l’intervento chirurgico di impianto, i partecipanti hanno trascorso 90 giorni con il dispositivo acceso per 12 ore al giorno.

I ricercatori hanno monitorato i loro progressi utilizzando un test standard di velocità di elaborazione mentale chiamato test del percorso. Il test prevede di disegnare linee che collegano un insieme di lettere e numeri.

“È un test molto sensibile esattamente alle cose che stiamo analizzando: la capacità di concentrarsi, di concentrarsi e pianificare, e di farlo in modo sensibile al tempo”, ha detto Henderson.

I ricercatori avevano sperato che i partecipanti migliorassero il loro punteggio al test di almeno il 10% durante il trial.

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Incredibilmente, i partecipanti hanno invece migliorato le loro velocità al test di un 32% in media, riferiscono i ricercatori.

‘Un momento pionieristico’

I benefici del dispositivo sono diventati rapidamente evidenti anche nella vita quotidiana dei pazienti.

Hanno ripreso attività normali che un tempo sembravano impossibili, come leggere libri, guardare programmi TV, giocare ai videogiochi o completare un compito per i compiti. Si sentivano meno stanchi e potevano affrontare la giornata senza fare sonnellini, hanno detto i ricercatori.

Il dispositivo è stato così efficace che i ricercatori hanno avuto difficoltà a completare la fase finale del trial clinico.

AVEvano pianificato di selezionare casualmente la metà dei pazienti e spegnere i loro dispositivi, quindi confrontare le prestazioni cerebrali con quelle dei pazienti con dispositivi ancora attivi.

Ma due dei pazienti hanno rifiutato, non volendo correre il rischio di perdere i progressi fatti durante il periodo di prova di 90 giorni.

Dei tre che hanno accettato di partecipare a questa fase finale, uno è stato scelto casualmente per spegnere il dispositivo. Dopo tre settimane senza stimolazione, quella persona ha svolto il test del percorso con una velocità del 34% più lenta.

Questo trial è stata il primo tentativo di mirare a questa regione del cervello nella speranza di trattare lesioni cerebrali traumatiche, hanno detto i ricercatori. Affermano che i risultati offrono speranza alle persone che stanno lottando per recuperare completamente la loro funzione di pensiero.

Maggiori informazioni

Johns Hopkins Medicine ha ulteriori informazioni su stimolazione cerebrale profonda.

FONTE: Stanford Medicine, comunicato stampa, 4 dicembre 2023