Per i soggetti affetti da sclerosi multipla non esiste un limite temporale entro il quale si manifestano i primi problemi di deambulazione: tutto dipende da quanto sono danneggiate le aree del sistema nervoso. PoNS™ (Portable Neuromodulation Stimulator) è un dispositivo medico indossabile che, usato durante specifiche attività terapeutiche, consente di ristabilire alcune funzioni motorie.
La nascita di uno strumento rivoluzionario
Il primo modello è nato grazie agli studi condotti nell’ambito della neuromodulazione, per circa 40 anni, da parte di un gruppo di scienziati del Tactile Communication and Neurorehabilitation Laboratory dell’Università Winsconsin-Madison (TCNL).
Il prototipo è stato successivamente realizzato dalla Helius Medical Technologies, un’azienda statunitense leader nel settore tecnologico, che progetta e sviluppa dispositivi medici non invasivi in grado di promuovere l’autoguarigione del cervello.
Al momento non esistono altri apparecchi simili a PoNS™, ma si sta lavorando per poter realizzare nuovi dispositivi indossabili in grado di monitorare costantemente le condizioni dei pazienti, in modo da poter agire in anticipo sui sintomi e consentire ai medici di utilizzare una migliore strategia terapeutica.
Sclerosi multipla: conosciamola meglio
La sclerosi multipla è una malattia neurodegenerativa di natura cronica che colpisce il sistema nervoso centrale. L’infiammazione provocata dal sistema immunitario, infatti, va a deteriorare la mielina (la sostanza che riveste le fibre nervose) compromettendo la normale propagazione degli impulsi elettrici (Figura 1).
Questo fenomeno di demielizzazione può portare ad un logoramento permanente della mielina, andando a formare placche simili a cicatrici (dette sclerosi) che vanno a sostituire la normale componente tissutale.
Poiché queste lesioni si possono presentare in diverse aree del sistema nervoso centrale, il decorso della malattia non è prevedibile: si può avere un’evoluzione graduale o possono verificarsi degli episodi acuti a cui fanno seguito delle ricadute. La sclerosi multipla può essere diagnosticata ad ogni età, ma in genere le persone più colpite si trovano in una fascia compresa tra i 20 e i 40 anni.
Nonostante l’evoluzione delle tecniche diagnostiche ed una maggiore conoscenza di questa patologia, non esiste ancora una cura risolutiva, ma sono disponibili delle terapie che ne rallentano il decorso.
Recenti studi hanno però evidenziato il verificarsi di fenomeni di neuroplasticità che possono portare al recupero di alcune funzioni che sono state modificate dalla malattia.
Neuroplasticità: il cervello cambia se stesso
A lungo gli scienziati hanno sostenuto che i circuiti cerebrali, nonostante il continuo apprendimento, non potessero modificarsi e che il cervello andasse incontro ad un processo di decadenza inarrestabile con l’avanzare dell’età.
Questi principi vennero confutati grazie agli studi condotti dal neurobiologo statunitense Eric Kandel, il quale dimostrò l’esistenza della neuroplasticità (Figura 2).
La neuroplasticità è infatti la capacità del cervello di riorganizzarsi continuamente, sia a livello funzionale che anatomico, per formare nuove connessioni neurali in risposta a diversi stimoli.
Studiando il cervello di una lumaca di mare, Kendel scoprì che un impulso ripetuto nel tempo può attivare un gene specifico in grado di promuovere la formazione di nuovi collegamenti tra neuroni sensoriali e motori.
Questo è lo stesso meccanismo che si verifica, sin dalla nascita, anche nel cervello degli esseri umani.
Il dispositivo PoNS™ utilizza proprio questo processo di “guarigione” chiamato “neuroplasticità”. Supportando l’abilità del cervello di ripristinare le connessioni, si prefigge la possibilità di limitare i danni provocati dalle lesioni.
PoNS™: lo stimolatore di neuromodulazione portatile
PoNS™ è uno stimolatore neuromuscolare della lingua. Il dispositivo medico indossabile di nuova generazione solletica la superficie dorsale della lingua, andando a stimolare la rete neurale che fluisce verso il cervello.
Questa neuromodulazione, ossia la capacità di trasformare l’attività nervosa tramite l’erogazione di uno stimolo mirato, favorisce il verificarsi della neuroplasticità andando a ristabilire le funzioni perse.
Come funziona
PoNS™ è composto da due unità distinte, connesse tra loro tramite un cavo: un controller ed un boccaglio. Il primo viene posto intorno al collo del paziente, mentre il secondo viene appoggiato sulla superficie della lingua (Figura 3).
In particolare, la stimolazione elettrica della lingua attiva due nervi cranici: il nervo facciale (nervo misto responsabile della contrazione dei muscoli che regolano le espressioni del viso) e il nervo trigemino (nervo responsabile della funzione sensitiva).
Una volta che l’apparecchio è stato messo in funzione dal terapista, l’unità di controllo emette dei segnali che arrivano fino al boccaglio.
Qui le terminazioni nervose dense della lingua inviano tali impulsi al tronco cerebrale, ossia alla componente che controlla la percezione sensoriale ed il movimento.
Al termine della sessione terapeutica, il controller viene collegato ad un computer, in modo che il terapista possa visionare i dati elaborati tramite l’utilizzo di un software specifico.
Il meccanismo di stimolazione
Il boccaglio è costituito da 144 elettrodi circolari ricoperti in oro, disposti su una matrice quadrata di 3 cm x 3 cm posta a sua volta su un circuito ricoperto da una resina epossidica. La griglia di elettrodi (12 x 12) che si viene a formare è a sua volta suddivisa in 9 porzioni 4 x 4 (Figura 4).
Con l’emanazione dell’impulso, viene stimolato un elettrodo per volta in ogni porzione, mentre i restanti elettrodi collaborano per creare un percorso per la corrente di ritorno.
Si genera così una tripletta di impulsi positivi di 50 µs di ampiezza, erogati a 200 impulsi/s ogni 20 ms.
Il funzionamento del dispositivo può essere controllato autonomamente grazie a dei pulsanti “on” ed “off”. Con l’ausilio di una manopola presente sul controller, può essere regolata anche l’ampiezza dell’impulso, la quale può spaziare da un minimo di 0 V ad un massimo di 17 V.
Credits: BMC
Una soluzione per i pazienti con deficit motori
Utilizzato insieme a specifiche attività terapeutiche, PoNS™ ha il potenziale per ristabilire l’equilibrio e migliorare l’andatura in quei pazienti affetti da sclerosi multipla che presentano deficit motori. Attualmente il suo utilizzo è stato autorizzato negli Stati Uniti e in Canada dall’FDA, sotto prescrizione medica, per un trattamento di 14 settimane in pazienti di età uguale o superiore ai 22 anni.
Studi clinici
La validità del dispositivo è stata analizzata dall’FDA attraverso 2 studi clinici.
- Studio I – si è utilizzato un gruppo di 20 pazienti affetti da deficit motori, di cui 10 persone hanno usato il vero PoNSTM, mentre le altre 10 hanno utilizzato un apparecchio identico, ma privo della capacità di erogare gli impulsi.
- Studio II – sono state trattate 14 persone, anch’esse divise in due gruppi, affette sia da deficit motori che cognitivi.
Dai risultati ottenuti si è notato un considerevole miglioramento clinico dell’attività motoria solo nel gruppo di pazienti che ha usufruito del vero apparecchio.
Prospettive future
È difficile vivere con la sclerosi multipla e non pensare al futuro.
Purtroppo l’autorizzazione all’uso del dispositivo è stata rilasciata solo in Canada e negli Stati Uniti. Tuttavia, dato il miglioramento che ha apportato nella qualità di vita dei pazienti, ci auspichiamo che ben presto possa essere utilizzato in ogni parte del mondo.
Fonti e approfondimenti
- MedScape.com – FDA OKs Neuromodulation Device to Improve Gait in MS (credits for the cover picture of the news on this page)
- Medimagazine.it – Sclerosi Multipla: nuovo dispositivo migliora l’andatura – MediMagazine
- AISM – Cosa è la sclerosi multipla | AISM | Associazione Italiana Sclerosi Multipla
- Helius Medial Technologies – Helius Medical Technologies – Il dispositivo PoNS
- BMC – Non-invasive neuromodulation to improve gait in chronic multiple sclerosis: a randomized double blind controlled pilot trial
