La risonanza funzionale mappa il midollo spinale in 22 volontari

Nawal Kinany ha passato otto anni su una sfocatura. Il suo oggetto di studio non era la Luna, ma il midollo spinale umano e il segnale debole e rumoroso che la risonanza magnetica funzionale, o fMRI, ne rileva. L'immagine che ha contribuito a mettere a fuoco guida ora i trattamenti per la paralisi, e potrebbe presto fare lo stesso per l'ictus e il Parkinson.

La fMRI non vede i neuroni che si attivano. Segue il flusso di sangue ricco di ossigeno che accompagna la loro attività, con qualche secondo di ritardo, con un'immagine ogni due o tre secondi. Nel cervello basta per mostrare dove avviene l'attività e come si sposta. Nel midollo spinale, una struttura larga appena un centimetro, ogni battito cardiaco e ogni respiro aggiungono rumore che può sommergere del tutto il segnale. Dimitri Van De Ville, che dirige il Laboratorio di elaborazione delle immagini mediche dell'EPFL, ha costruito la sua carriera sulla matematica che estrae l'attività da quel rumore.

Il progetto è iniziato nel 2016, quando Kinany divideva il suo lavoro di dottorato tra due laboratori dell'EPFL al Campus Biotech di Ginevra. Il suo team registrava attività cerebrale, muscoli e movimenti di persone paralizzate dopo un ictus, e tra questi elementi sembrava mancare qualcosa. «Ci siamo resi conto che c'era una sorta di anello mancante tra tutto questo, ed era il midollo spinale», racconta. I colleghi non erano convinti. «Il midollo spinale è un tubo», le dicevano.

Il nuovo risultato proviene da una prepubblicazione, messa online prima della revisione tra pari, in cui il dottorando Ekansh Sareen ha lavorato con il team di Friedhelm Hummel. Hanno usato la stimolazione magnetica transcranica, o TMS, una bobina appoggiata sul cuoio capelluto che invia un breve impulso magnetico nella corteccia motoria, mentre riprendevano con immagini i midolli spinali di 22 volontari. Gli impulsi deboli illuminavano solo il lato sensoriale del midollo. Quelli più forti si diffondevano attraverso una zona intermedia fino ai motoneuroni che fanno muovere la mano. Sareen paragona il midollo a una ferrovia dell'informazione, in cui alcuni scambi modificano il flusso del traffico. Secondo il team, è la prima volta che qualcuno osserva sull'uomo che cosa fa un impulso inviato al cervello nel midollo spinale.

Per ora non si tratta ancora di una terapia. Ogni midollo spinale è cablato in modo leggermente diverso, quindi i nervi che servono un determinato muscolo possono congiungersi al midollo un segmento più in alto o più in basso da una persona all'altra. Questo conta per gli impianti: nel 2022, il centro di Losanna .NeuroRestore ha riferito che tre persone con paralisi completa erano tornate a stare in piedi e a camminare grazie a uno stimolatore posto sul midollo spinale. Il team sta ora portando il metodo di imaging al CHUV, l'ospedale universitario di Losanna, in vista di una sperimentazione sull'ictus. Per questa sperimentazione non è indicata alcuna data di avvio.

Per i pazienti colpiti da ictus, il vantaggio sarebbe poter adattare la riabilitazione e gli impianti al midollo spinale di ciascuno, invece che a uno medio. Per le persone con paralisi, significherebbe una mappa più precisa dei circuiti spinali che possono essere stimolati. I tempi restano aperti: lo studio è una prepubblicazione su 22 persone, e la sperimentazione sull'ictus non ha una data annunciata.