BCI e FES per la terapia della mano nelle lesioni del midollo spinale

Le lesioni dei livelli superiori del midollo spinale, chiamate tetraplegia, provocano una paralisi completa o parziale di entrambe le gambe e delle braccia, rendendo la persona dipendente dai propri caregiver per le attività elementari della vita quotidiana (ADL) come bere e nutrirsi. Circa il 60% dei tetraplegici ha una lesione incompleta e può recuperare parzialmente il movimento e la sensibilità. Il successo di un recupero dipende in gran parte dalla terapia entro il primo anno dopo l'infortunio. La stimolazione elettrica funzionale (FES) è una terapia della mano relativamente nuova. Nella terapia FES gli elettrodi sono attaccati alla superficie degli avambracci del paziente e la corrente elettrica viene erogata attraverso di essi. Uno svantaggio dell'attuale terapia FES è che un terapista deve accendere e spegnere lo stimolatore perché i pazienti non possono usare nessuna delle mani. Nel nostro precedente studio pilota eseguito su due pazienti tetraplegici acuti abbiamo testato la fattibilità dell'utilizzo dell'interfaccia cervello-computer (BCI) per controllare la FES sulla volontà del paziente. Il BCI si basa sulla registrazione dell'attività cerebrale del paziente. BCI può rilevare l'intenzione del paziente di muovere la mano anche se non è in grado di muoverla fisicamente. Usando il BCI, i pazienti controllano la FES pensando di muovere la mano.

Una terapia BCI-FES fornirà un allenamento simultaneo dei percorsi neurali dal cervello al muscolo della mano (immaginazione/tentativo motorio) e dal muscolo al cervello (stimolazione elettrica dei muscoli). Questa forma di terapia potrebbe favorire un recupero più rapido e completo

In questo studio controllato miriamo a fornire una terapia BCI-FES a pazienti tetraplegici sia cronici che subacuti per un periodo di 20 sessioni e ad accedere all'esito funzionale e neurologico della terapia. Cinque pazienti cronici (più di un anno dopo la lesione) parteciperanno a uno studio cross-over poiché non ci aspettiamo che si riprenderanno spontaneamente senza BCI-FES. I pazienti subacuti riceveranno sia una terapia convenzionale che BCI-FES, quindi il recupero può essere causato da una di queste due terapie. Pertanto è necessario disporre di un trattamento e di un gruppo di controllo. Ogni gruppo avrà 10 pazienti, età e lesioni abbinate. Entrambi i gruppi riceveranno la stessa quantità di stimolazione elettrica, ma solo il gruppo di trattamento controllerà volontariamente lo stimolatore elettrico utilizzando BCI. Un gruppo di controllo riceverà stimolazione elettrica passiva degli stessi muscoli della mano ma senza utilizzare BCI.