La stimolazione combinata magnetica ed elettrica a frequenza theta, rappresenta un metodo non invasivo per aumentare la plasticità cerebrale e migliorare la funzione motoria sia negli adulti sani sia nelle persone che hanno avuto un ictus. I risultati dello studio, coordinato dal Santa Lucia IRCCS di Roma, pubblicati sulla rivista Science Advances.
Il cervelletto è la parte del cervello che, tra le sue molte funzioni, è associata al controllo motorio e all’equilibrio. Uno studio pubblicato su Science Advances, ha scoperto che l’unione di due tecniche di neurostimolazione permette di incrementare la destrezza manuale sia in soggetti colpiti da ictus sia in soggetti sani, dimostrando che la stimolazione del cervelletto incrementa i benefici della neuroriabilitazione nel 70% dei pazienti, favorendo la neuroplasticità, ossia la capacità delle cellule cerebrali di riorganizzarsi e sostituire le aree colpite dalla lesione, e l’attivazione delle cellule nervose.
L’equipe di ricerca, che ha visto la collaborazione di ricercatori del Santa Lucia IRCCS di Roma, dell’IIT – Istituto Italiano di Tecnologia e dell’università di Ferrara, coordinati dal prof. Giacomo Koch, vice-direttore scientifico del Santa Lucia IRCCS, ha impiegato due tecniche: la tACS (stimolazione elettrica alternata), che usa correnti a bassissimo voltaggio a frequenze specifiche per sintonizzarsi sull’attività elettrica cerebrale, e la TMS (stimolazione magnetica transcranica), una tecnica non invasiva, indolore e reversibile già impiegata con successo per numerose patologie neurologiche.
Entrambe le tecniche sono state “sintonizzate” sul ritmo elettrico spontaneo e naturale del cervelletto, le onde theta (4-8Hz), che regola il modo in cui il cervelletto adatta e cambia nel tempo i suoi circuiti. Il cervelletto, infatti, apprende il movimento e registra compiti motori complessi affinandoli attraverso la pratica, ossia la ripetizione del movimento stesso. In questo modo siamo in grado di affrontare compiti quotidiani, come il cammino, ma anche compiti fini e complessi come il suonare uno strumento o fare un’attività sportiva.
“Quello che abbiamo osservato” spiega il prof. Giacomo Koch, neurologo, e coordinatore dello studio “ è che la stimolazione del cervelletto accordata alla frequenza theta mette in moto un circuito che dall’organo arriva fino all’area motoria, potenziando in maniera duratura l’eccitabilità e quindi la capacità di condurre il segnale motorio lungo tutto il percorso. Questo incremento è inoltre specifico della stimolazione dell’area del cervelletto perché le stesse tecniche di stimolazione applicate a livello periferico non hanno dato portato risultati apprezzabili”.
Il risultato è un beneficio concreto e misurabile: un aumento della destrezza manuale (test dei nove pioli) sia nei giovani sani sia, in modo clinicamente rilevante, nei pazienti con esiti di ictus, nei quali fino al 71% dei partecipanti ha mostrato un miglioramento superiore rispetto alla sola stimolazione simulata — a dimostrazione che questo canale di comunicazione tra cervelletto e area motoria resta capace di generare benefici concreti anche quando la corteccia.
“Il tema della neuroplasticità è fondamentale” prosegue Danny Adrian Spampinato, ricercatore del Santa Lucia IRCCS e primo autore dello studio “il punto di forza di questo studio è nella sua base razionale: siamo partiti osservando il dato statistico che, in caso di ictus, il cervelletto è spesso risparmiato anche in presenza di lesioni corticali estese, e mantiene connessioni funzionali con le aree motorie attraverso le vie cerebello-talamo-corticali. Questo lo rende un bersaglio terapeutico particolarmente interessante proprio nelle condizioni in cui la corteccia motoria è danneggiata o difficilmente raggiungibile con le tecniche di stimolazione convenzionali.
Questo aspetto apre, inoltre, ad altre possibili applicazioni, dichiara Giacomo Koch: “Pensando al cervelletto come ad un nodo relativamente preservato dalle lesioni e riccamente connesso, è possibile stimolarlo per favorire il recupero di altre condizioni in cui i circuiti cerebellari sono coinvolti, come le atassie cerebellari, la sclerosi multipla o altri disturbi del movimento. Si tratta però di ipotesi che dovranno essere verificate con studi dedicati: il lavoro attuale ha riguardato in modo specifico soggetti sani e pazienti con esiti di ictus.”
“Questo lavoro nasce dalla sinergia tra la ricerca clinica sulla stimolazione cerebrale e le competenze in neurofisiologia traslazionale del nostro centro”, commenta il Prof. Luciano Fadiga, del Centro per la Neurofisiologia Traslazionale del Linguaggio e della Comunicazione dell'IIT di Ferrara e dell'Università di Ferrara. “Il cervelletto è un sistema estremamente organizzato dal punto di vista temporale, e dimostrare che è possibile 'dialogare' con i suoi ritmi naturali per guidarne la plasticità apre una prospettiva metodologica che va oltre il singolo studio: un principio di stimolazione ritmo-specifica che può essere esteso ad altri circuiti e ad altre finalità terapeutiche.”
Gli autori sottolineano che lo studio è stato condotto su campioni relativamente contenuti e ha valutato gli effetti di una singola sessione di stimolazione.
I risultati dovranno quindi essere confermati attraverso studi più ampi, protocolli composti da più sessioni e popolazioni cliniche maggiormente eterogenee. Sarà inoltre importante verificare l’efficacia dell’approccio nella fase subacuta successiva all’ictus, un periodo nel quale i processi di plasticità cerebrale sono particolarmente attivi.
Il gruppo di ricerca intende ora approfondire il principio della stimolazione sintonizzata sul ritmo endogeno del circuito bersaglio, valutandone le possibili applicazioni in ulteriori fasi della riabilitazione post-ictus e in altre patologie nelle quali il cervelletto è coinvolto, tra cui le atassie e la sclerosi multipla.