Amnesia, paralisi, difficoltà nel linguaggio: sono solo alcuni dei sintomi che possono insorgere dopo un ictus. Una condizione che rappresenta la terza causa di morte al mondo, con circa 12 milioni di persone colpite ogni anno, di cui 200mila solo in Italia. Di queste, 7 milioni perdono la vita mentre, tra  i sopravvissuti, il 75% si trova a convivere con una qualche forma di disabilità.

Ora uno studio guidato dall’IRCCS Santa Lucia di Roma, in collaborazione con l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e l’Università di Ferrara e pubblicato su Science Advances, accende i riflettori sul ruolo del cervelletto nel recupero motorio e cognitivo. Si tratta di una struttura del sistema nervoso centrale, spesso risparmiata dalle lesioni provocate dall’ictus e fondamentale per il controllo e la coordinazione dei movimenti. Negli ultimi anni il cervelletto sta emergendo come un importante modulatore della plasticità neuronale, ovvero la capacità del cervello di riorganizzare le proprie reti in risposta ad apprendimento, esperienza o danni.

Il team ha impiegato due tecniche di stimolazione cerebrale non invasiva – quella magnetica e quella elettrica a corrente alternata, che utilizza impulsi deboli per sintonizzarsi su specifiche frequenze del cervello e modularne l’attività – osservando un miglioramento della destrezza manuale sia nei giovani sani sia nei pazienti con esiti di ictus.

Ne abbiamo parlato con Giacomo Koch, coordinatore dello studio, vicedirettore scientifico del Santa Lucia e professore ordinario di Fisiologia all’Università degli Studi di Ferrara.

Professor Koch, oggi il recupero dopo un ictus si basa soprattutto sulla neuroriabilitazione. Quali sono i principali limiti dell’approccio convenzionale e dove si inseriscono le tecniche di neurostimolazione non invasiva?

«Dopo un ictus possono essere compromesse diverse funzioni cognitive e motorie. Oggi conosciamo molto meglio i deficit motori e disponiamo di elementi clinici e neurofisiologici che ci aiutano a prevedere quanto un paziente potrà recuperare. Siamo in grado di definire con maggiore precisione il profilo delle disfunzioni cognitive. È un aspetto importante perché deficit come la negligenza spaziale o i disturbi del linguaggio possono incidere negativamente anche sul recupero motorio.

La riabilitazione deve quindi avere una visione globale ed essere sempre più integrata, coinvolgendo fisioterapisti, logopedisti, terapisti occupazionali e gli altri professionisti necessari in base alle difficoltà del singolo paziente. Il percorso riabilitativo dovrebbe essere tarato anche sulla base delle caratteristiche del paziente e della sede della lesione, che possono determinare profili differenti».

Quale ruolo svolge, in questo processo, la plasticità cerebrale?

«È l’elemento neurofisiologico centrale del recupero. Dopo un ictus il cervello compie uno sforzo enorme per riorganizzarsi: anche un paziente che inizialmente non riesce a muovere una mano o un braccio, oppure non riesce a parlare, può presentare spontaneamente una quota importante di recupero, soprattutto nei primi tre mesi.

Ciò deriva dalla capacità innata del cervello di rimodellarsi e modificare le proprie connessioni e non riguarda solo la componente motoria. Può coinvolgere anche i domini cognitivi che hanno a che fare con il linguaggio e l’attenzione.

Riabilitazione e stimolazione cerebrale non invasiva possono favorire questo processo. Per esempio, dopo un ictus i meccanismi di competizione tra i due emisferi possono alterarsi e ostacolare il recupero, generando squilibri che la stimolazione cerebrale può contribuire a contrastare. Si può operare anche in maniera opposta, andando a inibire e ridurre l’attività dell’emisfero non danneggiato per favorire la riattivazione di quello danneggiato».

In che modo la neurostimolazione può favorire questa riorganizzazione e quali tecniche hanno già raggiunto un livello di evidenza sufficientemente solido da entrare nella pratica clinica?

«La stimolazione cerebrale non invasiva viene studiata in questo ambito da circa vent’anni. La stimolazione magnetica transcranica è la metodica più consolidata e sta progressivamente entrando nella pratica clinica riabilitativa.

Per il recupero motorio, inizialmente si è cercato soprattutto di aumentare l’attività delle regioni motorie dell’emisfero lesionato oppure di inibire quelle controlaterali. In seguito, si è compreso che può essere importante intervenire anche sulle aree premotorie del lobo frontale, quelle parietali che ci permettono di indirizzare il movimento nello spazio e altre regioni, come il cervelletto e i nuclei della base, cruciali per l’apprendimento di nuovi compiti».

Siete stati tra i pionieri, già con uno studio pubblicato nel 2008 su JAMA Neurology, nell’esplorare il ruolo del cervelletto come possibile bersaglio della neuromodulazione. Perché questa struttura può rappresentare un target interessante per favorire il recupero motorio dopo un ictus?

«A differenza degli emisferi, il cervelletto può rimanere preservato, pur svolgendo un ruolo fondamentale nella coordinazione del movimento, nell’apprendimento di nuovi movimenti e in alcune funzioni cognitive. Nello studio del 2008, associando per tre settimane la stimolazione magnetica del cervelletto alla riabilitazione, abbiamo ottenuto un miglioramento significativo del cammino e dell’equilibrio nei pazienti con ictus emisferico.

Partire dalla fase cronica e passare in seguito a quella subacuta è cruciale per comprendere bene l’effetto del protocollo perché le condizioni del paziente sono più stabili e gli effetti possono essere osservati in maniera più chiara».

Intervenire nella fase subacuta, mentre il cervello sta già mettendo in atto spontaneamente processi di riorganizzazione, comporta il rischio di interferire con questi meccanismi?

«È un aspetto che è stato studiato in modo approfondito e non è emerso alcun effetto negativo di questo tipo. Nei casi peggiori la stimolazione non funziona. È importante, però, anche il modo in cui viene associata alla riabilitazione. Abbiamo visto che la stimolazione magnetica tende a funzionare meglio come priming, ovvero se effettuata prima della fisioterapia».

Nel nuovo studio pubblicato su Science Advances avete fatto un passo ulteriore, combinando stimolazione magnetica ed elettrica a una frequenza specifica, la theta…

«Il principio è che comprendendo meglio le caratteristiche fisiologiche delle diverse regioni cerebrali, possiamo dialogare in maniera più efficace con i loro circuiti. Se utilizziamo la stimolazione magnetica per aumentare la plasticità e contemporaneamente applichiamo una corrente theta sul cervelletto, otteniamo un aumento della plasticità nel circuito che lo collega all’area motoria.

La stessa combinazione applicata all’area motoria non funziona allo stesso modo, anzi, può addirittura ridurre l’induzione della plasticità. Ogni regione ha caratteristiche fisiologiche proprie di cui bisogna tener conto».

Che cosa avete osservato sperimentalmente?

«Siamo partiti dalle persone sane, in cui la doppia stimolazione si associava a un miglioramento in un compito di precisione del movimento. In particolare, bisognava prendere dei piccoli pioli e inserirli in alcuni fori nel minor tempo possibile. Osservare un miglioramento significativo in persone giovani e sane, che hanno già una buona prestazione motoria, è stato incoraggiante. Abbiamo quindi trasferito l’approccio ai pazienti con ictus, in cui abbiamo altrettanto osservato un miglioramento della performance».

Un approccio di questo tipo, basato sulla fisiologia specifica dei diversi circuiti, potrebbe aprire la strada a protocolli di neurostimolazione sempre più personalizzati?

«È qualcosa che facciamo già nell’Alzheimer. Il problema è che nel cervelletto abbiamo una minore risoluzione spaziale; quindi, è più difficile individuare un punto specifico per ogni paziente. Dal punto di vista delle frequenze possiamo certamente immaginare una personalizzazione della stimolazione per intervenire in maniera sempre più mirata sui meccanismi implicati nel recupero.

Una prospettiva interessante è quella del closed loop: registrare attraverso l’EEG le oscillazioni cerebrali e stimolare il cervello in fase con le sue stesse oscillazioni».

Il principio che emerge dal vostro lavoro potrebbe essere esteso anche ad altre patologie?

«È il nostro obiettivo. Abbiamo già osservato indicazioni in condizioni come sclerosi multipla e Parkinson. Abbiamo avviato uno studio sull’atassia e a breve inizieremo un trial su persone che hanno avuto un trauma cranico, compresi pazienti post-comatosi».