Una prima mondiale! L'algoritmo AI potenzia il trattamento medico, il paziente paraplegico si rialza di nuovo

La lesione del midollo spinale è definita il "Monte Everest della medicina mondiale". Dietro ogni fibra nervosa danneggiata si nasconde la speranza di milioni di famiglie. Quando il midollo spinale, "l'autostrada informatica" che collega il cervello e il corpo, subisce un incidente o una malattia, i pazienti paraplegici non solo perdono la capacità di muoversi, ma rischiano anche di andare incontro a diverse complicazioni, come infezioni del tratto urinario, atrofia muscolare e piaghe da decubito. I trattamenti tradizionali, come la riabilitazione fisica e i farmaci per la riparazione dei nervi, spesso riescono solo a ritardare la progressione della malattia, ma rendono difficile ottenere una ricostruzione funzionale.

Tuttavia, all'inizio del 2025, una tecnologia rivoluzionaria sviluppata dal team di Jia Fumin presso l'Università di Fudan ha riscritto completamente la storia della medicina in questo campo. Il primo paziente completamente paraplegico al mondo è stato in grado di stare in piedi e camminare di nuovo grazie alla tecnologia di interfaccia cervello-spinale minimamente invasiva, segnando un passo avanti storico per l'umanità nel campo delle neuroscienze.

Rivoluzione tecnologica: un “ponte digitale” per decodificare i segnali neurali

Il fulcro di questa tecnologia, chiamata "interfaccia cervello-spinale", consiste nel creare un "bypass neurale" attraverso l'area interessata dalla lesione del midollo spinale . Attraverso un intervento chirurgico minimamente invasivo, il team di ricerca ha impiantato con precisione elettrodi flessibili con un diametro di appena 1 mm nella corteccia motoria del paziente e nella zona epidurale del midollo spinale. Quando il paziente intende camminare, gli elettrodi catturano in tempo reale i segnali elettrici emessi dal cervello, che vengono decodificati da un algoritmo di intelligenza artificiale leggero e convertiti in comandi di stimolazione elettrica, bypassando il midollo spinale danneggiato e attivando direttamente i motoneuroni degli arti inferiori. Questo processo richiede solo 50 millisecondi dall'acquisizione del segnale all'esecuzione dell'azione, un lasso di tempo pressoché sincronizzato con la velocità di conduzione nervosa di un corpo umano sano.

L'operazione in sé dura solo 2 ore e gli impianti degli elettrodi nel cervello e nel midollo spinale vengono eseguiti simultaneamente tramite una tecnica stereotassica monouso, riducendo al minimo il rischio di traumi. Il primo paziente, il signor Lin, ha mostrato una reazione di flessione della gamba destra il primo giorno dopo l'operazione, ha acquisito una falcata e una deambulazione autonome il decimo giorno ed è stato in grado di muoversi in modo indipendente con l'aiuto di un deambulatore il 49° giorno. Ciò che è ancora più emozionante è che il secondo paziente, il signor Zhao, ha sofferto di una grave atrofia dei muscoli degli arti inferiori a causa di una paralisi di lunga durata, ma è stato in grado di camminare con assistenza due settimane dopo l'operazione; il terzo paziente, il signor Wen, è riuscito ad attivare con successo il movimento degli arti inferiori il giorno successivo, nonostante l'impianto di chiodi d'acciaio nella colonna vertebrale avesse aumentato la difficoltà dell'operazione. Questi risultati non solo confermano l'affidabilità della tecnologia, ma ne rivelano anche l'ampia applicabilità a pazienti con diversi gradi di lesioni.

Dal laboratorio alla vita: riscrivere il “destino” dei pazienti

Per la comunità interessata da lesioni del midollo spinale, l'importanza di questa tecnologia va ben oltre il ripristino delle funzioni fisiologiche. Dopo l'operazione, il signor Lin, il primo paziente, ha ammesso: "Finalmente ho sentito di nuovo di camminare". Dietro questa frase c'è il ritorno della dignità e la riorganizzazione dei ruoli sociali. I dati hanno mostrato che i punteggi della qualità della vita dei pazienti sottoposti a trattamento sono aumentati del 47% nella dimensione della salute mentale e del 62% nella dimensione della funzione sociale. Da una prospettiva medico-economica, il costo annuale del trattamento con gli stimolatori tradizionali del midollo spinale può arrivare fino a 200.000 yuan, mentre si prevede che il sistema di interfaccia cervello-spinale prodotto a livello nazionale ridurrà il costo a meno di 50.000 yuan. Una volta che diventerà popolare, potrà far risparmiare al mio Paese più di 500 miliardi di yuan all'anno in spese mediche.

Le innovazioni tecnologiche portano con sé anche effetti a catena inaspettati. Ad esempio, il recupero del movimento dell'articolazione della caviglia da parte del paziente dopo l'intervento chirurgico ha verificato la ricostruzione del percorso neurale e il sistema di feedback biomeccanico in tempo reale ha addirittura promosso la rigenerazione assonale nella zona lesa, e alcuni pazienti hanno mostrato segni di recupero tattile. Ciò pone le basi per future esplorazioni del ripristino di funzioni motorie più complesse, come i movimenti fini della mano.

Progetto per il futuro: un piano decennale per le neuroscienze

Il team di Jia Fumin ha dimostrato un chiaro piano strategico nel campo della neuromodulazione e si impegna a promuovere gradualmente la trasformazione clinica della tecnologia dell'interfaccia cervello-spinale. Per i pazienti gravemente malati, il team sta sviluppando un sistema di interfaccia cervello-spinale impiantabile per ottenere la ricostruzione dei segnali neurali e il recupero funzionale attraverso un intervento chirurgico minimamente invasivo. Per i pazienti affetti da patologie lievi, il team sta contemporaneamente sviluppando dispositivi indossabili non impiantabili per aiutarli a recuperare le loro capacità motorie in modo più pratico. Si prevede che nei prossimi 5-10 anni questa tecnologia verrà gradualmente diffusa su larga scala e porterà benefici a un numero maggiore di pazienti con lesioni del midollo spinale. L'obiettivo a lungo termine del team è promuovere l'applicazione globale della tecnologia attraverso la creazione di un sistema di proprietà intellettuale completamente indipendente e, in ultima analisi, dare speranza di nuova vita ai 20 milioni di pazienti con lesioni al midollo spinale in tutto il mondo.

Tuttavia, i progressi tecnologici comportano anche sfide etiche. Quando la neuromodulazione passa dal trattamento al miglioramento funzionale, come definiamo il confine tra “riparazione” e “trasformazione”? L'Unione Europea ha varato una legge per il "Neural Rights Act" e anche il Ministero della Scienza e della Tecnologia del mio Paese ha emanato le "Linee guida etiche per la ricerca sull'interfaccia cervello-computer", sottolineando il principio di "trattamento prima di tutto, maggiore prudenza". Ciò ci ricorda che quando si sale al vertice della tecnologia, dobbiamo allacciare la "corda di sicurezza" etica.

Questa svolta non è solo una sinfonia di medicina e ingegneria, ma anche un microcosmo del progresso tecnologico della Cina, dal recupero alla leadership. In qualità di centro medico nazionale, l'ospedale Zhongshan affiliato all'Università di Fudan si è affidato a un team multidisciplinare per padroneggiare tecnologie chiave come l'imaging di ricostruzione neurale preoperatoria e l'impianto mininvasivo, dimostrando la potenza del modello collaborativo della "grande scienza". Come ha affermato il professor Jia Fumin: "Ciò che ripariamo non sono solo i percorsi neurali, ma anche il coraggio degli esseri umani di superare i limiti della vita". Quando l'immagine del signor Lin che muoveva il primo passo ha fatto il giro del mondo, è diventata un faro che ha illuminato il cammino di 20 milioni di pazienti paralizzati in tutto il mondo per riprendere in mano la propria vita. In futuro, con la diffusione e l'iterazione della tecnologia, le cose più "impossibili" saranno ridefinite: questa potrebbe essere la missione più toccante della medicina: riaccendere la speranza nei disperati e restituire la libertà alle vite imprigionate.

Fonte di riferimento delle informazioni: Ospedale Zhongshan affiliato all'Università Fudan, CCTV News