Meccanismo di azione della stimolazione elettrica funzionale: studio delle mappe corticali mediante fMRI durante dorsiflessione della tibio-tarsica

INTRODUZIONE Il Foot-drop (FD) è una comune disabilità conseguente a lesioni del sistema nervoso centrale (SNC). La Stimolazione Elettrica Funzionale Periferica (FES) è utilizzata per correggere tale deficit; studi recenti dimostrano che tale effetto permane anche in assenza della stimolazione (carryover effect) [1]. Lo scopo di questo studio è verificare se esiste un’interazione a livello centrale tra l’impulso antidromico prodotto dalla FES e lo sforzo volontario nel compiere il movimento, tale da giustificare il carryover effect. Questa interazione in soggetti sani e in soggetti cronici post-ictus, prima e dopo trattamento riabilitativo per il recupero del FD, è stata analizzata mediante risonanza magnetica funzionale (fMRI). MATERIALI E METODI In una prima fase, a 16 soggetti sani (età media 36±14; 8/8 maschi/femmine) è stato richiesto di effettuare durante una sessione fMRI (1.5T) della durata complessiva di 10 minuti dei pacchetti di compiti (DF attiva (V) con e senza FES, DF passiva (P) con e senza FES) assegnati in modo randomizzato. Durante la stessa sessione il movimento di DF è stato acquisito mediante un sistema optoelettronico a 3 TVC [2]. 4 soggetti cronici (età media 40,2±16,6; 1/3 maschi/femmine) con esiti di lesione SNC sono stati sottoposti a 4 settimane di FES (5 giorni/settimana, 30 minuti). Prima del trattamento, al termine e dopo 1 mese, sono stati sottoposti allo stesso protocollo fMRI dei soggetti sani e ad una valutazione clinico strumentale (Medical Research Council, Modified Ashworth Scale, 6 minutes walking test, gait analysis, elettromiografia dinamica, valutazione del range articolare di tibio-tarsica). RISULTATI Nei soggetti sani, è stata rilevata attività cerebrale nella corteccia sensori-motoria controlaterale primaria (M1ed S1 arto inferiore) per le 4 condizioni. Utilizzando un contrasto che identifica l’interazione tra i due fattori ((FESV-V)-(FESP-P)), si è dimostrato che l’attività indotta dall’impulso anti-dromico causato dalla FES nelle aree M1-S1 aumenta, se accoppiata con lo sforzo volontario (Fig.1). Siamo ora interessati a valutare se la presenza di questo pattern di attivazione sia un prerequisito per un effetto carryover dopo un trattamento FES in pazienti post-ictus. CONCLUSIONI I risultati dello studio dimostrano che la FES accoppiata con lo sforzo volontario del soggetto può modulare l’attività cerebrale nella corteccia sensori-motoria primaria, effetto che potrebbe sottendere il meccanismo d’azione della FES. La presenza di questo pattern nel paziente post-ictus potrebbe predire un recupero positivo del controllo motorio. Si potrebbe quindi riuscire ad identificare i beneficiari del trattamento aprendo un’ipotesi per la facilitazione del recupero funzionale.