Un tesoro sotto i nostri piedi

di Giuliano Taccola

Come quei pupazzetti meccanici che, in occasione di fiere e sagre estive, continuano a descrivere infinite traiettorie circolari sui banchi dei venditori ambulanti, una volta che vengono caricati a molla azionando la manovella posta sul retro, anche la locomozione degli esseri viventi mostra simili caratteristiche di automaticità. Quando infatti azioniamo l’interruttore di un dispositivo chiamato CPG locomotorio (dall’acronimo anglosassone di Central Pattern Generator, Generatore centrale di un comportamento ritmico) sito nella porzione lombare del nostro midollo spinale, gli arti inferiori si muovono come risultato dell’attivazione alternata dei muscoli della gamba destra e sinistra e della contrazione alternata dei muscoli flessori ed estensori nello stesso arto.
L’accensione o lo spegnimento del Generatore hanno origine da un comando volontario che giunge dal nostro cervello attraverso una breve catena di contatti nervosi discendenti fino al midollo spinale.
Il ‘dispositivo’ CPG è costituito da un gruppo di neuroni tra loro collegati secondo un preciso schema di funzionamento, preordinato dalla nascita, che permette di generare un segnale ritmico, alternativamente inviato a gruppi di motoneuroni e da qui consegnato ai muscoli degli arti inferiori.
Fortunatamente il dispositivo regalatoci da madre natura è infinitamente più sofisticato di quelli ad oggi riprodotti dalla tecnica, tanto che, a differenza dei pupazzetti delle fiere che crollano a terra non appena incrociano un ostacolo, la locomozione umana è in grado di proseguire indisturbata, tramite opportuni e simultanei aggiustamenti, malgrado gli impedimenti posti sul percorso, le irregolarità del terreno e gli inevitabili sbilanciamenti del corpo successivi al compimento di azioni più complesse durante il cammino.
Buona parte delle informazioni che controllano e correggono la locomozione giungono da gruppi di cellule nervose posizionate al di sopra del midollo spinale.
Uno di questi gruppi di cellule è in grado di riconoscere la posizione del nostro corpo rispetto all’ambiente in cui ci troviamo mentre altre cellule analizzano i dati provenienti dall’osservazione del percorso davanti a noi.

Un importante ruolo, nel modulare il cammino, è ricoperto poi dalle vie nervose che giungono al midollo spinale dal cervelletto.
Queste veicolano i dati necessari ad attivare rapidissimi ed involontari meccanismi di compenso per riguadagnare l’equilibrio e mantenere la coordinazione dei movimenti degli arti anche quando il baricentro viene continuamente spostato in avanti durante il passo.
Un fondamentale contributo giunge poi direttamente al CPG dalla periferia da un variegato gruppo di cellule, i recettori, ciascuno dei quali registra, dalle nostre gambe, durante il passo, informazioni come lo strofinamento della cute degli arti, lo stiramento dei muscoli e il movimento delle articolazioni.
Tra i diversi tipi di recettori periferici ve ne è un tipo particolarmente importante perchè sembrerebbe avere un rapporto privilegiato con i neuroni spinali del CPG (potrebbe rappresentare un interruttore di emergenza nel caso in cui il primo sia inutilizzabile? Fino ad oggi questa è solo un ipotesi).
Si tratta dei recettori disseminati su tutta la superficie delle piante dei piedi che misurano la quantità di peso del corpo che viene spostata sulla zona dove risiedono.
L’apporto dei recettori, che misurano la distribuzione del peso del corpo nel modulare l’attivazione ritmica degli arti durante la locomozione, è stato analizzato in un recente lavoro scientifico del gruppo del Prof.Dietz (Bachmann et al., Exp Brain Res 2008).

LokoLift


In questo lavoro viene misurata l’attività elettrica di alcuni muscoli degli arti inferiori mentre i soggetti sani, che hanno deciso di sottoporsi allo studio, camminano sopra un tapis roulant sorretti da una speciale imbracatura e indossano uno speciale bustino.
Un sistema di cavi collega il bustino ad una serie di contrappesi in grado di “alleggerire” il peso del soggetto mentre una speciale apparecchiatura collegata ad un PC (LokoLift) fa variare rapidamente e inaspettatamente l`intensità del carico.
Quindi l’effetto del LokoLift è quello di creare continue variazioni di forza sul piano verticale durante il cammino, alleggerendo ora e rilasciando poi il peso del soggetto.
Si è potuto così valutare come, durante il cammino, l’attività elettrica, e quindi la contrazione di alcuni muscoli degli arti inferiori, aumenta nel momento in cui i contrappesi vengono rilasciati ed una maggior quantità di peso grava sulle piante dei piedi.

Questo lavoro dimostra che i recettori che misurano la distribuzione del peso del corpo a terra rappresentano un bersaglio privilegiato per far giungere stimoli dalla periferia al CPG, soprattutto quando questo ha perso i numerosi sistemi di controllo dai centri sopraspinali come in seguito ad un’interruzione del midollo spinale.

Come concludono gli autori dell’articolo scientifico, la variazione del carico durante il cammino su tapis roulant può aumentare l’efficacia della neuroriabilitazione in soggetti che hanno subito una mielolesione, andando a sfruttare quel preziosissimo insieme di informazioni che giungono al midollo spinale da sotto i nostri piedi.

giugno 2008

Lascia un Commento