Un uomo di 53 anni, tetraplegico in seguito ad un incidente, è stato sottoposto ad impianto di elettrodi cerebrali nell’area motoria e di sensori stimolanti i muscoli in diverse aree di braccio e avambraccio. Il sistema, collegato attraverso un computer esterno dotato di uno speciale algoritmo, ha consentito all’uomo di ‘pensare’ il movimento e di agirlo; prima con un training di realtà virtuale, poi realmente, permettendogli di mangiare e bere da solo
Un uomo tetraplegico è tornato a mangiare e bere da solo grazie ad una innovativa neuroprotesi che ricollega il suo cervello ai suoi muscoli. Questo è reso possibile da uno strumento che decodifica i segnali nervosi per poi trasmetterli a speciali sensori posizionati sul braccio.
Grazie a questa protesi intelligente, un uomo tetraplegico, si legge in un articolo pubblicato su Lancet, quest’uomo è riuscito a recuperare i movimenti del braccio e della mano, tanto da consentirgli di mangiare e di bere da solo.
Sebbene ancora in fase preliminare (la neuroprotesi è stata testata per ora solo su un individuo), questo studio rappresenta un eccezionale passo in avanti in questo campo. Le ricerche si sono concentrate finora sul come riparare il danno nervoso nei soggetti paralizzati per una lesione spinale; questa tecnologia, utilizzata per ora solo in fase sperimentale negli USA, tenta invece di by-passare il problema, fornendo un collegamento cervello-muscoli attraverso questo device.
“Siamo ancora in uno stadio preliminare – ha commentato Bolu Ajiboye, Case Western Reserve University, USA – ma riteniamo che questa neuro-protesi possa offrire ai soggetti paralizzati la possibilità di riacquisire la funzionalità delle braccia e delle mani, consentendo loro in questo modo di svolgere le normali funzioni della vita quotidiana. Finora siamo riusciti ad aiutare un uomo tetraplegico a raggiungere e afferrare un oggetto, attività che gli consentono di mangiare e di bere da solo. Riteniamo tuttavia che affinando questa tecnologia si possa arrivare a consentire un controllo dei movimenti più fine ed accurato che consentirebbe di svolgere un range di azioni molto più vasto, trasformando in questo modo la vita di queste persone”.
L’uomo che ha sperimentato per primo al mondo questa neuroprotesi ha 53 anni ed è tetraplegico da 8 anni. L’impianto della neuroprotesi comporta un intervento chirurgico per impiantare dei sensori a livello cerebrale, in corrispondenza dell’area motoria responsabile del movimento delle mani; è stata creata quindi un’interfaccia cervello-computer che ha ‘imparato’ a quali movimenti corrispondevano i segnali che il suo cervello inviava. Per completare questo primo stadio ci sono voluti 4 mesi e per l’addestramento del paziente è stato utilizzato un braccio di realtà virtuale.
Successivamente il paziente è stato sottoposto all’impianto di 36 elettrodi per stimolare i muscoli del braccio e dell’avambraccio, che sono stati accesi 17 giorni dopo la procedura. I ricercatori americani sono dunque passati a stimolare questi muscoli 8 ore a settimana per un totale di 18 settimane, al fine di migliorare forza e tono muscolare e di ridurre l’affaticamento muscolare.
Per ultimo è stata collegata l’interfaccia cervello-computer agli elettrodi stimolatori del braccio utilizzando un algoritmo matematico in grado di tradurre i segnali cerebrali in comandi per gli elettrodi sul braccio. Gli elettrodi così stimolati hanno prodotto delle contrazioni muscolari e il paziente grazie a questo ha potuto completare intuitivamente i movimenti che pensava di compiere.
“Riesco a muovere il braccio – ha affermato il paziente – senza dovermi concentrare troppo intensamente, Mi basta pensare ‘vai’ e quello si muove”.
A distanza di 12 mesi dall’impianto della neuro protesi, al paziente è stato chiesto di tentare di compiere dei gesti di routine quotidiana, quali bere una tazza di caffè e mangiare da solo. Prima ha osservato il suo braccio compiere queste azioni sotto controllo del computer; quindi è stato il suo turno di pensare di compiere lo stesso movimento, di modo che il sistema potesse riconoscere i segnali cerebrali corrispondenti. I due sistemi, uomo e computer, sono stati quindi collegati e il paziente è riuscito a bere una tazza di caffè da solo e a mangiare con una posata. 11 tentativi su 12 sono andati a buon fine e gli ci sono voluti ogni volta 20-40 secondi per completare l’operazione.
“Il nostro sistema – afferma Ajiboye – si basa su questa tecnologia ad elettrodi stimolanti , già disponibile e continuerà a perfezionarsi con lo sviluppo di nuove interfacce cervello-computer wireless e completamente impiantate. Questo porterà a migliorare le performance della neuro-protesi facendo guadagnare in velocità, precisione e controllo”.
“Si tratta di uno studio importantissimo – sottolinea in un editoriale pubblicato sullo stesso numero Steve Perlmutter, University of Washington, USA – è infatti il primo report di una persona che riesce ad eseguire dei movimenti funzionali, coinvolgenti diverse articolazioni di un arto paralizzato, grazie ad una neuro-protesi motoria. Certo, i movimenti sono ancora rozzi e rallentati e richiedono un continuo feedback visivo; è stato inoltre necessario dotare il paziente di un device motorizzato per assistere i movimenti della spalla. Ciò significa che questo studio rappresenta una prova di principio di cosa sia possibile fare, piuttosto che un significativo passo avanti nel campo delle neuro-protesi. Ma è comunque una dimostrazione molto interessate che rende più luminosa la speranza che in futuro una neuroprotesi possa vincere la paralisi”.
