22 maggio 2015

Fluida e precisa la neuroprotesi per tetraplegici

Grazie a elettrodi impiantati nel cervello un soggetto tetraplegico è riuscito a comandare un braccio robotico solo pensando all'obiettivo del movimento, come afferrare un bicchiere e portarlo alla bocca per bere. Lo ha dimostrato uno studio condotto negli Stati Uniti che ha superato alcuni inconvenienti nell'uso delle neuroprotesi realizzate finora(red)

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Erik G. Sorto è un uomo di 34 anni paralizzato dal collo in giù da quando ne aveva 21 a causa di un danno spinale prodotto da una ferita d'arma da fuoco. Ora Sorto è in grado di afferrare un bicchiere per bere grazie a un innovativo braccio robotico che comanda solo con il pensiero attraverso una serie di microelettrodi impiantati nel cervello. Descritto su "Science" in un articolo a prima firma di Tyson Aflalo, il risultato è frutto di una collaborazione tra il California Institute of Technology, University of Southern California e Rancho Los Amigos National Rehabilitation Center.

Negli ultimi anni la ricerca sulle neuroprotesi, dispositivi collegati direttamente al sistema nervoso di pazienti con deficit motori in grado di riprodurre il movimento degli arti, ha fatto enormi passi in avanti. La tecnica più usata prevede l'impianto di microelettrodi nell'area cerebrale che controlla il movimento, la corteccia motoria. Il movimento della protesi che ne deriva è però affetto da due inconvenienti: un tremore leggero e un certo ritardo rispetto all'intenzione del paziente.

Aflalo, del California Institute of Technology, e colleghi hanno usato un approccio diverso, collegando gli elettrodi di comando del braccio robotico a una regione cerebrale differente, la corteccia parietale posteriore. Quest'ultima è un'area deputata alle funzioni cognitive superiori e in particolare alla formulazione dell'intenzione di effettuare un movimento, come scoperto in passato grazie a studi su primati non umani. Poiché la corteccia parietale posteriore è all'inizio del cammino neurale che attraversa la corteccia
motoria e il midollo spinale fino agli arti, il nuovo dispositivo consente di annullare il ritardo dei prototipi convenzionali realizzati finora e di ottenere un movimento molto più fluido e simile a quello dell'arto naturale.

Fluida e precisa la neuroprotesi per tetraplegici
Erik G. Sorto dimostra le potenzialità della nuova neuroprotesi portando un bicchiere d'acqua alla bocca per bere (Credit: Spencer Kellis e Christian Klaes/Caltech)
"La regione cerebrale scelta per l'impianto degli elettrodi è strettamente collegata alla pianificazione del movimento, cioè a quello che il soggetto intende realmente fare più che ai dettagli del movimento stesso", ha spiegato Richard A. Andersen, sempre del California Institute of Technology, che ha coordinato la ricerca. "In effetti, nessuno di noi, quando muove un braccio, pensa a quali muscoli deve attivare e ai dettagli del movimento, ma pensa invece allo scopo del movimento: il nostro studio ha avuto successo proprio perché abbiamo trovato come codificare queste intenzioni motorie, chiedendo al soggetto semplicemente d'immaginare il movimento complessivo, senza doverlo frammentare in una miriade di movimenti elementari".

Una volta impiantati gli elettrodi con un intervento chirurgico nel 2013, Sorto ha iniziato un lungo programma di addestramento che l'ha portato prima a controllare il cursore di un computer e infine il braccio robotico.