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Scienza. Tetraplegico torna a muovere il braccio grazie a chip nel cervello: nuovo passo per l’integrazione uomo-macchina

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Buckahrt si allena ad usare il software

E’ di qualche settimana fa la notizia che, per la prima volta, un uomo tetraplegico di 24 anni ha ripreso a muovere parzialmente il braccio e la mano destra grazie ad una nuova tecnologia che permette, tramite un sensore impiantato nella corteccia cerebrale, di inviare dei segnali dal suo cervello ai muscoli, tramite un computer, bypassando completamente il midollo spinale danneggiato. L’uomo, Ian Burkhart, ebbe un grave incidente durante una sessione di surf quando aveva appena 19 anni, nel quale riportò la frattura del collo ed una grave lesione del midollo spinale; come conseguenza dell’incidente, Burkhart ha perso l’uso propri arti, una condizione che ad oggi riguarda milioni di persone nel mondo, spesso vittime di incidenti stradali o sul lavoro, ed è purtroppo incurabile. Circa 2 anni fa, Burkhart è stato reclutato dal team di ricerca guidato da Chad Bouton del Feinstein Institute for Medical Research di Manhasset (New York) per questo esperimento avveniristico. Durante la prima fase della sperimentazione, furono mostrate a Burkhart dei brevi video che mostravano una mano effettuare dei semplici movimenti. Fu chiesto al ragazzo di immaginare intensamente quei movimenti, anche se non era in grado di effettuarli e con l’ausilio della risonanza magnetica funzionale (fMRI) è stata segnata una mappatura delle aree cerebrali che si attivavano quando Burkhart pensava di effettuare questi movimenti. A questo punto c’è stato il passaggio più delicato dell’intera sperimentazione. Infatti, un chip dotato di una serie di sensori capaci di rilevare i segnali elettrici cerebrali e le microaree che, attivandosi, li emettevano (un dispositivo di questo tipo è detto multielectrodes array) gli è stato impiantato nella corteccia motoria, ossia l’area cerebrale che sovraintende ai movimenti volontari. Questo chip a sua volta è stato collegato ad una porta per la trasmissione dati, una sorta di porta USB ancorata alla sua calotta cranica, in grado di inviare ad un software gli impulsi rilevati nella corteccia cerebrale. Il software a sua volta interpreta i segnali e li invia ad un manicotto fissato sul braccio destro del ragazzo equipaggiato da elettrodi capaci di stimolare e di far muovere i muscoli del braccio e della mano. In due anni di lavoro, grazie a questo sistema, adesso Burkhart è in grado di effettuare alcuni movimenti, come prendere un bicchiere, infilare una tessera in un lettore, recuperare oggetti di piccole dimensioni e perfino giocare al famoso videogioco Guitar Hero!

Buckhart gioca a Guitar Hero grazie al software

Buckhart gioca a Guitar Hero grazie al software

Per la prima volta nella storia dell’umanità, un uomo che ha perso l’uso di un arto a causa di una lesione midollare, può tornare a muoverlo, e questo grazie ad un sofisticato sistema che riesce a far interfacciare il nostro sistema nervoso con un software appositamente progettato. In precedenza, una sorta di “bypass neurale” come questo era stato realizzato nelle scimmie, e i segnali cerebrali decodificati negli uomini erano stati usati per animare braccia protesiche robotiche, ma questa è la prima volta che una persona paralitica riesce a rianimare una parte del proprio stesso corpo. I risultati della ricerca sono stati pubblicati dalla prestigiosa rivista scientifica Nature. Nonostante la straordinarietà di questo traguardo, ciò non significa che la scienza è vicina al traguardo di restituire la padronanza del proprio corpo alle persone che ne hanno perso l’uso. Infatti, bisogna sottolineare che lo studio in questione ha ancora molti limiti. Per prima cosa, il sistema non è in grado di restituire la sensibilità perduta. Infatti, anche se Buckhart può effettuare alcuni movimenti con l’arto destro, egli non è comunque in grado di avere sensazioni tattili, pressorie, termiche, dolorifiche e propriocettive (la “propriocezione” è la capacità innata del nostro cervello di sapere in ogni momento la posizione nello spazio di ogni parte anatomica). Inoltre, Ian può usare il sistema solo nel laboratorio, in quanto il software che si interfaccia fra suo il cervello e il braccio richiede ogni volta circa due ore di calibrazione da parte di uno scienziato esperto. Comunque, nonostante siamo lontani da soluzioni accettabili che possano essere usate clinicamente, siamo certi che questo studio rappresenterà una pietra miliare nel campo ed il punto di partenza per sperimentazioni future, che permetteranno di rendere magari questo approccio più funzionale e quindi ribaltare completamente le prospettive e la qualità della vita nelle persone vittime di danni midollari. Lo stesso Buckhart è consapevole dei limiti di questo sistema, ma nonostante questo il ragazzo è entusiasta di aver partecipato a questo studio, come infatti dice egli stesso: “Vorrei davvero poter portare il sistema a casa con me. Non potere camminare non mi importa molto perché si possono già fare molte cose su una sedia a rotelle, ma se potessi usare le mie mani sarei molto più indipendente rispetto a quanto sono adesso. Ma anche se non sarà mai qualcosa che posso portarmi a casa, sono felice di poter prendere parte a questa ricerca. Mi sono divertito un sacco. E so anche di avere fatto qualcosa per aiutare altre persone.”.

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