Paralizzato versa bicchiere acqua grazie a chip nel cervello

Paralizzato versa bicchiere acqua grazie a chip nel cervello

ROMA – Versare acqua in un bicchiere. Un gesto che può sembrare semplice da fare, ma non se a farlo è un ragazzo di 24 anni che non può muovere le braccia e le gambe dal 2010. Il giovane paralizzato è riuscito a compiere l’azione con i suoi arti grazie alla sperimentazione della Ohio State Univerity, i cui risultati sono riusciti a pubblicare su Nature,

Valeria Pini su Repubblica scrive che il giovane tetraplegico è riuscito a muovere la mano, le dita e il polso fino ad afferrare una bottiglia e versare l’acqua che conteneva nel bicchiere. I ricercatori guidati da Ali Rezai, della Ohio State University, Chad Bouton, dell’Istituto Feinstein per la ricerca medica, e Nick Annetta, del Battelle Memorial Institute, hanno impiantato un bypass neurale nella testa del giovane:

“Il giovane è immobilizzato da anni a causa di una lesione del midollo spinale superiore. Il ritorno al movimento è stato ottenuto utilizzando i segnali registrati dalla sua corteccia motoria. Con un ‘bypass neurale’, fatto di un chip impiantato in testa e di un sistema hi-tech in grado di connettere il cervello ai muscoli, gli scienziati sono riusciti ad aggirare la lesione che aveva spezzato questo legame e a ripristinare il controllo degli arti.Usa, tetraplegico riacquista uso di una mano: prima assoluta

Il primo esperimento. Già nel giugno 2014 lo stesso gruppo di studiosi aveva parlato della rivincita del giovane Ian Burkhart e dei suoi primi movimenti dopo anni di immobilità assoluta. Ian era rimasto paralizzato nel 2010: tuffandosi in mare, aveva battuto la testa su un banco di sabbia nascosto dalle onde. A distanza di 4 anni dall’incidente, il ragazzo era tornato a muovere la mano. Ora, passati altri due anni, il chip lo ha aiutato a fare qualche cosa di più complicato e di insperato: afferrare una bottiglia, stringerla abbastanza da poterla maneggiare per versarne il contenuto. Ma anche altri gesti complessi come strisciare una carta di credito e usare la tastiera di un computer.

Un chip nel cervello. Il team di scienziati statunitensi ha impiantato un chip nel cervello del paziente; il microelettrodo è stato collocato nella corteccia motoria. Gli esperti hanno usato algoritmi di apprendimento automatico per decodificare l’attività neuronale e controllare l’attivazione dei muscoli dell’avambraccio attraverso un sistema di stimolazione elettrica neuromuscolare. In pratica, spiega Silvestro Micera che insegna Neuroingegneria alla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, il sistema “ripristina in modo artificiale il collegamento tra i segnali che il cervello invia agli arti per farli muovere, che è interrotto nelle persone paralizzate a causa di lesioni spinali”.

Per Micera, il risultato è molto interessante e potrebbe rendere più veloce il trasferimento di questo tipo di tecnologia sui pazienti. Il sistema si chiama NeuroLife, ed è un ‘bypass nervoso elettronico’ che registra i segnali della corteccia grazie al chip, li elabora e li trasforma nei movimenti desiderati grazie a un sistema basato sull’intelligenza artificiale, e permette di muovere la mano paralizzata attraverso gli elettrodi posti sull’avambraccio.

La tecnica. Nel 2014 Burkhart è stato il primo paziente tetraplegico al mondo a far registrare progressi grazie all’utilizzo di questa tecnica. La paralisi implica l’interruzione dei percorsi lungo i quali corrono le ‘direttive’ che il cervello invia ai muscoli. Nel tempo sono stati sviluppati sistemi che traducono l’attività neurale in segnali di controllo destinati a dispositivi di assistenza, come braccia robotiche, e sono stati anche applicati per guidare l’attivazione dei muscoli paralizzati nelle scimmie. Finora però nessun approccio del genere aveva dimostrato di funzionare, ripristinando in tempo reale il movimento nell’uomo. Nel nuovo studio si è dimostrata questa possibilità. “Negli ultimi dieci anni – spiega Bouton, uno degli autori della sperimentazione – abbiamo imparato a decifrare i segnali del cervello dei pazienti che sono completamente paralizzati e ora, per la prima volta, questi segnali sono stati trasformati in movimenti”.

Gli esercizi. Dopo l’impianto, il giovane ha affrontato 3 sedute a settimana per 15 mesi per poter usare il sistema elettronico di bypass neurale che gli ha permesso di muovere un singolo dito e di compiere 6 diversi movimenti del polso e della mano. Soprattutto, spiegano gli scienziati, il paziente è stato in grado di completare gesti funzionali alla vita quotidiana, come appunto afferrare una bottiglia, versarne il contenuto in un barattolo e utilizzare un bastoncino per mescolare.

Necessari ulteriori test. E’ ancora presto per poter dire che il metodo potrà funzionare altre volte. Anche se ulteriori miglioramenti di queste tecnologie sono necessari per far sì che i risultati ottenuti siano più ampiamente applicabili, gli autori si dicono comunque convinti che questo lavoro farà avanzare la tecnologia delle ‘neuroprotesi’ dedicate a persone che convivono con gli effetti di una paralisi”.