Una sedia a rotelle che si guida col pensiero.
Grazie a una neuroprotesi impiantata nel cervello, alcuni macachi sono riusciti a guidare in modalità wireless una sedia a rotelle motorizzata, spostandosi in una stanza e raggiungendo intenzionalmente della frutta: il risultato rappresenta un importante progresso per la realizzazione di dispositivi che possano rendere autonomi nei movimenti i soggetti paraplegici o tetraplegici. Una sedia a rotelle che si comanda col pensiero, grazie a un'interfaccia neuroprotesica wireless: a realizzarla è stato il team di Miguel Nicolelis, della Duke University a Durham, nel North Carolina e colleghi brasiliani e statunitensi, che ne riferiscono sulla rivista “Scientific Reports”. Il dispositivo, sperimentato con successo su alcuni macachi rhesus, rende sempre più vicina la realizzazione di protesi in grado di rendere autonomi nei movimenti i soggetti paraplegici o tetraplegici.Le neuroprotesi sono dispositivi che raccolgono l'attività cerebrale di un soggetto mediante elettrodi impiantati nel cranio e la traducono nel movimento di un arto meccanico. Negli ultimi anni, la ricerca in questo settore - di cui il gruppo di Nicolelis è uno dei principali protagonisti - ha fatto enormi progressi, ma si tratta della prima volta che si tenta di sfruttare questo tipo di interfacce neurali per muovere un corpo intero nello spazio: questa attività richiede infatti un salto di qualità nella decodifica dei segnali neurali associati alla percezione visuospaziale di un soggetto e alla sua intenzione di muoversi in una certa direzione.Un macaco rhesus alla guida della sedia a rotelle in una fase della sperimentazione (Cortesia Nicolelis et al.)Gli autori sono partiti dall'idea di collegare l'interfaccia neurale già sviluppata in passato a una sedia a rotelle, il principale ausilio agli spostamenti delle persone con danni spinali. La scelta è stata motivata anche dal risultato di ricerche secondo cui fino al 70 per cento dei soggetti paralizzati sarebbero disposti a ricevere un impianto neurale permanente se questo consentisse una maggior controllo dei dispositivi di deambulazione.Le sedie a rotelle, inoltre, nella loro forma più evoluta, sono dotate di un motore elettrico e possono essere guidate con la mano muovendo un joystick. L'obiettivo degli autori era quindi semplice, almeno in linea di principio: bypassare la mano e il joystick e collegare direttamente il cervello dell'utente con i circuiti elettrici del sistema di guida della sedia.In una prima fase, Nicolelis e colleghi hanno utilizzato alcuni esemplari di macachi rhesus dotati di un impianto permanente di elettrodi nella corteccia cerebrale e li hanno addestrati a guidare una normale sedia a rotelle motorizzata in un ambiente chiuso per raggiungere della frutta. Grazie agli elettrodi, sono riusciti a registrare e decodificare degli schemi di attivazione neurale in tutte le fasi dell'addestramento.Nella seconda fase dell'esperimento, hanno collegato la protesi neurale, opportunamente programmata secondo le istruzioni ricavate nella prima fase, direttamente e in modalità wireless al sistema di guida della sedia, costirngendo le scimmie a fare a meno del joystick.Col tempo, gli animali hanno imparato a gestire in modo soddisfacente la sedia a rotelle per raggiungere la frutta, anche partendo da una certa distanza, dimostrando la capacità dell'interfaccia neuroprotesica di integrare correttamente i segnali cerebrali relativi all'intenzione di raggiungere l'obiettivo, alla risposta gli input ambientali e al movimento dell'intero corpo nello spazio.Il risultato apre dunque interessanti prospettive per l'applicazione di interfacce neuroprotesiche al movimento dell'intero corpo, che in un futuro potranno essere utilizzate anche dagli esseri umani.
