Collegare sensori tattili ai nervi residui della coscia migliora la mobilità di chi ha perso una gamba e sembra addirittura ridurre il dolore della sindrome dell’arto fantasma
Una protesi bionica, dotata di sensori tattili, promette di dare alle persone amputate una migliore mobilità, diminuendo lo sforzo fisico e mentale dell’utilizzo di una protesi. E – non da ultimo – la stimolazione degli elettrodi collegati ai nervi residui della coscia potrebbe anche diminuire i dolori causati dalla sindrome dell’arto fantasma. Lo affermano i ricercatori di una collaborazione internazionale guidata dall’Università di Zurigo in uno studio pubblicato su Nature Medicine. I risultati della sperimentazione, che per il momento ha coinvolto solo due volontari, sono preliminari ma decisamente incoraggianti. E nel progetto c’è anche un po’ di Italia.
Sentirsi le gambe
Quante informazioni il nostro cervello elabora in continuazione per consentirci di camminare? La posizione degli arti nello spazio, la consistenza del terreno, un avvallamento o un ostacolo… Nemmeno ce ne accorgiamo perché tutto è inconscio e automatico. Ma se per un caso della vita ci ritrovassimo senza una gamba, camminare non ci sembrerebbe più così facile: le protesi attuali non restituiscono sensazioni e utilizzarle richiede uno sforzo fisico e mentale non indifferente.
Così i ricercatori di una collaborazione internazionale – da Zurigo a Belgrado a Friburgo, passando per la Sant’Anna di Pisa e la startup di Losanna SensArs – hanno pensato di prendere una delle protesi oggi in commercio e di modificarla dotandola di sensori tattili (sulla pianta del piede e a livello delle articolazioni), da collegare ai nervi residui della coscia di persone amputate sopra il ginocchio. Insomma, hanno creato un’interfaccia macchina-cervello e l’hanno testata su due volontari per verificare se davvero desse i vantaggi sperati, ossia migliorare la mobilità delle persone.
In tre mesi di sperimentazione i ricercatori hanno sviluppato gli algoritmi per convertire i segnali artificiali dei sensori in impulsi elettrici, cioè il linguaggio del sistema nervoso. I due volontari, poi, sono stati sottoposti a interventi chirurgici per impiantare degli elettrodi che connettessero i sensori tattili ai nervi residui della coscia e restituire alle persone un feedback sensoriale realistico.
Muoversi senza (troppo) sforzo
Una volta affinata l’interfaccia, i volontari hanno eseguito una serie di test con e senza l’attivazione del neurofeedback per fare un confronto tra le due situazioni. Le differenze – a detta anche di chi le ha vissute letteralmente sulla propria pelle – erano notevoli. Con i sensori attivi le persone hanno consumato meno ossigeno durante la camminata, indizio del fatto che lo sforzo fisico era inferiore rispetto a quello richiesto per camminare con una normale protesi. Anche la velocità era aumentata, persino su terreno difficili come la sabbia.
Non solo, le registrazioni dell’attività cerebrale hanno dimostrato che anche l’impegno mentale dedicato esclusivamente alla camminata era scemato, dando così modo alle persone di dedicare attenzione anche ad altre attività.
Più fiducia, meno dolore
I due volontari hanno poi riferito di sentirsi più sicuri nei movimenti e che, con sorpresa e grande sollievo, la stimolazione dei nervi aveva molto ridotto il dolore dovuto alla sindrome dell’arto fantasma, che in un caso era proprio sparita.
Sviluppi futuri
I ricercatori non nascondono l’entusiasmo per i risultati conseguiti, ma sono consapevoli che c’è ancora molto da fare. La sperimentazione va di certo ampliata a più persone per convalidare le osservazioni e trarre conclusioni più significative.
Ma si guarda già al futuro: il prossimo passo potrebbe essere quello di fare un upgrade dell’interfaccia, per renderla wireless e completamente impiantabile, come un pacemaker.
Potrebbe interessarti anche