Protesi
3 Maggio Mag 2017 1541 03 maggio 2017

Protesi neurali, ecco come il pensiero può muovere gli arti artificiali

Un gruppo di ricerca dell'Università di Bologna ha decodificato l'attività nervosa che anima una mano nell'atto di afferrare un oggetto. Importante passo avanti per consentire a persone paraplegiche o tetraplegiche di superare la loro condizione.

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Protesi neurali per consentire a persone paraplegiche o tetraplegiche di muovere con il pensiero un braccio o una mano robotica. Un gruppo di ricerca del Dipartimento di Farmacia e Biotecnologie dell'Università di Bologna ha fatto un primo, importante passo avanti in questa direzione, riuscendo a decodificare l'attività neurale che anima una mano nell'atto di afferrare un oggetto.

BYPASSARE LA LESIONE DEL MIDOLLO SPINALE. Osservando un oggetto da prendere, il cervello esegue una serie di operazioni: identifica e localizza l'oggetto, programma l'azione giusta da compiere e infine dà inizio al movimento dell'arto. Questi processi vengono compiuti senza sforzo da individui normodotati, ma non sfociano in un movimento corretto negli individui con lesioni spinali. Da qui la necessità di sviluppare interfacce cervello-macchina in grado di utilizzare l'attività neurale per azionare una protesi, bypassando la lesione del midollo spinale.

IL SEGRETO CUSTODITO NELLA CORTECCIA PARIETALE POSTERIORE. Per arrivare a questo risultato la ricerca ha dovuto risolvere un problema non semplice: registrare l'attività neurale del cervello e capire come decodificarla. I primissimi tentativi in questo senso sono partiti dieci anni fa negli Stati Uniti, utilizzando l'attività della corteccia motoria primaria, l'ultima stazione corticale che controlla i nostri muscoli volontari. Rispetto a questi primi esperimenti, tuttavia, il gruppo di ricerca dell'Università di Bologna guidato dalla professoressa Patrizia Fattori ha cambiato obiettivo e si è focalizzato sulla corteccia parietale posteriore. E ha avuto successo: gli studiosi sono riusciti infatti in questo modo a decodificare la configurazione della mano per afferrare oggetti diversi.

IL DOPPIO CODICE USATO DAI NEURONI. «La regione corticale», ha spiegato Fattori, «non è una regione strettamente motoria, ma è fortemente coinvolta nell'esecuzione del movimento di avvicinamento e di presa degli oggetti. I risultati dello studio dimostrano che l'attività usata per la decodifica neurale indica con chiarezza quale configurazione della mano verrà usata quando si afferra un oggetto con una specifica forma». «Durante la visione dell'oggetto da prendere», ha aggiunto Rossella Breveglieri, altra docente coinvolta nello studio, «i neuroni usano un codice 'visivo', che analizza le caratteristiche dell'oggetto, la sua forma e il suo orientamento nello spazio. Successivamente i neuroni utilizzano invece un codice 'motorio' per poter correttamente configurare le dita e la mano in modo da riuscire a prendere l'oggetto».

IL PRIMO AUTORE DELLA RICERCA È UN GIOVANE DOTTORANDO. La scoperta del gruppo di ricerca bolognese, tassello fondamentale verso l'obiettivo delle protesi neurali, è stata pubblicata sulla rivista di neuroscienze americana The Journal of Neuroscience, in un articolo il cui primo autore è Matteo Filippini, giovane dottorando della Scuola di Dottorato in Scienze Biomediche e Neuromotorie dell'Alma Mater, diretta dal professor Lucio Cocco.

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