Esemplare di connessione corpo-mente : la mano bionica

La capactà di un arto collegato al resto del corpo artificialmente di essere quasi parte integrante dell’organo sovrano che gestisce l’intera macchina umana, era fino a poco fa impossibile.
La sensazione di morbido e ruvido, di caldo e freddo, erano tra le più grandi aspirazioni degli scienziati riguardo l’impianto di protesi artificiali che simulassero gli arti. Ora, almeno per la percezione del materiale ruvido e morbido non è più cosi.
La protesi “sensibile” ha il nome di LifeHand 2 ed è stata sperimentata su un paziente danese amputato alla mano sinistra. Il primo arto bionico è firmato dall’Università Cattolica–Policlinico Agostino Gemelli di Roma, dell’Università Campus Bio-Medico di Roma, della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e dell’IRCSS San Raffaele di Roma. Neurologi e bioingegneri italiani e mondiali hanno lavorato per realizzare una protesi che fosse capace di muoversi attraverso gli impulsi del cervello, e che al cervello spedisse anche i segnali percepiti toccando gli oggetti, quindi attivasse una forma di propriocezione.
L’intervento è stato effettuato in Italia della durata di otto ore di intervento chirurgico per collegare gli elettrodi intraneurali, grandi circa come un capello, al sistema nervoso di Dennis Aabo Sorensen. Il paziente è un trentaseienne danese il quale subì l’amputazione della mano sinistra distrutta dallo scoppio di un petardo a dicembre del 2004.
L’intervento è stato eseguito al Policlinico ‘Agostino Gemelli’ di Roma dal neurochirurgo Eduardo Marcos Fernandez. Gli elettrodi sono stati creati nel Laboratorio di Microtecnologia Biomedica IMTEK dell’Università di Friburgo, ed impiantati uno ad uno nei fascicoli nervosi, nella modalità trasversale da permettere la moltiplicazione della possibilità di contatto con le fibre dei nervi e la moltiplicazione della capacità di comunicazione con il sistema nervoso centrale. Il paziente ha potuto riconoscere la consistenza degli oggetti! La capacità del suo cervello ha interpretato correttamente nel 78% dei casi la consistenza ruvida o morbida degli oggetti. Nell’88%, inoltre, ha definito in modo esatto le dimensioni e le forme di oggetti tra cui una palla da baseball, un bicchiere o l’ovale di un mandarino. ha saputo, inoltre, riconoscere la localizzare rispetto alla mano con il 97% di accuratezza, riuscendo a dosare con precisione non troppo distante da quella di una mano naturale la forza da applicare per afferrarli. “Quella del feedback sensoriale è stata per me un’esperienza stupenda – racconta Dennis –. Tornare a sentire la differente consistenza degli oggetti, capire se sono duri o morbidi e avvertire come li stavo impugnando è stato incredibile”.
Lo studio effettuato è stato pubblicato sulla rivista Science Translational Medicine, partecipandovi anche il Ministro dell’Università e della Ricerca Maria Chiara Carrozza. L’equipe è coordinata da Silvestro Micera, docente di Bioingegneria presso l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e presso l’Ecole Polytecnhique Federale di Losanna, il quale ha sviluppato una serie di algoritmi capaci di trasformare il linguaggio del cervello di Dennis le informazioni provenienti dalla mano artificiale. “Il paziente è riuscito a modulare in maniera molto efficace e in tempo reale la forza di presa da applicare sugli oggetti – commenta Micera –. Ha svolto, inoltre, gli esercizi bendato, riuscendo a riconoscere le varie proprietà di questi oggetti grazie unicamente al continuo invio d’informazioni sensoriali dalla protesi al suo sistema nervoso. È la prima volta che si realizza qualcosa di simile”
Usa una metafora, per spiegare la sfida, il Prof. Paolo Maria Rossini, Responsabile clinico della sperimentazione presso l’IRCCS San Raffaele Pisana di Roma e Direttore dell’Istituto di Neurologia dell’Università Cattolica-Policlinico Gemelli: “Ci siamo presentati un po’ come i ricercatori della prima missione lunare: dopo anni di lavoro spingi il bottone, fai partire l’astronave e da lì non puoi più tornare indietro”.
Grazie a tali progressi, si prospetta un futuro caratterizzato dalla possibilità di restituire alcune capacità ormai perse a pazienti che meritano una seconda chance dalla vita.

di Sofia Diana

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