Ecco la mano bionica che 'sente' gli oggetti. Caldo, freddo, consistenza. Come una mano vera

di Emanuela Medi

Testata con successo in Italia la prima protesi in grado di trasmettere sensazioni tattili al cervello e di far manipolare gli oggetti con la giusta forza. E' frutto di una ricerca internazionale che vede capofila il nostro Paese. E in particolare il Gemelli e il Campus di Roma e il Sant'Anna di Pisa. I risultati pubblicati oggi su Science Traslational  Medicine. Ecco tutti i dettagli

05 FEB - Ha funzionato! Per la prima volta al mondo la comunicazione tra cervello e mano artificiale è una realtà. Grazie a un complesso sistema di impulsi tra centro e periferia, è stato possibile realizzare la prima mano bionica indossabile capace di muoversi, ma anche di trasmettere sensazioni tattili e di “sentire” forma e consistenza degli oggetti presi. La sperimentazione che si chiama LIFEHAND2 ed è frutto di un progetto internazionale che vede in prima linea il nostro paese. Ne hanno fatto parte medici e bioingegneri dell’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.Fanno parte del gruppo l’Ecole Polytechnique di Losanna e l’Istituto IMTEK dell’Università di Friburgo. L’eccezionalità della ricerca è stata pubblicata, oggi 5 febbraio, sul nuovo numero della prestigiosa rivista Science Translational Medicine.

La storia inizia nel 2004 quando a Capodanno Denis Aabo Sorensen, danese di 36 anni, subì l’amputazione della mano sinistra, distrutta dallo scoppio di un pedardo. Prima una protesi estetica, poi l’inizio della fase sperimentale della ricerca che in circa 10 anni ha consentito il ripristino sensoriale del sistema nervoso del paziente amputato, attraverso l’utilizzo dei segnali provenienti dalle dita sensorizzate della protesi. “Un’esperienza stupenda- racconta Dennis- che mi ha consentito di tornare a sentire la consistenza degli oggetti, capire se erano duri o morbidi e di avvertire come li stavo impugnando”.
“Nel 2013- dice il Prof Eduardo Marcos Fernandez neurochirurgo al Policlinico Gemelli di Roma - in un intervento durato più di otto ore, abbiamo impiantato nei nervi mediano e ulnare del suo braccio, quattro sottilissimi elettrodi intraneurali, in modo da moltiplicare la loro possibilità di contatto con le fibre dei nervi e di conseguenza la loro capacità di comunicazione con il sistema nervoso centrale”. In otto giorni di esercizi, Dennis è stato in grado di riconoscere la consistenza di oggetti duri, intermedi e morbidi in oltre il 78 per cento di prese effettuate. Nell’88 per cento dei casi ha definito correttamente le dimensioni degli oggetti, localizzandone la posizione rispetto la mano , riuscendo a dosare con precisione non molto lontana da quella di una mano, la forza necessaria per applicarla.

“In sostanza - commenta a Quotidiano Sanità Paolo Rossini, Direttore dell’Istituto di Neurologia dell’Università Cattolica-Policlinico Gemelli di Roma - non abbiamo fatti altro che fare un’operazione ecologica ripristinando quello che c’è in natura. Quando c’è un’amputazione sappiamo che tutta una serie di fibre nei nervi del moncherino si degenerano. La nostra speranza era che fosse rimasta qualche traccia di sensibilità in modo da poterla collegare al cervello. Abbiamo- prosegue il neurologo- verificato quello che poi è successo, ovvero il pieno controllo dei feedback provenienti dalla protesi, la preservazione della funzionalità e la riorganizzazione della neuro plasticità del suo cervello in modo da consentirgli il controllo della mano robotica. Ci sentiamo - aggiunge ancora Paolo Rossini - come i primi astronauti lunari che spinto, il bottone hanno fatto partire l’astronave da cui non si poteva tornare indietro”.

“La sperimentazione appena conclusa - dice a Quotidiano Sanità, il Prof Eugenio Guglielmelli, Direttore del Laboratorio di Robotica Biomedica dell’Università Campus Biomedico di Roma - apre importanti futuri scenari in quanto queste interfacce neuronali consentono una via di comunicazione diretta e bidirezionale con il cervello e possono trovare applicazione in campi diversi da quella protesica, penso alla riabilitazione e a tutte le tecnologie legate alla assistenza alla persona. Maggiore è la complessità di sensazioni e movimenti,più sarà importante definire algoritmi in grado di assegnare alcuni compiti al cervello e altri che possono essere delegati all’intelligenza artificiale montata sulla mano”. E proprio sugli algoritmi ha lavorato il gruppo di lavoro coordinato dal Prof Silvestro Micera, docente di bioingegneria presso l’Istituto di Robotica della Scuola Superiore di Sant’Anna di Pisa e presso l’Ecole Polytecnhique Federale di Losanna“ .

Questi algoritmi dice il Prof Micera, hanno la funzione di trasformare in un linguaggio comprensibile al cervello, le informazioni provenienti dalla mano artificiale. Il paziente - precisa Micera - ha svolto esercizi, bendato ,riuscendo a modulare in tempo reale, la forza e a riconoscere le varie proprietà di questi oggetti grazie unicamente all’invio delle informazioni sensoriali dalla protesi al suo sistema nervoso. E’ la prima volta che si realizza qualcosa di simile”.

Finanziato dall’Unione Europea e dal Ministero della Salute Italiano, ente capofila l’IRCCS San Raffaele-Pisana di Roma, LifeHand2 è il proseguimento di un programma di ricerca iniziato cinque anni fa,che consentì la realizzazione della protesi biomeccanica Cyberhand in grado di rispondere, per la prima volta al mondo, ai comandi di movimento impartiti dal cervello al paziente, ma che non restituiva alla persona alcuna sensazione.

Emanuela Medi

05 febbraio 2014
© Riproduzione riservata