Neuroprotesi. Secondo premio assegnato all’Iss in una competizione sulle interfacce cervello-computer

Un gruppo di ricercatori Istituto superiore di sanità in collaborazione con i colleghi dell’Università di Tel Aviv ha ricevuto il secondo premio della Brain Computer Interface Research Award, assegnato durante il recente congresso della Società Americana di Neuroscienze. Il lavoro, pubblicato su Scientific Report, è consistito nella progettazione di una "neuroprotesi", un dispositivo cioè in grado di sostituire la funzione di un circuito nervoso danneggiato. In particolare il chip, progettato presso i laboratori dell’Iss da Simeon Bamford e testato in collaborazione con il laboratorio di Matti Mintz dell’Università di Tel Aviv, realizza un modello di plasticità sinaptica che si pensa associata ad alcune forme di apprendimento.
 
La "neuroprostetica" è un settore di ricerca in rapida espansione in cui si stanno esplorando diversi approcci. In uno di questi, si esaminano le relazioni input-output del circuito nervoso da sostituire, in un sistema intatto, per poi progettare un dispositivo in grado di riprodurre tali relazioni. "Il nostro gruppo, nell’ambito del progetto RENACHIP finanziato dall’Unione Europea – spiega Paolo Del Giudice, responsabile per l’Iss – ha esplorato un diverso approccio basato su un modello matematico del circuito nervoso da sostituire e finalizzato alla sua realizzazione in un microchip che può essere connesso in tempo reale con il sistema nervoso. Il circuito in questione è quello che, all’interno del cervelletto, permette di apprendere in modo opportuno la risposta condizionata ad uno stimolo avverso. Ad esempio, si impara che un suono (stimolo condizionato) predice uno stimolo fastidioso (stimolo incondizionato) che dopo un certo ritardo agisce sull’occhio, e a seconda del ritardo si adegua il momento dell’azione protettiva che consiste nella chiusura delle palpebre. Il chip è stato testato con successo in esperimenti con topi anestetizzati".
 
La neuroprostetica è uno dei tre filoni principali con i quali si cerca di interfacciare il sistema nervoso con dispositivi artificiali. Il secondo riguarda dispositivi programmabili per la stimolazione diretta del tessuto nervoso, ad esempio per il controllo dei sintomi di patologie neurologiche; mentre il terzo concerne la "brain-computer interface" (BCI), in cui si cerca di decodificare l’attività del cervello legata alla intenzione e alla programmazione di un’azione, per pilotare un dispositivo artificiale che esegua tale azione in presenza di lesioni che ne impediscano la realizzazione attraverso gli effettori biologici.