Un ragazzo di 24 anni, tetraplegico dal 2010, riesce a compiere piccoli gesti quotidiani come versare acqua in un bicchiere, grazie ad un chip impiantato nel cervello. Ecco l’impressionante conquista, ottenuta grazie ad un importantissimo studio americano.
Ian Burkhart è un ragazzo statunitense di 24 anni. Dal 2010, a causa di un incidente a seguito di un tuffo da una scogliera, è rimasto paralizzato dal collo in giù, ma può ancora muovere le spalle. La sperimentazione è stata condotta dal gruppo di Ali Rezai dell’Ohio State University e da Chad Bouton dell’Istituto Feinstein. Il risultato di questo lavoro è stato recentemente pubblicato su Nature. Ian è riuscito ad eseguire azioni quotidiane complesse come afferrare una bottiglia, versare dell’acqua in un bicchiere, giocare a Guitarhero.
Altre sperimentazioni hanno permesso ad alcuni pazienti, grazie alla decodificazione dei segnali cerebrali, di muovere delle protesi robotiche; fino ad ora, però, nessun paziente tetraplegico era mai riuscito a muovere nuovamente il proprio arto. Studi precedenti hanno cercato di mettere in evidenza le modificazioni subite dal cervello dopo un danno al midollo spinale. Questo nuovo lavoro suggerisce che il grado di riorganizzazione del tessuto cerebrale a seguito di un danno, potrebbe essere minore di quanto precedentemente considerato.
Il Team di Bouton ha eseguito una Risonanza Magnetica Funzionale al cervello di Ian mentre cercava di riprodurre alcuni movimenti che vedeva su un video. Questo esame ha permesso di identificare l’area precisa deputata a specifici movimenti nella corteccia motoria. E’ stato così possibile eseguire un bypass neurale: un’equipe chirurgica ha impiantato nel cervello di Burkhart un chip flessibile, capace di rilevare gli schemi dell’attività elettrica attivati quando Ian pensa al movimento da eseguire. Il chip trasmette i dati ad un computer che, grazie ad un algoritmo, li converte in segnali elettrici. Essi vengono trasmessi ad una manica flessibile avvolta attorno al braccio destro del candidato, capace di stimolare i muscoli deputati al movimento.
“Negli ultimi dieci anni abbiamo imparato a decifrare i segnali del cervello dei pazienti che sono completamente paralizzati e ora, per la prima volta, questi segnali sono stati trasformati in movimenti” – (Chad Bouton)
Ian ha dovuto allenarsi progressivamente per riuscire a compiere i movimenti complessi precedentemente descritti. Per 15 mesi, dopo l’impianto, ha eseguito 3 sedute alla settimana.
“Il primo giorno che ho provato questo sistema ero in grado di compiere dei movimenti. Erano movimenti molto limitati, ero capace di aprire e chiudere la mano, ma per altri movimenti ci sono voluti tre anni. Dopo siamo stati in grado di fare un sacco di cose che altre persone con il mio stesso tipo di lesione non sono mai state in grado di fare” – (Ian Burkhart)
Il cervello di Ian ha imparato a coordinare le attività della sua mano rianimata con il sistema muscolare stimolato dal bypass neurale. Le sue abilità di tenere oggetti in mano, senza farli scivolare, sono progressivamente aumentate. Gli studiosi hanno rilevato un significativo cambiamento della attività cerebrale di Burkhart durante la sperimentazione. L’algoritmo sviluppato da Bourton è in grado di registrare il cambiamento della attività cerebrale e, quindi, adattarsi ad esso.
Il sistema che permette a Ian di compiere questi movimenti ha però delle limitazioni: può essere utilizzato solo in un laboratorio opportuno e deve essere ricalibrato e riadattato ad ogni nuova sessione. Burkhart non ha sensibilità, non riesce a sentire gli oggetti con cui ha a che fare. Inoltre, non è ancora chiaro come un bypass neurale possa lavorare in persone che non abbiano lo stesso tipo di movimenti residui di spalle e gomiti che ha Burkhart o in pazienti che hanno la muscolatura contratta. Si è ancora molto distanti dal potere garantire una significativa indipendenza mobile ai pazienti con questo tipo di problemi, la sfida dei ricercatori coinvolti in questo studio, per ora, è di cercare di miniaturizzare il più possibile il circuito e renderlo più maneggevole.
Fonti | Nature