Il nuovo, affascinante orizzonte degli arti bionici guidati dal pensiero

Affascinati dai supereroi che hanno, pre decenni, colonizzato il nostro immaginario collettivo, mostrandoci i loro poteri etra-umani messi, perlopiù al servizio delle buone cause, rischiamo di dimenticare gli straordinari progressi compiuti dalla scienza e dalla tecnologia negli ultimi anni e che stanno consentendo a migliaia e migliaia di persone di condurre una vita “normale” malgrado le menomazioni fisiche.

Il merito di un simile prodigio era già stato previsto a cavallo degli anni ’70 del XX secolo quando, due fortunate serie televisive raccontavano le mirabolanti imprese di un uomo e di una donna con protesi bioniche (braccia, gambe, occhi, orecchi).

A meno di mezzo secolo di distanza ciò che sembrava fantascienza è una realtà concreta per molti, con il supporto delle più evolute tecnologie applicate dalla bionica nella creazine di protesi personalizzate.

Claudia Mithcel è la prima donna con un braccio bionico e Jesse Sullivan è il primo uomo. A differenza dei due protagonisti dei serial televisivi, non sono persone spaciali, sono gente comune che, con la tecnologia inventata da Todd Kuiken, del Rehabilitation Institute di Chicago, riescono a muovere i loro arti ingegnerizzati con la forza del pensiero, proprio come se fossero realmente parte del loro corpo. Le protesi bioniche sono, a tutti gli effetti, delle estensioni del loro io.

Così quando pensano di prendere in mano un oggetto, la protesi si muove e lo afferra. In breve, si ritiene che oltre allo stimolo dal cervello all’arto bionico, sarà possibile anche inviare, di ritorno, uno stimolo sensoriale, dando l’impressione di avere veramente toccato l’oggetto.

Anche in Italia si stanno compiendo molti studi al proposito, specialmente all’Università di Pavia dove lavora Giovanni Magenes, docente di bioingedneria che spiega il funzionamento della mano bionica in grado di eseguire i movimenti su input trasmessi, in parte, dalle onde cerebrali ed, in parte, dai nervi.

“è già un certo numero di anni che si sta lavorando in vari laboratori del mondo su due principali terreni di studio. Il primo riguarda la costruzione di mani biomeccatroniche, cioè di mani sostanzialmente artificiali che siano in grado di riprodurre quasi tutti movimenti di una mano naturale. L’altro aspetto concerne invece l’interfaccia con il sistema biologico naturale, con il segnale biologico diretto. In questo caso particolare la mano è stata realizzata tramite l’analisi dei potenziali elettrici generati dal cervello”. Per superare anche la frontiera del tatto negli arti bionici, le protesi non devono essere solo personalizzate sul fisico di chi le indossa, ma anche sulla sua mente.

Così viene registrata l’attività del cervello per riuscire a metterlo in relazione con possibili azioni generate da macchine (brain computer interface). Dato che, quando si compiono delle azioni motorie, il nostro cervello emana delle onde, per riuscire nel loro intento, gli scienziati devono studiare, in modo approfondito, le onde cerebrali dell’elettroencefalogramma identificando quali sono i pattern, i segnali, comuni a tali onde per provocare conseguenti azioni su delle macchine.

 “Finora” spiega Magenes,” esperimenti simili si sono concentrati su azioni esterne al corpo: far andare avanti e indietro un trenino piuttosto che un cursore su un monitor o comandare l’accensione di qualcosa. In questa occasione lo stesso principio è stato adattato alla protesi di una mano. Sembra semplice, ma è il risultato di un lavoro di anni e anni”.

“Nel nostro Paese, ma anche in Giappone, negli Usa e in altri stati europei, sono state realizzate diverse tipologie di arti o mani artificiali comandati da segnali di origine biologica. Finora però si trattava di segnali legati alle contrazioni muscolari o di origini nervose di altro genere. In questo caso, il primo al mondo, il risultato più soddisfacente è quello far partire l’impulso da un’attività prodotta direttamente dal cervello. Il che rende le azioni immensamente più “naturali” per il soggetto. È un traguardo importante per la ricerca italiana.”

Al momento, il braccio artificiale funziona in concomitanza con un caschetto che registra le onde cerebrali.

“Quello che permette il movimento del braccio bionico non è tanto un discernimento dei pensieri umani, una lettura del pensiero quanto piuttosto un più semplice meccanismo di azione e reazione”, prosegue Magenes. “Le onde cerebrali sono espressione di tutta l’attività elettrica del cervello: pensieri, parole, azioni e via dicendo. Il nostro lavoro è sostanzialmente quello di trovare dei pattern comuni all’emanazione delle onde. Per esempio, se si pensa di afferrare un oggetto o di stringerlo il cervello emette lo stesso tipo di onde. Abbiamo catalogato la “forma” di queste e l’abbiamo inserita in un computer. Ogni volta che si presenta lo stesso input, il computer, e quindi l’arto artificiale, risponde con lo stesso output. Non c’è nessun nesso fra il pensiero in sé e l’azione dello stringere della mano artificiale.”

Sfatato, dunque, l’arcano, ancora una volta si dimostra quanto è meraviglioso l’uomo che, per garantirsi e garantire il Wellthiness ai propri simili, inventa e crea delle soluzioni artificiali.

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Una Risposta to “Il nuovo, affascinante orizzonte degli arti bionici guidati dal pensiero”

  1. […] rumoroso, che si possono utilizzare le onde cerebrali per muovere una pallina in un gioco, un arto bionico, un paio di occhiali 3D o per scrivere su un computer, che esistono fenomeni straordinari come la […]

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