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Pensaci e cammina grazie al robot

È IL 12 GIUGNO 2014, e con la sfida tra Brasile e Croazia, vinta per 3 a 1 dai padroni di casa, si aprono i mondiali di calcio brasiliani.Tira il calcio di inizio un ospite molto particolare: Juliano Pinto, 29 anni e una lesione alla spina dorsale che lo ha paralizzato dalla vita in giù. A rendere possibile l’impresa è il BRA-Santos Dumont: un sistema composto da un elmetto che registra l’attività cerebrale del giovane disabile, un computer messo sulla schiena che ne decodifica i segnali, e un esoscheletro robotizzato che li riceve e muove le sue gambe di conseguenza. È una tecnologia messa a punto dai ricercatori del Walk Again Project, un consorzio internazionale specializzato nelle Brain Machine Interface, cioè nella comunicazione tra cervello umano, macchine e computer.

Il calcio d’inizio dei mondiali segnava un successo importante, ma all’epoca ancora più che altro simbolico. A tre anni di distanza però, i risultati del Walk Again Project iniziano a farsi molto concreti. Gli esoscheletri oggi, infatti, non aiutano più solo a muoversi, ma rappresentano un autentico strumento terapeutico. Capace di restituire un certo grado di controllo muscolare anche ai pazienti più gravi, quelli che hanno subito una lesione spinale completa, che compromette tutte le funzioni controllate dai nervi al di sotto della zona lesa. La loro ultima ricerca, descritta sulla rivista Scientific Reports, illustra le potenzialità del protocollo riabilitativo ideato da uno dei pionieri delle Brain Machine Interface, il neuroscienziato Miguel Nicolelis della Duke University.

A partire dal 2014, otto pazienti si sono esercitati camminando con esoscheletri controllati dalla loro mente utilizzando al contempo degli occhiali per la realtà virtuale e, per aumentare il realismo dell’esperienza, speciali dispositivi che inviano feedback sensoriali ai piedi e alle gambe in risposta ai movimenti. La speranza dei ricercatori era che l’allenamento potesse indurre la riattivazione di alcuni nervi “dormienti” sopravvissuti alla lesione. E i risultati in effetti non si sono fatti attendere: dopo 12 mesi tutti i pazienti hanno recuperato un certo controllo muscolare negli arti paralizzati, mostrando miglioramenti anche nella capacità di provare sensazioni e percepire il dolore, nelle funzioni intestinali e in quelle cardiocircolatorie.

Con simili risultati, per metà dei partecipanti è radicalmente cambiata la diagnosi: non più lesione spinale completa, ma parziale. Secondo Nicolelis, questo non è che l’inizio dell’esplorazione dei limiti e delle possibilità terapeutiche di queste tecnologie. Una strada resa possibile da un cambio di paradigma arrivato proprio negli ultimi anni. «Lo studio dei robot nella riabilitazione delle lesioni midollari è iniziato più o meno 15 anni fa, con esoscheletri che aiutavano passivamente i pazienti nei movimenti – racconta Silvestro Micera, professore di Bioingegneria della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa e del Politecnico di Losanna – oggi invece abbiamo capito che per migliorarne le potenzialità riabilitative, queste tecnologie devono essere attive: guidate dal cervello del paziente, e in grado di restituire al cervello un feedback sensoriale dei movimenti effettuati». Esperienze motorie più realistiche dunque, che stimolano il sistema nervoso a comunicare nuovamente con gli arti paralizzati.

Per raggiungere l’obiettivo è possibile utilizzare elmetti che registrano l’elettroencefalogramma dei pazienti dall’esterno, come fa il team di Nicolelis. Oppure andare direttamente alla fonte, con elettrodi inseriti nel cervello. «È una tecnologia che abbiamo sperimentato in uno studio pubblicato a novembre – spiega Micera – in cui abbiamo utilizzato degli elettrodi intracorticali per stabilire un collegamento diretto tra cervello e midollo spinale, a valle di una lesione». Una tecnica che oggi viene definita Brain to Body, e che nello studio ha permesso di restituire una buona mobilità a delle scimmie con una paralisi completa delle gambe.

Ma se robot e protesi attive controllate dalla mente rappresentano il futuro, le applicazioni pratiche della robotica medica esistono già: pedane, esoscheletri e sistemi robotici “passivi”, diffusissimi ormai per la riabilitazione di ictus e malattie neurodegenerative. All’Iit di Genova c’è un laboratorio che si occupa esattamente di questo: il Rehab Tecnology Lab, dedicato al trasferimento tecnologico nel campo della robotica medicale. Tra i progetti attualmente in fase di sperimentazione, un nuovo esoscheletro con sensori inerziali, capace quindi di accompagnare i movimenti di chi lo indossa, più pratico dei modelli esistenti e completamente modulare. «Per ora l’utilizzo di questi esoscheletri è limitato principalmente alle strutture ospedaliere, anche perché il prezzo dei più economici si aggira intorno ai 50-60mila euro sottolinea Matteo Laffranchi, esperto di robotica del Rehab Technology Lab – ma la strada è aperta, e sono convinto che presto troveranno spazio anche nell’assistenza quotidiana».

 

Fonte: Repubblica.it

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Federico Stella

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