Funziona la prima mano bionica. Parla il responsabile del progetto

Redazione DottNet | 05/02/2014 23:36

E' la prima mano bionica 'sensibile', in grado cioè di 'sentire' gli oggetti restituendo una sensazione analoga al tatto: è stata testata con successo in Italia su un paziente danese amputato della mano sinistra, rivelandosi in grado di trasmettere sensazioni tattili al suo cervello e permettendogli di manipolare oggetti con la giusta forza.

 Un successo che porta anche la firma italiana ed i cui risultati sono pubblicati sulla rivista scientifica Science Translational Medicine. LifeHand2 è il nome della protesi, una mano artificiale innestata sul braccio amputato e capace di muoversi non solo rispondendo direttamente agli impulsi del cervello, ma anche essendo in grado di trasmettere sensazioni tattili. Il risultato è frutto di un progetto internazionale che vede l'Italia in prima linea. Coordinato dal Politecnico di Losanna, al progetto hanno partecipato la Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, l'Università Cattolica-Policlinico Gemelli di Roma, l'Università Campus Bio-Medico di Roma, l'IRCSS San Raffaele di Roma, l'Istituto IMTEK dell'Università di Friburgo. Tra gli autori anche Maria Chiara Carrozza, della Scuola superiore S.Anna di Pisa ed oggi ministro dell'Istruzione. Era il capodanno del 2004 quando Dennis Aabo Sorensen, 36enne danese, subì l'amputazione della mano sinistra, distrutta dallo scoppio di un petardo. Da allora gli è stata applicata solo una protesi estetica fino a quando, nel 2013, è arrivato a Roma per affrontare la fase sperimentale di LifeHand 2, che si è rivelata un successo: la comunicazione tra cervello di Dennis e mano artificiale ha infatti effettivamente funzionato grazie a un complesso sistema d'impulsi tra centro e periferia. Quella del recupero sensoriale, afferma Dennis, ''è stata per me un'esperienza stupenda. Tornare a sentire la differente consistenza degli oggetti, capire se sono duri o morbidi e avvertire come li stavo impugnando è stato incredibile". In otto giorni di esercizi, Dennis è stato in grado di riconoscere la consistenza di oggetti duri, intermedi e morbidi in oltre il 78% di prese effettuate e nell'88% dei casi ha definito dimensioni e forme degli oggetti, riuscendo a dosare con precisione non troppo distante da quella di una mano naturale la forza da applicare per afferrarli. I dati sperimentali hanno così dimostrato che è possibile ripristinare un effettivo feedback sensoriale nel sistema nervoso di un paziente amputato, utilizzando i segnali provenienti dalle dita sensorizzate della protesi. Il punto di collegamento tra sistema nervoso di Dennis e protesi, spiegano gli esperti, sono stati 4 elettrodi, poco più grandi di un capello, impiantati nei nervi del suo braccio. Un intervento delicato, durato più di otto ore, eseguito il 26 gennaio del 2013 al Policlinico Gemelli. Il gruppo coordinato da Silvestro Micera, docente di Bioingegneria presso l'Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant'Anna e presso l'Ecole Polytecnhique Federale di Losanna, ha inoltre sviluppato parallelamente una serie di algoritmi capaci di trasformare in un linguaggio comprensibile al cervello di Dennis le informazioni provenienti dalla mano artificiale. Finanziato dall'Unione Europea e dal Ministero della Salute, LifeHand 2 è il proseguimento di un programma di ricerca che 5 anni fa portò la protesi CyberHand - versione meno evoluta di quella utilizzata per questo secondo esperimento - a rispondere per la prima volta al mondo ai comandi di movimento trasmessi direttamente dal cervello del paziente. Nel 2008, tuttavia, la protesi non poteva ancora essere calzata sul braccio umano e non restituiva alla persona alcuna sensazione.

"Ci siamo presentati un po' come i ricercatori della prima missione lunare: dopo anni di lavoro spingi il bottone, fai partire l'astronave e da lì non puoi più tornare indietro". Usa questa metafora Paolo Maria Rossini (nella foto), responsabile clinico della sperimentazione del progetto, per descrivere il successo della prima mano bionica 'sensibile', realizzata nell'ambito di un progetto internazionale coordinato dal Politecnico di Losanna e testata in Italia su un paziente danese cui era stata amputata la mano sinistra. Un risultato, paragonato ad un 'viaggio vero il futuro', cui hanno contribuito gli esperti di varie università italiane, in un lavoro di squadra che ha messo a frutto le eccellenze di vari settori. "Avevamo l'obiettivo di esplorare i cambiamenti nell'organizzazione del cervello del paziente - spiega Rossini - sperando che si verificasse quel che poi è stato: il pieno controllo dei feedback provenienti dalla protesi da parte del paziente, la preservazione della funzionalità di ciò che rimane dei suoi nervi, la riorganizzazione della neuroplasticità del suo cervello in modo da consentirgli un efficace controllo della mano robotica". Un successo, quello della prima mano artificiale 'sensibile', della ricerca coordinata da Silvestro Micera, del Politecnico di Losanna e docente di Bioingegneria presso l'Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, che ha sviluppato parallelamente una serie di algoritmi capaci di trasformare in un linguaggio comprensibile al cervello del paziente le informazioni provenienti dalla mano artificiale. Il paziente, precisa Micera, ''è riuscito a modulare in maniera molto efficace e in tempo reale la forza di presa da applicare sugli oggetti. Ha svolto, inoltre, gli esercizi bendato, riuscendo a riconoscere le varie proprietà di questi oggetti grazie unicamente al continuo invio d'informazioni sensoriali dalla protesi al suo sistema nervoso. È la prima volta che si realizza qualcosa di simile". E la sperimentazione appena conclusa, sottolinea Eugenio Guglielmelli, direttore del Laboratorio di Robotica Biomedica e Biomicrosistemi dell'Università Campus Bio-Medico di Roma, ''ci permette di guardare con fiducia all'obiettivo d'integrare in questo tipo di protesi un numero sempre più elevato di sensori. Più aumenta la complessità di sensazioni e movimenti, più sarà importante individuare algoritmi che distribuiscano nel modo migliore possibile i compiti da assegnare al cervello e quelli che possono invece essere delegati al controllo dell'intelligenza artificiale montata a bordo della mano. Su questi aspetti la nostra ricerca prosegue".

Fonte: ansa

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