CERVELLO ON LINE

Sfruttando l’attività elettrica cerebrale è possibile pilotare un PC – Una modalità che consente ai paraplegici e ai tetraplegici una vita meno pesante  Una ricerca del prof, Pedotti (Politecnico di Milano) sulla possibile interazione del computer con gli arti artificiali

 

 

di  Luisa Monini

 

Chi non ha sentito parlare di Gustavo Rol (foto a sinistra)ne dei poteri della sua mente? Persino Einstein (foto a destra), padre della relatività e della fisica quantistica, volle incontrarlo. Teatro di questo straordinario  brain-storming fu la Svizzera e si racconta che il Nobel  fosse letteralmente  affascinato dagli esperimenti che Rol faceva sotto i suoi occhi come quando vide  materializzarsi tra le sue  dita, una rosa. Insieme conversarono amabilmente, suonarono il violino, bevvero champagne e parlarono di Materia ed Energia.

Einstein sosteneva che  la materia visibile non è altro che una forma particolare di energia condensata. Qualcosa in cui il campo energetico, nel quale siamo immersi, ha una frequenza molto intensa. Azionare un dispositivo meccanico con la mente, spostare gli oggetti col pensiero, muoversi in un ambiente senza bisogno di camminare sono solo alcune delle abilità degli uomini del futuro, a cui la cinematografia ci ha abituato. Diversi gruppi di ricerca nel mondo stanno lavorando affinché questo panorama fantascientifico diventi una realtà  a vantaggio dei soggetti con disabilità motorie e di comunicazione. Nel cervello esistono circa 100 miliardi di cellule nervose situate nei centri sensitivi, ideativi, volitivi e motori della corteccia.

Quando, per  cause diverse, si ha una interruzione tra cervello ed organi effettori, ecco che questi perdono la loro funzione. L’esempio più semplice e comprensibile è quello della paralisi agli arti inferiori come nella paraplegia o dei quattro arti,  nella tetraplegia. Anche la parola, per ragioni diverse, può essere abolita.  Se queste paralisi non sono dovute alla distruzione dei centri cerebrali della ideazione o del comando dell’ azione voluta, il cervello continua ad immaginare, a volere ed a comandare un’ azione che però non può essere più eseguita. Ci si può chiedere: è  possibile, in casi come questi,  captare l’ attività cerebrale, decodificarla  ed utilizzarne la corrente d’azione per  trasformarla in  comandi ben precisi ? La risposta è sì.

 L’ attività elettrica cerebrale infatti già da tempo viene rilevata utilizzando elettrodi di superficie oppure impiantando fini elettrodi nella corteccia per un loro impiego permanente. La  novità  consiste in una macchina, la “Brain Machine Interface “che funziona da interfaccia tra computer e cervello. Si tratta di un  dispositivo contenente sensori e che, applicato come una cuffia sulla testa del paziente,  consente di derivare l’attività elettrica cerebrale di neuroni di aree definite e  di registrare i segnali elettrici che si generano  ogni qual volta il soggetto  immagina di compiere  una  determinata  azione. I segnali così catturati vengono  inviati al computer che li decifra e fa muovere un cursore sullo schermo. In breve tempo i pazienti (persone per lo più affette da sclerosi laterale amiotrofica, lesioni spinali, paralisi cerebrale) riescono a controllare il cursore e quindi possono  scrivere , leggere e-mail, cambiare canale e regolare il volume della tv.  Non solo! Grazie all’utilizzo di questi sistemi è possibile, per persone affette da paraplegia o tetraplegia o per persone  prive di arti, arrivare a  compiere diversi movimenti mediante l’utilizzo di attuatori meccanici, come per esempio un braccio robotizzato che si estende per raggiungere un oggetto o una mano meccanica che si chiude nella presa. L’obiettivo è dunque quello di ripristinare movimenti con molteplici gradi di libertà anche attraverso il controllo di protesi artificiali, esoscheletri biomeccanici, la stimolazione elettrica di sistemi muscolari (neuroprotesi). Un altro campo di applicazione della  B.M.I.  è  quello della riabilitazione di soggetti con deficit comunicativi grazie  a sistemi di sintesi vocale direttamente controllati dalla volontà del paziente. Sui recenti progressi fatti  in questo settore della  biomeccanica e della robotica  antropomorfa, abbiamo intervistato Antonio Pedotti, (foto a sinistra) prof. Emerito al Politecnico di Milano.

“Presso il Dipartimento di Bioingegneria del Politecnico di Milano si svolgono da anni ricerche interdisciplinari su queste tematiche che sono unanimemente riconosciute di eccellenza a livello internazionale e hanno già condotto a risultati di notevole interesse. Esse abbinano le conoscenze computazionali, gli sviluppi più recenti nel settore dell’information technology , della scienza dei nuovi materiali, delle nanotecnologie, dei sensori con gli sviluppi più recenti nel settore delle neuroscienze favorite in particolare dalle nuove tecniche di imaging funzionale e da un approccio multiscale modelling che permette una simulazione integrata dalla biologia molecolare alla cellula all’organo e alla funzione”.

Si tratta di ricerche prevalentemente promosse nell’ambito dell’Unione Europea che, per fornire risultati concretamente applicabili, devono svolgersi in ambito multidisciplinare in stretto collegamento con le competenze medico-biologiche e riabilitative. In questo momento l’attenzione è soprattutto posta sulla possibilità di  interfacciare naturale e artificiale per restituire le funzioni sensoriali e motorie dell’individuo.

“Si tratta di sistemi molto complessi” chiarisce Pedotti” che necessitano in generale una customizzazione sul singolo paziente e una fase lunga di training e di adattamento  oltre ad  un’ assistenza tecnica assidua e dedicata. Difficile dunque pensare oggi ad un loro utilizzo routinario su ampia scala. Ci si arriverà” precisa Pedotti “ e bisognerà  lavorare soprattutto sulla loro facilità di utilizzo e sulla loro portabilità”. 

La sede storica del Politecnico di Milano

Il prof. Pedotti è ottimista e prevede che in un futuro non lontano questi obiettivi saranno raggiunti  ed allora si arriverà ad un uso  diffuso di queste tecnologie con un consistente contenimento dei costi che deriverà in particolare dalla possibilità di integrare dispositivi di ampio consumo quali internet, iphone, tablet e il vasto mondo delle app. 

Il Galileo