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”.
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.