Riabilitazione hi-tech con avatar e robot per tornare a camminare

Passare da una condizione di paralisi completa diagnosticata anni e anni fa a una di paralisi parziale, in cui è possibile fare alcuni movimenti volontari dei muscoli, avvertire stimoli dolorosi o sensazioni tattili: è lo straordinario miglioramento di otto pazienti, inizialmente con diagnosi di paralisi completa, dopo un anno di "riabilitazione hi-tech" utilizzando "lettori di pensiero" che traducono le onde cerebrali in azioni.

Gli avatar per trasformare i pensieri in azioni - Per tradurre le onde celebrali in azioni sono stati utilizzati vari strumenti della realtà virtuale come come avatar, arti robotici e indumenti ultratecnologici che trasmettono ai loro corpi stimoli esterni.

Reso noto sulla rivista Scientific Reports edita da Nature, il risultato clinico senza precedenti si deve a una ricerca condotta da un pioniere nel settore delle protesi robotiche e delle interfacce, Miguel Nicolelis della Duke University di Durham (Carolina del Nord).

"Riprogrammato" il sistema nervoso - In pratica questi pazienti sono usciti dal silenzio assoluto dei sensi in cui erano stati condannati da incidenti gravi di vario tipo: il loro sistema nervoso (cervello e nervi periferici) è stato in un certo senso riprogrammato dalla riabilitazione ultratecnologica e i pochi nervi rimasti intatti dopo il trauma sono riusciti a risvegliarsi e riorganizzarsi, consentendo il ripristino parziale di funzioni motorie e tattili.

"Finora nessuno aveva mai assistito al recupero di queste funzioni in pazienti, così tanti anni dopo la diagnosi di paralisi completa", sottolinea Nicolelis.

Lavoro di ricerca e sviluppo durato anni - Il ricercatore è partito anni fa dallo sviluppo delle interfaccia uomo-macchina, ovvero sistemi in grado di captare le onde cerebrali su cui viaggiano pensieri e intenzioni di un individuo (ad esempio l'intenzione di muoversi) e di tradurle in un comando per il computer o per un braccio robotico o per una protesi che aiuti a camminare. In pratica si tratta di macchine in grado di leggere nel pensiero e tradurre quel pensiero in una azione reale.

Immaginare di muoversi  e "sentire" di muoversi - Sfruttando queste tecnologie, Nicolelis e colleghi hanno iniziato col chiedere ai pazienti di concentrarsi ed immaginare di muovere le proprie gambe, raccogliendo i segnali neurali emessi dal loro cervello durante gli "esercizi" di immaginazione. Gli scienziati hanno usato i "pensieri" dei pazienti per animare avatar che mettessero virtualmente in atto i movimenti da loro immaginati.

I pazienti vestivano anche indumenti speciali con sensori e altre tecnologie in grado di inviare un feedback al paziente stesso. In questa maniera pian piano hanno potuto ricominciare ad avvertire delle sensazioni tattili e a ricollegare il proprio corpo col mondo esterno. Ad esempio, hanno potuto "camminare" sulla sabbia o sull'asfalto avvertendo la differente sensazione prodotta dai due tipi di terreno tramite il proprio avatar.

Laddove prima vi era il "silenzio" completo dei sensi, spiega Nicolelis, i pazienti hanno ricominciato a sentire; probabilmente grazie a nervi spinali rimasti sani e riprogrammati con questo training hi-tech. E non è tutto. Grazie a gambe robotiche e a questo allenamento di "pensiero" e uso di realtà virtuale, i pazienti sono riusciti a muovere volontariamente alcuni muscoli e camminare. Hanno riguadagnato almeno in parte il controllo della vescica, insomma hanno riconquistato tutta una serie di funzioni neurologiche che erano ormai perse per sempre dato il loro grado di paralisi.