I Chip del cervello hanno aiutato di nuovo un uomo paralizzato

In una notte piovosa del 2004, Nathan Copeland ha avuto un terribile incidente automobilistico. L'incidente gli spezzò il collo e ferì il suo midollo spinale. I medici hanno detto che non sarebbe mai stato in grado di sentire o muovere di nuovo le braccia e le gambe inferiori.

Ma ora, 12 anni dopo, Copeland ha riacquistato il suo senso del tatto con l'aiuto di un braccio robotico e un'interfaccia cervello-computer (BCI).

I chip del cervello - quattro matrici di microelettrodi, ciascuna delle dimensioni di un bottone a camicia - erano collocati nel cervello di Copeland in aree che corrispondevano alle sensazioni tattili delle dita e del palmo. In un articolo pubblicato giovedì a Scienza Medicina traslazionale, i ricercatori dell'Università di Pittsburgh spiegano che quando viene applicata una leggera pressione alle dita robotiche, quella sensazione viene convertita in segnali elettrici che ritornano nella corteccia somatosensoriale di Copeland.

"Posso sentire quasi ogni dito - è una sensazione davvero strana", dice Copeland in una nota. "A volte sembra elettrico e talvolta è una pressione, ma per la maggior parte, posso dire la maggior parte delle dita con precisione definita. Mi sembra che le mie dita vengano toccate o spinte ".

Mentre Copeland non può dire se una sostanza è calda o fredda con il BCI, è stato in grado di descrivere il 93% degli stimoli (come la sensazione di un batuffolo di cotone sulla pelle) come sensazione "possibilmente naturale" alla fine dei sei mesi studia. Può anche identificare correttamente quale dito protesico viene toccato mentre gli occhi bendati sono per l'84% delle volte.

Il BCI è il nuovo miglioramento delle protesi mentali, che sono costantemente diventate il modo più promettente per fornire una gamma più ampia di movimento. Questa ricerca, annunciata per la prima volta al pubblico nel settembre 2015 e ora sottoposta a peer review, è stata finanziata dalla Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).

"DARPA ha precedentemente dimostrato che un'interfaccia cerebrale può essere utilizzata per dirigere i movimenti di un braccio robotico", spiega Justin Sanchez, direttore dell'Ufficio Tecnologie Biologiche della DARPA in un video pubblicato giovedì dalla DARPA. "Con questo nuovo sviluppo … abbiamo chiuso il cerchio tra uomo e macchina."

Questo è un enorme passo avanti nella robotica della salute: per poter sperimentare la piena funzionalità di un arto nativo, una persona deve essere in grado di provare il feedback somatosensoriale. Non essere in grado di sentire è problematico per qualcosa di più che ovvio: crea gravi deficit nel controllo motorio e danneggia anche la capacità di manipolare gli oggetti. Per gli oltre 1,6 milioni di persone negli Stati Uniti che hanno qualche tipo di perdita degli arti, la capacità di sperimentare il tocco sarebbe rivoluzionaria.

Mentre i ricercatori riconoscono che sono necessarie ulteriori ricerche per comprendere i modelli di stimolazione del tatto, ritengono che questa iterazione del BCI sia un primo passo cruciale.

"L'obiettivo finale è creare un sistema che si muova e si senta proprio come un braccio naturale", ha detto l'autore principale Robert Gaunt in una dichiarazione. "Abbiamo molta strada da fare per arrivarci, ma questo è un ottimo inizio."