Ripristinare il feedback sensoriale negli amputati
Il progetto quadriennale NEBIAS, che dovrebbe concludersi alla fine di gennaio del 2018, rappresenta un notevole balzo in avanti nel campo della cibernetica e sviluppa ulteriormente dieci anni di ricerca dedicata. La protesi bionica di NEBIAS comprende la protesi di una mano abile, elettrodi e componenti elettronici integrati per la registrazione e la stimolazione. Un importante balzo in avanti Una nuova interfaccia neurale fornisce le informazioni sensoriali provenienti dalla mano artificiale al cervello. Questa interfaccia collega il sistema nervoso del paziente con i sensori artificiali incorporati nella protesi, permettendo all’utilizzatore di controllare movimenti complessi della mano e delle dita. Gli elettrodi sono selettivi, in quanto si interfacciano solo con alcune aree dei nervi e non con altre poco distanti. I sensori rilevano le informazioni riguardanti il tatto, che sono inviate in tempo reale al paziente, permettendo il controllo naturale della mano. “Un prototipo di questa protesi è stato testato con successo nel mese di giugno del 2016 durante un test clinico a Roma,” afferma il coordinatore del progetto, il dott. Silvestro Micera della Scuola Superiore Sant’Anna, in Italia. “Un secondo paziente ha ricevuto un impianto nel mese di luglio del 2017.” I membri del consorzio NEBIAS hanno da allora creato una start-up allo scopo di portare la tecnologia verso la commercializzazione, e sono inoltre pianificate ulteriori ricerche per far progredire questi risultati. “I prossimi passi prevedono principalmente lo sviluppo di elettrodi biocompatibili a lungo termine e la miniaturizzazione dei componenti elettronici per il feedback sensoriale allo scopo di ottenere un sistema protesico completamente impiantabile e portatile,” afferma Micera. “Questi passi verranno seguiti con l’obiettivo finale di rendere questo test clinico disponibile a più pazienti.” A questo scopo, l’imminente progetto SENSARS finanziato dall’UE svilupperà ulteriormente l’innovativo lavoro di NEBIAS. “L’obiettivo principale di questo progetto è quello di sfruttare commercialmente i risultati ottenuti e di verificare se le innovazioni generate durante NEBIAS possano essere usate per fornire dei preziosi dispositivi in caso di amputazioni agli arti inferiori,” dice Micera. Ricerca dedicata NEBIAS ha riunito ricercatori provenienti dai settori della scienza dei materiali, informatica e neuroscienze, della microtecnologia biomedica e dell’ingegneria elettronica con un obiettivo comune in mente – creare una mano protesica che possa consentire una percezione e un movimento naturali. Il successo del progetto nel realizzare questo obiettivo è il risultato di questa collaborazione di successo, e anche del lavoro innovativo portato avanti attraverso precedenti progetti finanziati dall’UE. Questi includono CYBERHAND, che ha cercato di dimostrare la fattibilità dell’interfacciamento diretto con il sistema nervoso per consentire il controllo naturale di una mano meccanica. I tentativi di connettere dei manufatti robotici al sistema nervoso sono stati poi portati avanti in particolare nell’ambito di progetti del 6° PQ e 7° PQ, quali ad esempio NEUROBOTICS e TIME, con il collaudo di successo di un prototipo di elettrodo senza feedback sensoriale e studi su come gli elettrodi potevano essere impiantati nel nervo di un paziente. “Grazie a questi progetti, sono stati compiuti passi importanti verso lo sviluppo di protesi di mani abili oltre che di elettrodi per interfacciarle con il sistema nervoso periferico,” spiega Micera. “Finora uno svantaggio chiave era stata la mancanza del feedback sensoriale. L’obiettivo principale di questo progetto era di conseguenza quello di ripristinare la funzione sensoriale-motoria negli amputati allo scopo di permettere loro di sentire gli arti artificiali come una parte del loro corpo.” Avendo ottenuto questo risultato, la tecnologia all’avanguardia di NEBIAS continuerà ad essere ulteriormente sviluppata, miniaturizzata e migliorata. Se tutto va secondo i piani, la fase finale tra qualche anno sarà rappresentata da test clinici su larga scala per stabilire se la protesi ha un reale potenziale medico e commerciale.
Parole chiave
NEBIAS, elettrodi, protesi, elettronica, bionica, amputazione, amputati, neuroscienze, microtecnologia biomedica