Ottimizzare gli arti protesici
Le mani protesiche hanno compiuto una forte evoluzione se si pensa all’uso degli uncini. Grazie a nuove tecnologie e progressi nella robotica, molte persone amputate ora possono beneficiare di protesi altamente funzionali con livelli notevoli di destrezza. Iniziative quali il progetto MYKI, finanziato dall’UE, puntano a migliorarle ulteriormente. «Il nostro obiettivo è sviluppare e valutare dal punto di vista clinico una protesi di mano agile che la persona amputata può controllare e percepire in modo naturale», afferma Christian Cipriani, ricercatore presso l’Istituto di biorobotica e ricercatore principale del progetto. Il progetto, sostenuto dal Consiglio europeo della ricerca, si è rivolto alla tecnologia per raggiungere questo traguardo. «Le tecnologie messe a punto nel corso del progetto si sono concretizzate nel primo impianto dell’interfaccia miocinetica su una persona con amputazione al di sotto del gomito», aggiunge Cipriani.
Presentazione dell’interfaccia miocinetica
L’interfaccia miocinetica è un’interfaccia uomo-macchina radicalmente nuova che si basa su principi magnetici. Il sistema comprende una miriade di magneti impiantabili e lettori/azionatori magnetici esterni. Una volta impiantata nei muscoli della persona amputata, l’interfaccia è in grado di localizzare il movimento dei magneti, stimolando in essi movimenti lievi. «In seguito all’impianto, il magnete si sposta con il muscolo che lo ospita. La sua localizzazione fornisce una misurazione diretta della contrazione o dell’allungamento di quel particolare muscolo, che è volontariamente controllato dal sistema nervoso centrale», spiega Cipriani. «Ciò permette di decodificare i segnali efferenti inviati dal cervello osservando un sottoprodotto del reclutamento delle fibre muscolari. Sull’altra mano, il movimento indotto nel magnete impiantato dall’azionatore esterno potrebbe trasmettere uno stimolo percepibile che è convogliato al cervello tramite i recettori sensoriali periferici presenti nel muscolo o nella cute circostante. Questa funzione consente di fornire informazioni sensoriali propriocettive e/o tattili al cervello, ripristinando così il circuito di controllo senso-motorio fisiologico. «Mediante impianti magnetici passivi, che non richiedono alimentazione elettrica o fili, e lettori/azionatori transcutanei, MYKI è riuscito efficacemente a integrare un’interfaccia uomo-macchina senza fili bidirezionale con capacità potenzialmente di gran lunga maggiori rispetto alle interfacce all’avanguardia», osserva Cipriani.
Una rivoluzione nell’ingegneria biomedica
Dopo l’approvazione da parte della comunità deontologica locale e del Ministero della Salute italiano, il progetto ha condotto la prima sperimentazione clinica dell’interfaccia miocinetica. Successivamente all’impianto dei magneti, una persona amputata volontaria ha indossato e utilizzato il braccio protesico autonomo. Secondo Cipriani, i risultati iniziali della sperimentazione sono molto promettenti. «Senza dubbio, il primo studio in assoluto su una persona di un’interfaccia miocinetica è una grande rivoluzione per l’ambito dell’ingegneria biomedica e un successo per la ricerca europea», dichiara. «La sua importanza è inoltre evidenziata dai numerosi articoli scientifici, progetti ed esperti di spicco che ora stanno accogliendo con favore il nostro approccio miocinetico.»
Guardare oltre la mano
Anche se il progetto MYKI si è concentrato sulla mano, si potrebbe utilizzare l’interfaccia miocinetica per tutte le amputazioni degli arti superiori, dalle amputazioni parziali della mano fino alla disarticolazione della spalla. Potrebbe inoltre essere adeguata alle esigenze delle protesi degli arti inferiori e degli esoscheletri. «Ci auguriamo che la nostra interfaccia spianerà la strada a una nuova generazione di arti bionici e dispositivi assistivi», afferma Cipriani, che conclude: «Grazie al ripristino del circuito di controllo senso-motorio naturale, questi arti e dispositivi avranno un impatto notevole sul benessere delle persone amputate di tutto il mondo.»
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