Protesi innovative restituiscono sensibilità alle gambe degli amputati
Le persone che hanno subito un’amputazione dell’arto inferiore spesso si affidano alle protesi per riacquistare mobilità e indipendenza, ma questi dispositivi non hanno riscontri sensoriali sul contatto con il terreno e sul movimento. Questa lacuna sensoriale aumenta il rischio di cadute e crea una disconnessione tra l’arto protesico e il cervello, il che spesso causa l’abbandono del dispositivo. Analogamente, i pazienti diabetici con neuropatia periferica subiscono alterazioni dei segnali sensoriali, che provocano dolore, scarso equilibrio e mobilità limitata.
Neuroprotesi avanzate
Il progetto FeelAgain, finanziato dal CER, ha affrontato queste sfide con lo sviluppo di sistemi neuroprotesici avanzati in grado di ripristinare la risposta sensoriale naturale. La stimolazione elettrica dei nervi periferici (PNES) è in grado di attivare i nervi sensoriali vicino al sito di amputazione, risvegliando nel cervello la sensazione dell’arto mancante. «Le nostre soluzioni aiutano amputati e diabetici a superare questi ostacoli sensoriali, ad alleviare il dolore e a ottenere un’esperienza più integrata e naturale con i propri arti menomati», spiega il coordinatore del progetto Stanisa Raspopovic. Questa neuroprotesi funziona tramite dei sensori incorporati nella gamba artificiale per rilevare la pressione e il movimento. I segnali di questi sensori vengono trasmessi al cervello tramite elettrodi impiantati che si collegano al ramo tibiale rimanente del nervo sciatico del soggetto. Simulando i modelli naturali dei segnali nervosi, le informazioni sull’interazione dell’arto protesico con l’ambiente vengono trasmesse al cervello. Questo input sensoriale permette all’utilizzatore di percepire le sensazioni dell’arto fantasma. Ciò non solo migliora la loro capacità di utilizzo della protesi, ma favorisce anche un senso di integrazione più naturale tra il dispositivo e il corpo. La sperimentazione di questi dispositivi neuroprotesici negli studi clinici ha prodotto risultati notevoli. I partecipanti hanno riferito di aver provato per la prima volta sensazioni naturali provenienti dall’arto protesico e di essere in grado di camminare con maggiore sicurezza, anche su superfici impegnative come la sabbia. Ma soprattutto, le sensazioni riferite non erano quelle anomale o sgradevoli spesso provocate dalle neuroprotesi attualmente disponibili. Tali sensazioni, invece, riproducevano fedelmente quelle naturali, migliorando l’integrazione fisica e cognitiva della protesi nel corpo del soggetto.
Calza intelligente per la neuropatia diabetica
Oltre a lavorare con gli amputati, il progetto FeelAgain ha sviluppato un sistema analogo per aiutare le persone affette da neuropatia diabetica. Questa patologia provoca danni ai nervi dei piedi ed è correlata a perdita di sensibilità, dolore e problemi di mobilità. Per questi pazienti, il team ha concepito una calza neurostimolante dotata di elettrodi che stimolano i nervi della caviglia. Questa stimolazione è guidata da un algoritmo basato sull’intelligenza artificiale, che regola i segnali per ripristinare la risposta sensoriale naturale. Come la neuroprotesi per le persone amputate, questo sistema contribuisce al reintegro delle sensazioni perse nel corpo del paziente, consentendo di migliorare l’equilibrio, la deambulazione e di ridurre notevolmente il dolore neuropatico.
Adattare le neuroprotesi alle esigenze del paziente
La personalizzazione è stata un fattore chiave del successo di questi dispositivi neuroprotesici. Grazie alla possibilità di calibrare le stimolazioni in modo personalizzato e alla disponibilità di componenti hardware di varie dimensioni, i sistemi possono essere adattati ai singoli pazienti, garantendo prestazioni e comfort ottimali. «Siamo consapevoli che le esigenze e la fisiologia di ogni paziente sono diverse, quindi i dispositivi sono stati concepiti per essere estremamente adattabili», sottolinea Raspopovic. In prospettiva, il team di FeelAgain intende intensificare gli sforzi di ricerca e sviluppo. L’obiettivo è quello di perfezionare ulteriormente la tecnologia e di estenderne l’applicabilità al di là degli amputati e dei pazienti diabetici in direzione di nuove soluzioni bioelettroniche.
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