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Gli scienziati del Politecnico federale di Losanna hanno sviluppato e impiantato una “interfaccia cervello-spinale” che crea una connessione diretta tra il cervello e il midollo spinale. Grazie a questo dispositivo, un paraplegico è stato in grado di camminare di nuovo naturalmente dopo un decennio dall’infortunio.
Il dispositivo è costituito da due impianti: uno nel cervello, l’altro nel midollo spinale.
Un impianto nel cervello monitora le intenzioni di movimento della persona e le trasmette in modalità wireless a un’unità esterna che la persona indossa sulla schiena.
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Il blocco interpreta le intenzioni come comandi, che vengono poi rispediti attraverso il secondo impianto di stimolazione muscolare.
La prima persona a testare il dispositivo è stata Gert-Jan Oskam, 40 anni, rimasta paralizzata dopo un incidente motociclistico in Cina più di dieci anni fa. A seguito dell’infortunio, le sue gambe, braccia e busto sono state danneggiate.
“Il mio sogno era tornare a camminare e credevo fosse possibile”, ha detto Oskam in una conferenza stampa questa settimana. “Ho provato molte cose prima e ora devo imparare a camminare di nuovo normalmente, come naturalmente, perché è così che funziona il sistema”.
Oskam ha affermato di essere in grado di camminare almeno 100 metri (circa 330 piedi) al giorno e di stare in piedi senza il supporto delle mani per diversi minuti. Ha notato che il dispositivo facilita notevolmente la sua vita quotidiana, ad esempio, quando aveva bisogno di dipingere qualcosa e non c’era un assistente: si è semplicemente alzato e l’ha fatto da solo.
Precedenti ricerche hanno dimostrato che impulsi elettrici mirati possono stimolare le aree del piede necessarie per camminare.
La nuova tecnologia fornisce movimenti più fluidi e un migliore adattamento ai cambiamenti del terreno, in quanto ripristina la comunicazione tra due aree del sistema nervoso centrale che è stata interrotta a causa di una lesione del midollo spinale, affermano i ricercatori.
Oskam aveva precedentemente impiantato dispositivi di stimolazione, ma doveva eseguire un certo movimento per attivare la stimolazione. Il dottor Gregoire Curtin ha affermato che questa stimolazione è diversa in quanto Oskam ha “il pieno controllo sui parametri di stimolazione, il che significa che può fermarsi, può camminare, può salire le scale”.
Dopo le operazioni di impianto del dispositivo, la connessione tra i sistemi nervosi è stata stabilita rapidamente. Oskam ha iniziato a muoversi il giorno successivo all’allenamento.
Inoltre la connessione rimane affidabile per più di un anno, compreso il tempo che Oskam ha trascorso a casa. Il dispositivo è stato testato per la prima volta da Oskam, ma i ricercatori vedono grandi promesse nel suo utilizzo. Questo studio conferma la possibilità di creare una connessione neurologica tra il cervello e il midollo spinale, e la connessione avviene rapidamente.
Ampliare la portata di questa connessione può anche aiutare le persone con paralisi delle mani e delle braccia o che hanno avuto un ictus. Ma vorrebbero ridurre le dimensioni del sistema per renderlo più portatile.
“Il concetto di un ponte digitale tra il cervello e il midollo spinale preannuncia una nuova era nel trattamento dei disturbi del movimento dovuti a disturbi neurologici”, hanno scritto i ricercatori.
Una BCI (Brain-Computer Interface) e un’interfaccia cervello-spinale sono entrambe tecnologie che permettono la comunicazione tra il cervello umano e dispositivi esterni, ma si differenziano per il loro scopo e la loro applicazione.
Una BCI è progettata per stabilire una connessione diretta tra il cervello e un computer o un dispositivo elettronico, consentendo all’utente di controllare e comunicare con il dispositivo attraverso segnali cerebrali. Le BCI possono essere utilizzate per molteplici scopi, tra cui il controllo di protesi, l’assistenza nella riabilitazione di pazienti con disabilità motorie, la comunicazione per individui con disturbi del movimento e persino per scopi di ricerca scientifica. Le BCI rilevano i segnali elettrici generati dal cervello, come le onde cerebrali, e li traducono in comandi che possono essere interpretati dal dispositivo esterno.
Un’interfaccia cervello-spinale invece si concentra sulla connessione tra il cervello e il midollo spinale. Questa tecnologia mira a ripristinare la funzionalità motoria e sensoriale nelle persone con lesioni del midollo spinale. L’obiettivo principale dell’interfaccia cervello-spinale è consentire al cervello di comunicare direttamente con le strutture del midollo spinale, bypassando l’area danneggiata, al fine di ripristinare la trasmissione di segnali motori e sensoriali. Questo può consentire a una persona con una lesione del midollo spinale di controllare volontariamente i movimenti degli arti paralizzati o di recuperare alcune sensazioni tattili.
In sintesi, una BCI si concentra sulla comunicazione diretta tra il cervello e un dispositivo esterno, mentre un’interfaccia cervello-spinale punta a ripristinare la comunicazione tra il cervello e il midollo spinale per ripristinare la funzionalità motoria e sensoriale nelle persone con lesioni spinali.
Entrambe le tecnologie hanno il potenziale per migliorare la qualità di vita delle persone con disabilità, consentendo loro di interagire con il mondo esterno in modi innovativi e significativi.
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