Molte attività che svolgiamo ogni giorno dipendono in modo cruciale dal tatto e dalla propriocezione, la capacità di percepire la posizione e il movimento del corpo. Operazioni come digitare, afferrare un oggetto delicato o anche solo camminare richiedono un equilibrio tra ciò che vediamo e ciò che sentiamo. La perdita di questo equilibrio, dovuta a una lesione o a un’amputazione, può trasformare azioni semplici in compiti frustranti e persino pericolosi, anche se si utilizzano protesi robotiche di ultima generazione. Proprio per rispondere a questa sfida, un team internazionale ha sviluppato un’interfaccia cervello-computer (BCI) che non solo migliora il movimento di protesi come le mani bioniche, ma restituisce anche una migliore sensazione del tatto.
Le protesi robotiche ora possono percepire forma e movimento delle cose
In due studi pubblicati rispettivamente su Nature Biomedical Engineering e Science, un team internazionale composto da ricercatori delle università di Chicago, Pittsburgh, Northwestern, Case Western Reserve e Blackrock Neurotech ha descritto i recenti risultati ottenuti dalla loro ultima innovazione: un‘interfaccia BCI che migliora l’utilizzo della mano bionica facendo percepire la forma e il movimento degli oggetti toccati.
Stando a quanto riportato dall’Università di Chicago, l’interfaccia utilizza una serie di elettrodi posizionati nelle regioni del cervello responsabili del movimento e della sensibilità della mano. Proprio questi elettrodi permettono al cervello di comunicare con la protesi, consentendo ai pazienti di muoverlo semplicemente pensando al movimento. Allo stesso tempo, sensori posti sulla protesi inviano impulsi elettrici al cervello, simulando sensazioni tattili grazie a una tecnica chiamata stimolazione intracorticale (ICMS).
In passato, questa tecnologia riusciva a trasmettere sensazioni molto semplici, simili a un segnale di contatto on/off. Tuttavia, l’interfaccia sviluppata dal team ha dimostrato in questi due studi di offrire una percezione del tatto più stabile e anche più forte.
I risultati dei due studi
Nel primo studio pubblicato su Nature Biomedical Engineering, il team ha mappato le aree del cervello che corrispondono a specifiche parti della mano bionica. In seguito, il team ha verificato se con la nuova interfaccia BCI le sensazioni tattili indotte elettricamente fossero stabili e abbastanza intense da risultare utili nelle attività quotidiane.
I test hanno evidenziato che stimolando due elettrodi vicini tra loro, i partecipanti “sentivano” un tocco più forte e chiaro, il che può migliorare la loro capacità di localizzare e misurare la pressione applicata sulla parte giusta della mano.
Nel secondo studio, pubblicato su Science, il team ha esplorato modalità più avanzate per rendere il tocco artificiale ancora più immersivo e intuitivo attraverso la nuova interfaccia BCI.
I risultati dei test hanno dimostrato che se si mettono elettrodi vicini, essi possono generare sensazioni tattili che si sovrappongono spazialmente. Addirittura, se si attivano in maniera sequenziale, è possibile far percepire la forma di un oggetto e il suo movimento.
