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L'impianto elettronico aiuta l'uomo paralizzato a camminare di nuovo nella prima storica

Il rivoluzionario dispositivo wireless, che legge le onde cerebrali e invia istruzioni alla colonna vertebrale per muovere i muscoli giusti, gli ha permesso di ritrovare la sua naturale mobilità semplicemente pensandoci.

Nel 2011, Gert-Jan Oskam ha avuto un incidente in moto che lo ha lasciato paralizzato dalla vita in giù. Ora, grazie a una nuova tecnologia rivoluzionaria, i neuroscienziati gli hanno ridato il controllo della parte inferiore del corpo.

"Per 12 anni ho cercato di rimettermi in piedi", ha detto in una conferenza stampa. "Ho imparato a camminare normalmente, naturalmente."

In un studio pubblicato sulla rivista Natura, i ricercatori svizzeri hanno dettagliato la funzionalità del dispositivo, che in breve fornisce un "ponte digitale" tra il cervello di Oskam e la colonna vertebrale, bypassando eventuali sezioni lese.

Questo gli ha permesso di stare in piedi, camminare, salire le scale e salire una ripida rampa con il solo aiuto di un deambulatore.

Oltre un anno dopo l'inserimento dell'impianto, ha mantenuto queste capacità e ha effettivamente mostrato segni di recupero neurologico, camminando con le stampelle anche quando l'impianto era spento.

Sensori

"Quello che siamo riusciti a fare è ristabilire la comunicazione tra il cervello e la regione del midollo spinale che controlla il movimento delle gambe con un ponte digitale," ha spiegato il prof. Gregoire Courtine presso l'Istituto Federale Svizzero di Tecnologia (EPFL), che gestisce un programma di lunga data per sviluppare interfacce cervello-macchina per superare la paralisi.

"Il sistema può catturare i pensieri di Gert-Jan e tradurli in stimolazione del midollo spinale per ristabilire i movimenti volontari delle gambe."

Il sistema, che (nonostante sia incoraggiante) è ancora in fase sperimentale, funziona trasmettendo elettronicamente i pensieri di Oskam alle sue gambe e ai suoi piedi attraverso un secondo impianto nella sua spina dorsale.

Utilizzando segnali wireless, ricollega il cervello con i muscoli che vengono resi inutilizzabili quando i nervi del midollo spinale vengono rotti.

Questo varia da un precedente processo, in cui Oskam era collegato a un computer che inviava ricreazioni dei passi ritmici del camminare lungo la sua spina dorsale, anche se il movimento era abbastanza robotico e doveva essere attivato da un pulsante o sensore.

Scienziato che monitora il cervello

In questo aggiornamento, gli elettrodi sono installati su Oskam cervello che rilevano l'attività neurale quando cerca di muovere le gambe.

Le letture vengono quindi elaborate da an decodificatore di intelligenza artificiale che li trasforma in impulsi, che vengono inviati a ulteriori elettrodi nella colonna vertebrale, attivando nervi e muscoli per produrre il movimento previsto.

Questo algoritmo è in grado di tenere conto di lievi variazioni nella direzione e nella velocità di ogni contrazione o rilassamento muscolare e poiché i segnali vengono inviati ogni 300 millisecondi, Oskam può adattare rapidamente la sua strategia in base a cosa funziona e cosa no. Sembra anche favorire la riabilitazione.

"Sono trascorsi più di 10 anni dalla lesione del midollo spinale", ha affermato il prof. Courtine.

'Immagina quando applichiamo il ponte digitale poche settimane dopo la lesione del midollo spinale. Il potenziale per il recupero è enorme.'

Grafico che mostra come gli impianti nel cervello e nella colonna vertebrale possono aiutare a trasmettere un segnale alle cellule nervose delle gambe

Secondo la ricerca, l'operazione per aiutare Oskam a ritrovare la sua mobilità naturale ha comportato che i chirurghi tagliassero due fori circolari su ciascun lato del suo cranio, di 5 cm di diametro, sopra le regioni del cervello dove il movimento è controllato.

Hanno quindi inserito due impianti a forma di disco in due sensori attaccati a un elmetto sulla sua testa.

"Prima sentivo che il sistema mi stava controllando, ma ora lo sto controllando", ha detto Oskam, riferendosi al precedente progetto basato su computer.

"Vederlo camminare in modo così naturale è così commovente", ha affermato il professor Courtine, il cui obiettivo finale è quello di miniaturizzare la tecnologia e commercializzarla in modo che possa essere utilizzata nella vita quotidiana delle persone.

"Si tratta di un cambio di paradigma rispetto a ciò che era disponibile prima".

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