Una cuffia hi-tech per leggere la mente dei malati di SLA

La comunicazione è il processo mediante il quale si esternano emozioni, sensazioni ed intenzioni, con espressioni verbali e non verbali.
Per le persone “normali”, i gesti quotidiani appaiono automatici, ma non ci si sofferma mai al pensiero che qualunque movimento viene minuziosamente controllato da quell’organo estremamente complesso quale è il cervello.

La SLA ( acronimo di Sclerosi Laterale Amiotrofica) è una della malattie neurodegenerative più paralizzanti in assoluto, che colpisce i motoneuroni sia a livello centrale che periferico, inibendone la loro funzione.
Vengono, dunque, gradualmente coinvolti tutti i muscoli, da quelli scheletrici che controllano gli atti volontari come il movimento oculare, a quelli lisci che invece governano gli atti involontari, come ad esempio il respiro.
Ciò comporta ad uno stato vegetativo, detto anche “sindrome locked-in totale” (Clis): completa immobilità muscolare, ma con attività cerebrali perfettamente funzionanti (almeno dal punto di vista cognitivo).

Il recente studio, pubblicato sulla rivista Plos Biology, è stato svolto dal team di neuroscienziati del Wyss Center per la Bio e Neuroingegneria di Ginevra, che si è impegnato nell’applicazione della BCI per i malati di SLA, usando una cuffia hi-tech.
La vera sfida per il team è stato quello di poter tradurre efficacemente i pensieri in “parole”: la BCI infatti è stata largamente utilizzata con pazienti sani o che, al più, potessero confermare la correttezza della traduzione.
In questa circostanza, ovviamente, la situazione era completamente diversa.

La BCI (Brain computer interface, cioè un’interfaccia computer-cervello) rappresenta una promettente strategia per stabilire una comunicazione con i pazienti completamente immobilizzati, siccome non necessita di alcun movimento da parte di essi, in quanto in grado di “leggere il pensiero”.
La BCI include sia metodi invasivi che non invasivi ( come l’elettroencefalografia e la fMRI).
In questo studio è stato adottata la tecnica fNIRS (functional near-infrared spectroscopy), combinata alla EEG (elettroencefalografia), per il rilevamento dell’attività cerebrale, la quale viene tradotta in risposte verbali grazie alla decodifica effettuata dal computer.

LO STUDIO E LA fNIRS

Il team di ricerca di Niels Birbaumer, neuroscienziato dell’Università di Tübingen in Germania, è riuscito a far esprimere con un “si” o con un “no” i 4 malati terminali di SLA coinvolti, i quali dovevano rispondere a precise domande, ovviamente pensando alla risposta.

Il rilevamento delle “risposte” è avvenuto grazie all’utilizzo di un dispositivo, una cuffia che funziona, appunto, tramite fNIRS, che è stato in grado di rilevare i segnali provenienti dall’area frontale-centrale del paziente, ossia l’area coinvolta nel “ragionamento”.

 

La functional near-infrared spectroscopy (fNIRS), come principio di funzionamento è molto simile alla fMRI: è, infatti, una tecnica non invasiva che misura l’attività cerebrale attraverso la risposta emo-dinamica associata all’attività dei neuroni, i quali richiedono più ossigeno rispetto a quelli inattivi per “funzionare”.

 

La cuffia era collegata al computer, che, una volta ricevuto l’impulso, ha tradotto le variazioni emo-dinamiche in risposte vere e proprie, automatiche: si o no.

Il successo dello studio non comprende solo la possibilità, in un futuro, di mettere in comunicazione questi pazienti col mondo esterno, ma anche confermare il fatto che la loro attività cognitiva è ancora in funzione. Ciò migliorerebbe notevolmente la vita di questi pazienti che, altresì, sarebbero letteralmente esclusi e confinati dal resto del mondo.

Dopo 30 anni di studi e di tentativi, lo stesso Birbaumer afferma:

“È la prima volta che riusciamo stabilire una comunicazione affidabile con questi pazienti. Credo sia un passo importante sia per loro che per le loro famiglie”.