Una neuroprotesi per il controllo simultaneo di due braccia

Fino ad ora, le interfacce cervello-macchina consentivano il controllo esclusivo di un singolo arto, ora un gruppo di ricercatori, tramite nuovi algoritmi per l’elaborazione degli schemi di attività dei neuroni della corteccia motoria, sono riusciti a mettere a punto una nuova neuroprotesi che permetta il controllo coordinato e contemporaneo di due braccia.

La ricerca è stata condotta nel laboratorio di ingegneria biomedica della Duke University diretto da Miguel A. L. Nicolelis: due scimmie sono riuscite a controllare con il pensiero il movimento di entrambe le braccia.

Le BMI (interfacce cervello-macchina) ora potranno dare una mano indispensabile a persone gravemente paralizzate grazie al controllo mentale di più apparecchi.
Nel corso della nuova ricerca, Nicolelis e colleghi hanno messo a punto un ambiente virtuale nel quale le scimmie potevano vedere su uno schermo delle copie realistiche delle loro braccia e le hanno addestrate ad afferrare alcuni oggetti con entrambe le mani virtuali. Le scimmie hanno  imparato prima a controllare le copie virtuali con una coppia di joystick e poi con la sola attività cerebrale. 

L’interfaccia non è stata realizzata sullo studio dell’attività di singoli neuroni, ma sulla registrazione degli schemi delle attività di circa 500 neuroni della corteccia motoria, elaborati poi con nuovi algoritmi più sofisticati dei precedenti.
E’ stato rilevato anche che gli schemi di attività neuronale relativi al movimento di due mani differivano da quelli prodotti per spostare separatamente ciascun braccio.

Dopo un certo periodo di training il controllo delle braccia da parte degli animali migliorava e, con esso, si è potuto osservare un diffuso fenomeno di plasticità nelle aree corticali del cervello. Ciò a conferma del fatto che i cervelli delle scimmie possono incorporare le braccia virtuali nell’immagine interna del proprio corpo.

Source image: reconstructivesurgerytrials.net