Se vi avessero detto dieci anni fa che un giorno le protesi avrebbero aiutato le persone non solo a camminare, ma anche a sentire ogni singolo gradino, ogni singola pietra sotto il piede, ci avreste creduto? Eppure, oggi, in un laboratorio all'avanguardia, la scienza sta trasformando questa fantasia in realtà.
Immaginate un mondo in cui le protesi non sono solo estensioni meccaniche del corpo, ma veri e propri sostituti sensoriali, capaci di restituire la sensazione di tocco a chi ha perso una parte di sé. Ci stiamo arrivando più velocemente di quanto pensassimo.
Protesi, una rivoluzione sensoriale
La perdita di un arto non comporta solo la perdita della sua funzione motoria, ma anche di quella sensoriale. E se le protesi tradizionali hanno offerto una soluzione parziale, restituendo la mobilità, la sensazione del tatto è sempre rimasta un sogno irrealizzato… fino ad ora.
La ricerca, pubblicata sul server di pre-stampa bioRxiv (ve la linko qui), ha svelato un dispositivo che, imitando l'attività dei nervi, può essere impiantato nella parte rimanente della gamba, permettendo agli amputati di "sentire" mentre camminano. Questo non solo migliora la loro velocità di movimento, ma infonde anche una maggiore fiducia in ogni passo.
Progresso elegante
Jacob George, neuroingegnere presso l'Università dello Utah, ha elogiato lo studio definendolo "veramente elegante". E non è difficile capire il perché. Questa ricerca non si limita a un modello computazionale, ma si estende a modelli animali e infine all'uomo. È una delle prime indagini condotte in modo così completo.
Molti pazienti con protesi si trovano a dover affrontare sfide inaspettate. Non poter percepire la pressione esercitata su un oggetto può portare a situazioni imbarazzanti, come rompere o lasciar cadere oggetti: una mancanza di feedback sensoriale che ha portato alcuni amputati a rifiutare l'uso di protesi. Ma, come si suol dire, ogni problema è un'opportunità in maschera.
Un passo avanti. Letteralmente.
Negli ultimi anni, i ricercatori si sono concentrati su protesi che offrono feedback sensoriali sempre più naturali. Una ricerca del 2019, condotta dal team di George, ha dimostrato che un feedback biomimetico ha permesso a un paziente di afferrare oggetti fragili come uova e uva con estrema precisione. Ma come funziona esattamente questo feedback?
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato un modello informatico per ricreare il modo con cui i nervi del piede reagiscono a diversi stimoli, come la percezione della pressione. L'obiettivo era creare schemi naturali di attività neurale che potrebbero verificarsi quando si percepisce qualcosa con il piede o durante la camminata.
Poi gli scienziati hanno usato il modello per fornire schemi di impulsi elettrici ai nervi periferici nelle zampe dei gatti, registrando l'attività dei neuroni del midollo spinale che ricevono input da tali nervi. Il risultato? Una risposta simile a quella di un vero tocco.
Uomo e protesi, accoppiata vincente
Il passo successivo era testare l'approccio sugli esseri umani. Tre individui con amputazioni agli arti inferiori sono stati dotati di protesi che includono un sensore per registrare le informazioni di pressione dal piede robotico durante la camminata.
Questo dispositivo "sente" le sensazioni della camminata e trasmette tali informazioni al sistema nervoso dell'amputato, cercando di imitare le sensazioni associate alla camminata.
Stanisa Raspopovic, neuroingegnere presso l'ETH Zürich e co-autore dello studio, spera che la sua squadra e altri continueranno a migliorare questa tecnologia. Una comprensione più dettagliata di come il sistema nervoso rileva e comunica i diversi aspetti del tocco potrebbe aiutare a perfezionare ulteriormente tali dispositivi.
L'obiettivo finale? Sentire di nuovo tutto. Sarà un magnifico cammino.
