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Come un'interfaccia cervello-computer può restituire il senso del tatto a un uomo paralizzato

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I ricercatori hanno recentemente scoperto che una persona con una lesione del midollo spinale può utilizzare un'interfaccia cervello-computer per rianimare simultaneamente sia le funzioni motorie che il senso del tatto.

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Per la prima volta in 10 anni, Ian Burkhart è in grado di muovere il braccio e sentire quello che sta toccando. I risultati sono stati riportati alla fine del mese scorso sulla rivista Cell.

Burkhart, che ha subito una lesione al midollo spinale (SCI) nel 2010 lasciandolo paralizzato, è stato il primo partecipante a uno studio quinquennale della tecnologia di bypass neurale NeuroLife di Battelle, un progetto a cui Battelle ha lavorato in collaborazione con i medici dell'Ohio State University Wexner Medical Center. MD+DI aveva già riferito dello studio nell'agosto 2019 e nell'aprile 2016. L'ultimo passo avanti è venuto dall'analisi di anni di dati raccolti dallo studio con Burkhart.

"Quando il chip è stato posto sulla superficie della corteccia motoria di Ian nel 2014, non si sapeva che i segnali relativi al tocco dell'oggetto potevano essere osservati a causa della paralisi", ha detto l'autore principale e ricercatore principale di Battelle Patrick Ganzer. "Inoltre, Ian ha un SCI molto grave che dovrebbe essenzialmente bloccare i segnali di tocco delle mani anche dal raggiungere il cervello"

Tuttavia, l'analisi ha dimostrato che il tocco sub-percettivo a seguito di una lesione del midollo spinale colpisce la corteccia motoria di Burkhart anche se c'è essenzialmente un blocco dei nervi delle braccia e la loro connessione al cervello. È importante notare che questo segnale sub-percettivo può essere rilevato nel cervello, reindirizzato attraverso l'interfaccia cervello-computer e inviato ad un sistema tattile indossabile per ripristinare il senso del tatto.

"È stato incredibile vedere le possibilità di informazioni sensoriali provenienti da un dispositivo che è stato originariamente creato per permettermi di controllare la mia mano solo in un senso unico", ha detto Burkhart.

Tecnologie mediche come queste, che forniscono sia movimento che sensazioni ai loro utenti, hanno il potenziale per migliorare l'indipendenza.

"Aiutare le persone a diventare di nuovo più integre e meno dipendenti da chi si prende cura di loro è un passo importante per migliorare la qualità della vita", ha detto Justin Sanchez, che è un Battelle Life Sciences Technical Fellow.

Il team NeuroLife di Battelle sta attualmente lavorando ad un sistema di interfaccia cerebrale computerizzata (BCI) per gli individui affetti da tetraplegia che risponde alle esigenze degli utenti sfruttando le conoscenze acquisite nello studio clinico quinquennale. L'obiettivo è quello di fornire opzioni tecnologiche a questi individui per migliorare la loro vita quotidiana.

"Questo lavoro rappresenta una pietra miliare importante nello sviluppo di BCI per il ripristino delle funzioni della mano dopo SCI", ha detto Douglas Weber, co-investigatore e professore associato di bioingegneria all'Università di Pittsburgh. "Ian ha dimostrato che recuperando anche semplici sensazioni tattili, la sua capacità di controllare la mano attraverso BCI migliora notevolmente"