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Un chip nel cervello per sfidare la paralisi

Ian Burkhart, giovane americano tetraplegico dopo un incidente, torna a muovere mano, dita e polso. Un ‘‘bypass neurale’’ riconnette mente e muscoli aggirando le lesioni del midollo

Torna a muovere alcune dita, la mano e il polso, arrivando ad afferrare, manipolare e rilasciare oggetti. Piccoli gesti di vita quotidiana per un grande traguardo: quello raggiunto negli Usa per la prima volta da Ian Burkhart, 24 anni, gambe e braccia paralizzate a causa di una lesione del midollo spinale superiore. Il ritorno al movimento è stato ottenuto utilizzando i segnali registrati dalla sua corteccia motoria. Con un ‘bypass neurale’, fatto di un chip impiantato in testa e di un sistema hi-tech in grado di connettere il cervello ai muscoli, gli scienziati sono riusciti ad aggirare la lesione che aveva spezzato questo legame e a ripristinare il controllo degli arti. L’impresa è raccontata in uno studio su ‘Nature’. I ricercatori Chad Bouton (Feinstein Institute for Medical Research, Manhasset, New York), Nick Annetta (Battelle Memorial Institute, Columbus, Ohio), Ali Rezai (Ohio State University, Columbus), e colleghi, ci lavoravano da tempo. E infatti già nel giugno 2014 avevano potuto raccontare della rivincita del giovane e dei suoi primi movimenti dopo anni di immobilità assoluta. L’ultima volta che la sua mano aveva obbedito ai comandi era il 2010 e Ian stava correndo verso l’Oceano Atlantico. Si tuffa in acqua e succede tutto in un istante: lo schianto contro un banco di sabbia nascosto dalle onde, il collo che si rompe, le gambe e le braccia inerti. A distanza di 4 anni dall’incidente il ragazzo è tornato a muovere la mano, e adesso ha fatto ancora di più. La paralisi interrompe i percorsi lungo i quali corrono i segnali tra il cervello e i muscoli. Nel tempo sono stati sviluppati sistemi che traducono l’attività neurale in segnali di controllo per dispositivi di assistenza come braccia robotiche, applicati anche per guidare l’attivazione dei muscoli paralizzati nelle scimmie. Finora, però, nessuno ha dimostrato di funzionare ripristinando in tempo reale il movimento nell’uomo. Il team americano ha impiantato un chip nel cervello del paziente. Il microelettrodo è stato collocato nella corteccia motoria. Gli esperti hanno usato algoritmi di apprendimento automatico per decodificare l’attività neuronale e controllare l’attivazione dei muscoli dell’avambraccio attraverso un sistema di stimolazione elettrica neuromuscolare. Dopo l’impianto, Ian ha affrontato 3 sedute a settimana per 15 mesi per poter usare il sistema elettronico di bypass neurale, che gli ha permesso di articolare un singolo dito e di compiere 6 diversi movimenti del polso e della mano. Anche se ulteriori miglioramenti sono necessari, gli autori sono convinti che questo lavoro farà avanzare la tecnologia delle neuroprotesi dedicate a persone che convivono con gli effetti di una paralisi.

(24 Apr 2016)

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