Mano robotica del Sant'Anna sempre più 'reale': "E' un naturale prolungamento del mio corpo"

Pubblicato sulla rivista Neuron lo studio che riporta i risultati della sperimentazione di nuovi sensori, sempre più in grado di trasmettere sensazioni e sfumature per l'uso dell'arto artificiale

Si sviluppa sempre più il progetto della Scuoa Superiore Sant'Anna della mano robotica, impiantata anche in una paziente italiana alcuni mesi fa. Per cercare una sostituzione della funzionalità sempre migliore, i ricercatori hanno stimolato i nervi del braccio amputato con segnali molto simili a quelli naturali riuscendo a 'imitare la voce' dei vari tipi di neuroni presenti nei polpastrelli della mano. Ecco che così il realismo migliora, come l'esperienza d'uso. 

La nuova ricerca nel campo è stata pubblicata sulla prestigiosa rivista di neuroscienze Neuron. Lo studio è stato eseguito da un gruppo di ricercatori della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, dell'École Polytechnique  Fédérale  de  Lausanne (EPFL), dell'Università di Friburgo, del Policlinico Gemelli di Roma. Il gruppo coordinato da Silvestro Micera, docente di Bioingegneria all'Istituto di BioRobotica e titolare della Cattedra Bertarelli in Neuroingegneria Translazionale all'EPFL. Il titolo è: 'Biomimetic intraneural sensory feedback enhances sensation naturalness, tactile sensitivity and manual dexterity in a bidirectional prosthesis'.

Il risultato riportato è stato quello di accertare che la paziente riesce a ricevere informazioni più naturali ed efficaci, stimolando il nervo periferico con informazioni molto simili a quelle che i sensori delle dita naturali fornirebbero in situazioni normali. "In questo lavoro scientifico non siamo partiti dalla mano robotica - spiega Giacomo Valle, studente di dottorato al Sant'Anna e prima firma della pubblicazione - ma dalla sorgente dell'informazione tattile, cercando di riprodurre in modo più accurato possibile la dinamica dei neuroni nelle dita nel momento in cui una mano tocca un oggetto. Così abbiamo trasmesso al sistema nervoso del paziente un segnale che è stato subito riconosciuto come naturale".

Il codice sviluppato dagli autori dello studio potrà essere applicato a tutti i modelli di protesi, garantendo la sensibilità delle percezioni e l'efficacia dei movimenti. "I nostri risultati - commenta Silvestro Micera - permetteranno di avere protesi di mano che siano allo stesso tempo efficaci e utilizzabili in modo naturale e non avvertite come un corpo estraneo. Ciò aumenterà in maniera significativa l'impatto clinico di queste tecnologie".

"La nostra mano ci permette - sottolinea Paolo Maria Rossini - di esplorare l'ambiente attorno alla nostra persona e di interagire con esso. Ci permette di colpire duro o di accarezzare. Ci permette di suonare una tastiera o di sollevare un pesantissimo bilanciere. Tutta questa varietà di azioni (e mille altre) è possibile anche grazie al feedback sensoriale che ogni movimento e contatto con un oggetto invia al nostro sistema nervoso. Perdere l'informazione sensoriale è come vivere in un mondo senza colori e senza contrasti di chiaro/scuro".

L'utilizzo del codice permette di avere una maggiore sensibilità quando la mano robotica entra in contatto con un oggetto di qualsiasi dimensione. "Riuscire a sentire di nuovo sensazioni in un arto fantasma, ovvero in una mano che non c'è più - commenta Loretana Puglisi, una delle due pazienti che ha sperimentato il sistema, l’altra è Almerina Mascarello - è un passo importante verso lo sviluppo di protesi davvero funzionali. Per la prima volta ho percepito la protesi come un naturale prolungamento del mio corpo e non come una parte esterna".

Lo studio è stato portato avanti nell’ambito del progetto NEBIAS, finanziato dalla Commissione Europea e coordinato dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, istituzione che si occupa da quasi due decenni di protesi di mano sensibili nell’ambito di progetti su scala nazionale ed europea. Ha contribuito allo studio anche il Centro di competenza svizzero in robotica.

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