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Il cappuccio EEG aiuta i pazienti paralizzati
Per una persona con la malattia di Lou Gehrig in stadio avanzato, comunicare può essere una sfida enorme. I pazienti con questo disturbo neuromuscolare progressivo, noto anche come sclerosi laterale amiotrofica (SLA), possono pensare bene, ma perdono gradualmente la capacità di muoversi, parlare e respirare. Ora, un dispositivo non invasivo che rileva le onde cerebrali sta aiutando questi pazienti a interagire con il mondo.
Il dispositivo è costituito da un cappuccio cablato con elettrodi per registrare i segnali elettrici provenienti dal cervello. Il cappuccio è collegato a un amplificatore, a sua volta collegato a un computer che elabora i segnali elettrici. La configurazione consente al paziente di fare clic sulle scelte presentate sullo schermo di un computer semplicemente pensandoci.
Lo schermo visualizza una matrice di icone che rappresentano, ad esempio, l'ambiente circostante, il comfort personale o l'elaborazione di testi. Le righe della matrice sono evidenziati in ordine casuale; quando viene evidenziata la riga contenente l'elemento desiderato, il cervello dell'utente emette un caratteristico pattern di onde cerebrali, che il computer può riconoscere.
In questo modo l'utente può scorrere diversi menu, selezionando, ad esempio, l'ambiente, quindi la temperatura ambiente, quindi più calda. I pazienti utilizzano una matrice simile di lettere e numeri per comporre le e-mail. Gli scienziati affermano che il dispositivo potrebbe essere utile per i pazienti con un'ampia perdita di controllo muscolare, come quelli con SLA, lesioni del midollo spinale, ictus o paralisi cerebrale.
Il sistema basato sull'EEG, che utilizza gli elettroencefalogrammi per registrare l'attività cerebrale, ha avuto un successo significativo nei test di laboratorio. Ma ora Jonathan Wolpaw e i colleghi del Wadsworth Center, parte del Dipartimento della salute dello Stato di New York, affermano di essere intenzionati a portare la tecnologia ai pazienti nelle loro case. Hanno sviluppato una versione semplificata del dispositivo e stanno iniziando una sperimentazione su piccola scala a domicilio con pazienti gravemente disabili, come quelli con SLA avanzata.
Qualcosa del genere potrebbe fare un'enorme differenza nella qualità della vita per qualcuno con SLA e le loro famiglie, afferma Jennifer Brand, direttore dei servizi ai pazienti presso l'Associazione SLA, un gruppo di difesa dei pazienti con sede in California.
I pazienti con gravi malattie neuromuscolari o lesioni del midollo spinale a volte possono comunicare utilizzando sistemi che rilevano piccoli movimenti muscolari, come una contrazione del sopracciglio o il movimento degli occhi. Ma gradualmente, alcune persone perdono la capacità di controllare anche il muscolo più piccolo. In questo momento, le opzioni per i pazienti bloccati sono estremamente limitate, afferma Joseph J. Pancrazio, direttore del programma presso l'Istituto nazionale di disturbi neurologici e ictus che sovrintende alla ricerca sulle neuroprotesi. Ci sono tipi di interfacce che colpiscono gli occhi, ma penso che scopriremo che gli approcci BCI [interfaccia cervello-computer] sono più facili e veloci da usare.
Roberta Miller, un medico domiciliare di New York che lavora con pazienti immobilizzati, ha fatto provare il dispositivo a molti dei suoi pazienti come parte dei test di laboratorio. Sono entusiasti e pieni di speranza riguardo alla tecnologia e sperano che sia pronta per loro quando ne hanno bisogno.
Un paziente di SLA, uno scienziato biomedico del Delaware, ha già iniziato a testare il sistema a casa sua. In un'e-mail che ha scritto utilizzando il dispositivo, ha detto: [L'interfaccia cervello-computer] ha immediatamente migliorato la mia qualità di vita. Non potevo più usare il mio dispositivo di input ottico. Ha utilizzato il sistema dalle quattro alle sei ore al giorno per inviare e-mail e svolgere altre attività e alla fine lo utilizzerà per scrivere manoscritti scientifici.
Il team di Wolpaw sta ora selezionando più pazienti per testare la nuova versione semplificata del dispositivo, che il Wadsworth Center ha creato in collaborazione con Cambridge Consultants, una società di sviluppo prodotto con sede a Boston e nel Regno Unito. Inizialmente, il software aveva 10.000 parametri diversi. Ma se un caregiver si trova di fronte a un software con 10.000 parametri, potrebbe sentirsi frustrato e andarsene, afferma Mark Manasas, che gestisce la parte del progetto di Cambridge Consultants. Vogliamo che le persone con una conoscenza minima del computer siano in grado di farlo funzionare con un paio di clic del mouse.
Il team ha anche ridisegnato il cappuccio EEG per renderlo più facile da usare. La maggior parte dei cappucci EEG utilizzati nella ricerca deve essere specificamente adattata a un soggetto da un tecnico per fornire registrazioni affidabili. Ma il nuovo cappuccio può essere adattato a un individuo una volta, quindi indossato ogni giorno e fornisce comunque letture affidabili.
Gli scienziati utilizzeranno i risultati dello studio in corso per capire esattamente cosa vogliono i pazienti e come usano il sistema. Alla fine sperano di sviluppare una versione piccola e portatile della tecnologia che costi meno di $ 3.000 e sarebbe coperta da un'assicurazione medica.
Il dispositivo di Wolpaw è una delle numerose tecnologie in fase di sviluppo per aiutare le persone con malattie neurodegenerative o lesioni del midollo spinale a utilizzare computer o persino braccia robotiche. Tuttavia, molti di questi dispositivi sono invasivi e richiedono un elettrodo impiantato per registrare o trasmettere segnali elettrici. Sebbene i dispositivi impiantati forniscano in definitiva una gamma più ampia di funzionalità, presentano un rischio maggiore per i pazienti e saranno più difficili da sviluppare per un uso ampio. Il campo è davvero esploso negli ultimi cinque anni, ma ora l'obiettivo deve essere quello di dimostrare che può fare qualcosa di buono, afferma Wolpaw. Ci sono stati molti successi di laboratorio, ma in termini di fornire alle persone cose che possono usare e di cui trarre beneficio, questo non è ancora successo.