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Nelle cliniche di riabilitazione, un possibile nuovo ruolo per le interfacce cervello-computer
Secondo uno studio che indica un possibile nuovo tipo di terapia riabilitativa, otto paraplegici che hanno usato i loro pensieri per operare un esoscheletro robotico hanno riacquistato sensibilità e controllo parziali sulle gambe.
Lo studio, pubblicato oggi in Rapporti scientifici , è il seguito di uno spettacolo molto pubblicizzato durante la Coppa del Mondo 2014 in Brasile in cui un paziente paralizzato è stato mostrato in televisione mentre usava un esoscheletro robotico controllato dal cervello per calciare un pallone da calcio.
Il progetto Walk Again, come è noto, è guidato da Miguel Nicolelis, neuroscienziato di origine brasiliana e professore di lunga data alla Duke University, il cui lavoro provocatorio con le interfacce cervello-computer ha acceso clamore e scetticismo.
Un paziente si muove con l'assistenza dell'esoscheletro robotico controllato dal cervello.
Gli otto pazienti, che avevano tutti una lesione completa del midollo spinale, il che significa che erano paralizzati e non avevano alcuna sensazione al di sotto della lesione, si sono allenati due volte a settimana per un anno utilizzando un'interfaccia cervello-computer per controllare un avatar visto attraverso occhiali di realtà virtuale o un imbracatura robotica.
C'è un numero crescente di prove che tale biofeedback, come osservare un avatar che controlli, può aiutare le persone a riprendersi da lesioni, inclusi ictus. L'approccio a cui mirano è migliorare i segnali neurologici per indurre la plasticità, la guarigione del cervello, afferma Bolu Ajiboye, ricercatore dell'interfaccia cervello-computer della Case Western University.
Durante lo studio, i pazienti indossavano cappucci che registravano le loro onde cerebrali, o segnali EEG, che usavano per dirigere i movimenti di una figura umana visualizzata su un visore Oculus Rift. I pazienti sono quindi passati all'utilizzo di un esoscheletro robotico che muoveva le gambe, aiutandoli ad alzarsi o camminare su un tapis roulant.
Nicolelis dice che dopo la formazione, i pazienti sono stati in grado di muovere volontariamente le gambe, anche se leggermente, per la prima volta dopo anni. Hanno anche riacquistato una certa sensazione di sensibilità agli arti inferiori. Entro la fine dello studio, metà dei pazienti è passata da una diagnosi clinica di lesione completa del midollo spinale a paraplegici incompleti. In un briefing telefonico con i giornalisti, Nicolelis ha definito i risultati il primo studio che utilizza un'interfaccia cervello-macchina a lungo termine che riporta un qualche tipo di recupero parziale.
Un paziente impara a controllare un avatar nella realtà virtuale tramite le onde cerebrali.
Il motivo esatto per cui tali tecniche possono aiutare non è noto. Una teoria è che quando le persone fanno ripetuti sforzi per alterare volontariamente il loro segnale EEG, può aiutare a ristabilire le connessioni con le fibre nervose rimanenti al di sotto dell'area della lesione. Potremmo aver riacceso i nervi rimanenti per poter inviare messaggi dal cervello dei pazienti alla periferia, afferma Nicolelis.
Jose Contreras-Vidal, un ingegnere dell'Università di Houston che sta anche ricercando l'uso delle interfacce cervello-macchina per alimentare gli esoscheletri, ha affermato che dallo studio di Nicolelis non è chiaro quale delle sei diverse tecniche di allenamento utilizzate potrebbe aver causato il miglioramento. Ciò significa che la tecnica non può essere applicata immediatamente dai centri di riabilitazione finché non viene compresa meglio.
È davvero difficile mettere in relazione i componenti specifici con i vantaggi, ha affermato Contreras-Vidal. Ora dobbiamo sederci e prendere in giro questi effetti a parte.