Quest'uomo paralizzato usa una neuroprotesi per muovere il braccio per la prima volta dopo anni

William Kochevar di Cleveland può muovere lentamente il braccio destro e la mano. Nessun problema, tranne per il fatto che il 56enne era rimasto paralizzato dalle spalle in giù da un incidente in bicicletta dieci anni fa.

La configurazione che consente a Kochevar di muovere di nuovo il braccio è una neuroprotesi che coinvolge due minuscoli chip di registrazione impiantati nella corteccia motoria e altri 36 elettrodi incorporati nel braccio destro.

Ora, durante le visite settimanali a un laboratorio dell'Ohio, i segnali raccolti nel suo cervello vengono catturati e inviati al suo braccio in modo che possa compiere alcuni semplici movimenti volontari. Sono rimasto completamente stupito, dice Kochevar.

Con gli scienziati che osservavano e monitoravano banche di elettronica, alla fine è stato in grado di bere da una tazza di caffè e darsi da mangiare purè di patate, anche se per farlo ha bisogno di appoggiare il braccio su un'imbracatura meccanizzata. La cosa più grande che non posso fare è muovere il braccio su e giù da solo, dice.

I ricercatori hanno precedentemente equipaggiato animali da laboratorio e una dozzina di persone con impianti cerebrali per consentire loro di controllare i cursori dei computer o le braccia robotiche direttamente con i loro pensieri. Il nuovo lavoro mostra come i ricercatori stiano tentando un passo successivo unendo le interfacce cervello-computer con la stimolazione elettronica funzionale o scioccando i muscoli degli arti in modo che si contraggano e causino movimenti.

Quello che stiamo facendo è aggirare la lesione del midollo spinale, afferma Bolu Ajiboye, l'ingegnere biomedico della Case Western Reserve University che ha condotto l'esperimento, che viene riportato oggi in La lancetta .

L'anno scorso, un altro team ha riferito di aver utilizzato un impianto cerebrale per ripristinare il movimento parziale della mano su un soggetto diverso.

Quando una persona abile si muove, il cervello genera un pensiero o un comando sotto forma di impulsi elettrici. Quelli normalmente viaggiano attraverso il midollo spinale e gli arti. In una persona con una grave lesione del midollo spinale, come quella di Kochevar, quel percorso è bloccato.

Per cercare di aggirare la ferita, Ajiboye sta usando i due chip impiantati nel cervello di Kochevar per misurare il modo in cui i neuroni si attivano quando pensa di muoversi. I segnali, elaborati da un algoritmo matematico, vengono quindi trasmessi agli elettrodi nella parte superiore e inferiore del braccio di Kochevar. Lo studio fa parte dell'a prova pilota da scienziati della Case Western Reserve University e del Cleveland Functional Electrical Stimulation Center.

All'inizio ho dovuto pensare molto duramente per farlo fare, dice Kochevar. Ci sto ancora pensando, ma non mi rendo conto che ci sto pensando.

I movimenti del braccio di Kochevar rimangono molto limitati e lenti. Andrew Schwartz, professore di neurobiologia all'Università di Pittsburgh, afferma che gli scienziati dovranno migliorare nel tradurre i pensieri nel complesso insieme di attivazioni muscolari necessarie per movimenti del braccio più complicati o fluidi.

La meccanica per far contrarre i muscoli in attesa di un movimento desiderato è un problema davvero difficile e non sono sicuro che si siano spostati molto in quella direzione, dice.

Questo è solo uno dei motivi per cui le interfacce cerebrali sono probabilmente ancora a molti anni di distanza dall'essere pratiche. Gli impianti di Kochevar, ad esempio, sono collegati a due grandi piedistalli che si trovano sopra la sua testa, a cui è poi collegato un computer. E ci si aspetta che gli elettrodi cerebrali cessino di registrare in uno o quattro anni, afferma Maryam Shanechi, ricercatrice dell'interfaccia cervello-computer presso l'Università della California meridionale. Shanechi afferma che i pazienti potrebbero non voler correre il rischio di ottenere impianti cerebrali che non durano a lungo.

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