211service.com
Umani telecomandati
È un pensiero inquietante: poter controllare a distanza il modo in cui una persona si muove premendo un pulsante. Ma gli scienziati sono già riusciti a fare proprio questo, anche se non con lo stesso repertorio di movimenti complessi come, ad esempio, un bambino di nove anni esperto che controlla un'auto da corsa giocattolo.
Scienziati in Australia, Giappone e Stati Uniti stanno cercando di sviluppare modi più raffinati per stimolare l'organo dell'equilibrio del cervello, non solo per influenzare il movimento, ma anche per creare simulazioni di realtà virtuale più realistiche, nonché protesi mediche per aiutare le persone con equilibrio disturbi.
I dispositivi funzionano stimolando il sistema vestibolare, un insieme di minuscole strutture appena dietro l'orecchio che mantengono la testa eretta e fanno apparire stabile il mondo visivo, anche quando una persona cammina e si guarda intorno. Tre canali pieni di liquido, noti come canali circolari, percepiscono la rotazione della testa, mentre un'altra struttura, gli otoliti, percepiscono la direzione della gravità. I segnali dal nervo vestibolare viaggiano al cervello; ad esempio, una maggiore frequenza di segnali da un orecchio segnala che la testa si sta muovendo in quella direzione.
Gli scienziati possono stimolare il sistema vestibolare con una piccola scossa di elettricità fornita appena dietro l'orecchio da un piccolo dispositivo esterno, mandando fuori controllo i normali segnali vestibolari. L'estate scorsa, gli scienziati giapponesi del Nippon Telegraph and Telephone Communication Science Laboratories hanno dimostrato un tale dispositivo in una conferenza tecnica a Los Angeles. I volontari indossavano un paio di cuffie dall'aspetto strano e una benda, mentre qualcun altro premeva i pulsanti sul telecomando, facendo muovere goffamente il soggetto bendato per la stanza.
Ma il dispositivo non funziona come un'auto telecomandata. Una rapida scossa da un lato della testa fa sentire le persone come se stessero cadendo, quindi correggono il loro equilibrio spostandosi da un lato o dall'altro, creando un tipo di camminata ondeggiante. E la persona deve essere bendata affinché il dispositivo funzioni, altrimenti i segnali visivi correggeranno l'apparente disallineamento nella posizione della testa. Ti fa sentire come se ti stessi muovendo in una certa direzione, ma non è poi così specifico, dice Steven Moore, uno scienziato della Mount Sinai School of Medicine, che studia questa stimolazione, nota come stimolazione vestibolare galvanica. Questo è il grande fattore limitante. (Clic qui per un video di Moore che cammina con il dispositivo.)
Nella più recente incarnazione della tecnica, gli scienziati dell'Università del New South Wales in Australia hanno trovato una soluzione relativamente semplice al problema dello sterzo. Hanno somministrato le stimolazioni vestibolari mentre i volontari giravano il viso verso terra o verso il cielo. Per ragioni non del tutto comprese, questo li faceva ruotare nettamente a sinistra oa destra quando stimolati, senza il caratteristico capogiro. Come prova di questo abile livello di controllo, i ricercatori hanno guidato volontari bendati attraverso i Sydney Public Gardens.
Ma non aspettarti umani telecomandati in tempi brevi. Questo non è molto pratico, a causa della mancanza di specificità dell'input [elettrico] e del fatto che la stimolazione è sovrascritta dall'input visivo, afferma Moore. Invece, gli scienziati stanno sviluppando dispositivi per cercare di rendere gli ambienti della realtà virtuale più realistici o per aiutare le persone con disturbi vestibolari.
Moore sta sviluppando un dispositivo per creare simulatori di volo migliori per gli astronauti. Una grande percentuale di atterraggi dello space shuttle arriva più velocemente della velocità target, dice, forse perché i sistemi sensoriali dei piloti si sono adattati all'ambiente privo di gravità dello spazio. Le attuali simulazioni di addestramento sono troppo facili per questi piloti, quindi usiamo [stimolazione elettrica] per interrompere la normale funzione vestibolare e produrre sensazioni illusorie di movimento, dice. Quella stimolazione imita la sensazione di atterraggio della navetta, quando i piloti subiscono il passaggio radicale dalla gravità zero all'ipergravità.
I dispositivi che applicano la stimolazione vestibolare potrebbero essere utilizzati anche per aiutare le persone con disturbi del sistema vestibolare, che possono essere causati da danni durante un intervento chirurgico per rimuovere tumori cerebrali o alcuni tipi di farmaci, lesioni cerebrali o altre cause. Le persone con deficit vestibolari spesso hanno un orecchio che funziona meglio dell'altro, dice Timothy E. Hullar , un otorinolaringoiatra presso la Washington University School of Medicine di St. Louis. Sarebbe utile avere un modo per bilanciarli, come cercare di bilanciare gli altoparlanti di uno stereo.
Altri scienziati stanno sviluppando dispositivi impiantabili in grado di stimolare i nervi vestibolari in modo più specifico rispetto alla stimolazione galvanica non invasiva. Quando metti gli assorbenti sulla pelle, puoi creare la percezione che la testa sia inclinata, ma questo è il più specifico possibile, dice Charley Della Santina , un esperto vestibolare presso la John's Hopkins School of Medicine. Ma impiantando elettrodi dietro l'orecchio, i ricercatori possono stimolare i singoli nervi e quindi inviare segnali più precisi al cervello. Vogliamo creare un impianto vestibolare che funzioni come un impianto cocleare per sostituire le informazioni vestibolari mancanti, afferma Daniel Merfeld , uno scienziato della Massachusetts Eye and Ear Infirmary di Boston, che sta anche sviluppando un dispositivo del genere.
Finora, sia Santina che Merfeld hanno testato i loro impianti solo su animali, ma dicono che una versione testabile sull'uomo potrebbe essere sviluppata entro i prossimi cinque-dieci anni.