Perdere un braccio non deve significare perdere tutto il senso del tatto, grazie a braccia protesiche che stimolano i nervi con un lieve feedback elettrico.

I ricercatori dell'Università dell'Illinois hanno sviluppato un algoritmo di controllo che regola la corrente in modo che un utilizzatore di protesi senta una sensazione costante, anche quando gli elettrodi iniziano a staccarsi o quando si accumula sudore.

"Stiamo ridando sensazioni a qualcuno che ha perso la mano. L'idea è che non vogliamo più che la mano protesica sembri uno strumento, vogliamo che sembri un'estensione del corpo, " disse Aadeel Akhtar, un M.D./Ph.D. studente nel programma di neuroscienze e nel programma di studiosi di medicina presso l'Università dell'Illinois. Akhtar è l'autore principale di un articolo che descrive il modulo di controllo sensoriale, pubblicato in Robotica scientifica , e il fondatore e CEO di PSYONIC, una startup che sviluppa armi bioniche a basso costo.

"Le protesi commerciali non hanno un buon feedback sensoriale. Questo è un passo verso l'ottenimento di un feedback sensoriale affidabile per gli utenti di protesi, " Egli ha detto.

Le braccia protesiche che offrono la stimolazione nervosa hanno sensori sulla punta delle dita, in modo che quando l'utente entra in contatto con qualcosa, un segnale elettrico sulla pelle corrisponde alla quantità di pressione esercitata dal braccio. Per esempio, un tocco leggero genererebbe una sensazione leggera, ma una spinta forte avrebbe un segnale più forte.

Però, ci sono stati molti problemi nel fornire agli utenti un feedback affidabile, ha affermato il professore di ingegneria aerospaziale Timothy Bretl, il ricercatore principale dello studio. Durante la normale usura nel tempo, gli elettrodi collegati alla pelle possono iniziare a staccarsi, provocando un accumulo di corrente elettrica sull'area che rimane attaccata, che può dare all'utente scosse dolorose. In alternativa, il sudore può ostacolare la connessione tra l'elettrodo e la pelle, in modo che l'utente senta meno o addirittura nessun feedback.

"Un costante, un'esperienza sensoriale affidabile potrebbe migliorare significativamente la qualità della vita di un utente protesico, " ha detto Bret.

Il controller monitora il feedback che il paziente sta sperimentando e regola automaticamente il livello corrente in modo che l'utente senta un feedback costante, anche durante la sudorazione o quando gli elettrodi sono stati staccati al 75%.

I ricercatori hanno testato il controller su due pazienti volontari. Hanno eseguito un test in cui gli elettrodi sono stati progressivamente rimossi e hanno scoperto che il modulo di controllo riduceva la corrente elettrica in modo che gli utenti riportassero un feedback costante senza urti. Hanno anche fatto eseguire ai pazienti una serie di attività quotidiane che potevano causare perdita di sensibilità a causa del sudore:salire le scale, piantare un chiodo in una tavola e correre su una macchina ellittica.

"Quello che abbiamo scoperto è che quando non abbiamo usato il nostro controller, gli utenti non potevano più provare la sensazione alla fine dell'attività. Però, quando abbiamo attivato l'algoritmo di controllo, dopo l'attività hanno detto che potevano ancora sentire la sensazione bene, " ha detto Aktar.

L'aggiunta del modulo di stimolazione controllata costerebbe molto meno della protesi stessa, disse Akhtar. "Anche se non conosciamo ancora l'esatta ripartizione dei costi, il nostro obiettivo è che sia completamente coperto da assicurazione senza spese vive per gli utenti."

Il gruppo sta lavorando alla miniaturizzazione del modulo che fornisce il feedback elettrico, in modo che si adatti all'interno di un braccio protesico anziché attaccarsi all'esterno. Hanno anche in programma di eseguire test sui pazienti più estesi con un gruppo più ampio di partecipanti.

"Una volta ottenuto uno stimolatore miniaturizzato, abbiamo in programma di fare più test sui pazienti dove possono portarlo a casa per un lungo periodo di tempo e possiamo valutare come ci si sente mentre svolgono le attività della vita quotidiana. Vogliamo che i nostri utenti siano in grado di sentire e tenere in modo affidabile le cose delicate come la mano di un bambino, " Ha detto Akhtar. "Questo è un passo verso la realizzazione di una mano protesica che diventa un'estensione del corpo piuttosto che essere solo un altro strumento".