I ricercatori hanno sviluppato una mano bionica di nuova generazione che consente agli amputati di riacquistare la propriocezione. I risultati dello studio, che sono stati pubblicati in Robotica scientifica , sono il culmine di dieci anni di ricerca sulla robotica.

La mano bionica di nuova generazione, sviluppato da ricercatori dell'EPFL, la Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa e il Policlinico Universitario A. Gemelli di Roma, consente agli amputati di riacquistare un aspetto molto sottile, senso del tatto vicino al naturale. Gli scienziati sono riusciti a riprodurre la sensazione della propriocezione, che è la capacità del nostro cervello di percepire istantaneamente e accuratamente la posizione dei nostri arti durante e dopo il movimento, anche al buio o con gli occhi chiusi.

Il nuovo dispositivo consente ai pazienti di raggiungere un oggetto su un tavolo e di accertarne la consistenza, forma, posizione e dimensione senza doverlo guardare. La protesi è stata testata con successo su diversi pazienti e funziona stimolando i nervi nel moncone dell'amputato. I nervi possono quindi fornire feedback sensoriali ai pazienti in tempo reale, quasi come fanno in una mano naturale.

I risultati sono il risultato di dieci anni di ricerca scientifica coordinata da Silvestro Micera, un professore di bioingegneria presso l'EPFL'School of Engineering e la Scuola Superiore Sant'Anna, e Paolo Maria Rossini, direttore di neuroscienze presso il Policlinico Universitario A. Gemelli di Roma.

Feedback sensoriale

Le attuali protesi mioelettriche consentono agli amputati di riprendere il controllo motorio volontario del loro arto artificiale sfruttando la funzione muscolare residua nell'avambraccio. Però, la mancanza di qualsiasi feedback sensoriale significa che i pazienti devono fare molto affidamento su segnali visivi. Questo può impedire loro di sentire che il loro arto artificiale è parte del loro corpo e renderlo più innaturale da usare.

Recentemente, un certo numero di gruppi di ricerca sono riusciti a fornire un feedback tattile negli amputati, portando a una migliore funzionalità e realizzazione della protesi. Ma questo ultimo studio ha fatto un ulteriore passo avanti.

"Il nostro studio mostra che la sostituzione sensoriale basata sulla stimolazione intraneurale può fornire sia feedback di posizione che feedback tattili contemporaneamente e in tempo reale, " spiega Micera. "Il cervello non ha problemi a combinare queste informazioni, e i pazienti possono elaborare entrambi i tipi in tempo reale con risultati eccellenti."

La stimolazione intraneurale ristabilisce il flusso di informazioni esterne utilizzando impulsi elettrici inviati da elettrodi inseriti direttamente nel moncone dell'amputato. I pazienti devono quindi seguire un allenamento per imparare gradualmente a tradurre quegli impulsi in sensazioni propriocettive e tattili.

Questa tecnica ha permesso a due amputati di recuperare un'elevata acutezza propriocettiva, con risultati comparabili a quelli ottenuti in soggetti sani. La consegna simultanea di informazioni sulla posizione e feedback tattile ha permesso ai due amputati di determinare la dimensione e la forma di quattro oggetti con un alto livello di precisione (75,5%).

"Questi risultati mostrano che gli amputati possono elaborare efficacemente le informazioni tattili e di posizione ricevute simultaneamente tramite stimolazione intraneurale, "dice Edoardo D'Anna, Ricercatore dell'EPFL e autore principale dello studio.