Un nuovo impianto cerebrale ripristina il linguaggio e i gesti nelle persone con paralisi.
- Gli scienziati americani hanno creato un impianto sopra la corteccia sensomotoria.
- Il sistema converte i segnali cerebrali in parole e gesti.
- I risultati sono stati dimostrati su pazienti con grave paralisi.
- Lo studio è stato pubblicato su Nature Neuroscience.
Un gruppo di neurobiologi e ingegneri degli Stati Uniti ha presentato un innovativo sistema di interfaccia cervello-computer in grado di convertire i segnali del cervello in parole e gesti visivi. L'elemento principale è un piccolo dispositivo impiantabile, fissato sopra la corteccia sensomotoria – l'area responsabile della pianificazione e dell'esecuzione dei movimenti.
I segnali registrati dall'impianto vengono trasmessi in tempo reale a un computer esterno, dove un algoritmo speciale riconosce le intenzioni del paziente. Sulla base di questi dati, viene generato un discorso sintetizzato e un avatar 3D animato che mostra i gesti delle mani corrispondenti. In questo modo, una persona completamente priva della possibilità di parlare o muovere gli arti ottiene un canale di comunicazione visivo e sonoro.
La tecnologia si basa sul monitoraggio elettrofisiologico multicanale, che consente di registrare sia i modelli motori che quelli del linguaggio. Gli scienziati hanno utilizzato l'apprendimento automatico per addestrare un modello a distinguere sottili differenze nell'attività corticale, il che garantisce un'alta precisione nel riconoscimento anche con un set limitato di segnali.
Nel protocollo sperimentale hanno partecipato diversi volontari con grave paralisi motoria, inclusi pazienti con diagnosi di 'sindrome da chiuso'. Dopo l'impianto, sono stati in grado di controllare un avatar pronunciando frasi brevi e mostrando semplici gesti, come 'scuotere la testa' o 'alzare la mano'. Il tempo di risposta del sistema è stato di circa 300 millisecondi, il che consente di avere un dialogo in modalità vicina al naturale.
I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista Nature Neuroscience, dove gli autori sottolineano che questa piattaforma apre la strada a un'applicazione più ampia delle interfacce neurali nella riabilitazione. Secondo le loro stime, ulteriori miglioramenti degli algoritmi e la miniaturizzazione degli impianti potrebbero portare alla creazione di sistemi completamente autonomi, che non richiedono una connessione costante a computer esterni.
Contesto e prospettive
Lo sviluppo degli impianti cerebrali è attivamente progredito negli ultimi anni: dalla protesi degli arti al ripristino delle funzioni visive. Tuttavia, la maggior parte delle soluzioni esistenti si limita a un output motorio o solo a un output vocale. L'approccio integrato proposto dagli scienziati americani unisce entrambe le direzioni, il che è particolarmente prezioso per i pazienti con disturbi complessi.
Considerando il crescente numero di persone che soffrono di gravi malattie neurologiche, come la sclerosi laterale amiotrofica (SLA) o un grave ictus, la tecnologia potrebbe diventare uno strumento importante per l'adattamento sociale. La possibilità di "parlare" attraverso un avatar senza la necessità di utilizzare dispositivi di supporto riduce il carico psicologico e aumenta il livello di autonomia.
Gli autori dello studio osservano che ulteriori prove richiederanno un monitoraggio più lungo, oltre a verifiche sulla sicurezza dell'impianto in condizioni di applicazione clinica reale. Tuttavia, già ora i dati ottenuti confermano il potenziale delle interfacce neurali come mezzo di comunicazione per le persone in stato di completa paralisi motoria.
Fonte: N+1
