Un modello di cervello

Una protesi cerebrale per salvare la memoria a lungo termine

Alcuni scienziati dell’Università del South Carolina e del North Carolina’s Wake Forest Baptist Medical Center hanno sviluppato una protesi cerebrale per aiutare chi soffre di demenza e chi ha subìto danni che causano problemi alla memoria.

Quando i segnali sensoriali arrivano al cervello viene creata una memoria sotto forma di un complesso segnale elettrico che viaggia attraverso diverse regioni dell’ippocampo, dove sono memorizzati i ricordi. Se almeno una di queste regioni presenta dei danni, allora la memoria a lungo termine non potrà formarsi. Ma forse i ricercatori hanno trovato una soluzione a questo problema.

 

Gli esperimenti

La soluzione potrebbe essere quella di aggirare le zone danneggiate o malate del cervello decodificando il loro contenuto dal segnale elettrico. La protesi è costituita da una serie di piccoli elettrodi impiantati nel cervello. I primi test sono stati effettuati su topi da laboratorio e su scimmie, e i risultati sono stati davvero promettenti.

Si è poi passati a sperimentarla sui pazienti con disturbi cronici. Sam Deadwyler e Robert Hampson del Dipartimento di Fisiologia e Farmacologia della Wake Forest Baptist hanno letto i segnali elettrici creati durante la formazione della memoria in due regioni dell’ippocampo. Poi hanno inviato queste informazioni a Ted Berger e Dong Song, entrambi del Viterbi USC School of Engineering. In questo modo sono riusciti a costruire un algoritmo abbastanza preciso.

Sono stati fatti centinaia di test su un totale di 9 pazienti con epilessia. L’algoritmo ha previsto correttamente come i segnali sarebbero stati tradotti dal cervello il 90% delle volte. Hampson ha commentato così il risultato positivo: “Essere in grado di prevedere i segnali neurali con il modello dell’USC suggerisce che può essere usato per progettare un dispositivo per supportare o sostituire la funzione di una parte danneggiata del cervello.“.

 

Applicazioni

La protesi cerebrale potrà innanzitutto risolvere i problemi legati alla memoria a lungo termine. Ma potrà rivelarsi utile anche per curare malattie neurodegenerative, come l’Alzheimer. In che modo? Permettendo ai segnali neurali di bypassare i circuiti danneggiati dell’ippocampo.

Questo progetto è stato finanziato dalla DARPA (Defense Advanced Research Project Agency), l’agenzia governativa americana che si occupa dello sviluppo di tecnologie militari. Ciò significa che la protesi cerebrale, durante la sua prima fase di applicazione, verrà probabilmente adottata da soldati che hanno perso la memoria a causa di traumi psicologici e schock subiti in guerra.

Il prossimo passo sarà dunque quello di perfezionare il meccanismo reso possibile dalla protesi cerebrale. Il segnale cerebrale una volta tradotto dovrà arrivare all’ippocampo aggirando le aree danneggiate e formare una precisa memoria a lungo termine. I primi esperimenti hanno prodotto ottimi risultati. Ci sono tutti i mezzi necessari per poter progredire e migliorare questa tecnologia.

 

Possiamo essere ottimisti

Tempo fa, se avessimo letto una notizia del genere avremmo pensato di leggere una storia di fantascienza. Ma ora le cose sono cambiate e abbiamo diversi motivi per poter essere ottimisti.  Protesi di questo tipo, in futuro, faranno bene il loro dovere.

Gli impianti neurali stanno permettendo a persone con disabilità psicofisiche di fare cose che una volta sarebbero state impossibili. Un primo esempio ce lo fornisce la stessa DARPA, la quale ha sviluppato un braccio robotico che restituisce il senso del tatto. È già difficile mettersi nei panni di persone che non possono utilizzare i loro arti, figuriamoci immaginare la possibilità di sentire gli oggetti a livello tattile attraverso una protesi. Eppure sembra proprio che questa tecnologia sia diventata realtà e che in futuro esprimerà al meglio tutto il suo potenziale. Magnifico!

Un’altra storia interessante è quella di Erik Sorto, un uomo paralizzato che però grazie a un impianto cerebrale è riuscito a muovere un braccio robotico. Una tecnologia del genere, quando diventerà più sofisticata e accessibile, permetterà a molte persone paralitiche di conquistare/riconquistare l’indipendenza.

Una tecnologia simile è quella della gamba bionica controllabile con la mente sviluppata dalla Össur. Questa protesi si adatta automaticamente allo stile di camminata di chi la indossa grazie a dei sensori mioelettrici.

Anche gli esoscheletri stanno raggiungendo dei livelli tecnologici altissimi. Un giovane di Berkely di nome Rob Camm è riuscito a camminare grazie a un esocheletro controllabile con la mente nonostante la sua paralisi. “È una vera esperienza. Per me solo camminare è insolito e poi controllare da solo la camminata è così… Non so descriverlo adeguatamente per essere onesti“, ha detto.

Ecco perché credo che possiamo essere ottimisti sul progresso degli impianti neurali. Ci sono stati altri grandi risultati e ce ne saranno ancora.

Fonte: dailymail
Immagine: Flickr


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