Esplorando il corpo bionico e le sue potenzialità

Ormai sostituire parti del corpo umano con componenti cibernetiche non è più solo fantascienza. Lo stesso discorso vale anche per l’inserimento di dispositivi nel corpo per potenziare alcune capacità fisiche.

Su quest’ultimo caso stanno anche nascendo discussioni etiche. Si rischierà di creare una disparità tra chi potrà permettersi di acquistare tecnologie di potenziamento e chi no? Bisognerà fare una differenza tra interventi per la salute e interventi per il potenziamento? Ci sarà la possibilità che aziende produttrici di tali tecnologie considereranno come priorità il profitto piuttosto che la salute delle persone?

Sono tutte domande giuste su cui bisogna riflettere per poi stabilire delle linee guida. Ma ci sono dei casi in cui ci sarebbe poco da discutere perché la tecnologia bionica ha migliorato la vita delle persone.

Vediamo alcuni esempi di tecnologie che hanno sostituito, migliorato, potenziato alcune parti del corpo umano.

Occhi

Il senso della vista è quello su cui solitamente facciamo maggiore affidamento. Quando la vista cala o viene a mancare del tutto è come se il mondo cambiasse improvvisamente. Per fortuna, grazie agli ultimi progressi scientifici-tecnologici, si stanno aprendo nuove possibilità. I non vedenti, in futuro, potrebbero recuperare la vista proprio attraverso tecnologie bioniche.

Lo scorso dicembre, 10 pazienti dell’NHS hanno parzialmente recuperato la vista grazie a un occhio bionico denominato Argus II. La tecnologia funziona così: una mini videocamera montata su degli occhiali invia immagini in modalità wireless a un chip collegato alla retina del paziente. Le immagini vengono elaborate dal cervello e vengono visualizzate in bianco e nero. In questo modo i pazienti possono rilevare la luci, ombre, forme e distinguere i movimenti.

Anche Steve McMillin ha adottato la tecnologia Argus II ottenendo buoni risultati. La retinite pigmentosa gli ha causato la perdita della vista. Grazie agli occhi bionici è tornato a distinguere forme, oggetti ed ostacoli. E sicuramente negli ultimi anni avrà fatto altri progressi.

Ci sono diversi progetti su occhi bionici in via di sviluppo che potrebbero migliorare col tempo. Per esempio, il professor Arthur Lowery della Monash University sta lavorando a degli occhi bionici che saranno così sofisticati che funzioneranno anche senza bulbo oculare. Mentre l’occhio bionico Phoenix99, sviluppato dagli scienziati australiani dell’University of New South Wales è in fase di test.

Siamo solo all’inizio. Con il progresso dell’intelligenza artificiale e dei software di visione 3D riusciremo a creare protesi retiniche ancora più efficienti.

Cervello e arti

Sappiamo da 100 anni, ormai, che il nostro cervello produce onde elettromagnetiche che danno ai muscoli istruzioni sui movimenti. Attraverso gli impianti cerebrali, possiamo sfruttare questa capacità del cervello per permettere alle persone paralizzate di ripristinare alcuni movimenti.

Negli ultimi anni, abbiamo compiuto grandi progressi nello sviluppo di interfacce-cervello computer (brain-computer interface, BCI). L’anno scorso, i clienti di un ristorante di Tubinga (Germania) hanno visto una notevole dimostrazione di BCI. Diversi pazienti su sedia a rotelle, che non avevano il controllo delle braccia o delle gambe, hanno usato una mano bionica per afferrare tazze e mangiare con una forchetta.

Indossavano dei cappucci morbidi con 64 elettrodi che raccoglievano e trasmettevano le onde cerebrali provenienti dalla regione che controlla i movimenti della mano. Le onde cerebrali venivano elaborate da un computer installato nelle sedie a rotelle che le trasformava in segnali elettrici e le inviava a un guanto di plastica avvolto intorno ad una delle mani paralizzate dei pazienti. Ciò permetteva loro di controllare la protesi attraverso il pensiero.

Questa interfaccia cervello-computer rientra nella categoria delle tecnologie meno invasive. Infatti, ci sono anche delle interfacce cervello-computer che si basano su dei veri e propri impianti nel cervello. Se da un lato questi impianti maggiormente invasivi risultano più precisi ed efficaci, dall’altro sono più rischiosi perché potrebbero procurare infezioni.

Le tecnologie che si basano sul funzionamento del cervello, comunque, sono tante e diverse. Negli ultimi anni abbiamo assistito a interessanti applicazioni di questo tipo.

Jan Scheuermann, paralizzata dal collo in giù, è riuscita a controllare con la mente un braccio robotico grazie a dei minuscoli sensori installati nel cervello e a un computer che analizzava i segnali e li traduceva in movimento.

Rob Camm, anche lui paralizzato dal collo in giù, sta sperimentando un esoscheletro controllabile con la mente attraverso una BCI non invasiva. È come se l’esoscheletro, targato Rex Bionics, riuscisse ad ascoltare i pensieri di Rob: legge i segnali neurali e poi li converte in movimento.

Easton LaChappelle ha sviluppato Anthromod, una mano robotica stampata in 3D e controllabile con la mente. Il sistema, oltre alla mano robotica, comprende delle cuffie wireless in grado di rilevare 10 diversi canali di onde cerebrali per controllare i movimenti. Si tratta di una protesi davvero funzionale ed è anche abbastanza accessibile a differenza delle tecnologie tradizionali. LaChappelle sta lavorando anche ad altri progetti simili.

La società islandese di bioingegneria Össur sta lavorando a una gamba bionica che può essere controllata attraverso il pensiero. La tecnologia sfrutta dei minuscoli sensori mioelettrici impiantati chirurgicamente nei tessuti muscolari residui.

Johnny Matheny è la prima persona a cui è stata impiantata una protesi robotica controllabile con la mente e collegata direttamente allo scheletro. Tale protesi robotica permette all’uomo di compiere movimenti straordinari e precisi.

Questi sono solo alcuni esempi e sperimentazioni in corso nel campo della bionica applicata al cervello. Il settore è in continuo fermento: da un momento all’altro potremmo ricevere delle notizie interessanti.

Orecchie

La creazione di protesi per gli arti è più semplice rispetto alla sostituzione o miglioramento degli organi sensoriali. E quando si parla di protesi per le orecchie, è inevitabile citare l’esempio più classico di neurotecnologia: l’impianto cocleare.

Si tratta della sostituzione della coclea, la parte dell’orecchio interno dove i suoni vengono trasformati in segnali elettrici grazie a 32.000 piccole cellule ciliate, inviati poi al cervello. Nell’applicazione bionica di questo impianto, un microfono trasforma i suoni in impulsi digitali che poi vengono tradotti in segnali elettrici dalla protesi. Questi ultimi viaggiano attraverso un sistema di elettrodi inserito nella coclea. Gli elettrodi stimolano il nervo acustico inviando informazioni sonore al cervello.

In futuro gli impianti cocleari bionici saranno sempre più piccoli e di qualità superiore. Probabile anche che gli scienziati svilupperanno impianti simili anche per potenziare l’udito e andare oltre le capacità standard umane.

Pancreas

Le persone affette da diabete di tipo 1 devono seguire un trattamento che prevede iniezioni di insulina. Le iniezioni di insulina possono arrivare anche fino a 5 al giorno. È una terapia stressante, che toglie tempo libero e che quindi risulta particolarmente scomoda. Ma forse in futuro i pazienti potranno adottare un metodo meno estenuante.

Alcuni scienziati di Cambridge hanno sviluppato un dispositivo in grado di monitorare lo zucchero nel sangue e di iniettare l’insulina in base alle esigenze. Si tratta di un vero e proprio pancreas artificiale che contribuisce a ridurre il rischio di ipoglicemia.

Un sensore inserito appena sotto la pelle dell’addome controlla i livelli di glicemia e invia informazioni a un computer che può calcolare la quantità di insulina necessaria. Queste informazioni vengono poi inviate ad una pompa legata a una cintura che inietta insulina tramite un cerotto.

Le prime sperimentazioni hanno portato a buoni risultati. Secondo uno studio pubblicato sul New England Journal of Medicine, il pancreas artificiale ha migliorato il controllo di insulina del 25%. Lo scorso anno, 16 donne britanniche con diabete sono state le prime al mondo a superare la gravidanza con un pancreas artificiale. Sono necessari studi più approfonditi, ma si spera che il dispositivo possa essere disponibile entro due anni.

Settore della bionica in crescita

Stiamo facendo grandi progressi anche nel settore della bionica. Secondo una ricerca di Market Research Engine, entro il 2022 il mercato mondiale della bionica supererà i 22 miliardi di dollari. Per i prossimi anni, dunque, si intravede un percorso ricco di novità e di interessanti sperimentazioni per le applicazioni bioniche.

Ma come ho accennato prima, quest’ambito è molto delicato perché solleva questioni etiche importanti. Il dibattito più spinoso riguarda il come e quando sarebbe possibile adottare queste tecnologie. Fin quando si tratta di curare patologie o eseguire specifiche terapie, sembrano essere tutti d’accordo nell’adottare impianti bionici. Ma quando si parla di potenziamento umano, allora entrano in gioco diversi elementi che creano dei conflitti.

C’è chi teme che le tecnologie più avanzate di potenziamento saranno accessibili solo ai più ricchi a causa dei costi elevati. Qualcuno sostiene che questa scarsa accessibilità potrà portare a battaglie di classe che potrebbero trasformarsi in proteste pericolose. C’è poi chi è contrario perché pensa che lo sviluppo di protesi bioniche sempre più sofisticate sarà l’ennesima occasione di profitto esclusivo delle aziende più potenti. E infine c’è chi è contrario semplicemente per motivi di fede religiosa o per convinzioni basate sul rapporto uomo-natura.

Una cosa è certa: il progresso tecnologico prosegue inesorabilmente. Oltre a stimolare le discussioni intorno a questo tema, è opportuno iniziare a stabilire delle linee guida che possano mettere d’accordo tutte le parti almeno sulle questioni più urgenti. Ovvero, sulle questioni che riguardano la salute e il miglioramento della qualità della vita e i finanziamenti alla ricerca.

La possibilità di potenziare le proprie capacità fisiche e mentali è invece una faccenda molto più complessa. Proprio per questo non va trascurata. Il problema più rilevante, in questo caso, riguarda il rischio di gravi disuguaglianze sociali. Troveremo un modo per limitare le disparità che nascerebbero da chi avrà accesso o meno alle tecnologie di potenziamento?

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Altre fonti: Mail Online
Foto copertina: Flickr