Segnali corticali in 3D per nuove protesi elettroniche di arti mancanti

 

 

LORENZO L. BORGIA

 

 

 

NOTE E NOTIZIE - Anno X – 13 ottobre 2012.

Testi pubblicati sul sito www.brainmindlife.org della Società Nazionale di Neuroscienze “Brain, Mind & Life - Italia” (BM&L-Italia). Oltre a notizie o commenti relativi a fatti ed eventi rilevanti per la Società, la sezione “note e notizie” presenta settimanalmente lavori neuroscientifici selezionati fra quelli pubblicati o in corso di pubblicazione sulle maggiori riviste e il cui argomento rientra negli oggetti di studio dei soci componenti lo staff dei recensori della Commissione Scientifica della Società.

 

 

[Tipologia del testo: RECENSIONE]

 

Le protesi neurali corticali, per la guida di arti elettronici che sostituiscano quelli mancanti o paralizzati, estraggono segnali di comando dal cervello allo scopo di ristabilire la funzione neuromotoria persa. Segnali di controllo continui possono essere estratti dalle aree della corteccia motoria, mentre l’attività neurale della corteccia parietale posteriore può essere usata per decodificare variabili cognitive correlate con gli scopi del movimento.

Poiché le attività ordinarie e caratteristiche della vita di tutti i giorni comprendono sia compiti di controllo continuo, come raggiungere ed afferrare un oggetto in un contesto vario o in movimento, sia compiti che si avvalgono di un controllo discreto, come scrivere mediante una tastiera, la disponibilità di entrambi i segnali simultaneamente promette un significativo miglioramento della prestazione e della versatilità.

Markus Hauschild e colleghi hanno dimostrato che la corteccia parietale posteriore può fornire informazioni in 3D per la traiettoria della mano in condizioni naturali che potrebbero essere impiegate per applicazioni protesiche, consentendo così l’estrazione di segnali continui e discreti senza richiedere impianti chirurgici multi-sito (Hauschild M., et al. Cognitive signals for brain-machine interfaces in posterior parietal cortex include continuous 3D trajectory commands. Proceedings of the National Academy of Science USA [Published online ahead of print doi:10.1073/pnas.1215092109], 2012).

La provenienza degli autori dello studio è la seguente: Division of Biology, California Institute of Technology (CIT), Pasadena (CA, USA); Brain and Cognitive Sciences Department and McGovern Institute for Brain Research, Massachusetts Institute of Technology (MIT), Cambridge (MA, USA); Department of Neurosurgery, Huntington Memorial Hospital, Pasadena (CA, USA); Department of Biomedical Engineering, University of Southern California, Los Angeles (CA, USA).

I ricercatori hanno accertato che i movimenti degli arti possono essere decodificati massicciamente e con elevata precisione da una piccola popolazione di unità neurali sotto free gaze in una prova complessa in 3D dell’abilità di raggiungere punto-per-punto.

In entrambi gli animali sottoposti alla verifica sperimentale, la prestazione di controllo cerebrale rapidamente migliorava con la pratica, risultando in una più veloce acquisizione dell’obiettivo e in un miglioramento dell’accuratezza. Questi risultati confutano la nozione secondo cui le aree motorie della corteccia cerebrale siano gli unici territori cerebrali candidati quali fonti dei segnali continui di comando per le protesi, e suggeriscono che, invece, la corteccia parietale posteriore possa fornire segnali di traiettoria ugualmente utili, in aggiunta a variabili cognitive discrete.

Concludendo, gli autori dello studio osservano che l’uso ibrido di segnali continui e discreti dalla corteccia parietale posteriore, potrebbe consentire a una nuova generazione di protesi neurali di fornire prestazioni superiori e una maggiore flessibilità nel soddisfare i bisogni individuali dei pazienti.

Naturalmente, si attendono con ansia numerose e convincenti conferme di questa possibilità, mediante verifiche da parte di altri gruppi di ricerca, perché si comprende che l’impiego di nuove protesi con un notevole miglioramento delle prestazioni, senza interventi chirurgici multipli per impianti multi-sito, sarebbe un risultato veramente importante per tutti i pazienti candidati all’adozione di questa tecnologia terapeutica d’avanguardia.

 

L’autore della nota invita alla lettura delle recensioni di lavori di argomento connesso che compaiono nelle “Note e Notizie” (utilizzare il motore interno nella pagina “CERCA” del sito).

 

Lorenzo L. Borgia

BM&L-13 ottobre 2012

www.brainmindlife.org

 

 

 

 

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