CHIP NEL CERVELLO ED
ARTO ROBOTICO MESSI ALLA PROVA
C’è grande attesa per quello che è stato battezzato il test di primavera, ossia un esperimento in vivo in cui un chip elettronico sostituirà una piccola parte dell’ippocampo, struttura cerebrale fondamentale per la memoria e l’elaborazione di vari aspetti dell’esperienza.
In un incontro tenutosi lo scorso venerdì mattina a Firenze, alcuni soci di BM&L-Italia hanno presentato una panoramica della sperimentazione in atto nel campo dell’impianto cerebrale di protesi a supporto della memoria e nella valutazione delle nuove interfacce cervello/arto artificiale. BM&L-Italia ha già in precedenza dato conto di alcuni dei più recenti risultati della ricerca neurotecnologica in questo campo, perciò qui ci limiteremo solo a menzionare le tappe immediatamente precedenti il lavoro che un team della University of Southern California (USC) sta conducendo sotto i riflettori dei media americani, catturando l’attenzione di neuroscienziati, medici, psicologi, professionisti della riabilitazione e portatori di patologie e stati morbosi che potrebbero essere trattati con l’ausilio di queste protesi da fantascienza (Anna Griffith, Chipping In – Brain chip for memory repair closes in on live tests. Sci. Am. 296 (2), 10-12, 2007).
Nel 2000, il neurologo della Duke University Miguel Nicolelis, ha collegato mediante elettrodi l’attività psichica di una scimmia con un arto robotico. Le interfacce cervello/macchina sviluppate da Niels Birbaumer dell’Università tedesca di Tübingen, da tempo sono impiegate da alcuni pazienti per muovere con le proprie onde cerebrali il cursore di un computer che seleziona lettere per scrivere messaggi.
Theodore W. Berger e i suoi colleghi della USC hanno realizzato la prima interfaccia cervello/macchina in grado di comunicare con il cervello inviando impulsi in entrata e, nello scorso mese di gennaio, hanno introdotto in sezioni sottili di ippocampo di ratto, un chip al silicone capace di mimare l’attività elettrica dei neuroni naturali. Il chip sembrava in grado di sostituire una sezione di ippocampo rimossa chirurgicamente, elaborando i segnali in entrata e traducendoli in risposte la cui fedeltà rispetto allo standard biologico raggiungeva il 90%.
Gli ingegneri biomedici sono stati sul punto di sperimentare prototipi di chip elettronici in sezioni di ippocampo per molti anni -tanto che una divulgazione un po’ superficiale l’aveva presentata come cosa già fatta- ma hanno incontrato ostacoli veramente difficili da superare. Basti pensare, ad esempio, che ci si è dovuti specializzare in un taglio di sezioni di ippocampo che non alterasse la funzionalità delle vie nervose, e che i sistemi di microelettrodi esistenti non funzionavano in quelle fettine di tessuto ippocampale, per cui se ne sono dovuti progettare e costruire di nuovi.
Per l’atteso test
di primavera sono sorti imprevisti
ostacoli economici e temporali. Poiché la costruzione di un chip di un
millimetro quadrato costa decine di migliaia di dollari e richiede molti mesi,
si impiegherà l’ultimo dei prototipi realizzati, ossia un dispositivo un po’
più grande, riprogrammabile e collegato ad un computer, al quale si è dato il
nome di Field
Programmable Gate Array (FPGA).
BM&L
tornerà presto su questo argomento che presenta molti motivi di interesse,
anche in ragione della sperimentazione di arti robotici che è in corso in
Italia.
L’autrice
della nota ringrazia Isabella Floriani per la correzione della bozza.