Il cervello umano può accettare un terzo braccio robotico e imparare a controllarlo con il respiro, o meglio grazie ai movimenti che compie il diaframma durante la respirazione, senza che ciò ostacoli il controllo del resto del corpo.
Sono questi gli incredibili risultati dello studio che ha sfidato i limiti del nostro cervello, condotto tra Italia e Svizzera da un gruppo di ricercatori guidato dal Politecnico Federale svizzero di Losanna, con il contributo della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. Una scoperta che non solo ci svela di più su come funziona il sistema nervoso ma apre a innovazioni nel settore della riabilitazione.
Una nuova conoscenza del sistema nervoso
La ricerca, che è stata pubblicata sulla rivista Science Robotics, ha dimostrato infatti che il sistema nervoso di individui sani è quindi capace di accettare l’esistenza di un terzo braccio robotico e può imparare a muoverlo in maniera intuitiva.
“La motivazione principale di questo studio è la comprensione del sistema nervoso: se si sfida il cervello a fare qualcosa di completamente nuovo, si può imparare a capire se è in grado di farlo” spiega Silvestro Micera, docente della Sant’Anna del Politecnico di Losanna e coordinatore dello studio, che vede come prima autrice Giulia Dominijanni.
“Possiamo quindi trasferire queste conoscenze – prosegue Micera – per sviluppare, ad esempio, dispositivi di assistenza per persone con disabilità, o protocolli di riabilitazione dopo un ictus.”
Un successo per l’esperimento prima virtuale e poi reale
L’esperimento si è svolto prima in un ambiente virtuale: i partecipanti erano dotati di una cintura che misura il movimento del diaframma e di una cuffia per la realtà virtuale, che permetteva loro di visualizzare il terzo braccio davanti a sè, tra il destro ed il sinistro, dotato di una mano simmetrica a sei dita.
“Il controllo tramite diaframma del terzo braccio è in realtà molto intuitivo e chi ha partecipato alla sperimentazione ha imparato a controllare l’arto aggiuntivo molto rapidamente – spiega Giulia Dominijanni – inoltre la nostra strategia di controllo è intrinsecamente indipendente dagli arti biologici e non influisce sulla capacità dell’utente di controllare il proprio corpo”.
Il test è poi proseguito anche nel mondo reale, dove le persone hanno dimostrato di poter utilizzare una versione molto semplificata di un braccio robotico, costituito da un’asta che poteva essere allungata e accorciata: a ogni contrazione del diaframma corrispondeva un allungamento dell’asta robotica.
Potenziare le funzioni motorie
“Abbiamo dimostrato che il cervello umano può adattarsi a coordinare nuovi arti in tandem con quelli biologici – aggiunge Solaiman Shokur dell’Epf di Losanna, co-autore della ricerca – si tratta di acquisire nuove funzioni motorie e di potenziare quelle già esistenti di una persona, sia essa portatrice di qualche disabilità o no”.
Otre al diaframma i ricercatori hanno testato le potenzialità anche dei muscoli dell’orecchio: in questo approccio, gli utenti sono dotati di sensori auricolari e addestrati a utilizzare il movimento fine di questi muscoli per controllare lo spostamento di un mouse del computer. Una strategia che potrebbe un giorno aiutare a sviluppare protocolli riabilitativi per persone con deficit motori.
