Rompere un uovo è una sfida: applica troppa pressione e il guscio si frantuma, applica troppo poco e non si romperà. Per gli amputati, tali compiti che coinvolgono quantità di pressione "giuste" sono quasi impossibili a causa dell'incapacità del corpo di ricevere feedback dai dispositivi protesici. Ora, una nuova ricerca sta aiutando due uomini con amputazione a sentire la pressione tattile, una svolta che un giorno potrebbe cambiare il modo in cui i dispositivi protesici lavorano con il corpo.
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Lo studio, pubblicato oggi sulla rivista Science Translational Medicine, descrive in dettaglio un nuovo tipo di braccio protesico che integra gli elettrodi sensibili al tocco nel sistema nervoso del corpo. I ricercatori hanno utilizzato il dispositivo per saperne di più su come il sistema nervoso trasmette informazioni sull'intensità tattile - l'intensità del tocco - al corpo.
Due uomini con amputazione erano equipaggiati con il sistema protesico, che include sensori di pressione sulla mano protesica e uno stimolatore che trasmette le informazioni sulla pressione ai polsini degli elettrodi impiantati attorno a tre serie di nervi che controllano il movimento della mano. Quando gli uomini usano le loro mani protesiche, inviano impulsi elettrici con informazioni sulla pressione direttamente a quei nervi che controllano la mano, che a loro volta stimolano il cervello. Il cervello quindi interpreta le informazioni sull'intensità inviate dagli elettrodi.
Durante una serie di test, i ricercatori hanno scoperto che i loro soggetti possono differenziare 20 livelli di intensità tattile. Non solo sono stati in grado di distinguere livelli di intensità simili, ma sono stati anche in grado di valutare l'intensità del tocco e confrontarla e persino abbinarla alla stessa intensità sulla mano non protesica.
Dato che gli uomini non hanno le fibre nervose nella loro protesi, questi risultati sono molto importanti. Ma ancora più importante, i ricercatori hanno usato le loro osservazioni per determinare come funzionano effettivamente le risposte neurali al tocco.
Questi esperimenti suggeriscono che quando si tratta di neuroni attivati dal tocco, sia la frequenza di sparo che il numero attivato forniscono informazioni su ciò che sta accadendo. Tali informazioni aprono potenziali modi in cui le future protesi potrebbero incorporare meglio le informazioni tattili, che sarebbe un colpo di stato per gli amputati.
"Quando perdi il senso del tatto, devi utilizzare uno degli altri sensi per stabilire una connessione con l'oggetto che stai raccogliendo", Jared Howell, direttore di ortopedia e protesi presso il Baylor College of Medicine, che non era coinvolto lo studio, dice a Smithsonian.com.
Howell, che lavora con gli amputati nella sua pratica clinica e dirige la ricerca per creare protesi migliori, afferma che gli amputati sono costretti a fare affidamento sulla vista anziché sul contatto, il che impedisce loro di partecipare pienamente ad altre attività che richiedono il loro senso della vista. "In realtà perdono un livello di indipendenza e un livello di funzione che altrimenti avrebbero", dice.
In futuro, i ricercatori sperano di utilizzare il loro lavoro come base per la ricerca che potrebbe rendere possibili protesi migliori o addirittura consentire ai robot di trasmettere informazioni tattili agli esseri umani. Ma per ora, le protesi sperimentali stanno permettendo a due uomini di svolgere complessi lavori al tornio, portare a spasso i cani e sì, rompere le uova - compiti che una volta sembravano insormontabili con protesi relativamente grezze e non neurali.
"Non ripristineremo mai la vera funzione finché non riusciremo a far interagire il cervello con il sistema protesico", afferma Howell. La ricerca appena annunciata potrebbe essere un passo fondamentale su quella strada, cioè se questa tecnologia alla fine sarà accessibile a più di due persone.
Nel frattempo, i ricercatori continueranno a decifrare il codice su come il corpo interagisce con il suo senso del tatto, un neurone (e un uovo) alla volta.
