Il Tirreno

Metti un elettrodo che sembra un capello in un braccio amputato che pare morto. Il frutto di venti anni di studi, decine di ricercatori, due milioni di finanziamenti in 5 anni. A Pisa succede che si arrivi a una certezza. Quella di aver trovato la strada che porterà in un futuro non troppo lontano alla mano cibernetica, alla possibilità per tutti gli amputati di muovere le protesi con la sola forza del pensiero, così com'era con l'arto naturale.

La tecnologia è già qua, testata con successo dai ricercatori del Sant'Anna che oggi la presentano al mondo intero. La mano anche. Per il momento è fatta di cavi, sensori e fibra di carbonio, pesa due chili e mezzo, non si può attaccare al braccio, ma una nuova di 600 grammi appena è già pronta. Ora che gli impulsi celebrali sono stati registrati e classificati dai ricercatori, ora che la mano robotica si è mossa - seppure a distanza - solo perché il paziente pensava di farlo, per la medicina, la bioingegneria, la meccanica e l'informatica applicata si apre una nuova era. Si tratterà di lavorare sulle componenti: trovare elettrodi maggiormente compatibili e duraturi, protesi più leggere e sensibili. Ma con la scoperta del team pisano e dei colleghi del Campus biomedico di Roma il traguardo fondamentale è segnato: sono riusciti a isolare gli impulsi celebrali che comandano il movimento e li hanno collegati alla macchina. La macchina - che solo macchina non è - ha risposto. Proprio come fanno i muscoli con gli stimoli che attraverso il sistema nervoso periferico gli arrivano dal cervello.

Con orgoglio l'equipe presenta al mondo intero le sue scoperte, ora pubblicate su una rivista scientifica. Si parla di mano biomeccatronica, di braccio bionico, di studi sui quali da tempo è impegnata anche la difesa americana per ridare una vita quanto più completa soprattutto ai reduci delle guerre. L'idea di partenza è la stessa: sviluppare interfacce neurali per il controllo di protesi di mano. Ossia realizzare, attraverso sottilissimi elettrodi impiantati nei nervi periferici del braccio di un amputato, un collegamento bidirezionale tra il cervello e la mano artificiale che permetta, da una parte, all'uomo di inviare comandi motori alla mano e, dall'altra, ai sensori integrati nelle dita artificiali di trasferire stimoli percettivi direttamente al cervello..

Tutto è cominciato nel novembre del 2008. Quando dal Brasile è arrivato Pierpaolo Petruzzello, 26 anni italobrasilano. Due anni e mezzo prima, in un incidente stradale provocato da un ubriaco alla guida, ha perso mano e parte dell'avambraccio sinistro. Dopo gli esami di rito, è diventato il paziente ideale per la sperimentazione. Nel moncone del braccio gli sono stati impiantati quattro elettrodi in tungsteno, sottili e fragili come capelli, che sono stati poi collegati attraverso 32 cavi alla macchina per la registrazione degli stimoli sensoriali capace, allo stesso tempo, di attivare una stimolazione opposta. Gli impulsi sono stati trasmessi al prototipo di mano biomeccatronica realizzato nei laboratori Arts Lab del Sant'Anna. A Pisa, sulla mano bionica, lavorano dal '90.

La CyberHand, che ancora sembra più un pezzo di robot, ha reagito agli impulsi celebrali del paziente. Pierpaolo per 24 giorni si è sottoposto alla fase di traning e ha imparato, prima a sentire un arto dimenticato, poi a comandare la mano a distanza. I ricercatori gli dicevano: "Chiudi il pugno", e l'ammasso di acciaio e cavi, costruita come un arto vero, con tre falangi mobili e un motore per il movimento di opposizione, reagiva. "Chiudi pollice e indice". "Muovi il mignolo". "Certo - dice Pierpaolo - quando senti che hai di nuovo una mano e un avambraccio è tutto più facile. Vedere i ricercatori esultare ti fa capire come ne valga la pena. Vedi che stai aiutando te ma anche gli altri. I ragazzi sono in gamba, stanno facendo un lavoro straordinario, serio, che sicuramente aiuterà tanta tanta gente". Vederli esultare - ha detto Pierpaolo - è stato in quel momento capivi quanto di importante stavano facendo per te e per tantissime persone nel mondo".

La sperimentazione svolta a fine 2008 presso il Policlinico Universitario Campus Bio-Medico è l'atto conclusivo di una serie di ricerche, avviate nel 2003 nell'ambito del programma Neurobotics (fusione delle parole Neuroscience e Robotics), finanziato dalla Commissione Europea. Il progetto è stato coordinato dal Gruppo di Bioingegneria della Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa e la fase finale dello studio è stata sostenuta dal ministero per l'Istruzione, l'Università e la Ricerca. La stima complessiva degli investimenti sul progetto LifeHand è di circa due milioni di euro negli ultimi cinque anni. Fondi arrivati da una serie di programmi di ricerca finanziati dall'Ue, dal Miur e dall'Inail.

Alla messa a punto del protocollo sperimentale LifeHand hanno partecipato: la Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa, che ha progettato e realizzato la mano biomimetica e gli algoritmi di comunicazione con il sistema nervoso del paziente; l'Università Campus Bio-Medico di Roma - Unità operative di Neurologia, Ortopedia, Anestesia e Rianimazione, laboratorio di Robotica Biomedica e Biomicrosistemi - che ha avuto la responsabilità della sperimentazione clinica; l'Ibmt Institute Fraunhofer Gesellschaft, che ha progettato e prodotto gli elettrodi; l'università autonoma di Barcellona, presso cui ha avuto luogo la sperimentazione degli elettrodi tf-Life sugli animali.