UN’INTERFACCIA CERVELLO-COMPUTER AIUTA I PAZIENTI CON SLA A COMUNICARE

Autori: Dott.ssa Isabella Anzuino & Dr. Antonino La Tona


La sclerosi laterale amiotrofica (SLA) è una malattia neurodegenerativa incurabile che in poco tempo danneggia gravemente i neuroni che controllano i muscoli volontari. È per questo che chi ne soffre perde l’uso degli arti, degli occhi e della bocca, e resta progressivamente prigioniero del proprio corpo.

A questa condizione di incomunicabilità era giunto un uomo di 34 anni, rimasto totalmente paralizzato a causa di una forma di SLA in rapida progressione.

Grazie a un sistema di elettrodi impiantati nel cervello e a un sistema di apprendimento automatico è riuscito a formulare parole e frasi con il pensiero.

Nel 2017 la famiglia si era rivolta a due ricercatori tedeschi che da anni studiavano le interazioni tra computer e cervello: l’idea era provare a cercare un metodo sperimentale in grado di ridare all’uomo la facoltà di comunicare.

I ricercatori hanno allora deciso di applicargli 64 elettrodi aghiformi di 3,2 mm quadrati nella superficie della corteccia motoria e di sfruttare un’interfaccia cervello-computer.

Il nuovo sistema di neurofeedback si basa sulla traduzione dei segnali neurali in azioni. L’uomo, infatti, ha dovuto imparare a generare un’attività cerebrale pensando di compiere diversi movimenti.
I segnali cerebrali vengono, quindi, registrati dai microelettrodi e successivamente decodificati in tempo reale attraverso un sistema di apprendimento automatico.
Il sistema trasforma questi segnali in “sì” o “no” con i quali l’uomo è in grado di scegliere, confermare o rifiutare lettere pronunciate ad alta voce da un programma di spelling.

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Il software

È stato utilizzato un software di nuova concezione e il paziente di origine tedesca, con Sla in fase avanzata e in una situazione tale da non riuscire neanche a muovere gli occhi, è riuscito ad interagire con i ricercatori e gli operatori sanitari, fino a poter scrivere addirittura il proprio nome e alcune frasi complete come: “Vorrei ascoltare l’album dei Tool ad alto volume”. Oppure: “Vorrei mangiare curry con patate poi zuppa alla bolognese e patate”.

Lo studio, pubblicato online il 22 marzo su Nature Communications, ha dimostrato per la prima volta che la comunicazione è possibile nei pazienti anche con malattia in stato avanzato. Anche se è presto per giungere a conclusioni, la ricerca offre una speranza per una migliore qualità della vita per le persone colpite da malattie come questa.

In questo modo l’uomo è riuscito a formare parole e frasi intere. E la prima richiesta è stata: «Voglio una birra».

Finora ci si è limitati a sistemi che utilizzano i movimenti degli occhi o di alcuni muscoli facciali: una volta che anche questi muscoli diventano inutilizzabili, il paziente perde qualsiasi possibilità di comunicare. «Che io sappia, il nostro è il primo studio che riesce a far comunicare qualcuno che è completamente paralizzato – commenta Jonas Zimmermann, uno degli autori – e per il quale l’interfaccia neurale resta l’ultima possibilità».

Il nuovo sistema di comunicazione oggi funziona ma non può ancora essere esportato al di fuori del laboratorio. Necessita di ulteriori modifiche e miglioramenti per poter diventare davvero fruibile in maniera massiva.
Questa innovazione tecnologica potrebbe dare una risposta alle persone con sindrome del Locked-In (o sindrome del chiavistello), una condizione nella quale il paziente è cosciente e sveglio, ma non può muoversi oppure comunicare a causa della completa paralisi di tutti i muscoli volontari del corpo.

Bibliografia:

Fonte: Chaudhary, U., Vlachos, I., Zimmermann, J.B. et al. Spelling interface using intracortical signals in a completely locked-in patient enabled via auditory neurofeedback training. Nat Commun 13, 1236 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-28859-8.

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Antonino La Tona