Le scimmie controllano gli arti degli avatar grazie al pensiero

scimmie protesi

Recentemente è cresciuta la speranza nelle persone che hanno perso l'uso dei loro arti che i vari istituti di ricerca riescano a sviluppare protesi che possano essere controllate con il pensiero. Finora, tutti i sistemi hanno permesso agli utenti di controllare un solo braccio nel compiere molte delle attività giornaliere. Tuttavia, questo non è ancora abbastanza.

Ora gli scienziati della Duke University del North Carolina sono riusciti nel loro tentativo di permettere a due scimmie rhesus di controllare entrambe le braccia grazie ad avatar digitali animati. E tutto utilizzando nient'altro che la propria mente.

Un team guidato dal neurobiologo Miguel Nicolelis ha iniziato osservando l'attività di quasi 500 neuroni in entrambi gli emisferi cerebrali del cervello degli animali. Una delle scimmie ha poi imparato ad usare le proprie mani su di un joystick fisico, con l'obiettivo di muovere le braccia di una scimmia avatar sullo schermo di un computer. Ogni volta che l'avatar eseguiva con successo un compito specifico mediante un motore bimanuale, ossia mettendo le proprie mani su alcuni bersagli, la vera scimmia avrebbe ricevuto una ricompensa in succo di frutta.

La stessa scimmia è stata successivamente addestrata a controllare le braccia dell'avatar semplicemente muovendo le proprie e senza joystick. Quando i propri arti rispondevano al comando, ha imparato a lavorare mediante le braccia dell'avatar semplicemente pensando di muovere i propri arti. Un computer ha decodificato la sua attività neurale e l'ha trasferita nelle braccia dell'avatar.

La seconda scimmia, dal canto suo, dopo aver ripetutamente osservato i movimenti svolti dall'avatar, è stata indotta ad utilizzare nient'altro che il controllo del cervello per riuscire a far svolgere alle braccia lo stesso compito sotto comando.

L'esperimento si rivela particolarmente importante per le sue applicazioni in campo umano. Se la maggior parte degli utenti, infatti, non ha accesso alla tecnologia, non avrebbe neppure la possibilità di intraprendere un allenamento reale e fisico spingendo le braccia all'esecuzione dei movimenti.

Una volta che entrambe le scimmie sono riuscite ad afferrare o bloccare alcuni oggetti con il solo pensiero, si è notato che la plasticità nelle aree corticali del cervello era aumentata. Secondo gli scienziati, questo suggerisce che gli animali avevano recepito che le braccia sullo schermo altro non erano che la propria immagine corporea interna. In altre parole, hanno pensato ad esse come se fossero le proprie vere braccia.

Inoltre, si è scoperto che quando le scimmie eseguivano degli incarichi bimanuali, l'attività neurale associata è stata più della somma delle attività che accompagna i movimenti da sinistra e destra. Quando il lavoro è eseguito da entrambi gli arti e contemporaneamente, il compito è diverso e più complesso. Un fatto che potrebbe guidare allo sviluppo di protesi controllate dalla mente.

La ricerca è stata pubblicata sulla rivista Science Translational Medicine. Tutti i risultati saranno incorporati nello sviluppo di un nuovo progetto, ossia una collaborazione con il compito di sviluppare un esoscheletro controllato dal cervello.

Federica Vitale

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