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La mano è lo strumento principale dell’uomo per agire nel mondo, comprese le dita che battono sulla tastiera o quelle che sfogliano una rivista o scorrono una pagina web. La perdita di una mano va quindi oltre la perdita della funzionalità e tocca anche la propria auto-rappresentazione. Una visualizzazione efficace di questo ci viene data dalle bellissime foto realizzate più di un secolo fa dal medico empolese Giuliano Vanghetti (1861-1940, pioniere mondiale delle protesi cinematiche): non solo il paziente grazie alla protesi è in grado di afferrare nuovamente gli oggetti ma con questo gesto riconquista fiducia in sé.
I team del Prof. Silvestro Micera e del Dr. Calogero Oddo all’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna lavorano da molti anni, nel contesto di collaborazioni nazionali ed europee, allo sviluppo di neuroprotesi per l’arto superiore. Il focus della ricerca non è tanto la costruzione della mano quanto la traduzione dal linguaggio neurale a quello della protesi nelle due direzioni: dal segnale nervoso al controllo della protesi e dai sensori della protesi agli impulsi nervosi. In altre parole: se il paziente vuole chiudere la mano, come facciamo a capirlo a chiudere la mano robotica? E se la mano robotica stringe un oggetto troppo forte e rischia di romperlo, come facciamo a dirlo al paziente di modo che allenti la presa?
Il modo per trasmettere le intenzioni di movimento del paziente alla mano robotica è ormai collaudato. Tramite dei sensori che si applicano sul moncone del braccio si registra l’attività elettrica dei muscoli residui. Si crea quindi un programma in grado capire la corrispondenza tra attività elettrica e il movimento desiderato: per esempio muscolo A attivo e muscolo B spento può voler dire chiudere la mano, e viceversa. Infine il programma diventa in grado di dare le istruzioni giuste alla mano in base al comportamento dei muscoli. I ricercatori tentano comunque nuove strade, ma questa sembra funzionare.
Trasmettere al paziente le sensazioni corrispondenti al tatto robotico è più complesso, ed è stata la vera sfida degli ultimi anni. Questo richiede in primo luogo un’operazione chirurgica che inserisca nei nervi del moncone del paziente un elettrodo in grado di stimolare i neuroni con piccole scosse elettriche. È vero che tutto quello che sentiamo, pensiamo, vediamo, ricordiamo e sogniamo, in una prospettiva neuroscientifica, altro non è che una serie di scosse elettriche, ma il problema è capire quali. Quali sono le scosse elettriche in grado di far sentire al paziente la sensazione di “morbido” o “duro”,  “liscio” o “ruvido”? Ingegneri, neurologi, fisici e biologi hanno lavorato per anni e alla fine sono riusciti a raggiungere alcuni importanti traguardi. Il primo è stato  trasmettere la sensazione della forza del contatto al paziente, che quindi era in grado di regolarla in base al contatto con un oggetto più o meno cedevole. Il secondo riuscire a trasmettere al paziente il livello di rugosità di una superficie. Ma siamo ancora al lavoro per rendere le sensazioni sempre più ricche e naturali.
Questa sensazione tattile è molto importante dal punto di vista funzionale – pensate a quando le mani sono insensibili per il freddo a come diventa difficile portare a termine azioni come abbottonarsi. Ma è importante anche perché grazie a questa sensazione il paziente sente la protesi veramente come parte del proprio corpo e non più come uno strumento esterno, per quanto utile.
Ricordiamo infine che questi progressi non sarebbero possibili senza i finanziamenti europei (Programmi Quadro FP7 e H2020) e quelli italiani (in particolare il Ministero della Salute e l’INAIL), senza la dedizione al proprio lavoro di studenti, ricercatori e professori e senza il tempo e la passione delle persone amputate di braccio che si offrono volontarie e per mesi si sottopongono a faticose sessioni sperimentali per sviluppare nuove protesi che siano utili a tutti.