Volare si Può, Sognare si Deve!

COLONNA DEL PARKINSON: INTERFACCIA CERVELLO – COMPUTER di Kai S. Paulus

tempio greco

(della serie Il Tempio Greco iniziata con LE SEI COLONNE DEL PARKINSON)

 

Ritornando alla riabilitazione delle persone affette da malattia di Parkinson (vedi COLONNA DEL PARKINSON: LA RIABILITAZIONE) dobbiamo aggiungere un’altra metodica, modernissima, che è quella che utilizza la tecnologia elettronica per superare le disabilità, e cioè quella dell’interfaccia cervello computer (brain computer interface, BCI).

L’idea è questa:

Tutti i nostri movimenti volontari vengono ideati nella corteccia del nostro cervello, e dopo un complicato processo di elaborazione e selezione del movimento desiderato, parte il commando nervoso che arriva in periferia fino al muscolo da azionare; così riusciamo a muovere la mano, fare un passo, parlare, ecc.

L’attività cerebrale è costituita da correnti bioelettriche che corrono lungo i neuroni di determinati circuiti neuronali deputati ad una certa azione. Queste attività si possono ‘leggere’.

Quando pensiamo una cosa, nel nostro cervello si attiva una precisa attività elettrica che si può registrare mediante un elettroencefalogramma, EEG, un elettrocorticografia, ECoG, oppure attraverso la registrazione dei potenziali evento-correlati, ERP, cioè l’attività cerebrale che si forma in previsione di un intento fisico oppure anche solo immaginario. Stiamo parlando di eventi elettrici che si verificano nell’arco di pochi millisecondi.

Negli anni ’90 e primi 2000 studiavamo in Clinica Neurologica queste metodiche, ancora rudimentali e puramente sperimentali, e le loro possibili applicazioni cliniche; eravamo l’unico gruppo in Sardegna; raggiungemmo ottimi risultati, ma i nostri professori non erano interessati e quindi dopo sette anni si chiusero le ricerche a Sassari. Ovviamente nel mondo si andò avanti, ed oggi si riescono a leggere i pensieri, nel vero senso delle parole.

Alcune pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali che ricordano un intenso periodo di tanto lavoro e incredibile entusiasmo

Attualmente si riesce a creare un collegamento tra il cervello e dispositivi elettronici e computer (BCI) in grado di superare l’interruzione causata, per esempio, da un ictus. L’ischemia ictale è causata da una zona cerebrale dove non giunge il sangue e quindi non funziona; alla lunga rimane una cicatrice che interrompe definitivamente il circuito colpito, e rimane come esito una disabilità. Per esempio, l’ictus ha reso plegico un braccio, e quindi, pur volendo non riusciamo a muovere il braccio; abbiamo l’idea, il desiderio, di muovere il braccio, ma il nostro organo esecutore, il muscolo, non risponde perché la linea, il nervo, è disturbato.

Tramite l’interfaccia possiamo mettere in collegamento il cervello con il braccio: la nostra idea di voler muovere il braccio adesso viene elaborata dal computer che aziona il muscolo; in questo modo saremo nuovamente in grado di muovere il braccio attivamente, volontariamente.

E la riabilitazione?

Sinora abbiamo solo ripristinato il collegamento tra centro e periferia. La riabilitazione avviene quando aggiungiamo un segnale di ritorno che ci informa se il nostro intento è andato a buon fine. Per esempio, vogliamo muovere il braccio, ma verosimilmente sbagliamo perché è difficile selezionare il movimento corretto tra migliaia di possibilità (selezione che normalmente viene effettuata dai nuclei della base). Allora un segnale di ritorno ci informa sull’esito della nostra azione e ci dà la possibilità di correggere ‘il tiro’.

Questo segnale di ritorno il chiama feedback, che applicato in medicina viene definito anche biofeedback, e nel nostro caso specifico, neurofeedback.

 

(prosegue con COLONNA DEL PARKINSON: INTERFACCIA CERVELLO – COMPUTER (2))

 

Fonti bibliografiche:

Behboodi A, Lee WA, Hinchberger VS, Damiano DL. Determining optimal mobile neurofeedback methods for motor neurorehabilitatione in children and adults with non-progressive neurological disorders: a scoping review. Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 2022; 19:104-127.

Chamola V, Vineet A, Nayyar A, Hossain E. Brain-Computer Interface-Based Humanoid Comtrol: a review. Sensors 2020, 20: 3620-3643.

Kashif M, Ahmad A, Mohseni Bandpei MA, Farooq M, Iram H, Fatima R. Systematic review of the application of virtual reality to improve balance, gait and motor function in patients with Parkinson’s disease. Medicine 2022, 101: 31-42.

Simon C, Bolton DAE, Kennedy NC, Soekadar SR, Ruddy KL. Challenges and Opportunities for the Future of Brain-Computer Interface in Neurorehabilitation. Frontiers in Neuroscience, 2021;15:

Wen D, Fan Y, Hsu SH, Xu J, Zhou Y, Tao J, Lan X, Li F. Combining brain-computer interface and virtual reality for rehabilitation in neurological diseases: a narrative review. Annals of Physical and Rehabilitation Medicine, 2020; 64: 101404.

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